角切圆煤粉锅炉燃烧器设计方法

《角切圆煤粉锅炉燃烧器设计方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、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，首先要对锅炉燃用煤种进行分析，同时尽可能了

2、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、煤的成分及其特性煤的主要成分是碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S），以及灰分（A）和水分（M）。其中碳、氢、可燃硫为可燃成分，水分和灰分为不可燃成分。灰的主要成份为各种矿物质，如SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5、TiO2等。1.1碳（C）碳是煤中的主要可燃元素，以各种碳氢化合物和碳氧化合物的状态存在，含量一般占煤成分的15～90％。碳元素包括固定碳和挥发分中的碳。埋藏年代越久的煤，其碳化

3、程度越深，含碳量也越高，而氢、氧、氮等的含量由于挥发则减少。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33727KJ的热量；碳在不完全燃烧时生成一氧化碳（CO），每千克纯碳仅放出9270KJ的热量。由于纯碳的着火与燃尽都较困难，因此，含碳量愈高的煤，着火与燃尽愈难。1.2氢（H）氢也是燃料中的可燃元素，多以碳氢化合物状态存在，水分中的氢不计入氢的含量。氢的发热量最高，每千克氢完全燃烧可以放出120370KJ的热量，约为纯碳的3.6倍。煤中氢的含量较少，约在2～10％范围内，存在于挥

4、发分气体中。碳化程度越深，氢的含量越少。另外，含氢量高的煤在储存时易于风化，含氢量将逐渐减少。1.3氧（O）和氮（N）氧和氮都是煤中的不可燃元素，因此氧氮元素的存在会使燃料中可燃元素相对减少，发热量有所下降。燃料中含氧量变化很大，煤中的含氧量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）。煤中氮的含量一般很少，约为0.5～2.5％。在煤的燃烧过程中，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，因此在进行锅炉及其燃烧设备设计时，应重视NOx的排放指标。

5、1.4硫（S）煤中的硫以三种形态存在，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，只转化成灰份。我国大部分动力用煤含硫量一般在0.3～2％，有的高达3～5％。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

6、壁产生高温腐蚀（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。1.5灰分（A）灰分不仅降低燃料的发热量，影响燃料的着火与稳燃，而且容易导致锅炉受热面的结渣、沾污、积灰、磨损、腐蚀等一系列问题，直接影响锅炉的安全经济运行。因此灰分含量的多少也是评价燃料质量优劣的指标之一。另外灰中还含有一些重金属，如砷As、镉Cd、铬Cr、汞Hg、铅Pb、硒Se等，如果排入大气，会对环境产生污染。灰份的含量在各种煤中变化很大，少的只有4～5％，多的

7、可达60～70％。1.6水分（M）水分也是煤中的不可燃成分。煤中水分以三种不同的形态存在，即外在水分、内在水分（吸附和凝聚在煤块内部毛细孔中的水分）和结晶水分（存在于煤的矿物质中的结晶水）。外在水分易于蒸发，变化很大；内在水分不易蒸发，在一定温度下（105～110℃）可以风干；结晶水分需在200℃以上才能析出，通常工业分析时不予测定。煤中水分含量变化极大，少则百分之几，如无烟煤约2％～9％；多则可达40％～60％，如高水分褐煤。煤的成分分析基准和换算2.1煤的成分分析基准煤的成分通常用质量百分比来表示：C+H+O+N+S+

8、A+M=100%（1）收到基包括全部水分和灰分在内的煤的各种成分之和为100％，表示进入锅炉的炉前实际燃用的煤成分，用下标“ar”（asreceived的简写）表示，其表达式为：Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100%在进行煤的燃烧计算和热力计算时均采用收到基（ar）。（2）空气