煤粉制备及燃烧过程分析（锅炉设备运行课件）

单进单出筒式钢球磨煤机单进单出筒式钢球磨煤机1、结构及工作原理（1）结构磨煤机的磨煤部件是由筒体、封头、连接短管组成筒体直径2—4m，长3—10m圆筒两端各有一个端盖，其中一个是原煤与干燥剂的进口，另一个是气粉混合物的出口。筒体组成护甲石棉层筒身隔音毛毡外壳单进单出筒式钢球磨煤机（2）工作原理传动机构通过齿轮带动筒体转动筒体的工作转速为16～25r/min筒体内的护甲带动钢球运动钢球在筒体内运动与护甲共同研磨原煤1、结构及工作原理原煤和热空气磨制好的煤粉单进单出筒式钢球磨煤机压力研磨冲击破碎摩擦研磨单进单出筒式钢球磨煤机2、钢球磨煤机的临界转速和工作转速转速过低转速合适转速过高单进单出筒式钢球磨煤机2、钢球磨煤机的临界转速和工作转速（1）临界转速筒体的转速达到使钢球的离心力等于其重力，筒内钢球不再脱落筒壁的最小转速称为临界转速。圆筒直径越大，则临界转速越低。单进单出筒式钢球磨煤机2、钢球磨煤机的临界转速和工作转速（2）最佳转速最佳转速能把钢球带到适当高度落下，使磨煤效果最好的转速称为最佳转速。单进单出筒式钢球磨煤机圆筒转速对筒体内钢球运动的影响转速太低转速适当转速太高钢球在筒体内的运动轨迹单进单出筒式钢球磨煤机2、钢球磨煤机的临界转速和工作转速（3）工作转速磨煤机的工作转速n接近最佳转速nzj，工作转速n与临界转速nlj的关系为n/nlj=0.74~0.8。

煤粉制备及燃烧过程分析任务5.1球磨机的磨煤出力和影响因素球磨机的磨煤出力01影响磨煤出力的主要因素0201球磨机的磨煤出力球磨机的磨煤出力指在保证一定煤粉细度的条件下，磨煤机每小时所磨制的原煤量，用Bm表示，单位为t/h。02影响球磨机磨煤出力的主要因素转速不能太低也不能太高。1煤的性质主要有挥发分、水分、可磨性系数和颗粒度。筒体直径和长度越大，出力越大。随着护甲的磨损，磨煤出力会逐渐下降，磨煤电耗也会逐渐增加。2筒体尺寸及护甲完善程度。3低挥发分煤磨煤出力因此降低。原煤水分愈大，磨煤出力因而降低。主要因素影响球磨机磨煤出力的主要因素影响球磨机磨煤出力的主要因素每磨1t煤所消耗的电能称为磨煤单位电耗，用Em表示,单位为kW·h/t。随着钢球装载量的增加，磨煤出力Bm及磨煤机功率Pm相应增加，磨煤单位电耗Em也是增大的，而通风单位电耗是下降的。0102筒体内钢球装载量用钢球容积与筒体容积的比值来表示，称为钢球充满系数

筒体内钢球装载量及钢球尺寸4制粉系统每磨1t煤通风所消耗的电能称为通风单位电耗，用符号Etf表示，kW·h/t。影响球磨机磨煤出力的主要因素制粉单位电耗即制粉系统每磨制1t煤所消耗的电能，用符号

E表示，kW·h/t。影响球磨机磨煤出力的主要因素随着钢球装载量的增加，制粉单位电耗有所下降。但当钢球装载量足够大时，制粉单位电耗又有所增大。即存在一个最佳钢球装载量。影响球磨机磨煤出力的主要因素钢球直径的大小对磨煤单位电耗和钢球金属损耗都有影响。一般采用直径为30

