第八章固体燃料燃烧

1、燃烧方法及装置Burning method and device Burning method and device 第十四章第十四章 固体燃料的燃烧固体燃料的燃烧中南大学能源科学与工程学院第一节煤的燃烧过程第一节煤的燃烧过程l引言引言 煤的结构特点煤的结构特点煤是由很多不同结构的含煤是由很多不同结构的含C C、H H、O O、N N、S S的有机聚的有机聚合物粒子和矿物杂质混合而成，各种有机聚合物粒合物粒子和矿物杂质混合而成，各种有机聚合物粒子之间常由不同的碳氢支链连结成更大的粒子。子之间常由不同的碳氢支链连结成更大的粒子。 煤的燃烧过程：煤的燃烧过程： 干燥干燥热解及挥发分析出热解及挥发分

2、析出挥发分燃烧挥发分燃烧焦炭燃烧焦炭燃烧中南大学能源科学与工程学院第一节煤的燃烧过程第一节煤的燃烧过程l煤的热解过程煤的热解过程 当煤加热到足够高的温度时，煤先变成塑性状态，当煤加热到足够高的温度时，煤先变成塑性状态，失去棱角而使其形状变得更接近于球形，同时开始释失去棱角而使其形状变得更接近于球形，同时开始释放挥发份。放挥发份。24426222HCO、焦油、焦油、CHHCHCCOOH 挥发份释放后留下的是一多孔的炭。热解过程中不挥发份释放后留下的是一多孔的炭。热解过程中不同的煤有着不同程度的膨胀。同的煤有着不同程度的膨胀。中南大学能源科学与工程学院第一节煤的燃烧过程第一节煤的燃烧过程l煤的燃烧

3、过程煤的燃烧过程 挥发份的燃烧挥发份的燃烧 焦炭的燃烧焦炭的燃烧焦炭含量占焦炭含量占5597%，燃烧时间占燃烧时间占90%，发发热量占热量占6095%中南大学能源科学与工程学院第二节第二节 固体碳粒的燃烧固体碳粒的燃烧l气固两相燃烧反应过程气固两相燃烧反应过程两相反应的特点：物质在相的分界表面上发生反应。反两相反应的特点：物质在相的分界表面上发生反应。反应的一般步骤：应的一般步骤：1.1. 反应分子扩散到表面反应分子扩散到表面2.2. 分子在表面发生吸附作用分子在表面发生吸附作用3.3. 被吸附的分子在表面上进行化学反应被吸附的分子在表面上进行化学反应4.4. 生成物从表面解吸生成物从表面解吸

4、5.5. 生成物扩散离开表面生成物扩散离开表面以上步骤依次发生。整个反应过程的快慢取决于各步以上步骤依次发生。整个反应过程的快慢取决于各步中最慢的一步。中最慢的一步。中南大学能源科学与工程学院第二节第二节 固体碳粒的燃烧固体碳粒的燃烧l气固两相气固两相反应速度反应速度一般情况下，碳的燃烧和气化反应是一级反应，因此一般情况下，碳的燃烧和气化反应是一级反应，因此反应速度反应速度 度反应表面的反应气体浓bbCCkW稳定态过程中，反应速度与反应气体向反应表面的扩稳定态过程中，反应速度与反应气体向反应表面的扩散速度相等散速度相等传质系数bCCW0因此可以得到考虑化学反应和扩散影响的反应速度表因此可以得到

5、考虑化学反应和扩散影响的反应速度表达式：达式：0111CkW中南大学能源科学与工程学院第二节第二节 固体碳粒的燃烧固体碳粒的燃烧l气固两相气固两相反应速度反应速度kKz111异相燃烧异相燃烧反应阻力：反应阻力： 燃烧反应的燃烧反应的化学阻力化学阻力氧气扩散过程中的物理阻力氧气扩散过程中的物理阻力根据异相燃烧反应的化学阻力与物理阻力的对比，可根据异相燃烧反应的化学阻力与物理阻力的对比，可将多相燃烧反应分为三类：将多相燃烧反应分为三类：动力燃烧、扩散燃烧、过渡燃烧动力燃烧、扩散燃烧、过渡燃烧中南大学能源科学与工程学院第二节第二节 固体碳粒的燃烧固体碳粒的燃烧l气固两相气固两相反应速度反应速度动力燃

6、烧：动力燃烧：当化学阻力比物理阻力大得多时，燃烧速度取决于当化学阻力比物理阻力大得多时，燃烧速度取决于化学反应速度，故称为动力燃烧。化学反应速度，故称为动力燃烧。 kkKz,0,22OOCC碳表面上氧气浓度接近于周围气流中氧的浓度。这种情碳表面上氧气浓度接近于周围气流中氧的浓度。这种情况相当于较低温度下的燃烧情况。此时由于化学反应速况相当于较低温度下的燃烧情况。此时由于化学反应速度很低，从远处扩散到碳表面的氧消耗得很少，从而使度很低，从远处扩散到碳表面的氧消耗得很少，从而使得碳表面氧的浓度等于远处环境中氧的浓度得碳表面氧的浓度等于远处环境中氧的浓度 。中南大学能源科学与工程学院第二节第二节 固

7、体碳粒的燃烧固体碳粒的燃烧l气固两相气固两相反应速度反应速度扩散燃烧：扩散燃烧：当化学阻力比物理阻力小得多时，燃烧速度取决于当化学阻力比物理阻力小得多时，燃烧速度取决于氧分子扩散速度，故称为扩散燃烧氧分子扩散速度，故称为扩散燃烧 kzK00,2OC碳表面上氧气浓度接近于零。这相当于在高温下的燃碳表面上氧气浓度接近于零。这相当于在高温下的燃烧情况。此时由于温度很高，化学反应能力已大大超烧情况。此时由于温度很高，化学反应能力已大大超过扩散能力，使所有扩散到碳表面的氧立即全部反应过扩散能力，使所有扩散到碳表面的氧立即全部反应掉，从而导致碳表面的氧浓度为零掉，从而导致碳表面的氧浓度为零 。中南大学能源

