燃烧过程的基本理论.ppt

《燃烧过程的基本理论.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、燃烧过程的基本理论重要性燃烧过程对火力发电机组安全经济运行的影响稳定燃烧高效燃烧掌握“动力燃烧区域”、“扩散燃烧区域”了解燃烧过程着火与熄火的热力条件掌握影响煤粉气流着火的因素掌握燃烧完全的条件本章重点第一节　化学反应速度及其影响因素一、均相反应与多相反应同一相态均相反应不同相态交界面上发生反应广义来讲影响化学反应速度的因素燃烧本质上是一种发光发热的化学反应二、化学反应速度对任一化学反应，可写出其化学计量方程式：可以用反应物浓度减少的速度表示：则：可以用生成物浓度增加的速度表示：反应物浓度温度压力催化作用连锁

2、反应三、影响化学反应速度的因素1、反应物浓度的影响质量作用定律：一定温度下，如下关系k:反应速度常数，与温度等因素有关正反应速度：活化能E达到活化状态所需能量阿累尼乌斯定律:温度T与化学反应速度常数k的关系活化能反应活泼性，是否易于反应，E易反应E的大小与煤种有关2、温度的影响kT0k03、压力的影响PCW与系统压力的n次方成正比PFBC-CC增压循环流化床锅炉蒸汽燃气联合循环4、催化作用可快，可慢实质改变了反应物的活化能5、链锁反应自动连续加速进行达到一定温度时，氢的燃烧反应挥发分对煤燃烧的

3、影响第二节　煤、焦炭和煤粉的燃烧一、煤燃烧的四个阶段预热、干燥(吸热)挥发分析出(热解)，并着火燃烧(挥发分、焦炭)(保证O2、足够温度)燃尽(残余焦炭灰渣)q4而煤粉的燃烧，四个阶段往往交错进行，挥发分析出几乎延续到煤粉燃烧的最后阶段，甚至是更小的粒子先着火如何强化着火第四节如何强化燃烧、燃尽第五节二、碳的燃烧反应学术界的三种理论:碳是固体燃料的主要成分，对着火、燃尽、发热量等均有影响1、一次反应C+O2CO2二次反应C+CO22CO2、一次反应2C+O22CO二次反应2CO+O22CO23、一

4、次反应C+O2CxOy(络合物)二次反应络合物分解为CO、CO2只要有足够O2CO2三、碳的多相燃烧反应2、过程1、研究对象：固相表面上进行的多相反应(1)氧分子扩散到反应表面；(2)氧分子吸附于表面上；(3)在表面上发生燃烧反应，放出CO2等燃烧产物；(4)燃烧产物解吸附；(5)产物扩散到周围。这些过程中哪些是瓶颈呢？(2)、(4)、(5)均快(1)、(3)较慢当(1)较慢扩散燃烧区(3)较慢动力燃烧区3、燃烧区域(1)当温度较低时(t<1000℃)，化学反应速度较低，而扩散到表面的氧气比消耗的多得多。

5、此时燃烧速度主要决定于化学反应动力因素(温度、燃料的反应特性)，氧气扩散速度影响很小，故称动力燃烧区；(k<<)(2)当温度很高时(t>1400℃)，由于k因T升高面大大增加，此时扩散速度相对太低，成为制约因素，故称扩散燃烧区；(k>>)(3)上述两者之间的温度区域，两个速度相近，称为过渡区。根据氧扩散到表面及在表面上消耗(即化学反应速度k)，按温度变化，分成三个区域：综上可知，要想提高燃烧速度：1)在温度低的动力区，应提高反应系统的温度提高炉膛温度；2)在温度高的扩散区，应增大O2扩散粒径、粒子与气流

6、的相对速度，加强扰动；3)在过渡区，两者都应增大。不同燃料、细度、燃烧空气动力场区域是变化的，用准则Sm或R来区分四、煤与煤粉燃烧的特点1、煤：比碳复杂1)有H2O催化；2)有挥发分提高系统温度、形成多孔性、耗氧；3)多孔性不仅是表面过程；4)有灰影响反应表面。2、煤粉极细的煤粉可能先于挥发分燃烧30-100m0.1s—0.2s达到1500℃第三节燃烧过程着火和熄火的热力条件1、着火：由缓慢的氧化状态转变到反应能自动加速到高速燃烧状态的瞬间过程，此时反应系统的温度为着火温度2、着(熄)火条件分析：以燃

7、烧室内煤粉、空气混合物的燃烧为对象1)燃烧时的放热量Q1根据有关化学反应速度的原理：化学反应速度Q1T2)向周围介质散热量Q2考虑一个综合了辐射、对流的换热过程Q2TTb3)不同热力条件下，Q1与Q2的关系①当壁面温度较低时：会达到一个稳定的放热、散热平衡点交点1：所以：低温下，只会缓慢氧化，不会着火②当壁温提高到一定值，会交于2、3两点。反应初期，向2点靠近；达到2点(不稳定)后只要稍加提高系统温度，反应将自动加速而转变到高速燃烧状态(着火)，最后稳定于高温燃烧状态3。2点对应温度即着火温度Tzh着火热力条件

8、：在一定的放热、散热下，只要系统温度大于着火温度，燃烧反应会自动加速进行③对于高温燃烧下的反应，若散热加大（斜率）到一定程度，交于4、5点，系统温度随之下降达到不稳定的4点，只要温度稍微下降，反应温度会急剧自动下降，直到5点（缓慢氧化状态）稳定。4点对应温度即熄火温度Txh熄火热力条件：在一定的放热、散热下，只要系统温度小于熄火温度，燃烧反应即会自动中断第四节影响煤粉气流