40毫米的钢球。同时，钢球大小应作适当搭配。在运行过程中，钢球会逐渐被磨损，直径减小，一般每天必须加钢球一次。每隔一段时间，应对筒体内钢球进行筛分，把直径小于15毫米的钢球取出，换入新球。0102影响球磨机磨煤出力的主要因素5筒内载煤量筒内载煤量与磨煤出力的关系如图所示，对应于磨煤出力最大时的筒内载煤量称为“最佳载煤量”，其数值由制粉系统试验确定。影响球磨机磨煤出力的主要因素6筒内通风量筒内通风量的大小影响到磨煤出力、磨煤单位电耗和通风单位电耗。01随着筒内通风量的增加，带出筒体的煤粉量增大，磨煤出力相应增大；02当筒内通风量过大时，部分煤粉在系统中作无益的循环，使通风单位电耗增大。030105020403球磨机的筒体结构转速和可磨性系数钢球充满系数护甲特性载煤量影响球磨机磨煤出力的主要因素因素煤粉制备及燃烧过程分析双进双出球磨机的优点01双进双出球磨机的优点15234可靠性高、灵活性显著、可用率高。维护简便、维护费用低。出力稳定，能长期保持恒定的容量和要求的煤粉细度。能有效地磨制坚硬、腐蚀性强的煤。储粉能力强。大约相当于磨煤机运行10～15min的出粉量。双进双出球磨机的优点610789在较宽的负荷范围内有快速反应能力。煤种适应能力强。能保持一定的风煤比。低负荷时能增加煤粉细度。无石子煤泄露。与传统球磨机的主要区别0234512结构上，双进双出两端均有转动的螺旋输煤器从风粉混合物流向看：双进双出正常运行是进煤出粉在同一侧，单进单出则是一端进煤另一端出粉。在磨煤出力相同时，单进单出钢球磨煤机长度要长，占地面积大。在磨煤出力相同时，单进单出钢球磨煤机的电动机容量要大，即单位磨煤电耗高。双进双出球磨机的热风、原煤是分别从端部进入，在磨内混合，而单进单出热风、原煤在磨煤机的入口即混合。与传统球磨机的主要区别与传统球磨机的主要区别单进单出磨煤机双进双出磨煤机1、安全：皮实，可靠（不需要备用磨，多用于较难磨的煤）2、不经济：煤粉均匀性差，磨煤电耗大。用于中间储仓式制粉系统1、安全：皮实，可靠（不需要备用磨，多用于较难磨的煤）2.不经济：煤粉均匀性差，磨煤电耗大主要区别双进双出球磨机的原理及类型任务5.3双进双出钢球磨煤机原理01类型0201双进双出磨煤机的原理双进双出磨煤机的原理原理是传统球磨机的改进形式，将原来的单面进单面出的方式演变为两面进两面出的方式，即两侧同时进出煤及煤粉。双进双出磨煤机的类型02双进双出磨煤机的类型1、轴颈内带有热风空心管如：BBD-4360型双式球磨机原引进型号BBD-××××直吹式筒体有效直径筒体有效长度筒体有效直径为4250mm筒体有效长度为6140mm双进双出磨煤机的类型回粉管粗粉分离器出煤粉固定外壳和空心筒间隙进煤螺旋输送器与轴径同心的热风空心管1、轴颈内带有热风空心管双进双出磨煤机的类型原煤斗给煤机粗粉分离器PC管磨机筒体混料箱旁路风管一次风管螺旋器输送钢球机台板磨回粉管非驱动端称为NDE侧驱动端称为DE侧双进双出磨煤机的类型双式球磨机的部件名称磨机筒体基础台板主电机辅助电机主减速机大小齿轮及齿轮罩中空轴及螺旋输送器一次风道磨出口排粉管回粉管分离器PC管口给煤机旁路风口混料箱加球落入口隔音罩中空圆管齿轮油站双进双出磨煤机的类型磨煤机筒体磨煤机筒体双进双出磨煤机的类型序号项目单位内容（设计煤种）1磨煤机型号BBD-43602筒体有效直径mm42503筒体有效长度mm61404电动机功率KW16005最大装球量T946最佳装球量T807额定出力t/h最佳装76（煤粉细度72％通过200目筛）球量69（煤粉细度75％通过200目筛）最大装89（煤粉细度72％通过200目筛）球量82（煤粉细度75％通过200目筛）8入口一次风量Kg/h最佳装球量117670最大装球量1213509密封风量Kg/h40002、轴颈内不带有热风空心管的球磨机在磨煤机与空心轴颈一起旋转时，原煤经过进出口料斗的一侧沿护套进入磨煤机，磨细的煤粉随热风经进出口料斗的另一侧进入粗粉分离器。双进双出磨煤机的类型筒体两端，各安装有一个进出口料斗。料斗从中间隔开，一边用来进煤，另一边用来出粉。123中速磨煤机任务5.4中速和高速磨煤机中速磨煤机01优缺点■影响因素■结构■工作原理■类型■中速磨煤机中速磨煤机中速磨煤机类型1辊—盘式，即平盘中速磨2辊—碗式，即碗式中速磨，如RP、HP型磨煤机3球—环式，即中速球式磨煤机，或称E型磨煤机4辊—环式，又称MPS型中速磨煤机中速磨煤机中速磨煤机工作原理结构分三部分下部的基座和减速器中部的磨煤机本体上部的分离器中速磨煤机中速磨煤机工作原理水平布置的磨盘转动，磨辊与磨盘之间存在一定间隙。原煤落在碾磨部件间，在离心力的作用下沿磨盘径向运动，受挤压和碾磨而破碎，继续向外溢出磨盘。一次风流经旋转磨碗的外径,此处的细煤粉被气流携带向上流向粗粉分离器。杂物通过刮板装置扫出磨煤机，经过三级分离的合格煤粉被送到炉膛燃烧。中速磨煤机中速磨煤机的结构MPS(ZGM)中速磨辊-环式、摆辊型磨辊、碗型磨盘下部基座和减速机中部磨煤机本体上部分离器作用力：挤压、研磨辊—环式，又称MPS型中速磨煤机中速磨煤机中速磨煤机的结构圆弧形凹槽滚道的磨盘，磨辊120度均布，水平具有一定的摆动量。