8、科学与工程学院第二节第二节 固体碳粒的燃烧固体碳粒的燃烧l气固两相气固两相反应速度反应速度过渡燃烧：过渡燃烧：当化学阻力与物理阻力在同一数量级时，两者均当化学阻力与物理阻力在同一数量级时，两者均不可忽略，燃烧工况处于扩散控制与动力控制之间，不可忽略，燃烧工况处于扩散控制与动力控制之间，故称为过渡燃烧故称为过渡燃烧 k,0,220OOCCkKz111中南大学能源科学与工程学院第二节第二节 固体碳粒的燃烧固体碳粒的燃烧l气固两相气固两相反应速度反应速度动力区：提高温度动力区：提高温度扩散区：提高扩散区：提高，即提高气相反应介质的初始；提高气流速；，即提高气相反应介质的初始；提高气流速；减少碳粒直径

9、。减少碳粒直径。碳燃烧速率随温度的变化碳燃烧速率随温度的变化1、动力燃烧区、动力燃烧区 2、过渡燃烧区、过渡燃烧区3、扩散燃烧区、扩散燃烧区 碳燃烧时其表面氧浓度分布碳燃烧时其表面氧浓度分布1动力区；动力区；2，3过渡区；过渡区；4扩散区扩散区WTC0KC0中南大学能源科学与工程学院第二节第二节 固体碳粒的燃烧固体碳粒的燃烧l气固两相气固两相反应速度反应速度碳燃烧状态的判别准则碳燃烧状态的判别准则谢米诺夫准则：谢米诺夫准则：kSm氧的浓度比：氧的浓度比：0,22/ObOCC动力燃烧动力燃烧过渡燃烧过渡燃烧扩散燃烧扩散燃烧Sm9.09.00.110.119.09.00.110.90.90.10.

10、10.90.90.10.10,22/ObOCC中南大学能源科学与工程学院第二节第二节 固体碳粒的燃烧固体碳粒的燃烧l碳与氧的碳与氧的反应反应碳粒燃烧的三种模型：碳粒燃烧的三种模型：一般认为碳与氧反应首先生成碳氧络合物，碳氧络一般认为碳与氧反应首先生成碳氧络合物，碳氧络合物进一步反应同时产生一氧化碳和二氧化碳。写成合物进一步反应同时产生一氧化碳和二氧化碳。写成化学式即为化学式即为yxOCOyxC22nCOmCOOCyx2二氧化碳是初次反应产物的模型；二氧化碳是初次反应产物的模型；一氧化碳是初次反应产物的模型；一氧化碳是初次反应产物的模型；二氧化碳、一氧化碳同时是初次反应产物的模型。二氧化碳、一氧

11、化碳同时是初次反应产物的模型。中南大学能源科学与工程学院第二节第二节 固体碳粒的燃烧固体碳粒的燃烧l碳与氧的碳与氧的反应反应温度不同时，由于反应机理上的区别，生成物中一温度不同时，由于反应机理上的区别，生成物中一氧化碳和二氧化碳的比例也不相同。比值氧化碳和二氧化碳的比例也不相同。比值n/mn/m随温度上随温度上升而增大。升而增大。43223OCOCCOCOOCOC222243COCOOC222322络合络合离解离解总的简化反应式总的简化反应式 在在13001300以下或碳表面氧的分压很低、浓度很小的以下或碳表面氧的分压很低、浓度很小的情况下情况下氧分子溶入碳氧分子溶入碳的晶体内构成的晶体内构成

12、固溶络合物固溶络合物中南大学能源科学与工程学院第二节第二节 固体碳粒的燃烧固体碳粒的燃烧l气固两相气固两相反应速度反应速度络合络合离解离解总的简化反应式总的简化反应式在在16001600以上：以上：43223OCOC2432COCOOC22223COCOOC碳氧反应机理逐步碳氧反应机理逐步转为由转为由化学吸附化学吸附引引起，络合物不待氧起，络合物不待氧分子撞击就自行热分子撞击就自行热分解分解中南大学能源科学与工程学院第三节第三节 碳粒燃烧的化学反应碳粒燃烧的化学反应l碳与二氧化碳反应碳与二氧化碳反应kJCOCOC42102 .162C0C02 2吸附到碳的晶体上形成络合物，然后络合物分吸附到碳

13、的晶体上形成络合物，然后络合物分解成解成COCO，并解吸离开碳表面。由于的化学吸附，并解吸离开碳表面。由于的化学吸附活化能比氧的溶解活化能大得多，因此只有在温度活化能比氧的溶解活化能大得多，因此只有在温度很高时，这一反应才显著起来。很高时，这一反应才显著起来。2CO中南大学能源科学与工程学院第二节第二节 固体碳粒的燃烧固体碳粒的燃烧l碳与水蒸汽碳与水蒸汽反应反应kJHCOOHC22210123与碳的气化反应十分类似，同样为吸热反应。反应级数为与碳的气化反应十分类似，同样为吸热反应。反应级数为一级，活化能比气化反应的活化能大，约为。反应进行过一级，活化能比气化反应的活化能大，约为。反应进行过程中

14、水蒸气也是经过吸附、络合与分解一系列环节才完成程中水蒸气也是经过吸附、络合与分解一系列环节才完成水煤气的生成的。水煤气的生成的。中南大学能源科学与工程学院第二节第二节 固体碳粒的燃烧固体碳粒的燃烧l一氧化碳的分解反应一氧化碳的分解反应kJCCOCO16222一氧化碳的分解反应是碳的气化反应的逆反应。这一氧化碳的分解反应是碳的气化反应的逆反应。这个反应会导致碳的析出，因而也是一个重要问题。个反应会导致碳的析出，因而也是一个重要问题。中南大学能源科学与工程学院第四节第四节 多孔性碳粒的燃烧多孔性碳粒的燃烧实际上碳是一种多孔性物质，因此反应不仅在外表面实际上碳是一种多孔性物质，因此反应不仅在外表面进

15、行，而且在碳的内部也进行。进行，而且在碳的内部也进行。这些数据表明，内部表面对反应的影响是不可忽视的。这些数据表明，内部表面对反应的影响是不可忽视的。木炭内部的反应表面积为木炭内部的反应表面积为5757114114电极碳为电极碳为7070500500无烟煤为无烟煤为100100中南大学能源科学与工程学院l多孔性碳粒的燃烧速率多孔性碳粒的燃烧速率)31 (343rSSSrSiibOObOiOCSkkCSrSW,*,2222)31 (若每单位体积碳粒所含内部孔隙的表面积为，则对半径若每单位体积碳粒所含内部孔隙的表面积为，则对半径为为r r的碳粒球体，其内外表面积之和为：的碳粒球体，其内外表面积之和

