燃烧原理与设备4

,燃烧原理与设备,CombustionPrincipleandEquipment,第四篇燃烧方法与燃烧装置,概述,燃烧装置：用来实现燃料燃烧过程的装置。在炉膛中合理组织燃料的燃烧过程，以保证炉子的工作合乎工艺、技术和经济的要求气体燃料的燃烧：三阶段气体燃料的燃烧方法:（1）有焰燃烧法（2）无焰燃烧法（3）半无焰燃烧法有焰燃烧的特点：无焰燃烧的特点：,第二节有焰燃烧,煤气和空气的混合条件的改善：（1）多股细流（2）空气和煤气成角度相遇（3）旋流装置有焰烧嘴的种类：（1）按煤气发热量分类；（2）按烧嘴燃烧能力分类；（3）按火焰长度分类；（4）按火焰长度的可调性分类；（5）按混合方法分类；（6）按混合地点分类；（7）按煤气与空气配比的调节方法分类；（8）按流股的形状分类；（9）按空气与煤气的预热情况分类；（10）按燃料的使用范围分类,主要有焰烧嘴介绍,主要有焰烧嘴介绍,2、低压涡流式烧嘴,热负荷大，放热集中；燃烧迅速、火焰短；有回火的可能空气和煤气混合好，火焰短，设计煤气压力800Pa，空气压力2000Pa;适合清洁的发生炉煤气，混合煤气和焦炉煤气，以及天然气。,主要有焰烧嘴介绍,低压涡流烧嘴的燃烧能力P152表13-1下列情况燃烧能力要修正：（1）煤气压力变化（2）煤气或空气预热,主要有焰烧嘴介绍,空气和煤气混合好火焰很短，为出口直径的68倍。适合发热量在5435-8400kJ/m3的发生炉煤气和混合煤气，燃烧能力见表13-3,3、扁缝涡流式烧嘴,主要有焰烧嘴介绍,适合清洗过的发生炉煤气、混合煤气3800-92000kJ/m3煤气和空气压力约为20004000Pa出口速度控制在1020m/s。,4、环缝涡流式烧嘴,主要有焰烧嘴介绍,5、火焰长度可调式烧嘴工作原理是改变煤气与空气的混合。6、烧脏煤气的烧嘴防止煤气喷口堵塞，断面较大7、天然气烧嘴空气需要量大，要求混合好,主要有焰烧嘴介绍,8、平焰烧嘴,圆盘形火焰，强化辐射换热，改善加热质量，提高生产率和降低燃料消耗。,SPM平焰燃烧器,主要有焰烧嘴介绍,9、高速烧嘴,主要有焰烧嘴介绍,10、自身预热式烧嘴11、蓄热式烧嘴12、油-气两用烧嘴,主要有焰烧嘴介绍,低氮氧化物燃烧,燃烧器,低NOx燃烧器,废气循环式燃烧器,燃烧器,燃烧器,燃烧器,燃烧器,有焰烧嘴的计算,定型的烧嘴可以根据其使用性能和尺寸选用现成的产品，但在下列两种情况下，要通过计算来确定烧嘴的尺寸和性能。（1）设计新烧嘴在设计新烧嘴前，需要知道的参数有：煤气热值；煤气工作压力；烧嘴燃烧能力。计算内容有：煤气喷口、空气喷口和混合气体喷口尺寸；烧嘴前空气压力,有焰烧嘴的计算,（2）验算旧烧嘴主要内容有：根据已知烧嘴尺寸和煤气压力计算烧嘴燃烧能力；根据已知的烧嘴尺寸和所需燃烧能力计算应有的煤气和空气压力有焰烧嘴计算表见P165表13-5在进行烧嘴计算时，所需煤气压力和空气压力，必须根据烧嘴的最大负荷来确定，并保留1520%的后备压力，烧嘴的最大负荷一般取为正常燃烧能力的2.5倍。,第三节无焰燃烧,一、喷射式无焰燃烧的特点燃气为喷射介质，空气为被喷射介质（少数情况下也以空气为喷射介质），二者通过喷射器达到均匀混合。烧嘴结构煤气喷口空气调节器空气吸入口混合管扩压管喷头燃烧坑道,引射式烧嘴优点,1.