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第12课时单元


华北电力大学环境科学与工程学院

电厂热力设备及运行
任课教师:杨官平
二○一一年一月

3.机械(固体)未完全燃烧热损失q4 ?定义:飞灰或炉渣内含有未燃烧的碳所造成的热损失。 ?组成: ? 灰渣机械未完全燃烧损失Qsl:灰渣中未燃烧或未燃尽的

碳粒一同落入炉膛冷灰斗引起的损失。
? 飞灰机械未完全燃烧损失Qfa:未燃尽碳粒随烟气排出炉 外而引起的热损失。
Q4 ? Q fa ? Qsl kj / kg (4 ? 61) Q fa ? 飞灰中机械未完全燃烧损失,kj / kg。 Qsl ? 灰渣中机械未完全燃烧损失,kj / kg。 Q fa Qsl Q4 q4 ? ?100% ? ( ? ) ?100% Qin Qin Qin % (4 ? 62)

机械未完全燃烧热损失的测定和计算: ?测定数据: ? 在锅炉正常运行工况下,定时收集:飞灰量Gfa、灰渣量 Gsl(kg/h)。 ? 取样分析:

可燃物百分数:飞灰含碳量Cfa、灰渣含碳量Csl(%)。
可燃物的发热量:32900(kJ/kg)。
Q fa ? 32900 G fa B 100 Gsl Csl Qsl ? 32900 ? kj / kg B 100 B ? 锅炉每小时燃料消耗量,kg / h。 ? C fa kj / kg (4 ? 63) (4 ? 64)

?飞灰含碳量Cfa、灰渣含碳量Csl可以取样测得。
?飞灰量无法准确测得。主要原因:

? 除尘器的效率不是100%。
? 一部分飞灰附着在锅炉烟道内壁和受热面上。

?灰渣量无法准确测得。大容量锅炉一般采用水力除灰,

灰渣量也无法准确测得。
?飞灰量和飞渣量必须由经验法求得,即由飞灰份额afa



和灰渣份额asl间接求得。

灰平衡法: ?进入锅炉的总灰量等于排出锅炉的灰渣中的灰分和飞灰 中的灰分的之和。
(100 ? Csl ) A ?B 100 100 100 G fa (100 ? C fa ) Gsl (100 ? Csl ) ? ? 100% BA BA G fa (100 ? C fa ) 令 a fa ? BA G (100 ? Csl ) asl ? sl BA 则 灰平衡方程为: a fa ? asl ? 1 G fa ? Gsl 由式(4 ? 67)和(4 ? 68),得 a fa G fa ? BA (100 ? C fa ) Gsl ? BA asl (100 ? Csl ) (100 ? C fa ) (4 ? 65) (4 ? 66) (4 ? 67) (4 ? 68) (4 ? 69)

(4 ? 70) (4 ? 71)

灰平衡法:
将式(4 ? 70)代入 (4 ? 63)、 ? 71)代入(4 ? 64),得 (4 Q fa ? 329 Aa fa C fa (100 ? C fa ) kj / kg kj / kg (4 ? 72) (4 ? 73)

Csl Qsl ? 329 Aasl (100 ? Csl )

将式(4 ? 72)和(4 ? 73)代入(4 ? 62),得 ? C fa Csl 329 A ? q4 ? ? asl ?a fa ? ?100% Qin ? (100 ? C fa ) (100 ? Csl ) ? ? ? % (4 ? 74)

?说明:一般固态排渣煤粉炉,afa=90~95%, asl=5~

10% 。

? 机械未不完全燃烧热损失的影响因素: ? 炉子结构:炉膛高度不够或炉膛体积太小,烟气流程过短,使烟 气中一些煤粉未能燃尽而离开炉子,增大q4损失。当炉内水冷壁 布臵过多时,会使炉膛温度过低,不利于燃烧反应,也会增大q4 损失。 ? 燃料特性:灰分、水分越大、挥发分越小、灰分熔点越低,q4越 大。 ? 煤粉细度:煤粉颗粒越细,q4越小。 ? 炉内过量空气系数:当炉内过量空气系数较小时,由于氧气供应不 足,使q4增大;炉内过量空气系数过大,使炉膛温度降低,煤粉 燃烧不充分,q4也会增大。因此,炉内过量空气系数应该适当。 ? 炉膛温度:炉膛温度降低会影响燃料的着火与燃烧,使q4增大。 ? 锅炉负荷:锅炉负荷过高时,单位时间送入炉内的煤粉量和空气 量都增加,风粉运动速度升高,煤粉停留时间缩短,q4增大;锅 炉负荷较低时,炉膛温度降低,燃烧反应速度减小,q4增大。