16、为：碳球的总反应速率为：碳球的总反应速率为：式中为包括了对应内表面的碳球的总反应速度常数式中为包括了对应内表面的碳球的总反应速度常数 当温度较低时内表面上各处的氧浓度都相同，且等于碳粒当温度较低时内表面上各处的氧浓度都相同，且等于碳粒外表面的氧浓度。外表面的氧浓度。第四节第四节 多孔性碳粒的燃烧多孔性碳粒的燃烧中南大学能源科学与工程学院l多孔性碳粒的燃烧速率多孔性碳粒的燃烧速率第四节第四节 多孔性碳粒的燃烧多孔性碳粒的燃烧bOObOOOCSkCSkW,*2222222*OOkk当碳球温度很高时，内表面上氧浓度接近于零，亦就当碳球温度很高时，内表面上氧浓度接近于零，亦就是碳球内表面停止了碳和氧的

17、一次反应。只有碳球外是碳球内表面停止了碳和氧的一次反应。只有碳球外表面能和氧发生反应。于是氧在碳表面上的总反应速表面能和氧发生反应。于是氧在碳表面上的总反应速度就变成度就变成中南大学能源科学与工程学院l多孔性碳粒的燃烧速率多孔性碳粒的燃烧速率第四节第四节 多孔性碳粒的燃烧多孔性碳粒的燃烧30r)1 (22*iOOSkk2223*OiOOkSrkk称为反应的有效渗透深度称为反应的有效渗透深度低温时低温时高温时高温时022*OOkk令：令：中南大学能源科学与工程学院l多孔性碳粒的燃烧速率多孔性碳粒的燃烧速率第四节第四节 多孔性碳粒的燃烧多孔性碳粒的燃烧0,*,22222)1 (OiOzbOOZOC

18、SkCkW)1 (22*iOOSkkbOiObOOOCSkCkW,*22222)1 (总反应速度常数：总反应速度常数：总反应速度：总反应速度：采用综合速度常数，将上式写成：采用综合速度常数，将上式写成：)1 (11*iszSkDrK外部扩散外部扩散内部扩散内部扩散化学反应化学反应中南大学能源科学与工程学院l碳粒燃烧的一次反应与二次反应碳粒燃烧的一次反应与二次反应第五节第五节 二次反应对碳粒燃烧的影响二次反应对碳粒燃烧的影响COCOCcCOOCbCOOCa2)(222)(22)(2二次反应一次反应一次反应表面反应2221)(COOCOd二次反应空间反应COCOOC223422中南大学能源科学与工

19、程学院l二次反应对碳粒燃烧的影响二次反应对碳粒燃烧的影响第五节第五节 二次反应对碳粒燃烧的影响二次反应对碳粒燃烧的影响温度低于温度低于800800时碳粒周围时碳粒周围的燃烧情况的燃烧情况COCOOC223422中南大学能源科学与工程学院第五节第五节 二次反应对碳粒燃烧的影响二次反应对碳粒燃烧的影响温度在温度在80012008001200时静止碳粒燃时静止碳粒燃烧情况烧情况COCOOC2234222221COOCOl二次反应对碳粒燃烧的影响二次反应对碳粒燃烧的影响中南大学能源科学与工程学院第五节第五节 二次反应对碳粒燃烧的影响二次反应对碳粒燃烧的影响温度大于温度大于120013001200130

20、0时碳粒时碳粒周围的燃烧情况周围的燃烧情况COCOOC22322COCCOCOOCO221222l二次反应对碳粒燃烧的影响二次反应对碳粒燃烧的影响中南大学能源科学与工程学院l碳粒燃烧随温度变化碳粒燃烧随温度变化第五节第五节 二次反应对碳粒燃烧的影响二次反应对碳粒燃烧的影响1 1、氧化反应动力区、氧化反应动力区2 2、氧化反应扩散区、氧化反应扩散区3 3、还原反应动力区、还原反应动力区4 4、还原反应扩散区、还原反应扩散区中南大学能源科学与工程学院第五节第五节 二次反应对碳粒燃烧的影响二次反应对碳粒燃烧的影响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实际上碳球的燃烧反应是多个反应在不同温

21、度下的多种组合合。WcT70013004C+3O22CO+2CO2C+CO22CO中南大学能源科学与工程学院l碳粒燃烧速度与燃尽时间碳粒燃烧速度与燃尽时间第六节第六节 碳粒燃烧的燃烧速度碳粒燃烧的燃烧速度与烧烬时间与烧烬时间n最早对碳粒燃烧速度和燃尽时间计算的是最早对碳粒燃烧速度和燃尽时间计算的是NusseltNusselt，假设：假设：na a、燃烧反应处于扩散区，表面氧浓、燃烧反应处于扩散区，表面氧浓C Cb b=0=0；nb b、碳球表面的化学反应是、碳球表面的化学反应是C+OC+O2 2COCO2 2nc c、碳粒和周围气体无相对运动、碳粒和周围气体无相对运动Re=0Re=0nd d、

22、碳球周围气体浓度分布均匀，传质努谢尔特数、碳球周围气体浓度分布均匀，传质努谢尔特数2DdNuD中南大学能源科学与工程学院第六节第六节 碳粒燃烧的燃烧速度碳粒燃烧的燃烧速度与烧烬时间与烧烬时间l得到：得到：l称为碳球燃烧的直径平方直线规律。称为碳球燃烧的直径平方直线规律。l碳球的燃尽时间：碳球的燃尽时间：r0,202/8mDCKKtdd2oK/dt20r中南大学能源科学与工程学院第七节挥发份分对煤粒燃烧的影响第七节挥发份分对煤粒燃烧的影响l由于挥发物能够在较低的温度下析出和燃烧，使煤粒周围由于挥发物能够在较低的温度下析出和燃烧，使煤粒周围温度迅速提高，为煤粒的着火与燃烧创造了极为有利的条温度迅速

