四角切圆煤粉锅炉燃烧器设计方法_

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1、四角切圆煤粉锅炉燃烧器设计方法四角切圆煤粉锅炉燃烧器设计方法一、前言燃烧器是锅炉机组的重要组成部分，是合理组织燃烧、提高燃料利用率所必须的装置。燃烧器性能设计的优劣直接关系到电厂运行的安全性和经济性。因在锅炉燃烧过程中产生的氮氧化物（NOx）对人体健康有害，严重污染环境，故燃烧设备的设计应同时考虑如何减少NOx的排放，满足业主及国家环保标准的要求。二、煤的认识在我国,电站锅炉用燃料主要是煤,但煤的种类繁多,从高水分褐煤、高灰份劣质烟煤、烟煤到低挥发份的贫煤和极低挥发份的无烟煤都有使用。所以在进行燃烧器设计之前，首先

2、要对锅炉燃用煤种进行分析，同时尽可能了解燃用相同或类似煤种锅炉的运行情况，从而对燃用煤种的特性有一个比较全面的认识。1、煤的化学成份及其性质煤由可燃质、灰份(A)及水份(M)组成。其可燃质中主要化学元素为碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）；灰的主要成份为各种矿物质，如SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5、TiO2等。（1）碳（C）碳是煤中的主要可燃物质，以各种碳氢化合物和碳氧化合物的状态存在，含量在煤种所占比例约为50～90％。埋藏年代越久的煤，其碳化程度越深，

3、含碳量也越高，而氢、氧、氮等的含量则减少。如无烟煤的埋藏年代最久，含碳量可达90％以上；而褐煤的埋藏年代最短，含碳量为50～70％。通常，含碳量愈多，发热量愈高。碳在完全燃烧时生成二氧化碳（CO2），每千克纯碳可放出32860KJ的热量；碳在不完全燃烧时生成二氧化碳（CO），每千克纯碳仅放出9270KJ的热量。由于纯碳的着火与燃烬都较困难，因此，含碳量高的煤难以着火、燃烬。（2）氢（H）氢也是煤中的可燃成份，含量约在2～10%范围内，多以碳氢化合物状态存在，水份中的氢不计入氢的含量。氢的发热量最高，每千克氢完全燃烧

4、可以放出120370KJ的热量，约为碳发热量的3.7倍。氢存在于挥发份气体中，碳化程度越深，氢的含量越少，煤也愈难着火燃烧。另外，含氢量高的煤在储存时易于风化，含氢量将逐渐减少。（3）氧（O）和氮（N）氧和氮-25-四角切圆煤粉锅炉燃烧器设计方法都是煤中的不可燃元素，列入可燃质是不确切的，因此氧氮元素的存在会使煤的发热量降低。煤中的氧随碳化程度加深而减少，煤种不同含量变化很大，含量少的只有1～2%(如无烟煤),多的可达40％左右（如泥煤）。氮则是有害元素，煤中氮的含量一般很少，约为0.5～2.5%。在煤的燃烧过程中

5、，氮的一部分会与氧化合生成NOx，排入大气后会造成环境污染。（1）硫（S）硫在煤中以三种形态存在，即有机硫、黄铁矿硫和硫酸盐硫。前两种参与燃烧，放出少量的热，每千克可燃硫的发热量仅为9100KJ，第三种不参与燃烧。硫也是有害元素，燃烧后生成的SO2和少量SO3，排入大气后也会造成环境污染。不仅如此，SO3还会使露点大大升高，同时SO2和SO3能溶解于水中变成H2SO3（亚硫酸）和H2SO4（硫酸）,会造成锅炉低温受热面（如空气预热器）堵灰和金属腐蚀（即低温腐蚀）。另外硫的燃烧产物H2S（硫化氢）会对锅炉水冷壁产生高

6、温腐蚀（生成硫化铁和氧化铁），存在于过热器和再热器结灰层中的复合硫酸盐（Na3Fe(SO4)3和K3Fe(SO4)3）会对过热器和再热器产生高温腐蚀。我国大部分动力用煤含硫量一般在0.3～2％，有的高达3～5％。对含硫量超过2%的煤种，在设计锅炉时应采取必要的措施减轻或防止受热面的腐蚀。（2）灰份（A）灰份是煤中的不可燃的矿物在燃烧后的生成物，其主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5、TiO2等，前两种成份在煤的灰渣中所占比例很大。灰份是不可燃杂质，既影响煤的发热量，

7、又影响煤的着火与稳燃。此外灰份多的煤将为锅炉设计和运行带来困难，增加了锅炉受热面积灰、磨损、结渣和腐蚀的可能性。灰份的含量在各种煤中变化很大，少的只有4～5％，多的可达60～70％。煤在燃烧后余下的灰成份与原煤中的矿物质不完全相同，因为在燃烧过程中有脱水、分解等变化。煤灰的熔融性是煤非常重要的特性指标，该特性指标与灰成份有关。灰熔融性常用四个特征温度表示，即变形温度（DT）、软化温度（ST）、半球温度（HT）、流动温度（FT）。如果灰温度处于DT～FT温度状态，粘在受热面上就会堆积冷却成渣块，称为结渣。结渣后的受热

8、面吸热量减少，从而使炉温升高，炉温升高又使结渣更为严重。结渣影响锅炉的效率，严重时还影响锅炉出力和运行安全。FT－ST＜100℃，称为短渣；FT－ST≥100℃-25-四角切圆煤粉锅炉燃烧器设计方法，称为长渣。对于燃用ST≤1200℃的低灰熔点煤时，锅炉热力特征参数的选取和燃烧器的设计要特别注意防止结渣。（1）水份（M）水份也是煤中的不可燃成份，以三种不同的