磨辊直径大，滚动阻力小，故出力特性好，电耗低；出力平稳，噪音低，振动小；磨辊在磨盘上有一定的倾斜度，研磨时磨辊单侧磨损，提高了耐磨件的使用寿命；磨辊在水平位置可以摆动，对杂质适应能力强；结构特点辊—环式，又称MPS型中速磨煤机中速磨煤机中速磨煤机的结构保证了良好的研磨效果；煤粉均匀度高；可带负荷起动，且布置紧凑，检修方便安全。磨煤机外壳不承受重大载荷，磨煤机稳定性最佳；辊—环式，又称MPS型中速磨煤机中速磨煤机中速磨煤机的结构磨辊磨辊风环磨盘风环杂物刮板一次风入口辊—环式，又称MPS型中速磨煤机中速磨煤机中速磨煤机的结构HP型中速磨煤机HP型中速磨煤机介绍中速磨煤机中速磨煤机的结构HP型中速磨煤机下部基座和减速机中部磨煤机本体上部分离器独立的弹簧加载装置磨辊，磨碗的间隙浅碗形磨盘，三个独立的磨辊120度均布采用伞形齿轮传动力矩大，磨辊长度小，直径大，磨煤出力较大中速磨煤机中速磨煤机的结构HP型中速磨煤机中速磨煤机影响中速磨煤机工作的主要因素（1）转速最小能量消耗下的最佳磨煤效果，结合碾磨件合理的使用寿命。转速太高，使气力输送的电耗增加；而转速太低，又将使磨煤电耗增加。（2）通风量通风量影响磨煤出力与煤粉细度，需维持一定的风煤比。如E型磨推荐的风煤比为1.8~2.2kg（风）/kg（煤）；RP型磨一般约为1.5kg/kg。中速磨煤机影响中速磨煤机工作的主要因素（3）风环气流速度合理的风环气流速度应能保证一定煤粉细度下的磨煤出力，如E型磨一般为70~90m/s。（4）碾磨压力碾磨压力过大，将加速碾磨件的磨损，过小将使磨煤出力降低、煤粉变粗。中速磨煤机影响中速磨煤机工作的主要因素（5）燃料性质适于磨制原煤Mar<12%的煤。也可磨制Mar=20%~25%的原煤。了减轻磨损，延长碾磨件的寿命，并保证一定的煤粉细度，中速磨一般适合磨制烟煤及贫煤。中速磨煤机中速磨的特点启动迅速，调节灵活；磨煤单位电耗小；滚动碾磨，摩擦阻力小，金属磨损量小；转速高，碾磨效果好，效率高；磨煤机的结构复杂；噪音小，传动平稳；稳定性好，外壳不受力；中速磨煤机中速磨的特点结构紧凑；质量轻，占地面积小，单位投资小；辅助系统复杂，维护量大；煤粉储备能力小，响应时间长；对杂质敏感，工作条件要求刻；中速磨煤机中速磨煤机的缺点主要缺点碾磨部件易磨损，不适宜磨硬煤和灰分大的煤；由于热风温度不宜太高，也不宜磨水分大的煤。煤粉制备及燃烧过程分析01高速磨煤机高速磨煤机风扇式磨煤机最常用的一种高速磨煤机由叶轮、蜗壳和粗粉分离器组成，叶轮由电动机带动高速旋转。原煤和干燥剂被吸入磨煤机内，煤被转动的冲击板打碎，甩到护甲上再次被撞击成煤粉，在风机的作用下经粗粉分离器带出。高速磨煤机风扇式高速磨特点特点二具有磨煤，干燥，干燥介质吸入，煤粉输送功能，煤粉分离器与磨煤机一体，制粉系统简单，设备少，投资省特点一适用于Mar>35%的软褐煤与木质褐煤特点三风扇磨对煤粉干燥能力强，能磨制高水分煤特点四叶轮，叶片磨损快，检修周期短02磨煤机类型的选择磨煤机类型的选择选型原则否则，应采用低速钢球磨煤机。通常规定，当煤种条件许可时，应优先采用中速磨煤机；对水分大的褐煤可采用风扇式磨煤机。磨煤机类型的选择应用实例国内生产低速筒式钢球磨煤机（DTM）的厂家有北京电力设备总厂、西安电力机械厂和成都电力机械厂,最大可为200~300MW机组配套（如石洞口电厂、陡河电厂等），应用广泛。DTM国内生产中速球式磨煤机（ZQM）的厂家有北京电力设备总厂、西安电力机械厂,应用在沙头角电厂、首阳山电厂等。ZQM国内生产MPS摆辊型磨煤机（225型）的有北京电力设备总厂，可与300~600MW机组配套。ZQM球磨机的优缺点球磨机的优缺点球磨机的主要优点球磨机的优缺点可磨制各种煤适应性强单台出力较大连续运行时间较长，可靠性好球磨机的主要缺点：球磨机的优缺点一般，只有磨制其他磨煤机不能胜任的煤种，选用钢球磨煤机才是合理的。设备笨重、金属耗量高、占地面积大、初投资大；01运行时耗电量大，负荷适应性差；02不宜调节，低负荷运行不经济；03噪声大、煤粉均匀性差。04缺点煤粉制备及燃烧过程分析任务5.1单进单出钢球筒式磨煤机磨煤机概述01磨煤机的分类0201磨煤机概述驴拉磨磨面的过程与磨煤机有异曲同工之处粒度20-50um水分50%Mad磨煤机概述磨煤机一次风粉风混合物原煤输煤栈桥系统位置原煤斗给煤机粗粉分离器供炉燃烧磨煤机概述磨煤机原理研碎摩擦力击碎冲击力压碎压力02磨煤机的分类磨煤机的分类低低速磨煤机转速为15~25转/分，筒式钢球磨煤机中中速磨煤机转速为50~300转/分。中速碗式磨煤机及MPS磨煤机等高高速磨煤机转速为500~1500转/分。风扇式磨煤机磨煤机按转速可分为煤粉制备及燃烧过程分析任务5.6中间储仓式制粉系统乏气送粉01热风送粉02储仓式制粉系统特点03两种制粉系统的比较03直吹式制粉系统要求磨煤机的负荷随锅炉的负荷变化

