锅炉与锅炉房设备第四章锅炉燃烧设备

第四章锅炉燃烧设备手烧炉、链条炉及其燃烧特点抛煤机链条炉、煤粉炉及其燃烧特点流化床及循环流化床燃烧技术参考书：参一P82－134

参二P51－95

煤粉炉煤气燃烧原理设备重油燃烧原理设备2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU锅炉中的炉：炉：尽可能的为特定燃料提供良好的燃烧场所炉分类：►火床炉燃烧设备：层燃炉►流化（沸腾）床燃烧设备：►火室燃烧（室燃炉）设备：回火与脱火

射流速度与燃烧速度的大小体现►旋风炉燃烧设备：燃烧设备的基本要求：稳定高效燃烧；高热负荷；安全可靠、易于调节；对燃料、负荷适应能力强；噪声污染小；机械自动化程度高2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第一节燃料燃烧的过程第二节燃煤炉层燃炉人工操作层燃炉、链条炉排炉、往复推饲炉排炉、抛煤机炉第四节煤粉炉第四章锅炉燃烧设备第三节沸腾炉第五节燃油设备第六节燃气设备GotoP4GotoP8GotoP49GotoP37GotoP60GotoP742023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU

着火前的热力准备阶段；

挥发分着火与焦炭的燃烧阶段；灰渣形成及燃尽阶段。1.燃料燃烧的几个阶段：2.燃料完全燃烧的必备条件保持一定的高温环境；供给足够而适度的空气量，并确保燃料与空气有良好的接触和充分混合的氛围；燃料要有一定的燃烧时间及燃烧空间；及时排出低温燃烧产物（如：低温烟气和灰渣）。一、固体燃料的燃烧过程第一节燃料燃烧的过程2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU二、液体燃料的燃烧过程第一节燃料燃烧的过程1.油的雾化过程液体燃料燃烧在蒸气状态下进行，是“油气”的燃烧。有两种燃烧方式：预蒸发燃烧；喷雾燃烧。常采用喷雾燃烧

喷雾燃烧的四个过程：2.油滴的蒸发3.油气与空气的混合过程4.可燃气混合物的着火相燃烧过程2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU三、气体燃料的燃烧过程第一节燃料燃烧的过程（一）过程：可燃气体与空气的混合；燃气的着火燃烧。（二）燃烧方式与燃烧过程1.扩散式燃烧的过程2.部分预混式燃烧过程：3.完全预混燃烧过程：返回2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU一、手烧炉：（一）手烧炉的特点及应用：手烧炉也称人工操作炉，从加煤、拨火至出渣都采用手工操作，劳动强度大．燃烧效率低，周期性冒黑烟污染环境，但其结构简单，造价低廉，操作方便，煤种适应性强．所以，可用在供热量要求不大的场合。（二）手烧炉的构造和工作过程。常见炉排：条状和板状两种固定式炉排，如图4-1所示．

条状炉排通风截面比(即炉排上通风孔总面积与整个炉排面积之比)

ft较大，达20％~40％，空气流速低，又容易扩散，炉排贴近高温燃烧区易被烧坏，宜烧大块高挥发分煤。板状炉排ft较小，一般为8%~20％，空气流速高，高温燃烧面离炉排面较远，可烧挥发分小的无烟煤，但通风阻力大，需机械通风。第二节燃煤炉层燃炉（人工操作层燃炉）2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU一、手烧炉：（二）手烧炉的构造和工作过程。（三）手烧炉的燃烧特性燃烧过程是沿料层高度逐层进行，其料层结构及料层中烟气成分和烟温的变化如图4-2所示，料层由上而下可分：火焰层、新燃料层、灼热焦炭层和灰渣层，其中灰渣层起隔热保护炉排和均匀布风的作用。从化学反应角度又可将料层分为如图四个区:灰渣区、氧化区、还原区和新燃料区。►第二节燃煤炉层燃炉（人工操作层燃炉）2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU料层厚度对燃烧影响很大，料层太厚太薄对燃烧都不利:料层太厚，CO增加，气体不完全燃烧热损失q3增加，通风阻力增加，过剩空气系数减小、使供氧不足；料层太薄，空气容易串入炉膛，形成火口、使过剩空气系数增大，炉温下降，q2、q3、q4均增加.合理的料层厚度应使炉内可燃气体最少，而且过剩空气系数最合理。一、手烧炉：（三）手烧炉的燃烧特性（四）手烧炉的工作特点1.“双面引火”2.周期性工作3.周期冒黑烟4.热效率低第二节燃煤炉层燃炉（人工操作层燃炉）2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU（五）改善手烧炉燃烧的措施。一、手烧炉：1.提高操作技术：操作总结经验“勤、快、少、匀”的操作法，即：勤观察、勤加煤、加煤拨火清渣动作快、加煤量要少而匀，要将煤层厚度控制合适。此外，如干煤末掺水法，间断二次风法，焦化法等都可起到改善手烧炉燃烧。2.改善炉门结构：如脚踏自重式炉门便是其中一种。3.改进炉排结构(1)改固定炉排为摇动炉排(2)改单层炉排为双层炉排

