工业锅炉4章燃烧设备

第四章燃烧原理及燃烧设备4.1燃料燃烧的基本概念4.2层燃炉4.3煤粉炉§4.1燃料燃烧的基本概念第四章锅炉燃烧是个复杂的化学—物理过程，其影响因素很多。

一、燃烧设备的分类1.层燃炉——固体燃料被层铺在炉排上进行层状燃烧的炉子，如：手烧炉、链条炉、抛煤机炉等；2.室燃炉——燃料呈雾状细颗粒随空气喷入炉内呈悬浮状燃烧的炉子，如：煤粉炉、油炉、气炉等；

3.沸腾炉——燃料被气流托起携带呈上下翻滚沸腾状燃烧的炉如：流化床、鼓泡床、循环流化床、增压流化床等；

§4.1燃料燃烧的基本概念

着火前的热力准备阶段；

挥发份着火与焦炭的燃烧阶段；灰渣形成及燃尽阶段。二、固体燃料的燃烧过程1.燃料燃烧的几个阶段：2.燃料完全燃烧的必备条件

保持一定的高温环境；供给足够而适度的空气量，并确保燃料与空气有良好的接触和充分混合的氛围；燃料要有一定的燃烧时间及燃烧空间；及时排出低温燃烧产物（如：低温烟气和灰渣）。第四章§4.1燃料燃烧的基本概念三、燃料的燃烧反应速度锅炉燃烧过程是个复杂的化学—物理过程，燃烧速度取决于化学条件和物理条件。反应速度——单位时间内、单位体积中反应物消耗或产物生成的摩尔数，mol/(m3•s)。1.

化学条件：燃料氧化反应的化学反应速度，其影响因素有：温度、反应物质的浓度及反应空间的压力等；在锅炉燃烧技术中，其影响因素主要是温度。2.物理条件：燃烧空气与燃料的相对速度，气流扩散速度及热量传递速度等；在锅炉燃烧技术中，起主要作用的是气流扩散速度，包括氧气向碳粒表面的扩散和燃烧产物的反向扩散。第四章§4.1燃料燃烧的基本概念影响反应速度的因素：

反应物质（燃料）的特性，E降低，反应速度提高；

温度，温度提高，分子平均动能增加，碰撞机会增加。

浓度：提高，碰撞机会增加

压力：提高，单位体积分子数增加，碰撞机会增加

l

其中温度是最重要的燃烧反应影响因素，

1.温度对燃烧速度的影响遵循阿累尼乌斯定律：

式中：K——表征化学反应速度的常数；

K0——频率因子；

R——通用气体常数，R＝8.314kJ/(mol.K)；

E——化学反应活化能，

T─绝对温度，K。第四章§4.1燃料燃烧的基本概念2.气流扩散能力对燃烧速度的影响气流扩散能力决定于氧气浓度，遵循如下关系式：M——表征气流扩散速度的量；

Dk——扩散速度常数，主要取决于气流速度；Cql，Cjt、——气流和焦炭表面的氧气浓度。温度和气流扩散速度在燃料燃烧不同区段有着不同的影响。由此燃料的燃烧过程可以分成三种不同的燃烧区域：

燃烧速度取决于温度亦即取决于化学反应速度的工况，动力燃烧工况所在的燃烧区域为动力燃烧区动力燃烧区：扩散燃烧区：过渡燃烧区：燃烧速度取决于气流的扩散速度的工况，扩散燃烧工况所在的燃烧区域为扩散燃烧区动力燃烧区及扩散燃烧区之间的区域为过度燃烧区

第四章§4.1燃料燃烧的基本概念层燃炉燃烧d＝15～25mm的煤块时，温度只需达到1000～1100℃左右，燃烧即处于扩散燃烧区，在保证火床稳定的情况下，必须加强送风，提高空气与焦炭颗粒之间的相对速度即可。煤粉炉，由于煤粉颗粒很小(d＝100μm)，温度达到1700℃以上，燃烧才能进入扩散燃烧区。只有在燃烧中心区的粗颗粒煤粉才能处于扩散燃烧区，在燃烧中心以外，特别是在炉膛出口处，煤粉均处于过度燃烧区甚至动力燃烧区中燃烧。所以，强化燃烧必须同时提高炉膛温度和加强燃料与空气的混合。第四章§4.2层燃炉

一、手烧炉：加煤、拨火和除渣由人工完成(<1t/h)炉排长度不超过2.2m,一般为铸铁板状炉排20%~40%大块高挥发分的烟煤褐煤条状炉排8%~12%低挥发分、低灰熔点的煤勤、快、少、匀第四章二、人工操作层燃炉（手烧炉）1.手烧炉的构造和工作特性（1）构造，见图4-1（2）工作特性影响因素：煤粒度（20-30mm）煤层厚度(100-150mm)2.手烧炉的燃烧特点（1）双面引火（2）燃烧工况的周期性3.改善手烧炉燃烧的措施（1）减小燃烧层厚度变化；根据煤种调整周期（2）周期前期引入二次风（3）改进炉排4.手烧炉的发展（1）明火反烧手烧炉优点：400-700mm；消除黑烟；减少粉尘；降低周期性影响（2）双层炉排手烧炉§4.2层燃炉

二、链条炉

1．链条炉的构造

炉排重力煤斗运动炉排的有效长度冷却煤闸门送风除渣板（老鹰铁）升降控制渣斗燃烧1）链条炉排有效长度：煤闸门到除渣板的炉排长度，实际参与燃烧的炉排有效面积的深度。2）防焦箱：纵向安装在炉膛两侧，一般嵌入炉墙，一般贴近运动着的炉排，主要作用有：

保护炉墙防止侧墙粘渣结瘤，确保炉排上煤的横向均布

第四章2.链条炉排炉（1）链条炉的构造（2）链条炉排的结构型式1）鳞片式链条炉排2）链带式链条炉排（3）链条炉的燃烧过程特点：单面引火，无周期性；四阶段燃烧，有倾角；炉排末端，焦炭在上下灰层中燃烧；空气需求量沿炉排前后少，中间大。（4）煤的性质对链条炉的影响煤的粒度：堆积，通风阻力煤的粘结性：通风水分：与着火燃尽的关系灰分：灰熔点（5）链条炉的燃烧调节

出力主要取决于燃料层厚度、送风量和炉排速度。燃料层厚度的调节：100～150mm给料速度送风量调节：对适应负荷的变动最为灵敏当锅炉负荷变化时，总是先调节送风量，随即调节炉排速度与之配合

（6）改善链条炉燃烧的措施1）分区配风分区配风；增加二次风2）炉拱作用：保护煤闸门；引燃新煤；强化气流扰动。后拱3）二次风介质：蒸汽、空气等。位置：前后墙、后拱等。作用：强化扰动；加速引燃；提高燃烧效率；消烟除尘；防积灰结渣。三、机械化层燃炉加