煤的高效低污染燃烧理论及技术

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1、煤的高效低污染燃烧理论及技术陈刚教授华中科技大学煤燃烧国家重点实验室主要内容煤粉燃烧中的主要特点与过程煤粉锅炉常见问题及分析稳燃腔燃烧器的原理及应用其他先进煤粉燃烧器介绍煤粉锅炉冷态试验热态燃烧调整煤粉燃烧的主要特点与过程煤粉颗粒由运载它的空气喷入炉膛后，受到炉内火焰、高温烟气的加热，温度升高，开始把水份蒸发掉。然后温度再上升，煤中的挥发物则开始析出，并在颗粒周围燃烧，使煤粒进一步加热。在析出挥发物后，煤粉颗粒就变成了高温的焦炭颗粒，会进一步燃烧，直到燃尽为止。一、着火温度煤必须加热到一定的温度才能着火，此温度称为

2、着火温度，它是在一定试验条件下测定的。二、着火热把煤粉气流加热到煤粉颗粒着火的温度所需热量的多少，对煤粉气流是否容易着火关系重大。这部分热称为着火热，它主要用于加热煤粉和空气并使煤粉中水份蒸发、过热。三、影响煤粉气流的着火因素煤质特性：着火温度、灰份、水份；一次风量：一次风率；一次风温：热风送粉；煤粉浓度：煤粉细度：炉膛温度：敷设一些卫燃带；强化高温烟气与一次风煤粉气流的混合；四、煤粉燃烧一、二次风的作用；燃烧配风；燃烧器的布置；切圆大小；炉内空气动力场；煤粉细度；炉内温度水平；炉膛断面热负荷等五、煤粉的燃尽火焰中

3、心位置；配风问题；炉膛高度（燃烧器布置）；煤粉细度；空气量小结——炉内煤粉良好燃烧的基本条件煤质、锅炉、辅助设备状况相当高的炉内温度合适的空气量良好的炉内空气动力场足够的燃烧时间锅炉常见问题及分析稳燃问题结渣问题烟温偏差问题“四管”爆漏问题运行经济性问题一、燃烧稳定性问题保证炉内稳定燃烧是保证锅炉安全正常运行的基本前提。然而，对于许多锅炉而言，燃烧稳定性仍然是个突出的问题，特别是在调峰低负荷运行时。主要原因：煤质差，水份大，灰份高，挥发份低，而且煤质不稳定；高温烟气回流量不足；燃烧器给粉不均匀；卫燃带面积偏小；热风

4、温度偏低；主要原因（续）：一、二次风速或风量不合理；炉内空气动力场不理想，切圆偏小，气流旋转太弱；燃烧器设计不合理；断面热负荷偏小；低负荷运行。二、结焦问题锅炉的结渣问题是较普遍存在的，严重的结渣问题将会导致锅炉强迫停炉，极大地影响锅炉的安全性和经济性。锅炉结渣的原因是多方面的，防止或解决锅炉的结渣问题应首先找出结渣的原因，从多方面分析入手加以解决。结渣的本质可以概括地表述为：当温度高于灰熔点的烟气冲刷受热面时，烟气中熔融的灰渣粘附到受热面上，造成结渣。这里关键的因素有三点：一是燃料的灰熔点；二是气流的温度高于灰熔

5、点时，气流中的灰渣才呈熔融状态；三是这样的气流只有冲刷受热面时，才会造成结渣。因此，燃煤锅炉的炉内结渣既是一个物理化学过程，也是一个非常复杂的流体力学过程。影响结渣的因素较多，不仅与煤质特性（灰熔点、灰成分、灰粘度等）有关，还与炉膛热力参数、燃烧器的结构与炉内空气动力工况、锅炉运行参数等密切相关。组织合理而良好的炉内空气动力场是防止结焦的前提1、炉内实际切圆安装切圆直径燃烧器高宽比燃烧器的间隙率一、二次风动量比燃烧器喷口总面积与炉膛截面积比燃烧器摆角等2、一次风射流刚性刚性是抗偏转能力的度量，它与喷口的结构及射流的

6、动量有关，细长型喷口射流刚性比矮胖型要强，当一次风射流动量增大时，气流抗偏转能力增强。3、射流两侧补气条件差异射流两侧补气条件主要由炉膛截面长宽比、假想切圆直径、燃烧器组高宽比确定。对炉膛截面长宽比大的炉膛，燃烧器轴线与两侧墙间的夹角差增大，当假想切圆直径增大时，也导致同样的结果。燃烧器轴线与两侧墙间的夹角不等，造成射流两侧补气条件差别大。由补气条件差异而引起的作用在射流两边的压差，使气流容易贴边。因此四角炉炉膛截面长宽比一般应小于1.2。4、燃烧器组长宽比及燃烧器喷口间隙燃烧器组高宽比及燃烧器喷口间隙也影响射流

7、两侧补气条件。当燃烧器组高宽比越大时，燃烧器组中间部分从上下两侧获取补气的条件越差。间距可起到气流迎风面和背风面两侧压差平衡作用，分组后实际切圆直径可相应减小。5、一、二次风动量比一次风速主要根据煤粉着火的需要和火焰传播速度选取，以及煤粉的输送；二次风主要是根据风粉气流扩散混合燃烧和焦碳燃尽的需要选取。一次风射流偏转的主要原因之一是由于上游邻角横扫过来的贯性力F，F是由上游一、二、三次风混合后形成的综合动量所决定的，特别是一、二次风混合后形成的综合动量，一、二次风动量比m2w2/m1w1越大，则一次风射流偏转程度越

8、大，炉内实际切圆越大，越易引起结焦。控制合理的运行参数1、选择合理的炉膛出口烟温为了防止对流受热面结渣，炉膛出口温度不能过高。在炉膛出口不布置屏式受热面的锅炉，炉膛出口温度应不大于1150℃；在炉膛出口布置屏式受热面的锅炉，屏前烟温，对弱结渣性煤应小于1250℃，对强结渣性煤应小于1100℃，对一般性结渣性煤应小于1200℃。2、控制合理的炉内过量空气系数α