►(3)改顺烧炉为反烧炉（a）螺旋给煤机炉（b）抽板顶升给煤机炉：第二节燃煤炉层燃炉（人工操作层燃炉）2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU二、链条炉排炉

（一）链条炉排炉简称链条炉，是一种应用广泛的层燃炉，至今已有百余年的历史，它具有燃烧效率高，对环境污染少，机械化程度较高等特点，在我国中小容量的锅炉中(D＝2t/h~65t/h)使用得十分普遍。（二）链条炉的构造和工作过程

►炉排重力煤斗运动炉排的有效长度冷却煤闸门送风除渣板（老鹰铁）升降控制渣斗燃烧第二节燃煤炉层燃炉（人工操作层燃炉）2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第二节燃煤炉层燃炉（链条炉排炉）1.链条炉排有效长度：煤闸门到除渣板的炉排长度，实际参与燃烧的炉排有效面积的深度。2.防焦箱：纵向安装在炉膛两侧，一半嵌入炉墙，一半贴近运动着的炉排，主要作用有：

保护炉墙，防磨损侵蚀炉墙防止侧墙粘渣结瘤，确保炉排上煤的横向均布；密封二、链条炉排炉

（二）链条炉的构造和工作过程3.链条炉排结构1）炉排通风截面比：炉排通风孔隙总截面积与炉排有效面积的百分比。2）结构型式

链带式：►

鳞片式：►

►

2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU二、链条炉排炉

（三）链条炉的燃烧过程►1.燃料的预热干燥区段；0.3m2.挥发分析出并燃烧区段；3.焦炭猛烈燃烧区段；4.燃尽阶段。评定燃烧工况指标：着火是否及时，燃尽是否良好，燃烧是否旺盛。具体判断的依据是：着火应该在离煤闸门0.3m左右开始(过早会烧坏煤闸门，过迟燃料来不及燃尽)，燃尽应在老鹰铁前0.3-0.5m处基本结束；火床平整，火苗均匀密集，没有局部发黑或吹穿喷火现象；两头火焰暗红，中部白亮，火床长度应占炉排有效长度3/4以上；烟囱排烟呈浅灰色或近于无色。第二节燃煤炉层燃炉（链条炉排炉）图4-142023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU二、链条炉排炉

（四）链条炉燃烧的特点1.单面引火2.分段燃烧:链条炉燃烧过程三个阶段的划分与手烧炉不同，不仅按时间划分，而且按空间划分，即沿炉排长度方向来划分。预热干燥阶段在炉排前端完成，燃烧阶段在炉排中部完成，燃尽阶段在炉排后部完成。3.烟气成分有规律的变化:图4-144.需要拨火操作:单面引火及下送空气特点，形成上下灰层包裹中间煤层的“灰衣”现象，不利燃烧，使q4损失增加，灰分熔点低，易结焦，通风困难，燃烧恶化，需拨火脱“灰衣”。对焦结性强的煤，也需进行拨火操作。第二节燃煤炉层燃炉（链条炉排炉）图4-142023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU二、链条炉排炉

（四）链条炉燃烧的特点第二节燃煤炉层燃炉（链条炉排炉）5.煤的特性对链条炉燃烧的影响:

单面引火特点决定了不同煤种燃烧状况;

水分含量的影响；灰分的高低及灰熔点的影响（结焦性）；挥发分高低；煤的焦结性的影响；颗粒大小及均匀程度的影响。6.燃烧调节:

负荷变化时送风量和煤层厚度调节。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第二节燃煤炉层燃炉（链条炉排炉）二、链条炉排炉

（五）链条炉燃烧改善措施：1.合理配风包括两个方面内容：沿长度方向的分段送风和宽度方向的均匀配风。(1)分段送风合理的方法是将风仓沿着炉排长度分隔成几个风室(一般为4~6个)，按实际需要通过调节风门供给不同风量以满足燃烧需要。指沿长度分仓送风的同时，应注意宽度方向的配风。多数链条炉的送风为单侧进风，当炉排宽度＞3.5m时，采取双侧送风，另外在各风室内加装挡板、导流板、节流隔板等以使进口气流强制分流达到均匀配风的目的。(2)均匀送风：除合理配风之外，提高链条炉燃烧经济性的另一项措施，是在火床上部一定高度处，喷入高速的二次风气流，以加强炉膛内气流之间的扰动，好的二次配风方式还需要有一个好的拱型结构与之配合，才能收到更好的效果。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU二、链条炉排炉

