燃烧设备和煤粉燃烧新技术教学课件PPT.ppt

第六章 燃烧设备和煤粉燃烧新技术 第一节 锅炉燃烧设备概述 一、不同的煤燃烧方式 火床炉，煤粉炉，循环流化床锅炉 二、煤粉锅炉燃烧设备的组成 炉膛+燃烧器+供风设备+制粉设备 三、煤粉燃烧器的作用与类型 燃烧器输送煤粉和一次空气，组织煤粉气流的着火、稳定和低污染燃烧。 四、炉膛的作用与类型 炉膛的作用：经济、安全地组织和完成燃烧过程和传热过程。 煤粉锅炉炉型：П型炉最多，分为四角燃烧、墙式燃烧；W型火焰炉，塔式炉，旋风炉等 五、与炉内燃烧过程相关的问题 (1) 受热面积灰、结渣； (2) 受热面金属表面的高温腐蚀； (3) 蒸发受热面中水动力的安全性； (4) 氧化氮等污染物的生成； (5) 火焰在炉膛容积中的充满程度。 燃烧器的作用 作用： 将燃料和空气送入炉膛； 并组织一定的炉内气流结构； 促使煤粉气流稳定着火； 使煤粉和空气强烈混合，以达到燃烧完全；减少NOx形成，实现清洁燃烧。 分类： 直流燃烧器 旋流燃烧器 第二节 直流式煤粉燃烧器 一、直流式煤粉燃烧器的特性 1．不旋转，射流扩展角小，卷吸能力小，单只燃烧器的着火性能差，炉膛充满度差； 2．射流衰减慢，射程远，后期混合好，有利于煤粉燃尽； 3．采用四角布置，相互配合时，相互点燃，着火好，混合强烈； 4．多层布置（不少于三层）。 二、直流燃烧器的类型 1．均等配风 一次风喷口和二次风喷口相间布置; 相邻两个喷口的中心间距较小，使得一次风和二次风接触早; 适用于挥发分比较高的烟煤、褐煤。 一次风喷口相对集中布置，二次风喷口分级布置; 一、二次风喷口中心间距较大 二次风逐渐分级地和一次风混合; 适用于挥发分比较低的无烟煤、贫煤。 (1)目的： 在燃烧过程不同时期的各个阶段，按需要送入适量空气，保证煤粉既能稳定着火、又能完全燃烧。 (2)特点 使着火区保持比较高的煤粉浓度，以减少着火热；燃烧放热比较集中，使着火区保持高温燃烧状态，适用于难燃煤；煤粉气流刚性增强，不易偏斜贴墙。同时，卷吸高温烟气的能力加强。 (3) 一次风集中布置的问题 着火区煤粉高度集中，可能造成着火区供氧不足，延缓燃烧进程； 一次风喷嘴附近为高温区，喷嘴易变形，使喷嘴出口附近气流速度分布不均，容易出现空气、煤粉分层现象。 三、四角布置直流燃烧器的工作原理 1、工作原理主要表现为几个过程： (1) 煤粉气流卷吸高温烟气而被加热的过程； (2) 射流的相互撞击、射流两侧的补气及压力平衡过程； (3) 煤粉气流的着火过程； (4) 煤粉与二次风空气的混合过程； (5) 四股气流形成的切圆旋转过程； 焦碳的燃尽过程。 工作原理: 煤粉气流在射出喷口时，虽然是直流射流，但当四股气流到达炉膛中心部位时，以切圆形式汇合，形成旋转燃烧火焰，同时在炉膛内形成一个自下而上的旋涡状气流。 着火热 把一次风煤粉气流加热到着火温度所需要的热量叫着火热。 包括： 加热煤粉和空气所需要的热量； 燃料中水分蒸发和过热所需要的热量； 挥发分热解所需要的热量。 “自点燃”作用 四、四角切圆燃烧的气流偏斜及切圆直径 1、气流偏斜问题 引起燃烧器出口气流偏斜的主要原因是： （1）邻角气流的撞击是气流偏斜的主要原因。 （2）射流偏斜还受射流两侧“补气”条件的影响。 （3）燃烧器的高宽比(hr/b)对射流弯曲变形影响较大。 （4）当燃烧器多层布置时，上层气流不断的被卷吸到下层气流中，加上气流受热膨胀的影响，使气流容积流量增大，旋涡直径相应增大，一般可使实际切圆直径膨胀到假想切圆直径的8－10倍。 2、切圆直径过大问题 优点： 上游邻角火焰向下游煤粉气流的根部靠近，煤粉的着火条件较好。这时炉内气流旋转强烈，气流扰动大，使后期燃烧阶段可燃物与空气流的混合加强，有利于煤粉的燃尽。 问题： (1) 火焰容易贴墙，引起结渣； (2) 着火过于靠近喷口，容易烧坏喷口； (3) 火焰旋转强烈时，产生的旋转动量矩大，同时因为高温火焰的粘度很大，到达炉膛出处，残余旋转较大，这将使炉膛出口烟温分布不均匀程度加大，因而既容易引起较大的热偏差，也可能导致过热器结渣或超温。 五、一次风与二次风 1 一次风量 一次风量应该既能满足煤粉中挥发分着火燃烧所需的氧量，又能满足输送煤粉的需要。如果同时满足这两个条件有矛盾，则应首先考虑输送煤粉的需要。 一次风量↑ ，使着火热↑ ，着火过程愈慢。 一次风量不能太小，否则着火初期得不到足够的氧气，化学反应速度减慢。 一次风量通常用一次风量占总风量的比值表示，称为一次风率。 2?一次风速 一次风速不但决定着火燃烧的稳定性，而且还影响着一次风气流的刚度。 若一次风速↑ ↑ ，则通过单位截面气流流量↑ ，煤粉气流的加热