储仓式制粉系统

磨煤机制粉量可以与锅炉的负荷不同原煤磨煤机细粉分离

细粉

煤粉仓给煤机

炉膛燃烧炉膛燃烧乏气中间储仓式制粉系统原煤磨煤机炉膛燃烧储仓式制粉系统：磨煤乏气送粉热风送粉

121磨煤乏气送粉磨煤乏气送粉010304磨煤乏气送粉不合格的粗粉再回到磨煤机重新磨制流程TECHNOLOGICALPROCESS原煤输煤皮带煤斗给煤机热风送入粗粉分离器磨煤机磨制成粉合格的煤粉细粉分离器煤粉送煤粉仓热风送入粗粉分离器给粉机一次风管

分离出的乏气排粉机一次风管携带煤粉燃烧器炉膛燃烧二次风

二次风管燃烧器炉膛0205磨煤乏气送粉空气经抽风管、送风机、空气预热器、热风管送入炉膛及制粉系统。煤、风、烟系统称为锅炉的燃烧系统，即一般说的“炉”。煤送入磨煤机磨制成粉,热风送入粗粉分离器，不合格重新磨制，合格煤粉送入一次风管中，乏气被排粉机抽走并通过一次风管携带煤粉经由燃烧器输送进入炉膛燃烧，二次风自二次风管经燃烧器同时吹入炉膛助燃。烟气经水平烟道、垂直烟道、除尘器、引风机后通过烟囱排入大气。煤粉制备及燃烧过程分析01热风送粉01空气经送风机-空气预热器-一次风机-一次风箱-混合器（热风与煤粉）-一次风喷口02乏气经细分分离器-排粉机-乏气风箱-三次风喷口热风送粉使用于无烟煤，贫煤02储仓式制粉系统特点010203特点系统与直吹式制粉系统相比较，增加了存储煤粉的煤粉仓及相应的设备，即细粉分离器、螺旋输粉机等。燃烧所需要的煤粉量由送粉机提供和控制。磨煤机运行只与煤粉仓的粉位有关，可始终保持经济出力运行。储仓式制粉系统特点经细粉分离器分离后的干燥剂称为“乏气”。乏气含有少量的煤粉（10%∼15%）、较多的水分，并且温度较低。用来输送煤粉，称为干燥剂送粉。01直接送入炉膛燃烧，称为“三次风”，热风送分。02经排粉风机升压后的乏气一部分送入磨煤机作为“再循环风”，用来协调通风量和磨煤出力。0304系统特点储仓式制粉系统特点03两种制粉系统的比较制粉系统直吹式系统系统简单、设备部件少，管路短、阻力小，初投资和系统的建筑尺寸小，输粉电耗较小；可靠性相对低些。中储式系统设有煤粉仓，可一直维持在经济工况下运行，系统的可靠性高；但系统复杂、初投资运行费用高。两种制粉系统的比较当锅炉负荷变动时，中间储仓式系统有煤粉仓储存煤粉，调节灵敏方便，而直吹式制粉系统则需从改变给煤量开始，调节惰性较大。煤粉制备及燃烧过程分析任务5.1直吹式制粉系统制粉系统概述0101制粉系统概述制粉系统概述制粉系统直吹式制粉系统中间储仓式制粉系统煤在磨煤机中磨制成煤粉后直接将气粉混合物送入锅炉去燃烧煤磨制成煤粉后先储存在煤粉仓，煤粉通过给粉机后与热空气混合，形成气粉混合物，在送入锅炉去燃烧的制粉系统任务：磨制干燥输送储存调剂制粉系统概述输煤系统原煤斗给煤机磨煤机煤粉分离器PC管锅炉燃烧器缓冲运输调节、称重磨制粗细分离输送用户粗粉细粉直吹式制粉系统直吹式制粉系统直吹式制粉系统特点：Bm=B

