煤粉锅炉燃烧技术.ppt

煤粉锅炉燃烧技术
煤粉燃烧过程
在煤粉锅炉中,煤粉是在一次风的携带下以风粉混合物的形式通过燃烧器喷入炉膛的,煤粉在炉膛内呈悬浮状态燃烧。
设计合理的燃烧设备,合理组织燃烧过程,充分利用劣质煤,提高燃烧效率,节约能源,降低成本
煤粉气流的着火和燃烧
一、煤的着火、燃烧
燃烧阶段:
煤粒被加热和干燥:析出水分,吸热。
挥发分的析出和燃烧:煤热解释放出挥发分,达到相应的着火温度时即着火燃烧。燃烧放出的热量占总放热量的40%左右。挥发分的析出与燃烧改善了煤粒的着火性能:一方面大量挥发分的析出并燃烧,反过来加热了煤粒,使煤粒温度迅速升高;另一方面,挥发分的析出改变了煤粒的孔隙结构,改善了挥发分析出后焦炭的燃烧反应。
焦炭燃烧:焦炭的燃烧过程通常是在挥发分的析出完成后开始的。放热量60~95%。主要反应:C+O2=CO2;C+O2=2CO
燃尽:残余焦炭被灰分和烟气包围,反应减缓,需要足够长的时间。
对煤粉气流的着火还伴随着流动过程
焦炭燃烧阶段-气固反应

在动力燃烧中,化学反应速率远低于扩散速率。大颗粒焦炭900℃左右;多孔大颗粒焦炭在600℃以下;细颗粒多孔焦炭800℃温度范围内燃烧基本属于动力燃烧。在动力区内,影响燃烧速度的决定因素是化学条件,即燃料性质、温度等,而和氧的扩散速度关系不大。

在过渡燃烧中,反应速率与内部扩散速率相当。在过渡区内,燃烧速度既取决于化学条件,又取决于物理条件。对难着火的无烟煤总是将煤磨得更细,以便于着火及燃尽。

在扩散燃烧中,传质速率远低于化学反应速率。由于化学反应速率很高,传质速率相对较慢的有限氧分在刚到达焦炭外表面就被化学反应所消耗。在扩散区内,影响燃烧速度的决定因素是物理条件,即氧的扩散速度,而与燃料性质及温度关系不大。
实际上,煤粉气流的着火除与煤本身的放热条件有关外,还与炉膛的散热情况有关。
扩散区
动力区
过渡区
1
Q2
当炉膛壁面温度为Tb1时,放热曲线与散热曲线交于1点,稳定,缓慢氧化;
Tb1
6/28/2017
煤种
挥发分
Vdaf,%
煤粉气流着火温度
Ti/C
褐煤
50
550
烟煤
40
30
20
650
750
840
贫煤
14
900
无烟煤
4
1000
一般性着火温度
6/28/2017
三、煤粉的着火
煤粉气流的着火条件,不仅在于用来点燃煤粉气流的热烟气(热源)的温度,而且需要足够的热量。一般情况下煤粉气流在着火过程中所吸收的辐射传热量约为其着火所需总热量的10%~30%,所以其着火所需热量的主要来源是对流传热。将煤粉气流加热到着火温度所需要的热量称为着火热
着火热主要有两个来源:
一是被煤粉射流卷吸到射流根部的高温回流烟气(包括内回流和外回流),这部分热烟气和新喷入的煤粉射流强烈混合,以对流方式把热量迅速传递给新燃料;
二是高温火焰及炉壁对煤粉射流的辐射加热;
另外还有少部分化学反应本身放热。
四、影响煤粉着火的因素
在煤粉炉中,燃烧所需的空气被分成一次风和二次风。
一次风的作用是将煤粉通过燃烧器输送到炉膛,并供给煤粉在着火阶段所需的空气;
二次风则在着火以后混入保证煤粉的燃尽。煤粉的点燃过程是将一次风气流和高温炽热的烟气混合,使煤粉空气混合物的温度升高到煤粉能够着火。
影响煤粉气流着火的主要因素是:
着火需要热量:燃料性质(着火温度、水分、灰分、细度)、一次风量和一次风温等。
着火热来源:燃烧器的性能,即其空气动力工况,卷吸周围烟气能力。