1燃燒煤粉對爐膛的要求

爐膛作為燃燒室，是保證爐膛正常運行的先決條件之一(yī)。燃燒煤粉時到問，對爐膛的要求是：
1）創造良好的着火(huǒ)、穩燃條件，并使燃料在爐内完全燃盡；
2）爐膛受熱面不結渣；
3）布置足夠的蒸發受熱面，并不發生(shēn我放g)傳熱惡化；
4）盡可能減少污染物(wù)的生(shēng)成量；
5）對煤質和負荷複合有較寬的适應性能，以及連續運行的可靠性。

2煤粉在爐膛内的燃燒過程

燃料從入爐内開(kāi)始到燃燒完畢，大(d街車à)體(tǐ)上可分(fēn)為如下(xià)三個階段:厭西

1）着火(huǒ)前準備階段
從燃料入爐至達到着火(huǒ)溫度這一(yī)階段稱準備階段輛農。在這一(yī)階段内，要完成水份蒸發，揮發份析出、門畫燃料與空氣混合物(wù)達到着火(huǒ)溫度。顯然，這一(yī)階段是吸哥又熱過程，熱量來源是火(huǒ)焰輻射及高溫煙氣回流。影響準備階段時間長短的因素線呢除燃燒器本身外(wài)，主要是爐内熱煙氣為煤粉氣流提供熱音西量的強弱，煤粉氣流的數量、溫度、濃度、揮發份含量及煤粉細度等。

2）燃燒階段
當達到着火(huǒ)溫度後，揮發份首先着火(huǒ)燃燒懂信，放(fàng)出熱量，使溫度升高，焦炭被加熱到較高溫度而開筆吃(kāi)始燃燒。燃燒階段是強烈的放(fà紅得ng)熱過程，溫度升高較快，化學反應強烈，這時碳粒表面往往兵門會出現缺氧狀态。強化燃燒階段的關鍵是加強混合，使氣流強坐市烈擾動，以便向碳粒表面提供氧氣，而将碳粒表面的二氧化碳擴散姐紅出去(qù)。

3）燃盡階段
主要是将燃燒階段未燃盡的碳燒完。燃盡階段剩餘的碳雖然不多，但要完全燃盡卻很困學玩難，主要是存在着諸多不利于完全燃燒的因素，如少量的固定碳被灰包書也圍着；氧氣濃度已較低；氣流的擾動漸趨衰減；爐内溫度在逐步降低。如果燃料的自上揮發份低、灰份高、煤粉粗、爐膛容積小(xiǎo)睡低，完全燃盡将更困難。據試驗，對細度R90=5%的煤粉，其中(zhōn工報g)97%的可燃物(wù)可在25%的時間内燃盡，知動而其餘3%的可燃物(wù)卻要75%的時間才能燃盡。這也是實際開少鍋爐中(zhōng)不可能使可燃物(wù)徹底燃盡的基本原因。


3影響燃燒的因素


燃燒速度反映單位時間燒去(qù)可燃物(wù)的道外數量。

由于燃燒是複雜(zá)的物(wù)理化學過程，燃燒速度的快慢(màn)，取決于懂資可燃物(wù)與氧的化學反應速度以及氧和可燃物(wù)的接觸混合速度。
前者稱化學反應速度，也稱化學條件；後者稱物(wù)理混合月秒速度，也稱物(wù)理條件。
化學反應速度與反應空間的壓力、溫度、反應物(wù)了看質濃度有關，且成正比。
對于鍋爐的實際燃燒，影響化學反應速度的主要因素是爐内溫度，爐溫高，化學反又照應速度快。

燃燒速度除與化學反應速度有關外(wài)，還取決氣流向碳粒表面輸送厭遠氧氣的快慢(màn)，即物(wù)理混合速度。
而物(wù)理混合速度取決于空氣與燃料的相對速度、氣流擾動情況資照、擴散速度等。
化學反應速度、物(wù)理混合速度是相互關聯的，對燃燒速度均起制約作用學們。
例如，高溫條件下(xià)應有較高的化學反應速度，但慢制若物(wù)理混合速度低，氧氣濃度下(xià)降，可燃物(wù)得站人不到充足的氧氣供應，結果燃燒速度也必然下(xià)降。
因此，隻有在化學條件和物(wù)理條件都比較适時上應的情況下(xià)，才能獲得較快的燃燒速度。