吸入的空气量随煤气量的变化自动按比例改变，因此喷射系数（空气过剩系数）能自动保持恒定，具有自调性；2.混合装置简单可靠，煤气空气在混合管内即达到均匀混合，只要给予2-5%的过剩空气就可以保证完全燃烧；3.燃烧速度快；4.不需要风机，管路设置也较简单，因此烧嘴的调节和自动控制系统都比有焰烧嘴简单。,引射式烧嘴缺点,1.大型喷射式烧嘴外形尺寸大，占地大，安装操作不便；2.需要较高的煤气压力（10000Pa以上），煤气系统阻力消耗大；3.空气和煤气的预热温度受到限制；4.烧嘴负荷调节比小，即燃烧能力不如有焰烧嘴；5.对煤气发热量、预热温度、炉压等波动非常敏感；烧嘴的喷射比（自调性）在实际情况偏离设计条件时便不能保持。,引射器工作原理,引射器工作原理,克服流动阻力克服热阻获得所要求的流出速度,h4的大小决定了混合气体从头部火孔的喷射速度，是引射式大气燃烧器的重要设计参数。h4消耗于三个方面：,引射器工作原理,流动阻力,火孔阻力系数,混气密度,火孔出口气流速度,火孔流量系数,引射器工作原理,热阻,温升,流出动能,引射器工作原理,燃烧器头部的能量损失系数民用燃烧器K1=2.72.9,引射器组成与结构参数,燃料喷嘴、吸气收缩管、混合管和扩压管。,引射器一般由四部分组成:,喷嘴,流量系数=0.70.78,喷孔直径:12.5mm,长径比=12,锥角=90120,引射器组成与结构参数,吸气收缩管,圆锥形,进口面积与出口面积之比一般为46,一次空气的进风面积一般为燃烧器火孔总面积的1.252.25倍，吸入风速不超过1.5m/s,引射器组成与结构参数,混合管,使燃料与空气进行充分的混合，并使混合气体在其出口处达到速度、温度和浓度的均匀分布。通常采用圆柱形混合管，根据经验，其长度为,将混合气体的动能转变为压力能，以便获得流过火孔所需的压力头。经验表明，最有利的扩张角为68，出口面积与进口面积之比为23。,扩压管,引射式大气燃烧器的特点及应用范围,引射式大气燃烧器有下列特点：,和扩散式燃烧器相比，引射式大气燃烧器的火焰温度比较高，火焰短，火力强，燃烧比较安全，烟气中含量较少；但结构复杂，燃烧稳定性较差。,与鼓风式燃烧器相比，引射式大气燃烧器不必鼓风，投资少，不耗电；但热负荷不宜太大，否则结构相当笨重。,和火道式无焰燃烧器相比，引射式大气燃烧器热负荷调节范围宽广，可燃烧低压煤气；但热强度较低。,一次空气过量系数基本上不随煤气压力而变化。因此，这类燃烧器具有可贵的自动调节性能。,燃烧器,燃烧器,燃烧器,燃烧器,第四节其它煤气烧嘴,半喷射式天然气烧嘴大气式煤气烧嘴辐射墙式无焰烧嘴管群式燃烧器周边供气蜗壳式燃烧器平流式燃烧器燃气内燃机供气方式燃气轮机的燃气喷嘴,燃气炉具的燃烧方式分为：扩散燃烧、大气式燃烧、部分预混式燃烧、鼓风式燃烧。在我们现在的灶具产品上通常采用的燃烧方式为大气式燃烧。大气式燃烧器的主要特点是燃气在着火前已与一次空气混合，而一次空气的供给是靠燃气引射四周空气实现的。所以，大气式燃烧器又称大气引射式燃烧器，这种燃烧过程的组织方式称大气燃烧或局部预混燃烧。大气式燃烧器的主要优点是燃烧工况易于调节，燃烧充分、温度较高、一次空气供给靠燃气射流卷吸四周空气，不需要外部动力，因而结构简单，制作方便，在燃气灶具上应用广泛。