23、提高，为煤粒的着火与燃烧创造了极为有利的条件：在挥发物析出过程使煤焦膨胀，增大了内部孔隙及外件：在挥发物析出过程使煤焦膨胀，增大了内部孔隙及外部反应表面积。有如上述，也有利于提高煤粒的燃烧速度部反应表面积。有如上述，也有利于提高煤粒的燃烧速度。挥发物是煤中可燃物的一部分，挥发物的燃烧也是煤的。挥发物是煤中可燃物的一部分，挥发物的燃烧也是煤的一部份的燃烧，而这一切都有利于整个燃料燃烧速度的提一部份的燃烧，而这一切都有利于整个燃料燃烧速度的提高。但是，另一方面，因为挥发物在煤粒的周围燃烧。消高。但是，另一方面，因为挥发物在煤粒的周围燃烧。消耗周围介质间煤粒表面扩散的部份氧气。以致扩散到煤粒耗周围介

24、质间煤粒表面扩散的部份氧气。以致扩散到煤粒表面的氧量显著的减少，特别是在煤粒燃烧初期，挥发物表面的氧量显著的减少，特别是在煤粒燃烧初期，挥发物析出和燃烬的速度较大的阶段。这种影响尤为严重。使初析出和燃烬的速度较大的阶段。这种影响尤为严重。使初期阶段煤焦的燃烧速度显著下降。期阶段煤焦的燃烧速度显著下降。中南大学能源科学与工程学院第八节第八节 灰分对煤粒燃烧的影响灰分对煤粒燃烧的影响l1 1热效应，大量的灰改变了煤粒热特性，当灰被加热到热效应，大量的灰改变了煤粒热特性，当灰被加热到高温时，它要消耗能量并发生相变。高温时，它要消耗能量并发生相变。l 2 2辐射特性；灰提供了一个辐射传热的固态介质。辐

25、射特性；灰提供了一个辐射传热的固态介质。l 3 3颗粒尺寸；接近燃烬时炭粒破裂成更小的碎片，与焦颗粒尺寸；接近燃烬时炭粒破裂成更小的碎片，与焦炭中矿物质的含量和性质有关。炭中矿物质的含量和性质有关。l 4 4催化效应；焦炭中不同的矿物质已证明能使焦炭的反催化效应；焦炭中不同的矿物质已证明能使焦炭的反应性增加，尤其是在低温条件下。应性增加，尤其是在低温条件下。l 5 5障碍效应；矿物质提供了一个障碍，反应物（例如氧障碍效应；矿物质提供了一个障碍，反应物（例如氧气）必须通过这一障碍才能到达焦碳气）必须通过这一障碍才能到达焦碳 ，尤其是接近燃烬，尤其是接近燃烬时，高矿物质含量将阻碍燃烧，这是可能的，

26、由于矿物质时，高矿物质含量将阻碍燃烧，这是可能的，由于矿物质的软化和熔化，燃烧会恶化。的软化和熔化，燃烧会恶化。中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置层燃燃烧层燃燃烧悬浮燃烧悬浮燃烧沸腾燃烧沸腾燃烧l固体燃料的燃烧方式固体燃料的燃烧方式中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式固体燃料的燃烧方式和燃烧装置和燃烧装置层状燃烧的特征是把燃料放在炉篦上，空气通过炉篦下方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

27、烧层进入炉膛。产物离开燃烧层进入炉膛。干燥层干燥层干馏层干馏层还原层还原层氧化层氧化层灰渣层灰渣层中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式固体燃料的燃烧方式和燃烧装置和燃烧装置l层燃燃烧层燃燃烧燃烧状态：燃烧状态：大部分燃料在炉栅上燃烧，可燃气体及一大部分燃料在炉栅上燃烧，可燃气体及一小部分细屑燃料则在燃烧室空间内呈悬浮燃烧小部分细屑燃料则在燃烧室空间内呈悬浮燃烧 中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置l层燃燃烧层燃燃烧（参考教材（参考教材P216P216图图15-215-2）固定火床燃烧过程固定火床燃烧过程中南大学能

28、源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置l层状燃烧的优缺点：层状燃烧的优缺点：燃烧过程稳定；燃烧过程稳定；燃烧强度低。燃烧强度低。中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置l1、影响层状固体燃料燃烧的一些因素：、影响层状固体燃料燃烧的一些因素：1 1）燃料块或颗粒的大小以及他们在燃料层中的位置）燃料块或颗粒的大小以及他们在燃料层中的位置2 2）穿过燃料层的气流结构和成分）穿过燃料层的气流结构和成分3 3）空气和烟气在燃料颗粒之间的流动条件）空气和烟气在燃料颗粒之间的流动条件4 4）空气流的初始温

29、度）空气流的初始温度5 5）空气或烟气停留在燃料块间的时间）空气或烟气停留在燃料块间的时间6 6）燃料层中氧化反应区和还原反应区的结构）燃料层中氧化反应区和还原反应区的结构7 7）燃烧过程中的传热和传质）燃烧过程中的传热和传质8 8）燃料各成分的物理化学性质）燃料各成分的物理化学性质9 9）固体燃料中的不同矿物成分）固体燃料中的不同矿物成分中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置l2、常见的几种层状燃烧室、常见的几种层状燃烧室1 1）人工加煤燃烧室）人工加煤燃烧室2 2）绞煤机）绞煤机3 3）抛煤机）抛煤机4 4）振动炉排）振动炉排5 5

30、）往复炉排）往复炉排6 6）链式炉排）链式炉排中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置l层燃燃烧层燃燃烧新燃料层：煤干燥、干馏，将水汽、挥发物等带离煤层进新燃料层：煤干燥、干馏，将水汽、挥发物等带离煤层进入炉膛空间，挥发分及入炉膛空间，挥发分及COCO与煤层着火燃烧；与煤层着火燃烧；还原层：气流中还原层：气流中COCO2 2与碳起还原反应，即与碳起还原反应，即COCO2 2 +C2CO +C2CO，温度越高，速度越快温度越高，速度越快氧化层：主要进行氧化反应，末端气体的温度也达到最高氧化层：主要进行氧化反应，末端气体的温度也达到最高冷空气