（五）链条炉燃烧改善措施：2.设炉拱炉拱的主要作用是加强炉内气流的混合，合理组织炉内热辐射和热烟气的流动。(1)前拱：火床前部的上方，有水平式、侧斜式及反倾斜式。也称为引燃拱作用：预热新煤保护煤闸门配合后拱加强扰动。

(2)后拱：位于火床后部的上方，有单倾斜式，水平－倾斜式及双倾斜式等。设置炉拱的目的是通过它与前拱的适当配合，取得间接引燃和强化混合的效果。第二节燃煤炉层燃炉（链条炉排炉）2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU二、链条炉排炉

（五）链条炉燃烧改善措施：2.设炉拱

(2)后拱：

(3)中拱：位于火床中部的上方，设中供的目的是进一步加强对新燃料的间接引燃作用。可避免后拱过长带来的烟气闷塞问题。

(4)炉拱的设计原则影响炉拱设计、布置的因素很多，如燃料特性、燃烧方式，锅炉容量及参数等等。炉拱设计一般性原则：前拱高而短，后拱低而长，中拱低而短。第二节燃煤炉层燃炉（链条炉排炉）2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU二、链条炉排炉

（五）链条炉燃烧改善措施：3.送热风

热空气送入炉内，缩短燃料的预热干燥阶段，便于燃料着火，改善燃烧环境，使q3、q4下降，而且空气预热器还降低排烟温度，使q2下降，因此，送热风的措施对改善燃烧、提高锅炉热效率都起着积极作用。但由于送热风使炉排的冷却受到一定影响，所以热风温度一般不宜大于200℃。4.送二次风在料层上方喷入的主要起扰动烟气流动的高速气流称二次风。它可以是空气、烟气或蒸汽。二次风使烟气中可燃气体及未燃尽的炭粒与空气中氧充分混合、有利燃烧．使q3、q4下降，同时它所造成的烟气旋涡有利于飞灰的分离、降低烟尘浓度。另外可将高温烟气引向炉排前端，有利于燃烧引燃着火，它能提高火焰充满度，减少死角涡流区，防止结渣和积灰。二次风控制在总风最的10％左右，挥发分高的燃料二次风偏大一些。风速一般为50~80m/s，风压2000~4000Pa。第二节燃煤炉层燃炉（链条炉排炉）2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第二节燃煤炉层燃炉（链条炉排炉）

②当燃用低挥发分优质烟煤、无烟煤时，二次风一般布置在后拱，除加速炉内高温烟气的扰动外，还可以将火焰和高温烟气的辐射热导向前拱区，加速新煤着火前的热力准备阶段及挥发分逸出着火。①

当燃用高挥发分优质烟煤和褐煤时，二次风一般布置在前拱，除加速炉内高温烟气的扰动外，还可以将火焰和高温烟气的辐射热导向燃烧中心，防止前拱区的新煤提前着火、引燃；

二、链条炉排炉

（五）链条炉燃烧改善措施：5.前后拱形成的喉口与二次风的综合作用：►二次风量设置一般原则是：负荷增大及细煤屑增多时，空间燃烧的负担加重，所以二次风量应适当加大；负荷降低时，由于炉膛温度较低，二次风量应当减少甚至全部关闭。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU（六）链条炉的工作特点二、链条炉排炉

1.对燃料要求高，煤种适应面窄：链条炉着火条件较差，燃烧层无自动拨火作用，为保证一定的燃烧效率、所以对燃料的品质有一定要求。首先链条炉对强焦结性的煤很难适应。其次链条炉对煤的水分、灰分、灰溶点及煤的颗粒分布也有一定要求。2.燃烧调整慢：影响对负荷变化的适应性。链条炉的燃烧调整，是指在煤种或负荷发生较大变化时，对进煤量和送风量的调整，即应使新状态下，风煤比处于合理状况，这就要通过对炉排转速或煤层厚度(变化大时使用调整料层厚度的办法)调整进煤量，通过对风门开度大小的控制来调整送风量，一般先调风量后调煤量．这种调整要达到使风煤比合理是件不容易的事，所以对负荷变化适应性下降。3.机械化程度高，劳动强度低。除了拨火是人工操作外，运煤出渣，送引风均为机械化，大大降低了司炉工的劳动强度，提高了工作效率。4.链条炉制造复杂，炉排耗钢量大，初投资高。5.运行稳定，故障较少，效率较高，烟气中原始含尘浓度较低，适用范围广第二节燃煤炉层燃炉（链条炉排炉）2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第二节燃煤炉层燃炉（往复推饲炉排炉）往复推饲炉排炉