,第四节其它煤气烧嘴,练习一,设计低压涡流烧嘴，使用煤气成分为（%）：CO9.1，H257.3，CH426.0，C2H42.5，CO23.0，O20.5，N21.6，煤气温度t煤=20，烧嘴正常燃烧能力为50m3/h，空气消耗系数n=1.1，烧嘴前煤气压力P煤=800Pa，空气温度t空=20。,第十四章液体燃料的燃烧,第一节燃料油的燃烧过程,轻质液体燃料的气化过程是一个纯物理过程，而重质液体燃料的气化，还要经历化学裂解过程，裂解成轻质可燃气化物和碳质残渣，所以液体燃料可分为易于蒸发和难于蒸发两类。例如汽车发动机燃用的汽油，在其引入燃烧室之前，先在汽化器中雾化蒸发并与空气混合形成均匀可燃混合气，然后送入发动机中燃烧，因此这种可燃混合气的燃烧就如均匀预混气体燃烧一样。,第一节燃料油的燃烧过程,对于较难蒸发的燃油在燃烧过程中边蒸发边燃烧，液体燃料在其表面产生一层蒸气，蒸气与空气混合加热着火燃烧，形成火焰，液面从火焰中吸收热量，促使蒸发大大加速，直到建立稳定状态：燃料的燃烧速度和蒸发速度相等，在这个过程中，燃烧速度取决于液体从其表面蒸发的速度。见P126图11-7油粒燃烧示意图油粒完全烧掉所需时间与油粒半径的平方成正比；周围介质的温度越高，越有利于加速油的燃烧。,第一节燃料油的燃烧过程,第一节液体燃料燃烧过程,液体燃料燃烧系统,1、供油系统2、供气系统3、燃烧系统,第一节液体燃料燃烧过程,液体燃料燃烧特点,1、扩散燃烧2、非均相燃烧,液体燃料燃烧过程,1、雾化2、蒸发3、热解和裂化4、混合5、燃烧,练习一,设计低压涡流烧嘴，使用煤气成分为（%）：CO9.1，H257.3，CH426.0，C2H42.5，CO23.0，O20.5，N21.6，煤气温度t煤=20，烧嘴正常燃烧能力为50m3/h，空气消耗系数n=1.1，烧嘴前煤气压力P煤=800Pa，空气温度t空=20。,第二节油的雾化,燃油雾化现象,第二节油的雾化,燃油雾化现象,第二节油的雾化,构成液体燃料射流破碎的雾化过程主要有：1）射流在长度和宽度上发展2）射流由于碰撞和摩擦而破裂3）表面张力所引起的破裂4）在射流内部所产生的湍流运动所引起的破裂5）液滴由于碰撞而聚合和破裂,第二节油的雾化,我们分析油滴在气体介质中飞行时受到的力，可分为：（见P192193）1、外力，是由油压形成的向前推进力、气体的阻力，油滴本身的重力作用组成。其作用是使油滴变形。2、内力，是由内摩擦力（宏观表现为粘性）和表面张力。其作用是使油滴维持原状。当内力和外力达到平衡时雾化过程终止。,第二节油的雾化,可以看出提高雾化品质的方法有：（1）要求燃油具有一定的喷射压力，压力越高雾化越细；（2）要求燃油具有较小的粘度和表面张力。提高油温，可降低燃油的粘度和表面张力，燃油预热是在使用粘度较大重质燃油时提高雾化质量的必要措施。（3）要有一定的气体阻力，提高油滴相对空气的运动速度。,雾化质量的评定,1、雾化角：雾化锥的张角。重要参数。,雾化质量的评定,2、雾化细度雾化后产生的油滴的大小。由于雾化后液滴的大小极不均匀，最大和最小相差50100倍，我们只能用液滴的平均直径表示液滴的颗粒细度。油粒的直径分布：质量中间直径d50或dm：大于和小于直径d50的颗粒质量各占50%。索太尔平均直径d32或dSMD：,雾化质量的评定,3、雾化均匀度表示雾化后油滴粒径的分布。