31、进入，炉栅和灰渣被冷却，而空气则被预热冷空气进入，炉栅和灰渣被冷却，而空气则被预热燃烧过程：燃烧过程：中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置l层燃燃烧层燃燃烧l 如果燃烧层稳定，氧化层的厚度几乎不随鼓风如果燃烧层稳定，氧化层的厚度几乎不随鼓风量变化；量变化；l 改变煤层的厚度还可以改变烟气的成分；改变煤层的厚度还可以改变烟气的成分；l 一次空气主要是供给焦炭燃烧的需要，二次空一次空气主要是供给焦炭燃烧的需要，二次空气则是供给挥发物、气则是供给挥发物、COCO以及部分被气流扬起的以及部分被气流扬起的细小煤粒等燃烧的需要；细小煤粒等燃烧的需

32、要；l 一般取空气过剩系数一般取空气过剩系数1.3 1.3 1.71.7。燃烧规律：燃烧规律：中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置l层燃燃烧层燃燃烧手烧炉的空气供需状况手烧炉的空气供需状况abab进入炉内的总空气量进入炉内的总空气量cd cd 实际参与燃烧的有效空气量实际参与燃烧的有效空气量efef实际需要空气量实际需要空气量ghgh焦炭燃烧所需空气量焦炭燃烧所需空气量中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置l层燃燃烧层燃燃烧链条炉中燃烧区段分布图链条炉中燃烧区段分布图1 1预热

33、干燥区预热干燥区2 2挥发分析出与燃烧区挥发分析出与燃烧区3a3a焦炭氧化层区焦炭氧化层区3b3b焦炭还原区焦炭还原区4 4灰渣燃尽区灰渣燃尽区中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置l层燃燃烧层燃燃烧强化链条炉着强化链条炉着火的措施之一火的措施之一是采用分段送是采用分段送风风图图 2 27 7 统仓送风和分段送风比较统仓送风和分段送风比较a-ba-b统仓送风；统仓送风；c-dc-d燃烧需要风燃烧需要风量；虚线分段送风量；虚线分段送风中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置l层燃燃烧

34、层燃燃烧强化链条炉着火的措施之二是采用二次风强化链条炉着火的措施之二是采用二次风中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置l悬浮燃烧悬浮燃烧 燃烧状态：燃烧状态：将磨成微粒或细粉状的燃料与空气混合后将磨成微粒或细粉状的燃料与空气混合后从喷燃器喷出，在炉膛空间呈悬浮状态时的一种燃烧。从喷燃器喷出，在炉膛空间呈悬浮状态时的一种燃烧。直流式（火炬式）直流式（火炬式）旋涡式（旋风式）旋涡式（旋风式）特点：燃烧速度快、燃烧效率高、燃烧温特点：燃烧速度快、燃烧效率高、燃烧温度高、煤耗低、调节方便度高、煤耗低、调节方便中南大学能源科学与工程学院第九节第九

35、节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置l悬浮燃烧悬浮燃烧有待解决的问题：有待解决的问题：1 1、化渣问题、化渣问题 2 2、积灰问题、积灰问题3 3、熔渣物理热、熔渣物理热4 4、寿命问题、寿命问题特点：燃烧速度快、燃烧效率高、燃烧温特点：燃烧速度快、燃烧效率高、燃烧温度高、煤耗低、调节方便度高、煤耗低、调节方便旋涡式（旋风式）旋涡式（旋风式）中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置l粉煤燃烧的优点：粉煤燃烧的优点：1 1）最大优点是可以大量使用劣质煤，可以掺入部分无烟煤）最大优点是可以大量使用劣质煤，可以掺入部分无

36、烟煤和焦煤屑和焦煤屑2 2）燃烧速度快，完全燃烧程度高。炉温可以很高）燃烧速度快，完全燃烧程度高。炉温可以很高3 3）二次空气可以预热到较高温度，有利于回收余热和节约）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燃料4 4）炉温容易调节可以实现自动控制）炉温容易调节可以实现自动控制5 5）减低体力劳动强度，改善劳动条件。）减低体力劳动强度，改善劳动条件。中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置煤粉的主要特征之一是它的细度，一般用筛分法求得，用煤粉的主要特征之一是它的细度，一般用筛分法求得，用筛余量来筛余量来R%R%表示：表示：筛号

37、筛号80# R90 R20080# R90 R200或或R70 R30R70 R30目数目数200200目目粒径粒径7575可磨性系数可磨性系数K K磨磨所谓目数所谓目数, ,是指物料的粒度或粗细度是指物料的粒度或粗细度, ,一般定义是指在一般定义是指在1 1英寸英寸* *1 1英寸的面积内有多少个网孔数英寸的面积内有多少个网孔数, ,即筛网的网孔数即筛网的网孔数, ,物料能物料能通过该网孔即定义为多少目数：如通过该网孔即定义为多少目数：如200200目目, ,就是该物料能通就是该物料能通过过1 1英寸英寸* *1 1英寸内有英寸内有200200个网孔的筛网。个网孔的筛网。 100%baaR%

38、中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置中南大学能源科学与工程学院中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置l悬浮燃烧悬浮燃烧燃烧过程：燃烧过程： 煤粉进入到炉膛受到导热、对流及辐射加热、煤粉进入到炉膛受到导热、对流及辐射加热、逸出挥发分，并升温着火，形成着火区；逸出挥发分，并升温着火，形成着火区； 着火后煤粉与空气强烈反应，并放出大量的着火后煤粉与空气强烈反应，并放出大量的热，构成燃烧区；热，构成燃烧区； 当温度达到最大值后，燃烧过程已相当完全，当温度达到最大值后，燃烧过程已相当完全

39、，反应减慢，这时放热量小于散热量，温度下反应减慢，这时放热量小于散热量，温度下降，从而进入燃尽区。降，从而进入燃尽区。中南大学能源科学与工程学院（1 1）一、二次空气的比例要合适，考虑两个方面：）一、二次空气的比例要合适，考虑两个方面：（A A）一次风携带煤粉喷入燃烧室或窑炉并供逸出的挥发分燃烧）一次风携带煤粉喷入燃烧室或窑炉并供逸出的挥发分燃烧 （B B）煤粉制备系统的设计要求及窑炉的特点。）煤粉制备系统的设计要求及窑炉的特点。（2 2）一、二次空气的温度）一、二次空气的温度一次风的温度一次风的温度150150，以防止煤粉发生爆炸；二次风的温度，以防止煤粉发生爆炸；二次风的温度不受限制（尽量