燃燒能迅速而又(yòu)完全燃燒的基本條件主要有：
1）相當高的爐膛溫度：
溫度是燃燒化學反應的基本條件，對燃料的着火(huǒ)、穩定燃化化燒、燃盡均有重大(dà)影響，維持爐内适當高的溫度是至重匠黑要的。當然，爐内溫度太高時，需要考慮鍋爐的結渣問題。
2）适量的空氣供應：
适量的空氣供應，是為燃料提供足夠的氧氣，它是燃燒反筆在應的原始條件。空氣供應不足，可燃物(wù)得不到足夠的氧氣，也就不能達女業到完全燃燒。但空氣量過大(dà)，又(yòu)會導緻爐溫下(xià)降及排煙損哥開失增大(dà)。
3）良好的混合條件：
混合是燃燒反應的重要物(wù)理條件。混合使爐内熱煙氣回流對煤年村粉氣流進行加熱，以使其迅速着火(huǒ)。混合使爐内氣流強烈擾動，對綠廠燃燒階段向碳粒表面提供氧氣，向外(wài)擴熱我散二氧化碳，以及燃燒後期促使燃料的燃盡，都是必不可少的條件。
4）足夠的燃燒時間：
燃料在爐内停留足夠的時間，才能達到可燃物(wù)的西討高度燃盡，這就要求有足夠大(dà)的爐膛容積。爐膛容積與鍋爐容量知司成正比。當然爐膛容積也與燃料燃燒特性有關，易于燃燒的燃筆一料，爐膛容積可相對小(xiǎo)些。比如相同容量的鍋爐，爸很燃油爐的爐膛容積要比煤粉爐的小(xiǎo)麗不，而燒無煙消雲散煤的爐膛容積要比燒煙煤的爐膛容積稍大(dà)些。


4改善燃燒的措施


1）适當提高一(yī)次風溫度：
提高一(yī)次溫可減小(xiǎo)着火(huǒ)熱需要量，使煤粉氣澈入爐後生河迅速達到着火(huǒ)溫度。當然，一(yī)次風溫的高火習低是根據不同煤種來定的，對揮發份高的煤，一(yī)次風溫就可以低些。看報

2）适當控制一(yī)次風量：
一(yī)次風量小(xiǎo)，可減小(xiǎo)着火(h媽司uǒ)熱需要量，利于煤粉氣流的迅速着火(huǒ)。區體但最小(xiǎo)的一(yī)次風量也應滿足揮發份燃燒對氧氣的需要都木量，揮發份高的煤一(yī)次風量要大(dà)些。

3）合适的煤粉細度：
煤粉越細，相對表面積越大(dà)，本身熱阻小(xiǎo)，揮發份票姐析出快，着火(huǒ)容易于達到完全燃燒。但煤粉過細，要增大(dà)廠用電高離(diàn)量，所以應根據不同煤種，确定合理的經濟細度。

4）合理的一(yī)、二次風速：
一(yī)、二次風速對煤粉氣流的着火(huǒ)了遠與燃燒有着較大(dà)影響。因為一(yī)、二次風速影響熱也書煙氣的回流，從而影響到煤粉氣流的加熱情況；一(yī)、二次風務從速影響一(yī)、二次風混合的遲早，從而影響到燃燒階段的進展在到；一(yī)、二次風速還影響燃燒後期氣流擾動的強弱，從而術些影響燃料燃燒的完全程度。因此，必須根據煤種與燃燒器型式，選老影擇适當的一(yī)、二次風速度。

5）維持燃燒區域适當高溫：
适當高的爐溫，是煤粉氣流着火(huǒ)與穩定燃燒的基本條件。爐溫高，煤低用粉氣流被迅速加熱而着火(huǒ)，燃燒反應也迅速，并為哥信保證完全燃燒提供條件。故在燃燒無煙煤或其它劣質煤時窗月，常在燃燒區設衛燃燒帶或采取其它措施，以提高爐溫。當然，在到近提高爐溫時，要考慮防止出現結渣的可能性。

6）适當的爐膛容積與合理的爐膛形狀：
爐膛容積大(dà)小(xiǎo)，決定燃料在爐内停留時間的長短，從而影響離上其完全燃燒程度，故着火(huǒ)、燃燒性行城能差的燃料，爐膛容積要大(dà)些，這種燃料還要求維持燃燒區域高溫，故常需照光要選用爐膛燃燒區域斷面尺寸較小(xiǎo)的瘦高型爐請船膛。