目前使用较多的是Rossin-Rammler关系式：式中：R：尺寸大于di的油滴占全部油滴质量的百分数：尺寸常数n：均匀性指数,雾化质量的评定,雾化质量的评定,4、流量密度分布：指在单位时间内通过以燃料喷射方向相垂直的单位截面上燃油质量（容积）沿半径的分布规律。重要指标，决定与空气的混合（见P190图14-7）5、喷雾炬长度油雾射程（不能等同于火焰长度）假设：喷雾炬是具有半球形推进锋面的锥形喷雾；喷雾炬是固定不变的；在喷射期间，喷射压力和液体在喷口处的速度不变。,雾化质量的评定,第二节油的雾化,雾化方式按照用于破碎液体射流的一次能源的不同划分：1）附加介质能量使油雾化（空气、蒸汽、煤气或燃烧产物）高压雾化100kPa以上中压雾化10-100kPa低压雾化3-10kPa2）油压式（或机械式）雾化,第三节燃油烧嘴,一、重油烧嘴基本要求二、重油烧嘴分类,第三节燃油烧嘴,1、离心式机械雾化器的设计计算（1）雾化器出口截面上切向速度分布,第三节燃油烧嘴,假设：燃油无粘性，看作理想流体；在雾化器内流动时无摩擦损耗，且与外界无热交换。雾化器进出口两截面的伯努力方程为：,第三节燃油烧嘴,根据无摩擦损耗的理想流体动量矩守恒可知：分析方程，当r0，如果2截面充满流体，wt，则P2-，不可能，P2只能降到周围介质的压力P0，如果低于P0，周围气体会挤入喷口中心部位流体的位置，形成半径为ra的空气旋涡，其压力为P0。燃油是从空气旋涡和喷口内圆之环状截面喷出，这是离心式机械喷嘴的一个主要工作特点。,第三节燃油烧嘴,喷口有效截面系数：rcra，wt逐渐增大，取平均：,第三节燃油烧嘴,（2）雾化器出口截面轴向速度分布在喷口截面取一宽度为dr的微元圆环，其内外两侧单位面积上压力差dp由离心力产生：另对伯努力方程求导：,第三节燃油烧嘴,第三节燃油烧嘴,（3）喷油量计算由于喷口截面任一半径处燃油轴向速度为定值，对于已知结构特性的雾化器的喷油量：式中和wa为未知量，利用进出口伯努利方程,第三节燃油烧嘴,第三节燃油烧嘴,第三节燃油烧嘴,：流量系数A：雾化器的几何特性参数对一定结构尺寸的雾化器，A为一确定值；是的函数，为未知数。,第三节燃油烧嘴,当取某一值时，最大，在给定喷油压差和结构尺寸条件下，喷油量也为最大值，也就是最大流量工作状态。最大流量工作状态最稳定，过大或过小的值都会使流量不稳定，而有自动恢复到稳定状态的趋势。这就是最大流量原理。此时：稳定流动状态下，、可由A确定,第三节燃油烧嘴,（4）雾化角的确定引入平均雾化角的概念：按喷口截面平均半径处的切向分速计算雾化角。式中wtm为半径rm=(rc+ra)/2处切向分速。,第三节燃油烧嘴,第三节燃油烧嘴,（5）考虑到燃油的粘性的影响，实际喷油量和雾化角比理论计算值要小。工程设计中，一般是在雾化器设计制造完成后，实验测定、和其它特性，对理论计算校正。,第三节燃油烧嘴,2、可调离心式机械雾化器P203离心式机械雾化器有很多优点：(1)在一般压力下可得到足够好的雾化质量；(2)消耗能量少，运行经济性较高；(3)系统结构简单，噪音小，操作检修方便；(4)易实现燃烧自动控制。但在运行中也存在一些问题：主要是在低负荷时由于油压下降而导致雾化恶化和负荷的调节受到限制。