往复炉的结构型式很多，目前较为普遍使用的主要有三种型式：倾斜式往复推饲炉排炉；►

►水平式住复推饲炉排炉；►及抽条式往复推饲炉排炉。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第二节燃煤炉层燃炉（抛煤机炉）抛煤机炉

抛煤机炉是一种半悬浮燃烧炉。煤由抛煤机2抛入炉内，新煤在炉膛内受热干燥，挥发并着火，同时一部分焦碳也在炉膛内燃烧，未燃烧的焦碳落至炉排3上继续燃烧。返回2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU图4-1a手烧炉构造简图图4-1b手烧炉炉排片2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU图4-22023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU手烧炉双层炉排的燃烧图4-42023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU双层炉排的燃烧特点如下：

(1)新燃料上下受热和双面点火的条件，着火迅速而稳定。

(2)煤在双层炉排上经过两次燃烧，大大减少灰渣的含碳量，从而降低机械末完全燃烧热损失q4。挥发分及可燃气体(大部分是CO)，在穿过上炉排的炽热碳层后，与穿过下炉排上升的过量空气相遇而进一步燃烧完全，因而使气体末完全燃烧热损失q3也减少。

(3)双层护排炉消除冒黑烟的作用。

(4)上炉排工作条件差，管外壁受磨损且还得不到风冷效果，容易使壁温升高，强度受影响，因此，不宜烧结焦性强、挥发分小和发热量高的煤。双层炉排手烧炉因能较好解决传统手烧炉的烟尘污染，提高锅炉热效率。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU特点：这种加煤机可以连续加煤，燃烧没有周期性，燃料自下而上，挥发分全部经过温度较高的燃料层，挥发分燃烧较完全，飞灰也少。缺点：燃料着火较困难，宜燃用挥发物较高的优质煤。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU抽板顶升给煤机炉：1.这种顶煤机虽仍是间断加煤，但加煤时不必打开炉门，每次加煤较多，周期较长，因此，没有明显的热周期性。2.燃料从下部供入，挥发分全部通过温度较高的燃烧层，燃烧比较完全，具有较好的消烟除尘效果。但不宜燃用难着火的燃料。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU图4-72023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU链带式炉排：根据炉排片的型式不同又可分成轻型链带式、大块型链带式及活络芯片型链带式三种。1.轻型链带式炉排图4-10、112023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU链带式炉排：1.轻型链带式炉排优点：结构简单，金属耗量小(约600~700kg／m2)，制造成本低。缺点：炉排的通风截面比大(约为16％）甚至更高，因此导致漏煤增大(约为3％一5％)，且炉排片不断磨损，漏煤量将有增无减；炉排的工作可靠性较差，因为从动炉排片厚度较薄，强度较低，主动炉排片一方面受高温火床的加热，产生较高的热应力，另一方面又要带动整副炉排运动而受到拉应力，因而运行时容易在穿孔处断裂；由于炉排片数量很大，又是用圆钢拉杆串联而成，所以拆装及检修都较麻烦，给工作带来不便。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU特点是：炉排片尺寸较大，用以取代原串联于两条主动链环之间的所有薄片型炉排片；大块型炉排片的上表面有两排均匀布置的通风孔，为了减小通风的死滞区，通风孔布置在梯形凹槽中。在炉排的背面设有一条加强筋加强炉排片的钢性及强度。优点：结构简单，制造容易，节省金属，且炉排片数量大大减少，安装和检修都较为方便。但它的自洁能力差。链带式炉排：2.大块型链带式►2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU鳞片式炉排：鳞片式炉排运行可靠，维修方便，但金属耗量比链带式高，单位有效面积炉排重量为900kg/m2左右，通常适用于D＞10t/h以上的锅炉。图4-82023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第三节沸腾炉一、流化床的燃烧与传热

v>vlj(临界速度）；v>3.4～3.5vlj(临界速度）；v>vdc(带出速度）不同气流速度下固体颗粒床层的流动状态是不同的：随着气流速度的增加，固体颗粒分别呈现固定床、鼓泡流化床、湍流流化床、快速流化床和气力输送状态。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU1．流化床的燃烧特点1)

流化理论用于锅炉，保持很厚的灼热料层，相当于一个很大的蓄热池，新煤(约5%)加入后很快与灼热的炉料混合，迅速达到着火温度——具有极好的着火条件2)

颗粒与气流相对速度较大，扰动强烈，混合较完善，燃烧温度低——燃烧好3)

上部始终有过剩氧存在，无明显还原区4)