7）鍋爐負荷維持在适當範圍内：
鍋爐負荷低時，爐内溫度下(xià)降，對着火(hu煙討ǒ)、燃燒均不利，使燃燒穩定性變差。鍋爐負荷過高時，燃料在爐内停留電錢時間短，出現不完全燃燒。同時由于爐溫的升高，體能還有可能出現結渣及其它問題。因此，鍋爐負荷應盡可能地在許可的範圍内調畫兵度。


5鍋爐運行中(zhōng)穩定燃燒的措施


1．實現穩定着火(huǒ)的兩個條件：
1）放(fàng)熱量和散熱量達到平衡，放(fàng)熱量靜錢等于散熱量。
2）放(fàng)熱速度大(dà)于散熱速度如果不具備這兩個條件，慢空即使在高溫狀态下(xià)也不能穩定着火(h路唱uǒ)，燃燒過程将因火(huǒ)焰熄滅而中(zhōng)斷，并不斷向緩熱會慢(màn)氧化的過程發展。

2．實現穩定着火(huǒ)的措施
放(fàng)熱速度與散熱速度是相互作用的。在實際爐膛内，當燃燒處于高負荷狀東秒态時，由于燃煤量增加，燃燒放(fàng)熱量比較大(dà)，而散熱量變化不大(間窗dà)，因此使爐内維持高溫狀态。在高負荷運行時現公，容易穩定着火(huǒ)。
當燃燒處于低負荷運行時，由于燃煤量減少，燃燒放(fàng)熱量随民有之減小(xiǎo)，這時相對于單位放(fàng)熱量的散熱條件卻大樹相(dà)為增加，散熱速度加快，因此爐内火(huǒ)焰溫度與水冷壁表面溫度下鐵答(xià)降，使燃燒反應速度降低，因而放(fàng)間暗熱速度也就變慢(màn)，進一(yī)步爸關使爐内處于低溫狀态。
在低負荷運行狀态下(xià)，穩定着火(好黑huǒ)比較困難，因此需要投入助燃油等燃料自熱來穩定着火(huǒ)燃燒。對于低反應能力的無煙間個煤和劣質煙煤，不但着火(huǒ)困難，而且難于穩燃，因而容易熄火(huǒ女影)“打炮”。

從以上分(fēn)析，可得到提示：
1）着火(huǒ)和燃燒溫度與水冷壁面積、進入爐内的區姐新氣流初溫度相關。
2）在爐内可自動到達穩定着火(huǒ)狀資木态，如果點火(huǒ)區的溫度與燃料的活性不相适應，就需現喝投入助燃油或采用強化着火(huǒ)的措施。


6影響鍋爐熱效率的因素分(fēn)析


1．氧 量
入爐總風量的大(dà)小(xiǎo)與鍋爐熱效率的高低密切相關,總風量過議唱大(dà)會使排煙熱損失增加;總風量過小(xiǎo),則會使煤粉燃燒不充門校分(fēn),煙氣中(zhōng)CO含的人量、飛灰可燃物(wù)含量和爐渣可燃物(wù)含量增加,緻技路使化學和機械未完全燃燒損失增加;總風量的大(dà睡器)小(xiǎo)也對主汽溫和再熱汽溫産生(shēng)影響,因此選取合理的南海入爐總風量,可使總的熱損失最小(xiǎo),鍋爐熱效率達到最高,同時事機在低負荷時又(yòu)能保持較高的汽溫。

2．爐膛—風箱壓差
在鍋爐負荷與爐膛出口氧量不變的條件下(xià),爐膛黃兵—風箱壓差的高低關系到輔助風、燃料風和燃燼風彼此間風量的比例,比例大也空(dà)小(xiǎo)對煤粉燃燒的穩定性、燃燼性及NOx的排爸新放(fàng)量有極大(dà)的影響,因此選擇合理的爐膛—風箱壓差,會提高劇什鍋爐的安全性和經濟性。

3．燃盡風風量
燃燒器最上1層為燃燼風噴口,燃燼風的作是船從實現分(fēn)級燃燒,減少熱力型NOx生(shēng)成,補充燃燒後期所需書道氧。燃盡風風量的大(dà)小(xiǎo)影響NOx的排放(fàng)量和碳粒北個子的燃燼程度。此項試驗隻考慮燃盡風風量對鍋爐燃燒的影響。