,第三节燃油烧嘴,第三节燃油烧嘴,3、气体介质雾化喷嘴又称为二流体喷头，就是用第二种流体使油雾化，作为第二流体，是在压缩时能够储备大量能量的气体，如空气、蒸汽或其他压缩性气体。（1）分类如果两种流体在喷头内混合的称作内混型，与此相反，称作外混型；根据气液汇合时液体的形态，可以分为液柱雾化式和液膜雾化式；根据雾化剂的压力大小，又可分为低压和高压，低压喷嘴雾化剂流量大，高压比较少。,第三节燃油烧嘴,（2）流动特性外混型流动特性比较简单，液体油的喷出时压力和流量的关系：雾化气体必须作为可压缩性流体对待，喷出速度：,第三节燃油烧嘴,内混型射流没有理论方面的研究，不过可以这样认为，液体燃料的容积和雾化用气体相比，其容积可以忽略不计，密度表示为：机械气动混合型喷嘴：混合型喷嘴液体燃料首先被机械压力雾化，然后再被空气或蒸汽射流雾化。,第三节燃油烧嘴,4、旋转型喷雾器是把液体供给旋转体，借助于离心力或周围空气形成的空气动力使液体雾化的装置。它可以得到比较均匀的液滴，不会产生喷嘴那样的磨损和堵塞，而且不需要高压泵等设备。（1）种类旋转型喷雾器大体可以分为旋转体型和旋转喷口型旋转体型按旋转体的形状可分为转板型和转杯型,第三节燃油烧嘴,（2）流动特性以简单的转板型为例：,第三节燃油烧嘴,实验表明，液体不一定扩展为均匀的液膜，当液量很少以及粘度非常小的情况下，液体在转板上呈现为许多根丝状流动。若要得到微细雾滴，其运转条件是一定要使转板边缘形成液膜而不能形成丝状。（3）雾化特性通过旋转体使液体雾化有两种作用：由界面空气阻力所支配的速度雾化和由离心力所支配的离心力雾化。它们都因旋转速度而不同。,第三节燃油烧嘴,喷雾粒径：dm平均粒径cm角速度弧度/s表面张力达因/cmD旋转体直径cmK=4.5由于空气流动引起的分裂现象和液体粘性等复杂因素的影响，具体烧嘴特性以实验测定为准。,第三节燃油烧嘴,4、油烧嘴的计算计算需要的已知条件是：1）烧嘴的燃烧能力；2）油温、油压、油的密度；3）雾化剂的种类、温度、压力和密度。计算的主要尺寸是：1）重油导管的直径D；2）雾化剂导管的直径Dw；3）油喷口的断面积Ay或直径dy；4）雾化剂喷口的断面积Aw或直径dw。,第四节油的蒸发,油的蒸发可分为低温蒸发和高温蒸发。1、低温蒸发（1）静止状态，扩散方程式得质量蒸发率为：Langmuir方程式，计算静止环境中液滴蒸发率。液滴直径大于20m上式和实验相符。,第四节油的蒸发,（2）在对流气体中等温蒸发引起直径平方的变化和蒸发时间成正比（直径平方直线规律）,第四节油的蒸发,2、高温蒸发在喷雾火焰中蒸发过程是在高温条件下进行的，这时蒸发不仅被分子扩散控制，而且还决定于液滴表面和周围介质的温差，高温蒸发过程十分复杂。不过我们可以应用公式：在相对运动下，k1变为k1,第四节油的蒸发,3、整体蒸发4、油雾燃烧P141P143图12-16和图12-175、其他油燃烧技术,第五节燃油碳黑,燃烧液体燃料，极容易产生碳黑，从能源的角度看是一种能源浪费，同时还会产生对大气、土壤产生污染，对人的身体健康造成损害。1、种类生成的碳黑一般认为有以下两种形态：1）是由于炉内高温部位以及油滴周围的传热，燃料油蒸发时，在低于蒸发温度的条件下分解而形成的碳黑，称为残碳型碳黑；2）是已经蒸发的燃料气，在空气不足的状态下升至高温，由气相分解而形成的碳黑，称为气相析出型碳黑。