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士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已，不亦远乎?——《论语》

煤的强化燃烧

一、煤碳的燃烧过程

煤从进入炉膛到燃烧完毕，一般经历四个阶段：水分蒸发阶段，当温度达

到105℃左右时，水分全部被蒸发；挥发物着火阶段，煤不断吸收热量后，温度

继续上升，挥发物随之析出，当温度达到着火点时，挥发物开始燃烧。挥发物燃

烧速度快，一般只占煤整个燃烧时间的1/10左右；焦碳燃烧阶段，煤中的挥发

物着火燃烧后，余下的碳和灰组成的固体物便是焦碳。此时焦碳温度上升很快，

固定碳剧烈燃烧，放出大量的热量，煤的燃烧速度和燃烬程度主要取决于这个阶

段；燃烬阶段，这个阶段使灰渣中的焦碳尽量烧完，以降低不完全燃烧热损失，

提高效率。

良好燃烧必须具备三个条件：

1、温度。温度越高，化学反应速度快，燃烧就愈快。层燃炉温度通常在

1100~1300℃。

2、空气。空气冲刷碳表面的速度愈快，碳和氧接触越好，燃烧就愈快。

3、时间。要使煤在炉膛内有足够的燃烧时间。

碳燃烧时在其周围包上一层灰壳，碳燃烧形成的一氧化碳和二氧化碳往往透

过灰壳向外四周扩散运动，其中一氧化碳遇到氧后又继续燃烧形成二氧化碳。也

就是说，碳粒燃烧时，灰壳外包围着一氧化碳和二氧化碳两层气体，空气中的氧

必须穿过外壳才能与碳接触。因此，加大送风，增加空气冲刷碳粒的速度，就容

易把外包层的气体带走；同时加强机械拨动，就可破坏灰壳，促使氧气与碳直接

接触，加快燃烧速度。如果氧气不充足，搅动不够，煤就烧不透，造成灰渣中有

许多未参与燃烧的碳核，另外还会使一部分一氧化碳在炉膛中没有燃烧就随烟气

排出。对于大块煤，必须有较长的燃烧时间，停留时间过短，燃烧不完全。因此，

实际运行中，一般采取供给充足的氧气，采用炉拱和二次风来加强扰动，提高燃

烧温度，炉膛容积不宜过小等措施保证煤充分燃烧。

二、强化燃烧机理

士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已，不亦远乎?——《论语》

提高锅炉机组煤粉燃烧的稳定性和煤粉的燃尽率是统一的,随着煤粉燃烧得

到强化,炉内温度水平得到提高,这两个问题将同时得到解决。实现“三强原理”

(即强化煤粉颗粒与高温烟气的对流传热、强化煤粉的高浓度聚集和强化燃烧过

程的初始阶段)是提高炉内的温度水平的有效方法,所以在燃烧器的改造或设计

中应设法形成煤粉气流的旋转、高温烟气的回流或设法使煤粉局部浓度加大,以

利于强化煤粉的加热和着火过程。稳定燃烧的关键在于强化煤粉初始阶段燃烧。

强化煤粉初始阶段燃烧应让煤粉迅速达到着火温度,缩短着火时间(距离)。设单

位质量煤粉在单位时间吸收的热量1(T)与单位质量煤粉达到着火温度所需热量

2(T)之比值的对数为

ε=lg[1(T)/2(T)]。当ε0时,煤粉不可能着火或熄火;当ε0且越大,气流煤

粉的着火速度越快,燃烧将更加稳定。从ε的表达式可以看出缩短着火时间有两

种途径:一方面是降低煤粉着火热。当外界供热量一定时,我们可以适当提高煤粉

浓度,并使其处于最佳值,缩短着火距离。另一方面是增加外界对煤粉的供热量。

外界加热煤粉主要通过辐射传热和对流传热。由于这两种方式的加热机理不一样,

辐射传热是先加热煤粉再通过煤粉加热气相;而对流传热直接加热气相,再由气

相加热煤粉,所以它们对煤粉加热作用的快慢也有很大的差别,如图1是对煤粉

颗粒直径为60μm、着火温度为800℃、气粉混合物初温100℃条件下的定性计

算结果。该图说明了当烟温相同时,对流传热把煤粉加热到着火温度所需时间不