4．燃燒器擺角
燃燒器噴嘴設計為上下(xià)可擺動,主要輛很是通過改變爐膛火(huǒ)焰中(zhōng)心高度調節再熱汽溫和過熱汽溫,但火新關(huǒ)焰中(zhōng)心高度的改變對費地煤粉燃燼産生(shēng)一(yī)定影響。燃燒器向上擺動,飛灰議輛可燃物(wù)增加,鍋爐效率降低,減溫水量增加。

5．一(yī)次風風速
機組帶600MW負荷,鍋爐其它運行參數不變,通過改的拿變磨煤機入口風量來改變一(yī)次風噴嘴風速。由于受制粉系統匠來的限制,一(yī)次風風速很難大(dà)範圍變化,因此鍋爐熱效率幾乎沒有變化道知,這說明一(yī)次風風速在小(xiǎo)範圍内變化對鍋爐放飛熱效率沒有多大(dà)影響。

6．煤粉細度
煤粉細度變小(xiǎo),飛灰可燃物(wù)他師含量和爐渣可燃物(wù)含量降低,鍋爐熱效率提高。

7．投磨方式
磨煤機分(fēn)别組合運行,鍋爐熱效率在著相差較小(xiǎo),但對汽溫影響較大(dà)。




7爐膛結渣的運行因素




受熱面結渣過程與多種複雜(zá)因素有關。
任何原因的結渣都有兩個基本條件構成，一(yī慢麗)是火(huǒ)焰貼近爐牆時，煙氣中(zhōng)的灰仍呈熔化狀态物到，二是火(huǒ)焰直接沖刷受熱面。

但是，與這兩個因素相關的具體(tǐ)原因很複雜(zá)。這資站些因素是：
1．煤灰特性和化學組成煤灰特性主要表現在兩個方面：一(y內音ī)是煤灰的熔點溫度，二是灰渣的粘性。一(yī海行)般灰熔點低的煤容易結渣，與此同時，低灰熔點的灰份通常粘附性微行也強，因而增加了結渣的可能性。
在運行條件變化時，煤灰的結渣特性也可能灰變化。例如，還黃爐膛溫度升高，或受熱表面積灰導緻壁面溫度升高，火(huǒ)爐内務線局部地區産生(shēng)還原性氣氛，使灰的熔點溫度降人風低時，結渣傾向就可能增加。

2．爐膛溫度水平爐内燃燒器區域的溫度越高，拿木煤灰越容易達到軟化或熔融狀态，結渣的可能性就越大(dà)。而章少影響燃燒器區域溫度水平的因素也很多。例如，前述的飛理斷面熱強度與燃燒器區域的壁面熱強度、燃料的發熱量、水份含是請量以及鍋爐負荷的變化等。
如果鍋爐改燒發熱量大(dà)的同類煤時，由于店到燃放(fàng)熱增多，燃燒器區域溫度水平就高，結渣的可能性就大(dà報跳)。而鍋爐負荷越高，送入爐内的熱量也越多，結渣的可能性也越大(dà)。

3．火(huǒ)焰貼牆對于四角布置直流式燃燒器的爐膛，煤粉氣嗎房流由于受到氣流剛度，補氣條件和鄰角氣流的撞擊等影向而引起火(hu服工ǒ)焰貼牆時，這必然結渣。對于布置旋流式燃燒器的爐膛，當旋流強度太大(dà月暗)時，會引起火(huǒ)焰貼壁。
或某隻燃燒器的旋流強度過小(xiǎo)，氣流射程太長時，可能使氣流直沖對面爐牆這下或頂撞對面的火(huǒ)焰而導緻結渣。

4．過量空氣系數當爐内局部區域過量空氣過小(xiǎo)且煤粉與空氣混合不均勻車筆時，可能産生(shēng)還原性氣氛，而煤粉在還原性氣氛不能充音師分(fēn)氧化，灰份中(zhōng)的Fe2O3被還原成FeO，FeO與S火會iO2等形成共晶體(tǐ)，其熔點溫度就會降低，有時會使熔點下(xi子道à)降150～200oC，因而，結渣傾向随之增加。
或者，采用高煤粉濃度燃燒方式時，由于燃燒放(fàng)熱過于集畫書中(zhōng)，使局部區域溫度升高且處于還原性氣氛，結人銀渣也會傾向嚴重。當然這也與灰的熔融特性有關。

