南师大锅炉原理课件5-2 煤粉的着火与燃烧

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§5-2煤粉的着火与燃烧1.Ignition着火定义：燃料与氧化剂混合，从开始缓慢氧化反应，温度升高，到发生不稳定的、激烈的氧化反应而引起燃烧的现象。Chainignition支链着火:

是由于燃烧链锁反应的分支，使活化中心浓度迅速增加，导致反应速度急剧加速；Thermalignition热力着火:是指由于系统内热量积聚，引起化学反应速度按阿累尼乌斯指数函数关系迅速猛增.在实际燃烧过程中，不可能有单纯的支链着火或热力着火，往往是两种同时存在，并相互促进。一般说来，在高温下，热力着火是引起着火的主要因素；而在低温时，支链着火则起主导作用。2025/6/2225.2IgnitionandcombustionofcoalandPC

§5-2煤粉的着火与燃烧2.ThermalIgnition热力着火燃料与空气组成的混合物，其燃烧过程的发生与停止(着火与熄火)、以及燃烧过程能否稳定地进行主要取决于燃烧过程所处的热力条件。可燃物在燃烧过程发出的热量Q1要与向周围的散热Q2相平衡。炉内煤粉空气混合物燃烧发热量Q1(kJ/s)：

:煤粉反应表面氧浓度，kmol/m3V:可燃混合物容积，m3Qr:可燃物反应热，kJ/kmol.2025/6/2235.2IgnitionandcombustionofcoalandPC

§5-2煤粉的着火与燃烧2.ThermalIgnition热力着火放热量与散热量随温度变化曲线如图5-2（pp.75)1点：稳定的低温缓慢氧化状态2点：热力着火点(不稳定状态)3点：高温燃烧状态4点：热力熄火点5点：低温缓慢氧化状态点稳定着火条件（1）熄火状态；（2）可能着火，正常燃烧；也可能熄火；（3）正常燃烧2025/6/2245.2IgnitionandcombustionofcoalandPC

§5-2煤粉的着火与燃烧煤粉气流的着火温度Testfacility测试设备Fuel燃料Ignitiontemp.着火温度(ºC)煤粉气流着火温度测试设备褐煤Vdaf＝50％550烟煤Vdaf＝40％650烟煤Vdaf＝30％750烟煤Vdaf＝30％840贫煤Vdaf＝14％900无烟煤Vdaf＝4％10002025/6/2255.2IgnitionandcombustionofcoalandPC

§5-2煤粉的着火与燃烧煤粉气流的着火温度(pp.84)2025/6/2265.2IgnitionandcombustionofcoalandPC

§5-2煤粉的着火与燃烧2.ThermalIgnition热力着火Ignitionheat着火热：将煤粉气流加热到着火温度所需热量Primaryair一次风:transportPCSecondaryair二次风:Tertiaryair三次风:Ignitionheatsource着火热的来源炉膛高温烟气而产生的对流换热炉内高温火焰的辐射换热Ignitionlocation煤粉气流的着火位置：200～300mm着火太迟：火焰中心上移，造成炉膛上部结渣，汽温偏高，q3，q4增加着火太早：烧坏燃烧器，燃烧器附近结渣2025/6/2273.PulverizedCoalcombustion煤粉的燃烧煤粉受热，水分析出→继续受热，绝大部分挥发分析出，挥发分首先着火→引燃焦碳，并继续析出残余的部分挥发分，挥发分与焦碳一道燃尽→形成灰渣。着火过程主要取决于煤中可燃基挥发分的大小，而燃尽过程主要取决于焦碳的燃烧速度。煤粉颗粒必须首先吸热升温，通过对流、辐射、热传导方式使新鲜燃料受热升温。煤粉颗粒中水分首先析出，大约在120-450℃的温度范围内，煤中的挥发分析出，挥发分析出后，剩余的固态物形成焦碳。5.2IgnitionandcombustionofcoalandPC

§5-2煤粉的着火与燃烧2025/6/2283.PulverizedCoalcombustion煤粉的燃烧5.2IgnitionandcombustionofcoalandPC

§5-2煤粉的着火与燃烧2025/6/2293.PulverizedCoalcombustion煤粉的燃烧5.2IgnitionandcombustionofcoalandPC

§5-2煤粉的着火与燃烧2025/6/22105.2IgnitionandcombustionofcoalandPC

§5-2煤粉的着火与燃烧2025/6/22115.2IgnitionandcombustionofcoalandPC

§5-2煤粉的着火与燃烧4.InfluencingfactoronIgnitionofPCflow影响煤粉气流着火的因素(1)Fuelcharacteristics燃料的性质Volatiles挥发分Moisture水分Ash灰分PCfineness煤粉细度Heatlosscondition炉内散热条件Refractorybelt卫燃带InitialtemperatureofPCflow煤粉气流的初温IncreaseinitialtemperatureofPCflow提高温度TransportationPCwithhotair采用热风送粉系统2025/6/22125.2IgnitionandcombustionofcoalandPC

§5-2煤粉的着火与燃烧4.InfluencingfactoronIgnitionofPCflow

影响煤粉气流着火的因素(2)Primaryairflowrateandvelocity一次风量和一次风速Requirementsofpctransportation煤粉输送的要求着火燃烧储气供氧的需要与着火热之间的关系Burnerproperty燃烧器结构特性Mixtureofprimaryandsecondaryair一、二次风的混合情况Burnerdimension燃烧器的尺寸Boilerload锅炉负荷Lowload负荷降低，燃料量减少，炉膛平均温度下降Increaseload负荷升高2025/6/22135.2IgnitionandcombustionofcoalandPC

§5-2煤粉的着火与燃烧5.Methodofenhancingcoalcombustion强化煤粉气流燃烧的措施Increasingtemperatureofhotairandprimaryair提高热风和一次风温度Limittheprimaryairflowrate限制一次风量(表5-4,pp85)secondaryair合理送入二次风(表5-5,p85)Keephightemperatureinignitionzone保持着火区高温OptimizefinenessofPC选择适当的煤粉细度Enhancecombustionandburnout强化燃烧阶段和燃尽阶段Rationalorganizationofairdynamiccondition合理组织炉内空气动力工况2025/6/22145.2IgnitionandcombustionofcoalandPC

§5-2煤粉的着火与燃烧表5-4不同煤种一次风率推荐值recommendedvalue煤种coal无烟煤anthracite贫煤烟煤BC劣质烟煤褐煤lignite20%≤Vdaf≤30%Vdaf＞30%20%≤Vdaf≤30%Vdaf＞30%乏气送粉－20~2525~3025~35－2520~40热风送粉15~2020~2525~4025~4520~2525~3040~45Transportingpulverizedcoalwithexhaustgas2025/6/22155.2IgnitionandcombustionofcoalandPC