，即制粉量随锅炉负荷变化而变化，一般多配用中速磨和风扇磨。按排粉风机放置的位置，分为正压系统和负压系统。排粉机在磨煤机之前，整个系统处于正压下工作，如图b。正压系统负压系统排粉风机装在磨煤机之后，系统为负压，如图a；1、中速磨直吹式制粉系统直吹式制粉系统特点比较直吹式制粉系统010203特点正压：无漏风，叶片磨损小，但是漏粉，高温结构：配备三分仓回转式空气预热器，一二次风各自由单独风机输送，风机处于空气预热器前，输送干净的冷空气负压：排粉机叶片磨损严重，可靠性降低，不会漏粉直吹式制粉系统B组燃烧器直吹式制粉系统2、风扇磨直吹式制粉系统磨制褐煤时，采用炉烟和热风干燥，如图（b）。磨制烟煤、贫煤时，采用热风干燥，如图（a）；ab系统（b）为何要加炉烟？直吹式制粉系统当燃料水分变化较大时，利用高温烟气来调节制粉系统的干燥能力，稳定风温度和风比，减少对燃烧过程的影响。对于磨制水分较高的褐煤，可采用热空气加炉烟作为干燥剂。抽取炉烟作为干燥剂的优点可降低燃烧器附近的炉膛温度以防结渣。根据干燥和防爆的要求来决定抽取高温炉烟还是低温炉烟或是高低温混合炉烟。直吹式制粉系统3.双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统系统的流程直吹式制粉系统系统的优点直吹式制粉系统原煤斗给煤机粗粉分离器PC管磨机筒体混料箱旁路风管一次风管螺旋输送器钢球磨机台板回粉管非驱动端称为NDE侧驱动端称为DE侧直吹式制粉系统热风冷风清扫风母管一次风总门旁路风负荷风门PC闸PC管负荷风旁路风挡板清扫风总门冷风挡板热风挡板清扫风挡板PC管清扫风直吹式制粉系统双进双出钢球磨煤机正压直吹式制粉系统与中速磨直吹式制粉系统比较，具有以下优点:21煤种适应性广。4负荷调节范围大。备用容量小。3响应锅炉负荷变化性能好。65钢球磨煤机的煤粉细度稳定，不受负荷变化影响。一次风的煤粉浓度高，有利于低挥发分煤的燃烧。制粉系统的其他部件01给煤机给煤机给煤机的作用给煤机的常用类型圆盘式皮带式刮板式电磁振动式根据磨煤机或锅炉负荷的需要，将来自原煤斗的煤粉输送给磨煤机。给煤机给煤机电子称重式给煤机的外形原煤斗出口落煤挡板落煤管给煤机进口端手动进煤挡板给煤机本体运行平台给煤机出口料斗给煤机出口电动落煤挡板落煤管清扫链电动机给煤皮带电动机电控箱给煤机电子称重式给煤机结构进料口张紧滚筒张紧螺杆密封风口清洁刮板链张紧链轮给煤皮带张力滚筒称重校块驱动链轮堵煤信号挡板出料口驱动滚筒皮带清洁刮板断煤信号挡板称重托滚负荷传感器支承跨托滚给煤机给煤机的工作流程通入给煤机的密封风送出给煤重量信号检测断煤信号在停止给煤时清洁皮带检测堵煤信号巡检时开灯观察运行中清扫落下的散煤检修时可开端盖自洁式张力滚筒可清理皮带内侧的粘煤密封风压低害处在于：加速皮带老化制粉系统效率降低热风高温易造成原煤自燃02细粉分离器细粉分离器风粉分离离心力作用工作原理结构03给粉机给粉机结构给粉机的作用是连续、均匀地向一次风管给粉，并根据锅炉的燃烧需要调节给粉量，给粉量大小通过改变叶轮转速来实现。作用04螺旋输粉机螺旋输粉机作用螺旋输粉机的相互输送相邻锅炉制粉系统的煤粉，以提高锅炉给粉的可靠性。05锁气器锁气器锁气器一种只允许煤粉通过而不允许气流通过的设备。装设在粗粉分离器回粉管、细粉分离器下粉管等处防止气流随着煤粉一齐通过，破坏制粉系统的正常工作粗粉分离器粗粉分离器分离较粗的煤粉调节煤粉细度作用利用离心力、惯性力和重力进行分离原理离心式粗粉分离器外观如图所示粗粉分离器分离器煤粉的分离过程粗粉分离器来自磨机的原煤粉粗粉经回粉管回磨机再磨一次分离的粗粉二次分离的粗粉细粉经一次风管去燃烧器一次分离的粗粉二次分离的粗粉细粉经一次风管去燃烧器粗粉分离器折向门内锥体内壁的防磨瓷片内锥体内锥体支架内锥体检修人孔分离器组件折向门的开度调节手柄折向门粗粉分离器调节煤粉细度的方法离心式粗粉分离器调节煤粉细度的方法010203改变折向挡板的位置01调节磨煤通风量02增大磨煤通风量，粗粉分离器出口的煤粉变粗；反之，煤粉变细。调节活动环的位置03煤粉制备及燃烧过程分析任务8.1燃烧基本概念燃烧程度01燃烧速度0201燃烧程度燃烧程度即燃烧的完全程度燃烧程度燃烧有完全燃烧与不完全燃烧之分燃烧的完全程度可用燃烧效率表示02燃烧速度燃烧速度