料层高度对上层烟气成分无明显影响5)

NOx生成减少，可以加入石灰石脱硫2．流化床的传热

1)

具有良好的扰动和混合，床温很均匀，传热系数高；2)埋管表面不积灰，吸热比一般辐射受热面强4～5倍，达230~350kW/cm2.℃；

3)热负荷均匀，对水循环等有利。第三节沸腾炉一、流化床的燃烧与传热

2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU二、鼓泡式流化床结构1．鼓泡式流化床►

1)

给煤机2)炉膛

3)

布风板

4)风室

5)沉浸受热面埋管

6）灰渣溢流口第三节沸腾炉2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第三节沸腾炉

给煤方式：正压给煤和负压给煤，在悬浮层负压区加煤，燃料完全靠自重落入沸腾层，加煤装置简单，但飞灰不完全燃烧损失较大。风帽式炉排：炉排和布风装置的双重作用。二、鼓泡式流化床的结构1．鼓泡式流化床炉膛：燃烧和传热两方面的要求，由沸腾段和悬浮段组成，其分界线为灰渣溢流门的中心线。三、沸腾炉的主要特点：1.主要优点：☺燃料的着火条件十分完好，煤种适应性广，可以燃用煤矸石；☺沸腾炉燃尽条件好，空气过剩系数低，煤粒和空气强烈混合，而且可不必预热空气，有效地控制NOx产生量，还有一定的脱硫效果；☺沸腾炉结构简单，埋管受热面热强度高，在沸腾层内，除了高温烟气对埋管的辐射和对流换热外，大量炽热粒子还强烈冲刷埋管换热。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第三节沸腾炉三、沸腾炉的主要特点：

2.沸腾炉缺点：

☺沸腾炉的埋管受热面磨损严重，特别是埋管的弯头部分磨损☺耗电量大：布风装置、沸腾床阻力，为了克服这些阻力必须采用高压风机。煤的破碎，筛分等附加电耗。☺沸腾炉的锅炉热效率较低，主要是飞灰多而且飞灰中可燃物高，使固体不完全燃烧损失过大。☺沸腾炉大型化困难。大的炉床面积，使锅炉布置，给煤均匀性等都复杂化。因此，大容量的沸腾炉不能再采用鼓泡床，而应采用新型流化床循环流化床炉。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU四、循环流化床的原理和特点

1.组成►炉膛、加料（含石灰石加料）、排渣、高温除尘、返料、布风板等第三节沸腾炉图4-312023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU四、循环流化床的原理和特点

2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU四、循环流化床的原理和特点

2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU四、循环流化床的原理和特点

2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU2.循环流化床的原理循环流化床的上升段通常运行在快速流化床状态下。快速流态化流体动力特性的形成对循环流化床是至关重要的，此时，固体颗粒被速度大于单颗物料的终端速度的气流所流化，以颗粒团形式上下运动，产生高度的返混。颗粒团向各个方向运动，而且不断形成和解体。在这种流体状态下，气流还可携带一定数量的大颗粒，其终端速度远大于截面平均气流速度。

四、循环流化床的原理和特点

2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU3.循环流化床的特点

（1）可以燃用各种固体燃料。由于飞灰及未燃尽的物料颗粒多次循环燃烧，其燃烧效率可达99％以上；（2）循环流化床炉中加入的石灰石等脱硫剂，由于随同煤颗粒再循环，其利用率高，脱硫效果显著．即便在钙硫比较低(约1.5左右)的条件下，脱硫率也可获得80％以上；（3）循环流化床炉接近于气力输送的沸腾炉，床内气固两相混合强烈，传热传质良好，整个床内能达到均匀的温度分布和快速燃烧反应。流化床内(密相区)没有埋管，没有磨损问题，稀相区虽布置有受热面，但流速低，颗粒小磨损轻；（4）运行负荷调节范围宽、速度快，能稳定运行的最低负荷为25％左右，负荷调节速度可达每分钟5％的额定负荷。第三节沸腾炉四、循环流化床的原理和特点

（5）循环流化床炉虽然也存在结构，系统复杂，体积庞大，投资和运行费用较高等缺点，但在发展大容量方向具有明显的优越性，且具有达到煤的清洁燃烧和高效率的特点。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU4.尚待进一步研究的问题锅炉启动物料的分离床内固体浓度的确定受热面布置和温度控制返料装置磨损问题尾部受热面布置第三节沸腾炉四、循环流化床的原理和特点