40、高）。不受限制（尽量高）。（3 3）控制适当的过剩空气系数）控制适当的过剩空气系数水泥回转窑的过剩空气系数一般为水泥回转窑的过剩空气系数一般为1.05 1.05 1.151.15。（注意：若。（注意：若为满足烘干机对烟气温度的要求而需掺入冷空气时，则应在为满足烘干机对烟气温度的要求而需掺入冷空气时，则应在煤粉基本燃烬之后的地段再掺入）。煤粉基本燃烬之后的地段再掺入）。燃烧规律：燃烧规律：l悬浮燃烧悬浮燃烧中南大学能源科学与工程学院（4 4）控制合适的一次风喷出速度）控制合适的一次风喷出速度（5 5）制备细度合格、粒度均匀的煤粉）制备细度合格、粒度均匀的煤粉5050 70m70m。挥发分高的煤或

41、质地疏松的煤，其粒度可以稍。挥发分高的煤或质地疏松的煤，其粒度可以稍大些；无烟煤或硬质煤，粒度就要小些。煤粉细度一般控大些；无烟煤或硬质煤，粒度就要小些。煤粉细度一般控制为制为0.08mm0.08mm方孔筛筛余方孔筛筛余8% 8% 15%15%左右。左右。（6 6）保持较高的炉膛温度）保持较高的炉膛温度（7 7）使用合适的煤粉烧嘴）使用合适的煤粉烧嘴（8 8）炉膛空间的大小和形状要适当）炉膛空间的大小和形状要适当使煤粉在其中有足够的停留时间以保证其能充分燃烬。使煤粉在其中有足够的停留时间以保证其能充分燃烬。燃烧规律：燃烧规律：l悬浮燃烧悬浮燃烧中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的

42、燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置 煤粉燃烧器：煤粉燃烧器：直流煤粉燃烧器直流煤粉燃烧器旋流煤粉燃烧器旋流煤粉燃烧器l悬浮燃烧悬浮燃烧中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置1 1温度温度2 2飞灰含碳量飞灰含碳量3 3CO2CO2浓度浓度4 4氧浓度氧浓度、着火区、着火区、燃烧中心区、燃烧中心区、燃尽区、燃尽区l悬浮燃烧悬浮燃烧中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置l沸腾燃烧沸腾燃烧空气速度与煤粒存在状态：空气速度与煤粒存在状态：1.1. 速度低：碎煤颗粒静止在布风板

43、速度低：碎煤颗粒静止在布风板上；上；2.2. 速度达某值：煤粒被风托起，颗速度达某值：煤粒被风托起，颗粒之间的空隙加大，颗粒在一定粒之间的空隙加大，颗粒在一定高度内上下翻腾，煤颗粒能悬浮高度内上下翻腾，煤颗粒能悬浮在空气中，受热完成干燥、预热在空气中，受热完成干燥、预热、干馏、挥发分逸出及燃烧、焦、干馏、挥发分逸出及燃烧、焦炭的燃烧及燃烬等燃烧过程；炭的燃烧及燃烬等燃烧过程；3.3. 流速过快：煤不完全燃烧流速过快：煤不完全燃烧中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置沸腾燃烧室的底部安沸腾燃烧室的底部安装有布风板炉栅，块煤装有布风板炉栅，

44、块煤经锤链式破碎机破碎后，经锤链式破碎机破碎后，其粒度在其粒度在0.5 0.5 10mm10mm之间，之间，碎煤经喂煤口投放到布碎煤经喂煤口投放到布风板炉栅上，布风板下风板炉栅上，布风板下为风室，空气由此向上为风室，空气由此向上吹送。吹送。 l沸腾燃烧沸腾燃烧中南大学能源科学与工程学院第九节第九节 固体燃料的燃烧方式和固体燃料的燃烧方式和燃烧装置燃烧装置A A、煤粒与空气之间能充分混合。空气过剩系数小，、煤粒与空气之间能充分混合。空气过剩系数小，燃烧速度非常迅速燃烧速度非常迅速B B、热效率高，可达、热效率高，可达95%95%以上以上C C、燃烧温度稳定，可保持在、燃烧温度稳定，可保持在960

45、 960 10501050范围内范围内D D、可充分利用各种劣质燃料、可充分利用各种劣质燃料E E、沸腾燃烧室结构简单、操作灵活、易于调节、自、沸腾燃烧室结构简单、操作灵活、易于调节、自动化程度高及操作环境好动化程度高及操作环境好F F、空气动力消耗大，烟气中飞灰量较多、空气动力消耗大，烟气中飞灰量较多G G、操作不当时，不完全燃烧造成的热损失大、操作不当时，不完全燃烧造成的热损失大H H、煤的结焦性强时，排渣困难、煤的结焦性强时，排渣困难沸腾燃烧的特点：沸腾燃烧的特点：l沸腾燃烧沸腾燃烧中南大学能源科学与工程学院l煤浆燃烧煤浆燃烧煤浆燃料是煤粉与液体如水、油或甲醇混合而成的燃料。煤浆燃料是煤

46、粉与液体如水、油或甲醇混合而成的燃料。种类以煤与何种液体相混合来命名有：种类以煤与何种液体相混合来命名有：（1 1）油煤浆（）油煤浆（COMCOM或或CODCOD）油与煤粉混合，可以包含油与煤粉混合，可以包含10%10%的水的水（2 2）煤油水浆（）煤油水浆（COWCOW）和煤水油浆（）和煤水油浆（CWOCWO）：水含量大于）：水含量大于10%10%（3 3）水煤混合燃料）水煤混合燃料煤与水的混合物，煤与水的混合物，CWFCWF水煤燃料，水煤燃料，CWSCWS水煤浆水煤浆（4 4）煤甲醇水混合物）煤甲醇水混合物（5 5）油石油焦浆）油石油焦浆（6 6）水石油焦浆）水石油焦浆中南大学能源科学与工