aA十bB

gG十hH

燃料燃烧产物氧化剂

燃烧的定义锅炉内的燃烧化学反应可用如下的通式来表示当燃料与氧化剂属于同一形态，称为均相燃烧当燃料与氧化剂不属于同一形态，称为多相燃烧，例如固体燃料在空气中的燃烧燃烧速度燃烧速度的快慢取决于燃烧过程中化学反应时间的快慢和氧化剂供给燃料时间的快慢，最终取决于两者之中较慢者。化学反应速度耗氧速度01氧气扩散速度供氧速度02燃烧速度二次反应中生成的CO和C02称为二次产物。一次反应：C+02→C022C+02→2CO一次反应伴随二次反应：

C02+C→2CO2CO+02→2CO2碳粒的燃烧机理

燃烧速度碳粒表面气体浓度的变化浓度浓度燃烧速度当温度低于1200℃时，按下示反应式进行燃烧反应:

4C+3O2→2CO+2CO2此时由于温度较低，在碳粒表面生成的CO2不能与C发生上式所示气化反应。01碳粒在静止的空气中燃烧燃烧速度当温度高于1200℃以后，碳粒燃烧开始转向如下反应：3C+2O2→2CO+CO2此时，由于温度升高加速了碳粒表面的反应，生成更多的CO。同时气化反应也因温度升高而显著地进行。01碳粒在静止的空气中燃烧燃烧速度在煤粉炉中，炉内煤粉处于悬浮状态，煤粉与空气流之间的相对速度很小，可认为焦炭粒子是在静止空气流中进行燃烧的；而在流化床炉中，煤粒是在空气流的强烈冲刷下进行燃烧的。化学反应速度及其影响因素化学反应速度取决于参加反应的原始反应物的性质，同时还受反应进行时所处条件的影响影响燃烧化学反应速度的因素：反应物质浓度对化学反应速度的影响用质量作用定律来说明。燃烧化学反应速度只与燃料表面的氧浓度成正比。化学反应速度及其影响因素对于多相燃烧，其中主要是浓度压力温度1）反应物质的浓度度速应反学化化学反应速度及其影响因素这一关系式称为阿累尼乌斯定律影响因素当反应物质的浓度不随时间变化时，反应速度就可用反应速度常数k来表示。而k值主要决定于反应温度和参加反应的燃料性质，其相互关系如下：2）温度化学反应速度及其影响因素阿累尼乌斯键指出，分子间的碰撞不是都能发生化学反应的，只有那些碰撞能量足以破坏现存化学键并建立新的化学键的才是有效的。为使某一化学反应得以进行，分子所需的最低能量称为活化能，以E表示。能量达到或超过活化能E的分子称为活化分子。活化分子的碰撞才是发生反应的有效碰撞。所以反应只能在活化分于之间进行。化学反应速度及其影响因素由上式可知，当反应物浓度不随时间变化时，反应速度主要取决于反应温度T和活化能E的大小。温度一定，活化能愈大，反应速度就愈慢，或者说，反应要在更高温度下才能进行；反之，若活化能愈小，反应速度就会愈快，或者说，反应可在较低温度下进行。化学反应速度及其影响因素活化能E与燃料性质有关，各类煤的活化能的数值(MJ／kmo1)为活化能一定，温度愈高，反应速度就愈快；反之，若温度愈低，反应速度就会愈慢。对于活化能高的无烟煤，要强化其燃烧就必须提高温度。活化能的数值(MJ／kmo1)126~147104~12684~104贫煤无烟煤烟煤褐煤煤粉迅速而又完全燃烧的条件煤粉迅速而又完全燃烧的条件2、合适的空气量合适的空气量应根据最佳炉膛过量空气系数来供应。1、相当高的炉温炉温愈高愈好。但过高的炉温会引起炉膛结渣，从而影响安全经济运行。煤粉迅速而又完全燃烧的条件4、足够的炉内停留时间一般煤粉炉煤粉从燃烧器出口到炉膛出口需要2～3s。在这段时间内煤粉必须完全烧掉。3、燃料与空气良好的混合煤粉炉一般采用一、二次风组织燃烧，一次风携带煤粉进入炉膛，二次风高速喷入炉内与煤粉混合，形成强烈扰动，从而提高扩散混合速度。三个区域的火炬情况三个区域的火炬问题气流进入炉膛时温度很低，加热到着火点就开始着火，随着着火煤粉增多，温度上升速度加快。是在着火区和燃烧区中温度上升，在燃尽区中温度下降。气流温度的变化气流进入着火区三个区域的火炬问题当大部分可燃质烧掉后，气流温度开始下降，这时可以认为气流进入燃尽区。在燃尽区内，燃烧放热很少，而水冷壁仍在不断吸热，故烟气温度逐渐下降，到炉膛出口降至1000℃左右。可燃质开始大量燃烧，温度突然很快上升时。火焰中心温度有1600℃左右。气流进入燃烧区气流进入燃尽区三个区域的火炬问题煤粉中灰分的含量在整个过程中是不断增大的。到炉膛出口，飞灰中仍会有很少量未燃尽的碳，但一般不超过飞灰总量的4％，而飞灰则高达96％左右。“”三个区域的火炬问题三个区域的火炬问题O2含量在燃烧器出口处约为21％，到炉膛出口处下降到2％