2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第三节沸腾炉烟气脱硫、除尘

劣质煤的有效利用

煤气化

循环流化床反应器

燃煤飞灰的有效利用五、洁净煤技术（cleancoaltechnology）简介

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供热锅炉的煤粉炉构造主要由磨煤机、燃烧器和炉膛组成第四节煤粉炉2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU煤粉锅炉BT-130.3.82-M型煤粉锅炉BT－2209.8－M型2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU煤粉炉杭锅煤粉炉杭锅煤粉锅炉煤粉锅炉2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU一、煤粉炉的结构系统第四节煤粉炉2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第四节煤粉炉一、煤粉炉的结构►MP系列磨煤喷粉机2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第四节煤粉炉二、煤粉炉特点煤粉炉的燃煤磨制成煤粉，并与空气混合成雾状气粉混合物喷射到炉内呈悬浮状态燃烧。燃料与空气混合充分接触良好，着火和燃烧迅速。(1)煤种适应性强；(2)燃烧效率高；90％以上(3)炉膛体积较大;(4)煤粉炉的容量和燃烧率的提高，不受炉排面积和热强度的限制；适用于大中型容量锅炉；(5)燃烧调节和运行管理易实现自动化。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第四节煤粉炉1.煤粉的性质(1)由煤粉制备系统磨制成1000μm以下(20～50μm居多)不规则的细小颗粒组成；

(2)刚磨制的煤粉，有较强的吸附空气的能力，其流动性便于管道输送；干煤粉疏松性好，轻轻堆放时的自然倾角为25~30°，堆积重度为0.45~0.5t/m3；(3)煤粉与空气接触面增大了若干倍，对于高Vdaf的煤粉与空气混合成雾状气粉混合物，一旦遇到火源迅速燃烧，其体积迅猛扩展将产生0.2~0.3MPa的爆炸压力；(4)影响煤粉爆炸的因素有：高Vdaf、过细的煤粉细度Rx、煤粉浓度、雾状气粉混合物的含氧浓度、及其温度、流速、湿度等。☺

高Vdaf的煤粉易自燃自爆，Vdaf<10%的煤粉无爆炸危险☺煤粉浓度的危险浓度下限：泥煤0.16~0.18kg/m3、褐煤0.16~0.25kg/m3、烟煤0.32~0.4kg/m3；而煤粉浓度在1.2~2kg/m3范围内为爆炸危险浓度；

三、煤粉的基本性质

2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第四节煤粉炉☺输粉气流的含氧浓度（体积比）在15%~16%以下时，一般不易引起爆炸；☺煤粉制备系统中煤粉管道应有一定的倾斜角度，使管内的气粉混合物有适当的流速16~30m/s：流速过高易引起爆炸；流速过低易造成气粉分离，煤粉在管内沉积而失去流动性；☺Vdaf高而细度又细的煤粉极易引起爆炸，对0.1mm细度的烟煤粉不会引起爆炸；☺Vdaf高的褐煤和烟煤，当煤粉水分稍大于固有水分时，一般不会自燃自爆。1.煤粉的性质三、煤粉的基本性质

(4)影响煤粉爆炸的因素2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第四节煤粉炉式中：x—标准筛孔的内边长度μm；70号90×90μm，30号200×200μma—余留在筛面上的粗煤粉重量,g；b—通过标准筛孔筛分后的细煤粉重量,g；2)煤粉的均匀度

煤粉颗粒的品质特性只用煤粉细度表示还不够全面，还应以煤粉的均匀度表述。如：有甲、乙两种煤粉，其R90值相等，但甲种煤R200>乙种R200

则乙煤粉较均匀三、煤粉的基本性质

2.煤粉的细度

1)煤粉细度Rx

煤粉越细越好，但加工费增加，经济性和粗细要求标准将磨制的煤粉用标准筛孔尺寸的筛子进行筛分，筛分后残留在筛面上粗煤粉的重量与煤粉筛分前总重量的百分比：2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第四节煤粉炉四、煤粉燃烧器煤粉燃烧器设计的基本要求：

