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第二章燃烧系统 600MW锅炉机组 作者：王养社 电站锅炉对燃烧的要求 保证燃烧的安全性：稳定着火、不熄火、炉内不结渣 保证燃烧的经济性：完全快速燃烧 低负荷稳燃能力好 清洁燃烧（粉尘浓度小、氮氧化物和硫氧化物含量少） 煤的成分 元素分析成分 ①可然成分：碳（C）、清（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五种元素 ②可燃成分：灰分（A）和水分（M） 灰分大，受热面容易污染，降低煤的发热量；水分为腐蚀（S）提供条件，吸收热量、降低炉温；三种有害成分S、灰分、水分；三种可燃物C、H、S；氢是发热量最高的元素，但含量很低。 ⒉工业分析成分 ①可燃成分：挥发分（V）和固定碳（FC） ②不可燃成分：灰分（A）和水分（M） 挥发分（V）是煤加热时挥发出来的气体产物，容易着火和燃烧，挥发分越高，越容易着火，着火点低，燃烧充分 煤的燃烧过程 着火前的准备阶段：水分蒸发、挥发分析出（不断吸收热量） 燃烧阶段：挥发分开始着火，随后碳开始着火（大量放热） 燃尽阶段：只有少量的残碳在继续燃烧，温度降低，燃烧速度缓慢，碳的表面形成了灰壳。 煤燃烧的特点 挥发分的析出和燃烧为碳的燃烧提供了一定的条件 挥发分从着火到燃尽所用的时间仅仅为煤燃烧时间的1/10 碳的发热量占煤总发热量的90% 碳的含量占煤中可燃物含量的90%以上 结论：煤的燃烧关键在于碳的燃烧 良好燃烧四个条件 相当高的温度 合适的空气量 充分的扰动 足够的停留时间 煤粉气流的燃烧过程（一次风） 一、组成：输送煤粉用的空气、煤粉以及煤粉和空气中的水分。 二、燃烧阶段：边移动边燃烧 着火阶段：入口处 燃烧阶段：中心处 燃尽阶段：中心至出口处 煤粉气流的着火 对着火的要求：不过早（离喷口太近，结渣烧坏）不过迟（燃烧稳定性差） 着火的条件：煤粉气流整体达到着火点（需要吸收足够的着火热） 吸收着火热的方式： ①靠炉内火焰的热辐射 ②卷吸炉内的高温烟气（为主） 影响着火的因素 煤质 煤粉细度：为了保证煤粉在1～2S内燃尽 一次风的量（输送煤粉的风量） 一次风的温度 一次风的速度 着火区（燃烧器区域）的温度水平 一次风的卷吸能力 锅炉的负荷 强化煤粉气流着火的措施 将煤粉磨的更细 将煤粉适当的干燥 提高输送煤粉的空气的温度（一次风温） 提高煤粉浓度（减少一次分量） 减低一次风速度 提高着火区域的温度水平 燃烧过程的强化 ㈠燃烧中心区的特点：温度高，燃烧速度快 ㈡强化措施： 及时补充二次风（一次风着火后） 分期分批送入二次风 对一次风造成足够的扰动 燃尽区的强化 ㈠燃尽区的特点： 可燃物减少，放热量减少，炉温低 氧量少 扰动弱 ㈡强化—保证足够的停留时间 充满程度好 煤粉细 强化前两个阶段 燃烧设备 一、组成： 炉膛 煤粉燃烧器 二、作用： 将燃烧所用的燃料和空气送入炉膛 提供燃烧的场所 组织合理的炉内工况 炉膛 一、对炉膛的要求： 有足够大的空间，保证完全燃烧 结构紧凑，减少钢材消耗 气流充满程度好 二、炉膛的结构参数 炉膛容积热强度（代表炉内停留时间）P207 炉膛断面积热强度（代表着火区平均温度）P207 （挥发分低的煤易采用瘦、高的炉膛；挥发分高的煤易采用宽、矮的炉膛） 三、结构特点： 平炉顶结构（斜炉顶结构：水冷壁不等长，兑水循环不好） 折焰角：改善烟气、火焰在炉内充满程度，增大了水平烟道长度） 冷灰斗：减少炉膛向外散发热量，有利于炉渣排出 煤粉燃烧器 一、对燃烧器的性能要求： 能够组织良好的性能工况 煤种适应性好 调节灵敏、幅度大 阻力小（风机电耗小） 结构简单，布置方便 二、种类： 直流煤粉燃烧器：即出口气流为直线射流，四角布置 旋流煤粉燃烧器：即出口气流为旋转射流，两侧面墙布置 直流煤粉燃烧器 一、直流燃烧器的一般特性：沿轴线射出，呈喇叭状 具有卷吸能力（燃烧快） 具有一定的射程（扰动强） 具有一定的刚性（如刚性弱或无刚性，容易冲刷水冷壁，水冷壁易结焦） 1、2之间的矛盾是：卷吸能力强，射程一定短 二、配风方式： 均等配风：一次风与二次风相间排列（适合于烟煤和褐煤） 分级配风：一次风集中，二次风分级（煤粉浓度大，容易着火，稳定性好；二次风不仅提供氧气，还可调整燃烧中心，托浮火焰；下二次风以防冲刷水冷壁） 四角切圆燃烧的炉内工况分析 着火条件：相互点燃 中心混合条件：四股气流组成强烈旋转火球，混合好 燃尽区：旋转上升，充满程度好，停留时间长 * * * *