47、程学院l水煤浆水煤浆第九节第九节 水煤浆水煤浆（1 1）用于工业蒸汽锅炉）用于工业蒸汽锅炉（2 2）用于电站锅炉）用于电站锅炉（3 3）用于各种工业窑炉）用于各种工业窑炉（4 4）用于内燃机）用于内燃机（5 5）用于燃气轮机联合循环）用于燃气轮机联合循环（6 6）用于煤粉锅炉的点火燃料）用于煤粉锅炉的点火燃料 水煤浆是近十几年发展起来的一种新型燃料，它由煤水煤浆是近十几年发展起来的一种新型燃料，它由煤粉、水和少量化学添加剂组成。水煤浆的用途可以代油：粉、水和少量化学添加剂组成。水煤浆的用途可以代油：中南大学能源科学与工程学院l水煤浆水煤浆第九节第九节 水煤浆水煤浆l7070左右的煤粉左右的煤粉

48、3030的水的水1 1添加剂添加剂l一般只能用优质烟煤一般只能用优质烟煤l优点主要有：优点主要有：通过洗选煤可降灰通过洗选煤可降灰30304040；通过洗选煤可降硫通过洗选煤可降硫3030；燃烧温度低燃烧温度低150150度左右可降度左右可降NONOx x排放排放30304040可以象油一样运输可以象油一样运输燃油锅炉可以很少改动进行燃油燃油锅炉可以很少改动进行燃油可以方便地作为气化燃料可以方便地作为气化燃料中南大学能源科学与工程学院l水煤浆水煤浆第九节第九节 水煤浆水煤浆国外已停止研究与应用国外已停止研究与应用国内国内19831983年开始研究年开始研究已建成已建成100100多万吨年的产量

49、多万吨年的产量最大的应用是最大的应用是220220吨时锅炉吨时锅炉技术已成熟技术已成熟有了一支不错的队伍有了一支不错的队伍商业必须认真研究与论证商业必须认真研究与论证中南大学能源科学与工程学院l水煤浆的种类水煤浆的种类第九节第九节 水煤浆水煤浆煤浆特征煤浆特征使用方式使用方式特点特点用途用途50%50%煤煤 / 50%/ 50%水水管道运输管道运输降低运输费用降低运输费用旧和新设计燃煤锅炉旧和新设计燃煤锅炉70%70%煤煤 / 29%/ 29%水水/ 1%/ 1%添加剂添加剂直接燃用燃料直接燃用燃料费用低于燃油、费用低于燃油、民用燃料民用燃料旧的燃油设计锅炉旧的燃油设计锅炉60%60%煤煤 /

50、 40%/ 40%水水管道运输直接燃用管道运输直接燃用过程费用降低过程费用降低旧和新设计燃煤锅炉旧和新设计燃煤锅炉超细煤浆超细煤浆直接燃用燃料直接燃用燃料减小降负荷减小降负荷燃油和燃气锅炉燃油和燃气锅炉水焦浆水焦浆直接燃用燃料直接燃用燃料降低燃料费用降低燃料费用船用锅炉，燃油锅炉船用锅炉，燃油锅炉油焦浆油焦浆直接燃用燃料直接燃用燃料降低燃料费用降低燃料费用燃油锅炉燃油锅炉超细、超净煤浆超细、超净煤浆替代燃料替代燃料替代油替代油内燃机直接燃用内燃机直接燃用超净煤浆超净煤浆直接燃用燃料直接燃用燃料减小降负荷减小降负荷燃油和燃气锅炉燃油和燃气锅炉中南大学能源科学与工程学院l水煤浆的要求和特点水煤浆的

51、要求和特点第九节第九节 水煤浆水煤浆1.1. 非牛顿流体，一种高浓度煤粉颗粒在水中的悬浮混合物非牛顿流体，一种高浓度煤粉颗粒在水中的悬浮混合物2.2. 可以泵送与雾化喷入炉中可以泵送与雾化喷入炉中3.3. 需有稳定的剪切应力和良好的稳定性（抵制煤粉颗粒沉积）需有稳定的剪切应力和良好的稳定性（抵制煤粉颗粒沉积）4.4. 低粘度和很好的流变特性低粘度和很好的流变特性5.5. 雾化水煤浆时要求其颗粒容易分离雾化水煤浆时要求其颗粒容易分离6.6. 水煤浆在制造过程中进行净化处理，处理以后可除去原料水煤浆在制造过程中进行净化处理，处理以后可除去原料煤中灰分的煤中灰分的50%50%75%75%和黄铁矿（硫

52、）的和黄铁矿（硫）的40%40%90%90%，并回收，并回收原料煤热值的原料煤热值的90%90%98%98%。7.7. 煤矿可以用水力开采，并把原煤的洗选和水煤浆的制造过煤矿可以用水力开采，并把原煤的洗选和水煤浆的制造过程结合起来，水煤浆的经济性会更高。程结合起来，水煤浆的经济性会更高。中南大学能源科学与工程学院l水煤浆的制作水煤浆的制作第九节第九节 水煤浆水煤浆1.1. 湿磨湿磨 将原料煤湿磨至需要的颗粒尺寸，一般为将原料煤湿磨至需要的颗粒尺寸，一般为50 50 200200m m。2.2. 浮选净化浮选净化 含有合格煤粉的煤浆被送到浮选净化段，通过浮选工艺含有合格煤粉的煤浆被送到浮选净化段

53、，通过浮选工艺除去其中大部分灰分和硫分。除去其中大部分灰分和硫分。3.3. 过滤和脱水过滤和脱水 从浮选段出来的煤浆送至一过滤器（常用真空浓缩过从浮选段出来的煤浆送至一过滤器（常用真空浓缩过滤器），把水煤浆制成相对干燥和清洁的煤饼状，以使最终的水滤器），把水煤浆制成相对干燥和清洁的煤饼状，以使最终的水煤浆产品达到所要求的固体浓度。煤浆产品达到所要求的固体浓度。4.4. 混合和储存混合和储存 由浓缩过滤器出来的清洁煤浆的滤饼被送到连续搅拌由浓缩过滤器出来的清洁煤浆的滤饼被送到连续搅拌的混合器，在混合器中加入化学添加剂，以满足所需要的水煤浆的混合器，在混合器中加入化学添加剂，以满足所需要的水煤浆特