?减小机械未不完全燃烧热损失的措施:

? 设计合理的炉膛结构:使燃料在炉膛内有足够的停留
时间。 ? 保持适当的过量空气系数。

? 加强燃料与空气的混合。

? 保持锅炉在一定的负荷下运行,有足够高的炉膛温度。

4. 散热损失q5

?定义:由于锅炉炉墙、汽包、联箱、烟风道绝热层外表
温度高于周围环境温度所散失热量损失。 ?计算:
额定负荷时,额定散热损失可以插图或根据下述公式计算:
r q5 ? 5.82( D r ) ?0.38

%

(4 ? 75)

非额定负荷时,散热损失可以根据下述公式计算: Dr q5 ? q % D r q5 ? 额定散热损失,%。
r 5

(4 ? 76)

D r ? 额定蒸发量,t / h。 q5 ? 运行散热损失,%。 D ? 运行蒸发量,t / h。

图4-4 锅炉散热损失



?散热损失的影响因素: ? 锅炉本体外表面积:锅炉本体外表面积越大,q5越大。 ? 锅炉本体外表面温度:锅炉本体外表面温度越高,q5越大。 ? 炉墙与保温材料绝热性能:炉墙与保温材料绝热性能越好, 锅炉本体外表面温度越低,q5越小。 ? 炉墙与保温材料厚度:炉墙与保温材料厚度越大,锅炉本 体外表面温度越低,q5越小。 ? 周围环境温度:周围环境温度越低,q5越大。 ? 锅炉容量(或锅炉额定蒸发量):当锅炉容量增大时,燃料 消耗量基本上也按比例增加,而锅炉的外表面积却增加稍 慢,相应于单位燃料的炉墙外表面积便减小, q5减小。 ? 锅炉负荷(或锅炉实际蒸发量):锅炉运行时,锅炉负荷减 小,锅炉的外表面积并不随锅炉负荷的减小而减小,锅炉 本体外表面温度变化不大,q5增大。

?减小散热损失的措施: ? 设计时,提高锅炉的结构紧凑程度、减小外表面积。

? 运行时,完善保温,降低外表面温度。



5.灰渣物理热损失q6 ?定义:锅炉排出的炉渣所携带的热量未被利用而引起的 热损失。 ?计算:
A Q6 ? asl cast sl 100 Q6 q6 ? ?100% Qin kj / kg % (4 ? 77) (4 ? 78)

cas ? 灰的定压比热,kj /( kg.o C )。
o t sl ? 灰渣温度, 。 对于固态排渣煤粉炉,t sl ? 600o C; C

对于液态排渣煤粉炉,t sl ? FT ? 100o C。

?说明: ? 液态排渣煤粉炉,必须考虑q6。 ? 固态排渣煤粉炉,只有当A>Qar,net/420时,才必须考虑q6。

?灰渣物理热损失的影响因素: ? 排渣量:排渣量越大,q6越大。 ? 排渣温度:排渣温度越高,q6越大。

六、锅炉热效率
?定义:有效利用热与送入炉子总热量之比。
?计算方法:

? 正平衡求效率法:通过测定锅炉输入热量和有效利用
热量,计算锅炉热效率。 ? 反平衡求效率法:通过测定锅炉的各项热损失,从而

计算出锅炉热效率的方法。
?计算公式:
Q1 正平衡求效率法:?b ? ?100% Qin 反平衡求效率法:?b ? 100 ? (q2 ? q3 ? q4 ? q5 ? q6 ) (4 ? 79) (4 ? 80)