4％。气流中02的含量在整个过程中不断减少，但在燃烧区减少得很快。三个区域的火炬问题R02在燃烧器出口处约为零，到炉膛出口处上升到16％

17％。如图所示焦炭的燃烧时间最长在燃烧阶段中焦炭的燃烧是主要的焦炭中的碳是燃质的主要部分，因而是放出热量的主要来源，并决定其他阶段的强烈程度。燃烧过程关键是燃烧阶段火炬工况在燃烧区都有剧烈的变化，而在着火区，尤其是在燃尽区，变化较缓慢。010203三个区域的火炬问题煤粉制备及燃烧过程分析01燃烧过程经历三个阶段燃烧过程经历三个阶段燃烧阶段准备阶段燃尽阶段3吸热、水分蒸发、挥发分析出、温度升高准备阶段氧气供应不足，风粉混合较差，空间温度较低，需要的时间较长燃尽阶段燃烧阶段是一个强烈的放热阶段混合燃烧阶段12燃烧过程经历三个阶段大颗粒加热时，挥发分首先析出并着火燃烧，随后焦炭着火燃烧。而煤粉在高温下快速加热时，往往是细小煤粉首先着火燃烧，接着才是挥发分的析出。02煤粉燃烧的空间区域煤粉燃烧的空间区域根据对R90=5％的煤粉试验，97％的可燃质是在25％的时间内燃尽的，而其余3％的可燃质却在75％的时间才燃尽。燃烧器出口附近的区域，着火区为0.3

0.5m；与燃烧器处于同一水平的炉膛中部以及稍高的区域是燃烧区，燃烧区在4m左右；高于燃烧区直至炉膛出口的区域都是燃尽区，而燃尽区却比较长，可达20多米。着火区燃烧区燃尽区煤粉制备及燃烧过程分析任务11.1煤粉气流的着火与强化着火热概述0101着火热概述着火热概述煤粉气流着火热的来源将煤粉气流从初始温度加热到着火温度所需的热量称为着火热。煤粉气流最好离喷口不远就能迅速稳定地着火。着火愈快，充分燃尽。距离燃烧器约300~500mm处着火。煤粉在炉膛内的停留时间2~3秒。2.炉内高温火焰的辐射换热1.卷吸炉膛高温烟气而产生的对流换热（主要）着火太迟和着火太早的危害？着火热概述影响着火热的因素初始温度着火温度一次风量煤粉水分影响着火热的因素一方面要尽量降低着火热；另一方面要尽快提供着火热影响煤粉气流着火的主要因素影响煤粉气流着火的主要因素1、燃烧性质挥发分水分灰分影响煤粉气流着火的主要因素1、燃烧性质（1）挥发分挥发分低的煤着火温度高，着火热多，达到着火所需的时间也长些，着火点离开燃烧器喷口的距离也长些。挥发分高的煤着火是比较容易的这时应注意着火不要太早，以免造成结渣或烧坏燃烧器当燃用无烟煤、贫煤等低挥发分煤时，为了着火迅速，应提高着火区温度，使高温烟气尽可能多回流一些。影响煤粉气流着火的主要因素1、燃烧性质（2）水分（3）灰分灰分多的煤，着火速度慢，对着火稳定不利，而且燃烧时，灰壳对焦炭核的燃尽起阻碍作用，所以不易烧透。水分大的煤，着火热多，降低了炉内烟气温度，对着火显然是不利的。炉内烟气温度低，也不利于燃烧化学反应的进行，影响煤粉迅速完全燃烧。影响煤粉气流着火的主要因素2、一次风温采用高温预热空气作为一次风来输送煤粉，由于提高了煤粉气流的初温，减少了煤粉气流达到着火温度所需的着火热，从而使着火时间缩短。因此在燃用无烟煤、劣质煤和某些贫煤时，广泛采用热风送粉。影响煤粉气流着火的主要因素3、一次风量和风速（1）一次风量对着火燃烧影响增大一次风量，相应地增大了着火热，对着火不利。减小一次风量，会使着火热显著降低，从而加快着火。但一次风量过低，影响挥发分的着火燃烧，阻碍着火的继续扩展。影响煤粉气流着火的主要因素3、一次风量和风速（2）对一次风量的要求如果同时满足这两个条件有矛盾，则应首先考虑输送煤粉的需要。