54、性。当混合过程完成以后，水煤浆就制备好了，可以泵送去储特性。当混合过程完成以后，水煤浆就制备好了，可以泵送去储存或直接输送到用户。存或直接输送到用户。制造水煤浆主要包括以下几个部分：制造水煤浆主要包括以下几个部分：中南大学能源科学与工程学院l水煤浆的雾化水煤浆的雾化水水煤浆良好的雾化特性是使其稳定着火和燃烧并保证高的煤浆良好的雾化特性是使其稳定着火和燃烧并保证高的燃烧效率的的首要因素。雾化不好不仅会造成燃烧不稳定和燃燃烧效率的的首要因素。雾化不好不仅会造成燃烧不稳定和燃烧损失增加，而且还会造成炉膛结渣。因此，水煤浆雾化喷嘴烧损失增加，而且还会造成炉膛结渣。因此，水煤浆雾化喷嘴是关键的燃烧设备。

55、由于水煤浆在常温下的工作粘度一般为是关键的燃烧设备。由于水煤浆在常温下的工作粘度一般为0.3 0.3 1Pa1Pas s，比燃料油在运行时的工作粘度大得多，所以，比燃料油在运行时的工作粘度大得多，所以，水煤浆多用空气或蒸汽雾化喷嘴。一个良好设计的水煤浆喷嘴水煤浆多用空气或蒸汽雾化喷嘴。一个良好设计的水煤浆喷嘴应能达到以下要求：应能达到以下要求：1.1. 具有良好的雾化性能，能得到尽可能细的水煤浆液滴。希望具有良好的雾化性能，能得到尽可能细的水煤浆液滴。希望雾化炬的平均液滴直径在雾化炬的平均液滴直径在7575m m，这样才能保证良好的燃烧。，这样才能保证良好的燃烧。2.2. 雾化介质（压缩空气或

56、蒸汽）和水煤浆的流量比为雾化介质（压缩空气或蒸汽）和水煤浆的流量比为0.10.1 0.250.25，这样经济上才合理。，这样经济上才合理。3.3. 由于水煤浆中含有由于水煤浆中含有70%70% 75%75%的固体颗粒，因此，从结构和材的固体颗粒，因此，从结构和材料上，要使喷嘴具有防磨损的功能。采用碳化硅或陶瓷作为料上，要使喷嘴具有防磨损的功能。采用碳化硅或陶瓷作为喷口材料，可使喷嘴的工作寿命在喷口材料，可使喷嘴的工作寿命在20002000小时以上。小时以上。4.4. 喷嘴不会被水煤浆堵塞，并能承受燃烧器重复启停所产生的喷嘴不会被水煤浆堵塞，并能承受燃烧器重复启停所产生的热应力热应力中南大学能源

57、科学与工程学院l水煤浆的雾化水煤浆的雾化第九节第九节 水煤浆水煤浆图为以烟煤为原料图为以烟煤为原料煤制成的水煤浆，当采煤制成的水煤浆，当采用空气雾化喷嘴，空气用空气雾化喷嘴，空气压力为压力为1.21.210105 5PaPa，空，空气和水煤浆的流量比分气和水煤浆的流量比分别为别为10%10%、20%20%、30%30%、40%40%和和50%50%时，水煤浆的时，水煤浆的水分含量和雾化液滴的水分含量和雾化液滴的质量平均直径的关系。质量平均直径的关系。 中南大学能源科学与工程学院l水煤浆的雾化水煤浆的雾化第九节第九节 水煤浆水煤浆空气雾化水煤浆喷嘴空气雾化水煤浆喷嘴a a） T T型喷嘴；型喷嘴

58、；b b）标准）标准Y Y型喷嘴；型喷嘴；c c）渐扩）渐扩Y Y型喷嘴型喷嘴1-1-碳化硅或陶瓷管碳化硅或陶瓷管中南大学能源科学与工程学院l水煤浆的燃烧水煤浆的燃烧第九节第九节 水煤浆水煤浆中南大学能源科学与工程学院l水煤浆的燃烧水煤浆的燃烧第九节第九节 水煤浆水煤浆水煤浆的燃烧过程，首先是通过喷嘴将其雾化成细水煤浆的燃烧过程，首先是通过喷嘴将其雾化成细滴，液滴在高温炉膛中迅速蒸发掉水分，然后就像煤粉滴，液滴在高温炉膛中迅速蒸发掉水分，然后就像煤粉燃烧那样，析出挥发分、着火和焦炭粒燃烧和燃尽。由燃烧那样，析出挥发分、着火和焦炭粒燃烧和燃尽。由于水煤浆的水分含量为于水煤浆的水分含量为25 25

59、 30%30%，因此其燃烧的首要问，因此其燃烧的首要问题是在燃烧器根部保证稳定的着火。题是在燃烧器根部保证稳定的着火。保证水煤浆的稳定着火和燃烧，除了上述的正确设保证水煤浆的稳定着火和燃烧，除了上述的正确设计喷嘴和保证雾化质量外，还要能在燃烧器出口火焰根计喷嘴和保证雾化质量外，还要能在燃烧器出口火焰根部维持一个高温区，以保证水煤浆雾化炬具有很高的升部维持一个高温区，以保证水煤浆雾化炬具有很高的升温速率，以使水煤浆液滴中的水分能迅速蒸发和使挥发温速率，以使水煤浆液滴中的水分能迅速蒸发和使挥发分析出并着火。分析出并着火。中南大学能源科学与工程学院l水煤浆燃烧器水煤浆燃烧器第九节第九节 水煤浆水煤浆

60、旋流燃烧器旋流燃烧器中南大学能源科学与工程学院l水煤浆的燃烧过程水煤浆的燃烧过程第九节第九节 水煤浆水煤浆水煤浆燃烧过程分三个阶段：水煤浆燃烧过程分三个阶段：（1 1）水分蒸发）水分蒸发（2 2）挥发分析出和燃烧）挥发分析出和燃烧（3 3）焦炭燃烧）焦炭燃烧中南大学能源科学与工程学院l水煤浆的燃烧特点水煤浆的燃烧特点与与一般煤粉燃烧相比，水煤浆燃烧的特点：一般煤粉燃烧相比，水煤浆燃烧的特点：1.1. 水煤浆中含有水煤浆中含有30%30%40%40%的水分，在燃烧过程中首先必须有一个的水分，在燃烧过程中首先必须有一个蒸发过程，使煤浆的着火热增加，大约是同种煤粉的蒸发过程，使煤浆的着火热增加，大约