七、燃料消耗量
1.实际燃料消耗量 ?定义:锅炉机组每小时燃料消耗量,即每小时实际送 ?计算公式:
B? Qef Q1 ? Qef Qin?b ?100 kg / h (4 ? 81)

入锅炉炉膛的燃料量。也称燃料消耗量,用符号B表示。

?说明: ? 对于大容量锅炉,燃料消耗量一般不直接测出而采用 上式计算。 ? 在进行燃料运输系统和制粉系统计算时,使用燃料消 耗量B。

2.计算燃料消耗量 ?定义:考虑到机械不完全燃烧损失q4的存在,实际参 加燃烧反应的燃料量。用符号Bj表示。 ?计算公式:
q4 B j ? B(1 ? ) 100 kg / h (4 ? 82)

?说明:
? 在计算燃烧所需空气量和生成的烟气量时,使用计算

燃料消耗量Bj。

八、锅炉热效率试验
?定义:确定锅炉效率的试验,也称热平衡试验。
?目的: ? 确定锅炉机组热效率。 ? 确定锅炉机组的各项热损失,拟定提高热效率的措施。 ? 确定热效率与负荷的关系,以便确定经济负荷。

? 确定锅炉燃煤量。
?种类:

? 正平衡试验。
? 反平衡试验。

1.正平衡试验
? 定义:通过测定锅炉输入热量和有效利用热量,来计算锅炉热效率的试验。
? 测定参数: ? 燃料消耗量B。

? 锅炉的输入热量Qin。
? 过热蒸汽流量、温度和压力。 ? 再热蒸汽流量、温度和压力。 ? 给水量、温度。 ? 燃料低位发热量。 ? 特点: ? 燃料消耗量、蒸汽流量和给水流量测量误差较大,导致正平衡效率误差较大。 ? 只能求得锅炉的热效率,不能得出各项热损失,不能据此研究和分析影响锅炉

热效率的种种因素,因此不能找到提高锅炉热效率的途径。
? 应用范围:中、小型锅炉。

2.反平衡试验
? 定义:通过测定和计算锅炉各项热量损失,以求得热效率的试验。 ? 测定参数: ? 排烟温度、排烟过量空气系数。 ? 烟气分析成分。 ? 灰中含碳量。 ? 燃料的元素分析成分。 ? 燃料低位发热量。

? 特点:
? 从误差理论上讲,测定数值较小的各项热损失的相对误差较小,反推的锅炉 效率比较准确。

? 不但可以确定锅炉的效率,而且可以确定锅炉的各项热损失,因而可以了解
锅炉的工作情况并能找出提高锅炉效率的途径。 ? 应用范围:大型锅炉。

九、例题
1.某锅炉在额定蒸汽流量1110t/h工作时,散热损失为0.2%,当 锅炉实际蒸汽流量为721.5t/h时,锅炉散热损失是多少?

解:锅炉的散热损失q5为: Dr 1110 r q5 ? q5 ? 0.2% ? ? 0.3076% D 721.5
2.某锅炉反平衡热力试验,测试结果q2=5.8%,q3=0.15%,q4 =2.2%,q5=0.4%,q6=0, 求锅炉反平衡效率。

解:锅炉反平衡效率ηb为:
ηb =100-(q2+q3+q4+q5+q6) =100-(5.8+0.15+2.2+0.4+0) =91.45%

九、例题
3.某锅炉热效率试验测定,飞灰可燃物Cfa=6.5%,炉渣含碳量 Csl=2.5%,燃煤的低位发热量Qar,net=20908kJ/kg,灰分 Aar=26%,燃煤量B=56t/h,飞灰占燃料总灰分的分额afa= 95%,炉渣占燃料总灰分的分额asl=5%,求①锅炉机械未完全 燃烧热损失q4;②由于q4损失,每小时损失多少原煤?
解:锅炉机械未完全燃烧损失q4为: C fa Csl 329 A q4 ? (a fa ? asl ) ?100% Qin 100 ? C fa 100 ? Csl 329 ? 26 6.5 2.5 ? (0.95 ? ? 0.05 ? ) ?100% 20908 100 ? 6.5 100 ? 2.5 ? 2.75% 每小时损失原煤: B4 ? B ? q4 ? 56 ? 2.75% ? 1.54(t / h)