,第五节燃油碳黑,2、碳黑特性（1）残碳型碳黑，直径为10300微米，近似球状，空隙率大于96%；（2）气相析出型碳黑非常细小，近似球状，0.020.05微米，这种粒子连接成带，相互交织，形成棉状碳黑，空隙率达98%以上。（3）化学组成一般认为是碳元素，实际上是由多种成分组成，例如燃烧重油从烟囱排出的碳黑成雪片状，分析其成分：C：2050%、H：1/，此时燃烧速度决定于化学反应速度，固体表面的氧气浓度近似等于C；2）扩散区，温度很高，K很大1/K1/，此时燃烧速度决定于物质扩散速度，固体表面的氧气浓度几乎为零；3）过渡区，K和大小差不多，只能采用原式。,第一节碳的燃烧化学动力学,2、碳的燃烧化学反应分析碳的燃烧，可以作为焦碳燃烧的理想物理模型。碳和氧相遇首先发生的化学反应是：4C+3O22CO+2CO2或3C+2O22CO+CO2产生的CO和CO2可能和C和O2发生二次反应：气化反应C+CO22CO气相氧化反应2CO+O22CO2,第一节碳的燃烧化学动力学,普遍接受的观点碳的反应具体可分为：1）石墨晶格的吸附2）碳和氧的反应a、低于1300b、高于16003）C和CO2的反应,第一节碳的燃烧化学动力学,研究碳的氧化反应和气化反应速度是热能燃烧技术非常感兴趣的一个问题。如果不考虑O2和CO2的浓度的影响，比较两个反应的速度常数lnK1/T。,第一节碳的燃烧化学动力学,3、碳粒燃烧速度与燃尽时间1）最早对碳粒燃烧速度和燃尽时间计算的是Nusselt，假设：a、燃烧反应处于扩散区，表面氧浓Cb=0；b、碳球表面的化学反应是C+O2CO2c、碳粒和周围气体无相对运动Re=0d、碳球周围气体浓度分布均匀，传质努谢尔特数,第一节碳的燃烧化学动力学,得到：称为碳球燃烧的直径平方直线规律。碳球的燃尽时间：,第一节碳的燃烧化学动力学,2）实际上碳球的燃烧反应是多个反应在不同温度下的多种组合。,第二节煤粒的燃烧过程,天然煤粒的燃烧过程比碳粒的燃烧过程复杂得多。水分、挥发分、灰分和固定碳煤粒的燃烧过程：首先被预热干燥，蒸发出水分；然后析出挥发分，足够高的温度下与周围的氧作用，在煤粒周围燃烧，形成光亮火焰；挥发物析出和燃尽后，煤焦足够热，可以和扩散进来的氧进行燃烧反应，挥发物的可见火焰渐渐被煤焦的无焰燃烧代替。,第二节煤粒的燃烧过程,2、煤的燃烧特性现代的研究工作，在煤的各种特性中寻找能预测燃烧过程的方法，或开发新颖的实验技术找到一些煤的特性可预测燃烧过程，这种特性称为煤的燃烧特性。Vr可燃基挥发分产率是影响煤燃烧过程的第一重要特性；Ag干燥基灰分；灰软化温度T2，煤块岩相成分，比表面积Sn，煤内部空隙率等等,第二节煤粒的燃烧过程,测定燃烧特性的实验技术如：1）着火温度的测定煤粉空气混合物喷入已维持于某恒定温度的电炉，能使煤粉着火温度的最小值即为着火温度。2）热天平是一种可以在煤燃烧过程中连续取得失重，差热，甚至热量扫描等多种信息的仪器。热失重分析差热分析,第三节固体燃料的层状燃烧,层状燃烧的特征是把燃料放在炉篦上，空气通过炉篦下方炉篦孔穿过燃料层并与燃料进行燃烧反应，生成高温燃烧产物离开燃烧层进入炉膛。,第三节固体燃料的层状燃烧,层状燃烧的优缺点：燃烧过程稳定；燃烧强度低。