能满足输送煤粉的需要满足煤粉中挥发分着火燃烧所需的氧量影响煤粉气流着火的主要因素3、一次风量和风速（3）一次风率一次风量的大小是用一次风率来表示，是指一次风量占炉膛出口相应总风量的百分数。表

各种煤的一次风率推荐值煤种无烟煤贫煤烟煤褐煤干燥无灰基挥发分（%）＜1010~2020~40＞40一次风率（%）15~2020~2525~4540~45影响煤粉气流着火的主要因素3、一次风量和风速（4）一次风速一次风速过高，必将使着火推迟，致使着火距离拉长而影响整个燃烧过程；而一次风速过低，会造成一次风管堵塞，由于着火提前，还可能烧坏燃烧器。影响煤粉气流着火的主要因素3、一次风量和风速1确定了一次风量就等于确定了一次风速。一次风速不但决定着火燃烧的稳定性，而且还影响着一次风气流的刚度。（4）一次风速2一次风速过高，会推迟着火，引起燃烧不稳定，甚至灭火。。当一次风速过高，大于火焰传播速度时，就会吹灭火焰或者引起“脱火”。3当然，一次风速过低，对稳定燃烧和防止结渣也是不利的。影响煤粉气流着火的主要因素4、着火区的温度水平

01020403回流烟气对流加热卫燃带，提高着火区的温度锅炉负荷负荷越低，炉温越低固态排渣炉一般规定最低负荷，在最低负荷以下运行应采取稳燃措施。影响煤粉气流着火的主要因素5、煤粉气流的着火周界面煤粉气流与烟气的接触周界面愈大，传热量愈多，着火愈快。为此，常通过燃烧器将煤粉气流分割为若干小股，或使气流旋转扩散，以增大着火周界面。燃烧中心区的混合燃烧中心区的混合强化燃烧过程：加强氧的扩散混合不得降低炉温放出大量的热，炉温迅速升高，火焰中心的温度可达1500—1600℃。及时供应二次风加强一、二次风的混合煤粉气流着火后：燃烧速度快。一次风中的氧很快耗尽，碳粒表面缺氧限制了燃烧过程的发展。强化燃烧基本途径大部分煤粉处于过渡燃烧工况。燃烧中心区的混合对二次风要求及时混入，不能过早或过晚分期分批的供应高风速，与一次风保持一定的速度比空气与煤粉的相对速度很小，混合条件不理想推荐的二次风速见表212345燃烧中心区的混合对二次风要求

表2一次风速和二次风速的推荐值（m/s）燃烧器的型式及风速无烟煤贫煤烟煤旋流式燃烧器一次风二次风12~1615~2216~2020~2520~2530~40直流式燃烧器一次风二次风20~2545~5520~2545~5525~3540~55三次风50~6050~60燃烧中心区的混合二次风量当燃用的煤质一定时，一次风量就被确定了，这时二次风量随之确定。二次风速只随二次风量变化。锅炉运行中，重要的问题是如何根据煤质和燃烧器的结构特性以最佳方式投入二次风。燃烧中心区的混合配风方式在燃用烟煤及烟煤类混煤时，宜采用均匀配风方式；在燃用无烟煤、贫煤时，“倒塔型”配风方式的着火稳定性和燃烧效率比较高。

正塔型指二次风量

自下而上依次递减；

倒塔型则相反；

腰鼓型指两头小，

中间大，即上、下二

次风量小，而中间二

次风量大。采用“腰鼓型”配风方式燃烧效率高。燃烧中心区的混合配风方式对燃烧影响“正塔型”配风能托起颗粒较粗的煤粉，防止煤粉离析，有效降低炉渣含碳量。进一步影响过热汽温与再热汽温。运行人员可根据煤质和燃烧设备本身的条件，在运行中不断摸索经验、合理组织燃烧器的配风，以适应运行煤质多变的需要。配风方式的影响影响燃烧稳定性和燃烧效率；关系到结渣、火焰中心高度的变化、炉膛出口烟温的控制；燃烧中心区的混合二次风温二次风温愈高，愈能强化燃烧，并能在低负荷运行时增强着火的稳定性。二次风温受到空气预热器传热面积的限制。表3热风温度推荐值煤种无烟煤贫煤、劣质烟煤烟煤褐煤热风干燥烟气干燥热风温度（℃）380~450330~380280~350350~380300~350燃尽区的强化燃尽区的强化大部分煤粉在燃烧中心区燃尽，剩下少量粗碳粒在燃尽区继续燃烧。为了提高燃烧过程的完全程度，减少q4损失，强化燃尽过程是非常重要的。燃烧速度相当缓慢，燃尽过程延续很长，占据了炉膛空间很大部分。燃尽区的强化燃尽区的强化燃尽区的强化主要靠延长可燃物在炉内停留时间τ来保证。选择适当的炉膛容积及火炬长度强化着火与中心区的燃烧改善火焰在炉内充满程