九、例题
某锅炉蒸发量Dsh ? 1110t / h,过热蒸汽出口焓hsh为3400kj / kg,再热 ? 蒸汽流量Drh为878.8t / h,再热蒸汽入口焓hrh为3030kj / kg,过热蒸汽 ?? 出口焓hrh为3520kj / kg,给水焓h fw为1240kj / kg, 每小时燃料消耗量B 为134.8t / h,燃料收到基的低位发热量Qar ,net为23170kj / kg,试求锅 炉的热效率。 解:锅炉的热效率为: ?? ? Qef Dsh (hsh ? h fw ) ? Drh (hrh ? hrh ) ?b ? ? ?100% BQin BQar ,net 1110 ?103 (3400 ? 1240) ? 878.8 ?103 ? (3520 ? 3030) ? ?100% 3 134.8 ?10 ? 23170 ? 90.55%

第三节 燃烧基本原理

?燃烧的基本概念 ?均相燃烧化学反应动力学原理 ?异相燃烧化学反应动力学原理

一、燃烧的基本概念

?定义:通常把一切强烈放热的、伴随有光辐射的、快 速的化学反应过程。 ?过程: ? 流动。 ? 传热:热量传递。 ? 传质:质量传递。 ? 化学反应。 ?种类: ? 均相燃烧(也称单相燃烧):气体燃料在空气中燃 烧。。 ? 异相燃烧(也称多相燃烧):固体燃料在空气中燃烧。

二、均相燃烧化学反应动力学原理
1.化学反应速度
?定义:单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的 增加。
对于反应式: aA ? bB ? gG ? hH 化学反应速度为: w?? 1 dC A 1 dC B 1 dCG 1 dC H ?? ? ? a dt b dt g dt h dt mol /( m3 ? s ) (4 ? 84) (4 ? 83)

C A、C B ? 分别为反应物A、B的浓度,mol / m3。 CG、C H ? 分别为生成物G、H的浓度,mol / m3。 a、b ? 分别为反应物A、B的化学计量系数。 g、h ? 分别为生成物G、H的化学计量系数。 t ? 反应时间,s。

2.质量作用定律 ?质量作用定律:对于均相反应,在一定温度下,化学 反应速度与参加反应各反应物浓度幂的乘积成正比, 各反应物浓度的幂指数等于其相应的化学计量系数。
对于反应式: aA ? bB ? gG ? hH 化学反应速度为: 1 dC A 1 dC B a b w?? ?? ? kCAC B mol /( m 3 ? s ) a dt b dt C A、C B ? 分别为反应物A、B的浓度,mol / m 3。 a、b ? 分别为反应物A、B的化学计量系数。 k ? 化学反应速度常数。 (4 ? 85) (4 ? 83)

?适用范围:适用于理想气体。在均相反应中,假定参与 反应的气体为理想气体,则质量作用定律可以应用。

3.阿累尼乌斯定律 ?阿累尼乌斯定律:反应物浓度不变时,反应速度常数k 随温度变化的关系。
k ? k0e
? E RT

(4 ? 86)

k0 ? 反应的频率因子,近似为常数。 R ? 通用气体常数,.314kj /( kmol ? k )。 8 E ? 反应的活化能,kj / kmol。 T ? 反应的温度,k。

4.化学反应速度的影响因素
? 反应物浓度:反应物浓度越大,反应速度越快。

? 压力:在反应容积不变的情况下,反应系统压力的增高,就意
味着反应物浓度增加了,从而使化学反应速度增加。 ? 反应温度:随着反应温度的升高,分子运动的平均动能增加, 活化分子的数目大大增加,有效碰撞频率和次数增多,因而反 应速度加快。

? 燃料活性:燃料活性越强,活化能越小,化学反应速度越快。
? 说明: ? 实际的炉内燃烧过程,反应物的浓度、炉膛压力可认为基本不 变,因此化学反应速度主要与温度有关。 ? 实际运行中,提高炉膛温度是加速燃烧反应、缩短燃烧时间的 重要方法。