1、影响层状固体燃料燃烧的一些因素：1）燃料块或颗粒的大小以及他们在燃料层中的位置2）穿过燃料层的气流结构和成分3）空气和烟气在燃料颗粒之间的流动条件,第三节固体燃料的层状燃烧,4）空气流的初始温度5）空气或烟气停留在燃料块间的时间6）燃料层中氧化反应区和还原反应区的结构7）燃烧过程中的传热和传质8）燃料各成分的物理化学性质9）固体燃料中的不同矿物成分,第三节固体燃料的层状燃烧,2、常见的几种层状燃烧室1）人工加煤燃烧室2）绞煤机3）抛煤机4）振动炉排5）往复炉排6）链式炉排,第四节粉煤燃烧法,1、粉煤燃烧法是将煤磨细到一定细度（2070微米），用空气喷到炉内，使其在悬浮状态下完成燃烧过程，形成象气体燃料那样具有明显轮廓的火炬，所以又称为煤粉的火炬燃烧。（P144，P224）用来输送煤粉的空气叫一次空气，一般占全部助燃空气量的1520%，其余的空气叫二次空气，沿另外的管道单独送到炉内。,第四节粉煤燃烧法,粉煤燃烧的优点：1）最大优点是可以大量使用劣质煤，可以掺入部分无烟煤和焦煤屑；2）燃烧速度快，完全燃烧程度高。炉温可以很高；3）二次空气可以预热到较高温度，有利于回收余热和节约燃料；4）炉温容易调节可以实现自动控制；5）减低体力劳动强度，改善劳动条件。,第四节粉煤燃烧法,2、煤粉的主要特征之一是它的细度，一般用筛分法求得，用筛余量来R%表示：筛号80#目数200目粒径75可磨性系数K磨,第四节粉煤燃烧法,3、煤粉气流的流动与分配自由沉降速度水平管段垂直管段拐弯处,第四节粉煤燃烧法,煤粉的燃烧速度比气体燃料和空气的可燃预混气体的燃烧速度低得多，火焰锋面也厚得多，焰锋内的温度梯度相当小，火焰锋面向新鲜的煤粉和一次空气的混合物的导热很小1）在平面火焰的研究表明，辐射引起的火焰传播速度一般为0.11.0m/s。同时火焰传播速度还受到成分（煤粉浓度）和煤粉细度等因素的显著影响。,4、煤粉气流的着火过程,第四节粉煤燃烧法,出现最大火焰传播速度时混合物中煤粉的浓度远大于化学计量的对应值，按挥发分计算的空气消耗系数略小于1。煤粉越细，火焰传播速度越大。掺入氧气火焰传播速度增大，掺入惰性物质，火焰传播速度减小。2）实际煤粉与一次空气以射流的形式喷进炉膛的情况,第四节粉煤燃烧法,3）影响煤粉着火的主要因素：a、Vr、A、Wb、一次风量和风速提高使着火推迟c、提高煤粉和一次风气流温度，使着火提前d、煤粉磨得细一些，着火提前,第四节粉煤燃烧法,5、煤粉炉中氧和煤粉浓度的均匀性问题从大尺度看从小尺度看6、结渣和污染7、粉煤燃烧器,第五节旋风燃烧法,有待解决的问题：1、化渣问题2、积灰问题3、熔渣物理热4、寿命问题,第六节沸腾燃烧,当燃料的层状燃烧中鼓入空气流速超过使固体颗粒停留在炉篦上必须的限度时，这些燃料颗粒就会失去稳定性，并且在空气流中强烈地起伏翻腾，类似液体的沸腾运动，进行这种翻腾运动的燃料和空气床，称为沸腾床。沸腾床有两个重要特点：（1）在气体和沸腾的固体之间，传热和传质的速度很高；（2）在沸腾床和在床与四周受热面之间热交换的速度很高；,第六节沸腾燃烧,1、沸腾燃烧工作原理见图15-32，气力输送将煤粒送入带空炉底的沸腾床燃烧室，从有孔炉篦下送入预热400的空气，使煤粒沸腾燃烧，沸腾床的温度维持在800至900