出口处燃料分配均匀，配风合理，保证及时着火与燃烧

组织良好的空气动力场，有利于空气和燃料的混合

良好的调节性能，煤种适应性强

流动阻力小1.旋流煤粉燃烧器1）单蜗壳—扩锥型燃烧器：2）双蜗壳旋流煤粉燃烧器：燃烧器按其结构分:蜗壳形与喷口形(圆形、狭缝形、矩形、多边形)，按气流特点前者为旋流式，后者属直流式。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU四、煤粉燃烧器1.旋流煤粉燃烧器1）单蜗壳旋流煤粉燃烧器：►这种喷燃器扩散角大而射程短，炉膛火焰充满度好，旋流强度易于调节；但二次风阻力较大。第四节煤粉炉2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU四、煤粉燃烧器1.旋流煤粉燃烧器2）双蜗壳旋流煤粉燃烧器：第四节煤粉炉2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU四、煤粉燃烧器1.旋流煤粉燃烧器2）双蜗壳旋流煤粉燃烧器：2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU四、煤粉燃烧器1.旋流煤粉燃烧器MRQ煤粉燃烧器MRQ煤粉燃烧器2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU四、煤粉燃烧器1.旋流煤粉燃烧器旋流煤粉燃烧器布置2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第四节煤粉炉2.直流煤粉燃烧器四、煤粉燃烧器狭缝式直流燃烧器特点：结构简单、阻力小，射程远，着火慢，炉膛充满度较差，一般适用于挥发分较高的煤种。通常一次风量较大，而二次风速较高。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU2.直流煤粉燃烧器四、煤粉燃烧器2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU2.直流煤粉燃烧器布置四、煤粉燃烧器2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第四节煤粉炉五、煤粉室燃炉存在的问题1.在水冷壁管和炉墙上结焦:为防止结焦，首先把炉膛热强度控制在规定范围内、选择合理的燃烧器布置方式。同时，运行中注意调节火焰中心，务必使各燃烧器的负荷均衡。

2.煤粉炉炉膛水冷程度高，炉膛温度的高低受到燃煤量变化影响而波动，常常影响到煤粉的稳定着火。所以煤粉炉的负荷调节范围一般仅在70％~100％间，当然更无法象层燃炉那样压火。煤粉炉只有在稳定工况下连续运行，才能获得较高的燃烧效率。因此，供热负荷变化较大的场合，不宜选用煤粉炉。返回2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第五节燃油设备一、重油的一般特性

重油的发热量与原油的发热量较接近，，且Mar和Aar的含量很少。

重油较煤粉运输方便，经济；除了一个加热系统外，省却了庞大的燃料系统、煤粉制备系统和灰渣处理系统，并且容易实现DCS控制管理系统。1.粘度

⑴

恩格尔粘度E—在实验室温度下，200ml的重油流经恩氏粘度计的时间与20℃，200ml的蒸馏水流经恩氏粘度计的时间之比。⑵运动粘度v与恩氏粘度E的关系：

二、重油的特性指标2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第五节燃油设备2.比密度——是一个无量纲数值，即20℃的燃油与4℃的水在同样体积下的质量比。其中重油的；3.闪点：表示油质易燃程度，即当火焰接近燃油表面时，产生短暂的蓝色火焰时（一闪即逝），燃油的最低温度。4.燃点：当火焰接近燃油表面层时，即油蒸气与空气混合物时，使燃油点燃着火，并持续5秒钟以上的最低油温。重油的燃点一般比闪点高10～30℃。5.凝固点：盛有重油的试管或玻璃器皿在倾斜45°时，其油表面在1分钟内不发生任何位移的油温。⑴

重油的凝固点取决于石蜡含量的多少；⑵

国产重油的凝固点一般在15℃以上

二、重油的特性指标2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第五节燃油设备1．燃油的燃烧特点重油通过雾化器雾化后的油滴直径d=100~300μm，使油滴气化表面积增大至上万倍；雾化后的细小油滴在炉内不断吸收气化热，使细小油滴表面温度升高到气化饱和温度燃油在蒸气状态下，与空气充分混合后完全燃烧；2．燃油的燃烧过程（1）燃油的燃烧阶段:一般分：油滴；油蒸发气化区；油蒸气与空气相互扩散区；外层空气区（2）燃油的燃烧过程：三个同时发生的连续过程

三、燃油燃烧特点及燃烧过程2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第五节燃油设备1)

燃油的雾化，加热气化；2)

油蒸气与空气相互扩散，充分混合成可燃混合物；3)

可燃混合物的着火、燃烧。3.燃烧特点(1)

燃油蒸发气化，首先是低分子烃在250℃开始气化，在着火、燃烧的同时，为其高分子烃分解成低分子烃创造了有利条件(2)燃油的燃烧过程非常迅速而强烈。

4.组织重油燃烧过程时的注意事项

(1)

使部分空气送入重油火炬根部，防止或减轻火焰根部因高温缺氧而产生热裂解，造成不完全燃烧。(2)

使重油火炬根部区域的温度适当降低(℃)，低温下的热裂解可使难以燃烧的重碳氢化合物减少。三、燃油燃烧特点及燃烧过程2．燃油的燃烧过程2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第五节燃油设备

（3）尽量使燃油雾化的油滴细而均匀，油滴受热迅速蒸发气化，并与空气的混合扩散速度加快，以避免高温缺氧区大。

5.提高燃烧效率和强化重油火炬燃烧的措施：

(1)选用合适的重油系统及重油喷嘴，保证雾化质量良好，使其雾化炬分布均匀；(2)使空气与重油滴迅速混合，采用旋流和紊流方法促使火炬扰动，加强混合，使其在高温区混合以保证着火；以高温烟气回流与火炬根部接触，加热油滴的雾状气流，直至着火；(3)