三、异相燃烧化学反应动力学原理
1.焦炭燃烧过程
? 参加燃烧的氧气从周围环境扩散到反应表面。 氧的扩散速度:w=αd(C0-C) (4-87)

αd-质量交换系数;
C0-远离固体表面氧的浓度; C-固体表面氧的浓度。 ? 氧气被燃料表面吸附。 ? 在燃料表面进行燃烧化学反应。 燃烧化学反应速度:w=kC k-反应速率常数。 ? 燃烧产物由燃料表面解吸附。 (4-88)

? 燃烧产物离开燃料表面,扩散到周围环境中。

2.燃烧速度 ?异相燃烧反应速度取决于5个过程中进行得最慢的过程, 研究指出,取决于氧气的扩散和固体表面的化学反应两 个过程。
由式( ? 88 4 ),得 w C? k 将式( ? 89 4 )代入式( ? 87 4 ),得 w? C0 1 1 ? k ?d (4 ? 89)

(4 ? 90)

3.燃烧反应区域 ?动力区(<1000? C):燃烧反应的温度不高,k很小,αd 相对来说很大,焦碳燃烧处于化学动力控制下,燃烧 速度取决于化学反应速度,燃烧速度w=kC0 。 强化燃烧的措施是提高反应系统的温度。 ?扩散区(>1400? C):燃烧反应的温度很高,k很大,αd 相对来说很小,焦碳燃烧处于扩散控制下,燃烧速度 取决于扩散速度,燃烧速度w=αdC0 。 强化燃烧的措施是强化扰动,减小煤粉颗粒。 ?过渡区(1000? C~1400? C):动力区与扩散区之间区域, 燃烧速度取决于化学反应速度和扩散速度。 强化燃烧的措施是同时提高炉膛温度和扩散速度。

4.煤燃烧阶段
? 预热干燥阶段:煤被加热至100℃左右,煤粒表面及煤粒缝隙 间的水被逐渐蒸发出来。大量吸热 。 ? 挥发分析出并着火阶段:温度升至一定值,煤中挥发分析出, 同时生成焦碳(固定碳)。挥发分的释放量及成分主要取决于 升温速度。不同的煤,开始析出挥发分的温度不同,达到一定 温度,析出的挥发分就着火、燃烧。对应的温度称煤的着火温

度,不同煤的着火温度不同。少量吸热。
? 燃烧阶段:挥发份首先燃烧造成高温,包围焦炭的挥发分基本 烧完且燃烧产物离析后,碳开始着火、燃烧。大量放热。 ? 燃尽阶段:残余的焦炭最后燃尽,成为灰渣。少量放热。 ? 说明:上述各阶段实际是交叉进行的;其中着火和燃尽是最重 要的两个阶段,着火是前提,燃尽放热是目的。

5.煤粉迅速而又完全燃烧的条件
? 供应充足而又适量的空气:燃料完全燃烧的必要条件。 保持最佳的炉膛出口过量空气系数。 ? 适当高的炉内温度:炉温高,着火快,燃烧速度快,燃烧也易趋于完全。 试验证明,锅炉的炉温在1000~2000℃内比较适宜。在这个温度区域内, 若保证炉内不结渣,可以尽量高一些。 ? 空气和煤粉的良好扰动和混合。 ? 原因:煤粉的燃烧反应速度主要取决于煤粉的化学反应速度和氧气扩散到 煤粉表面的扩散速度。 ? 要求:燃烧器的结构特性优良,一、二次风配合良好,并有良好的炉内空 气动力场;煤粉和空气不但要在着火、燃烧阶段充分混合,在燃尽阶段也 要加强扰动混合。 ? 足够的停留时间 ? 煤粉在炉内的停留时间:指从煤粉自燃烧器出口一直到炉膛出口这段行程 所经历的时间。 ? 停留时间的决定因素:炉膛容积、炉膛截面积、炉膛高度及烟气在炉内的 流动速度,这都与炉膛容积热负荷和炉膛截面热负荷有关,即要在锅炉设 计中选择合适的数据,而在锅炉运行时切不可超负荷运行。

第四节 悬浮燃烧
?定义:煤粉随气流悬浮在空中燃烧。 ?煤粉炉:固态排渣煤粉炉的简称。 ?煤粉炉燃烧器的作用: ? 将燃料和空气送入炉膛。 ? 组织一定的炉内气流结构。 ? 促使煤粉气流稳定着火。 ? 使煤粉和空气强烈混合,以达到燃烧完全。 ? 减少NOx形成,实现清洁燃烧。 ?煤粉燃烧器按气流结构可分为直流燃烧器和旋流燃烧 器。 ? 直流燃烧器:出口气流是直流射流的燃烧器。 ? 旋流燃烧器:出口气流包含旋转射流的燃烧器。

一、直流燃烧器及炉内气流结构
1.直流射流空气动力特性

?湍流自由射流:指直流燃烧器各喷口以较高的初速度 (Re≥105)和一定的浓度,射入尺寸很大的炉膛空间 (炉膛内充满高温、静止烟气、煤粉浓度近似为零) 的煤粉气流。 ?湍流自由射流除了做整体运动外,流体微团还具有纵 向脉动和横向脉动,后者对对热质交换起着重要作用。 ?卷吸作用:射流(煤粉气流)自喷口喷出后,沿着轴 线方向运动,其边界上的流体微团不断与周围介质发 生热质交换和动量交换,将部分周围高温、静止介质 卷吸到射流中来,并随射流一起运动。 ?射流横断面不断扩展,流量Q增加;煤粉浓度C下降; 温度T升高;轴向速度W逐渐减慢,最后射流的能量完 全消失在空间介质中。

?射流核心区:射流中心尚未被周围气体混入,保持初 速w0的区域。 ?湍流边界层:核心区维持初速w0的边界称为内边界;

射流与周围气体的分界称为外边界。内、外边界间区
域为湍流边界层,其内为射流本身的流体以及卷吸进 来的周围气体。 ?转折截面:核心区消失,只在射流轴线保持初速w0的

某点对应的截面。在转折截面前的射流段称为初始段,

在转折截面后的射流称为基本段。
?扩展角:射流外边界线的交点称为源点,其夹角称为 扩展角。

?卷吸量Q:外边界卷吸的高温烟气量。 ? 圆形喷口的卷吸量大于矩形喷口。 ? 一个喷口分成总面积相等的若干个小喷口,卷吸量是 增加的。 ? 直流Q<漩流Q;直流射流适用于无烟煤,后期混合好。 ?射程L:射流轴向速度wm与射流初始速度w0的比值降低 到某一不为零的数值(如0.05)时的截面与喷口间的 距离。 ? 射程反映轴向速度wm沿射流运动方向衰减的程度,即 射流对周围气体的穿透能力。 ? 直流射程L>漩流射程L。 ?显然,射流卷吸周围气体越多,衰减较快。 ?直流湍流自由射流的卷吸量相对较小,而射流的衰减 较慢。

?扩展角θ:可决定射流的形状及
两相邻射流开始混合点,其位臵 对煤粉气流着火和氧化剂的及时 补充有很大影响,直流湍流自由 射流的θ相对较小。 图4-6 射流组的流动 ?射流的刚度:射流在有限空间内,抵抗外界干扰不发生 偏离轴线的能力。刚度不够,射流偏移到炉墙,可能引 起结渣;偏向其他射流,会干扰其正常工作。刚性大的 射流吸引刚性小的射流并使其偏转。 ?射流的初始动量越大,刚度越大。

2.直流燃烧器喷嘴

图4-7 直流燃烧器喷嘴

3.直流燃烧器组

图4-8 直流燃烧器组

4.均等配风直流燃烧器
一、二次风相间布臵的均等配风直流燃烧器: ? 布臵特征:一二次风口相间布臵,且间距相 对较近,各二次风喷口的风量分配较均匀, 燃烧器最高层为上二次风喷口,燃烧器最底 层为下二次风喷口。