使重油与空气预热，保证重油更好地雾化和蒸发气化；(4)

采用合适的调风装置，合理配风，并采用各种稳定火焰的燃烧措施：①

使油雾和空气的混合物形成旋转气流——旋流燃烧器；②

采用圆盘或圆锥形钝体——火焰稳定器

三、燃油燃烧特点及燃烧过程4.组织重油燃烧过程时的注意事项2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第五节燃油设备四、衡量重油雾化质量的主要指标：1.雾化细度：雾化后油滴直径d的大小，常用油滴体面积平均直径表示d=0~200μm；2.雾化角：雾化炬投影面两切线的夹角；

αx——条件雾化角；雾化角的大小取决于喷嘴出口处的切向速度与轴向速度之比

3.流量密度：单位时间内流过单位面积的油量；要求雾化器出口流量密度沿圆周方向分布均匀，以利于均匀配风和油气混合；雾化锥的中心处流量密度较小，使得该处形成适当的回流区4.影响雾化质量的主要因素：①燃油种类：油的恩氏粘度；②运行条件：油压、油温及负荷高、低③

雾化器类型及其加工精度。

2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第五节燃油设备五、油燃烧器及其分类保证油雾与空气充分混合、实现燃烧充分，合理正确的送风雾化方式具有关键的作用。通常空气是通过配(调)风器送入炉膛，而雾化喷油嘴送入炉膛燃料，与配风器组合在一起的装置称为油的燃烧器。旋流式机械雾化油燃烧器：►直流式机械雾化油燃烧器：►1.油喷嘴的种类和构造按雾化的方法可分为：机械雾化式；气流雾化式；和联合雾化式三种。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第五节燃油设备五、油燃烧器及其分类1.油喷嘴的种类和构造在中小型燃油锅炉中常用的油喷嘴有机械雾化油喷嘴和蒸汽介质式雾化油喷嘴。（1）简单机械雾化油喷嘴：►特点：进油压力一般为2~5MPa；通过改变进油压力来调节喷油量，进油压力降低会使雾化质量变差，因此负荷调节范围受到限制，这种喷嘴的最大负荷调节比为1：2。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第五节燃油设备五、油燃烧器及其分类1.油喷嘴的种类和构造（2）回油式机械化雾化油喷嘴：调节喷嘴流量的方法通常为：改变旋流器切向槽入口面积；采用回油式机械雾化油喷嘴►

。当喷油量减少(低负荷)时，回油管阀门开大总阻力系数减小，进油压力不变，进油量略有增加旋流中的油流旋转更强烈，低负荷雾化质量反而有所提高，这是回油机械雾化喷嘴的最大优点。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第五节燃油设备五、油燃烧器及其分类（3）转杯式机械雾化油喷嘴。►1.油喷嘴的种类和构造特点：对油的适应性较好；喷油量调节范围大；燃烧火焰短而宽；不存在喷孔的堵塞和磨损，对油中杂质不敏感；且供油压头不高，无需装设高压油泵缺点：高速转动的部件制造加工较为复杂，振动和噪声尚进一步改进解决。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第五节燃油设备五、油燃烧器及其分类2.配风器按照气流的流动方式分为旋流式和直流式两大类。（1）旋流式配风器：2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第五节燃油设备五、油燃烧器及其分类2.配风器（1）旋流式配风器：可动切向叶片旋流式配风器2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第五节燃油设备五、油燃烧器及其分类2.配风器（2）平流式（直流式）配风器。与Y型油喷嘴配合。特点是进入配风器的总风量是自行分配的；其阻力较小，而且速度高，气流衰减慢，射程长，对后期的混合燃烧有利；而且该燃烧器结构比较简单。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU第五节燃油设备六、燃烧器的布置油燃烧器在炉膛中的布置方式通常有前墙布置，前后墙对冲成交错布置，四角布置等。七、燃油炉特点☺有利于实现微正压燃烧，减少了漏风，提高了锅炉热效率。☺炉体要求严密，否则正压燃烧时易向外喷火，不安全。☺灰分很少，锅炉房不需要采取出灰渣系统，使锅炉房投资和运行成本降低☺便于实现自动控制，调节方便。☺燃油输送系统较复杂，管理水平要求较高。2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU八、燃油系统参二329-3412023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU八、燃油系统2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU八、燃油系统2023/2/5中国矿业大学力学与建筑工程学院CMCHRU八、燃油系统2023/2/5中