? 特点:一、二次风口间距较小,有利于一、
二次风的较早混合,使一次风煤粉气流着火

后能迅速获得足够的空气,达到完全燃烧。 图4-9 一、二次风相间布
臵的均等配风直流燃烧器 ? 适用范围:挥发分含量较高的煤种,如烟煤、

褐煤。

侧二次风均等配风直流燃烧器
? 侧二次风:指在煤粉喷口的外侧(背火 侧)与一次风平行布臵的二次风。

? 布臵特征:一次风口集中布臵,一次风
布臵在向火侧(内侧),二次风布臵在 一次风的背火侧(外侧)。 ? 特点: ? 一次风在炉膛内侧,有利着火。

? 二次风在外侧,使与水冷壁接触的是一
层二次风,利于防止水冷壁结渣。 ? 气流高度短,宽度大,刚性好。 ? 适用范围:贫煤、劣质烟煤。
图4-10 侧二次风

均等配风直流燃烧器

5.分级配风直流燃烧器
? 布臵特征:一次风喷口相对集中布臵,并靠 近燃烧器的下部,二次风喷口则分层布臵, 一、二次风喷口间保持较大的距离。 ? 特点: ? 一次风喷口高宽比大,卷吸量大;煤粉气流 相对集中,火焰中心温度高,有利于低挥发

分煤的着火、燃烧。
? 二次风混合较迟,二次风分阶段送入燃烧的 煤粉气流中,强化气流的后期混合,促使燃 料燃烧与燃尽。 ? 适用范围:挥发分较低的煤种,如无烟煤、 贫煤、劣质烟煤。
图4-11 分级配风

直流燃烧器

6. PM型低NOx煤粉燃烧器
? 布臵特征:一次风气流分为浓、淡两相喷 口。浓相一次风喷口位于燃烧器中部, 在它的上下各有一个再循环烟气喷口, 用以推迟浓相一次风跟二次风和淡相一 次风的混合。分为两级燃烧,二级燃烧 所用的二次风由最上部喷口送入。淡相 一次风口,位于再循环烟气喷口的下方, 其下方有二次风口。 ? 特点: ? 两级燃烧可降低NO。 ? 再循环烟气具有降低NOx的效果。 ? 浓相一次风口设有稳燃器,并有再循环 烟气阻隔,不能与二次风、淡相风很快 混合,提高了着火稳定性。 ? 适用范围:挥发分较低的煤种,如无烟 图4-12 PM型低NOx煤粉燃烧器 煤、贫煤、劣质烟煤。

7.直流燃烧器各层二次风的作用
? 上二次风
? 作用:补充燃尽所需的氧气;稳定燃烧的火焰中心。 ? 特点:离一次风较远,有下倾;风量较大。

? 下二次风
? 作用:提供下侧煤粉火炬燃烧所需的氧气;托浮煤粉防止离析; 阻止火炬下冲。 ? 特点:水平布臵;风量较小。 ? 中二次风:

? 作用:补充煤粉燃烧和燃尽所需的氧气;强化过程所需气流扰
动。 ? 特点:风量较大。

7.直流燃烧器各层二次风的作用
? 燃尽风 ? 作用:送入剩余15%的空气,实现富燃料燃烧,抑制燃烧区段温 度,达到分级燃烧目的,有效减少炉内NOX生成量,有利于燃料 的燃尽。 ? 特点:喷口位于整组燃烧器的最上部(三次风喷口之上)。 ? 周界风

? 作用:可防止喷口烧坏,适应煤质的变化。
? 特点:位于一次风喷口的四周,周界风的风层薄;风量小;风 速较高。 ? 十字风 ? 作用:冷却一次风喷口;减少煤粉和气流速度分布不均匀程度。 ? 特点:位于一次风喷口的中心;风量小;风速较高。

8.直流燃烧器三次风的作用

?特点:
? 含有10~15%的极细煤粉。 ? 含有较多的水分。 ? 温度低。 ? 风量大,一般<20%,有时30%。

?对燃烧的影响:
? 使炉膛温度下降,燃烧不稳定。 ?布臵:一般布臵在最上层。 ?风速:高,50~60m/s 。

? 三次风口布臵不当,炉膛出口结渣,过热器超温爆管。

二、作业

(1)什么是锅炉热效率?什么是正平衡热效率与反平衡热效率? 如何计算? (2)什么是实际燃煤量与计算燃煤量?它们有何区别? (3)什么是直流燃烧器?直流燃烧器有何特点?


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