5．煤粉細度粗煤粉的燃燒時間比較長，當煤粉中(zhōng)粗煤粉的嗎家比例增加時，容易引起火(huǒ)焰延長，導緻爐膛出口處的受熱面結渣。

6．吹灰吹灰器長期不投，受熱面積灰增多時，可能導緻結渣。

7．燃用混煤鍋爐燃用混煤時，灰渣的特性有可能改變。們要一(yī)般結渣性強的煤與結渣性弱的煤混合時，結渣會減輕。

鍋爐結渣是多種因素綜合影響的結果，不過總是有幾個關鍵因素起先導作用。比較重農鐵要的因素是煤灰的熔融特性、水冷壁的冷卻能力、以及熱學火(huǒ)焰貼牆等。


8爐膛負壓


煤粉爐通常采用負壓燃燒，負壓燃燒是指爐内壓力比外動從(wài)界大(dà)氣壓力低2～6mm水柱。

維持正常的爐膛負壓，不僅對鍋爐經濟運行作用很大(dà)，而且對運行調節十分讀又(fēn)有益。正常的爐膛負壓值是依靠調節送風機和引風機的擋闆開答體(kāi)度實現的，但主要是靠調節引風機的擋闆開(什姐kāi)度來控制的。如果引風機出力不足，或擋闆調節離吃失靈時，爐内可能出現正壓狀态。此時，煙氣或火(huǒ新山)焰向外(wài)洩漏，不僅污染工(gōng)作環又讀境，而且對設備及人身構成危險。

當然負壓太大(dà)也是不允許的。爐膛負壓太大(dà)，說明引風機抽吸力高弟過大(dà)。此時，爐内氣流明顯向上翹，火(huǒ)焰中(zhōng)心玩黑上移，爐膛出口煙溫升高，引起汽溫升高或過熱器結渣。氣流上翹，火(h章錢uǒ)焰行程縮短，導緻不完全燃燒。
爐膛負壓急劇升高時，還可能發生(shēng)爐膛内爆事故鄉輛。

内爆會造成水冷壁損壞或人身事故。
内爆産生(shēng)的原因一(yī)：引風機運行不正常，靜壓頭過高或擋會離闆運行不良；二：因滅火(huǒ)而切斷燃料供應時，多愛爐膛負壓急劇升高。
因此，在切斷燃料的同時，應适當關小(xiǎo)引風機擋闆，以免負壓劇增學看。

此外(wài)，大(dà)型機組應設置爐内壓力報警和安得物全保護裝置。爐膛負壓波動時，也可能是爐内壓力波動變化造成的。此時表明燃姐房燒處于不穩定狀态。燃燒脈動時，負壓也随着脈動。所以，爐子站膛負壓是燃燒調整和鍋爐保護的重要參數。

爐膛負壓由極低突變正壓，此過程發生(shēng)的時間極短，隻有1～2秒，正壓鐘多值極高。這種情況下(xià)，極可能發生(shēng)爐膛爆炸或“打炮”。習習
對于自動化程度比較高的鍋爐，爐膛負壓超限時，控制系統會自動發出報警或保護樂務動作。但當控制系統處于手動狀态時，則必須做子和出準确、迅速的判斷和處理。

大(dà)型鍋爐運行中(zhōng)，爐膛爆炸現象極少會火發生(shēng)，但是一(yī)旦發生(shēng)，破壞性很大(dà自對)。因為爐膛爆炸的發生(shēng)時間很短，隻有1～2秒。所資話以，如何把燃料安全适當地送入爐内并對可能發生(上身shēng)的爆炸做出判斷是十分(fēn)重要的。

爐膛爆炸的原因是數量過多的燃料和空氣在爐膛内未能及時着火(huǒ)燃燒，街醫而以極高的速度進行化學反應，當具有足夠的着火(huǒ)熱源時，讀嗎在瞬間形成可燃性氣體(tǐ)，氣體(tǐ)容購讀積急劇增加，爐内壓力和溫度急劇升高。

需要注意的是，在鍋爐點火(huǒ)階段或燃燒不穩定時，如果爐内積聚了身空大(dà)量的未燃燃料，此時點火(huǒ)這很有可能造成爆炸。因此，運熱新行人員(yuán)必須嚴格，準确地按照運行規程的操作順序控制燃料和空氣的投入亮東并熟練掌握點火(huǒ)程序以及具有快速、準确的判斷能力。

事實上，在破壞性爐膛爆炸發生(shēng)之前，總要發生(s低站hēng)一(yī)些先導性事件。
例如，燃料的着火(huǒ)性能變差或點火(huǒ)裝置的能量不足以及未及時投入事謝點火(huǒ)裝置。由于這些條件的變化，使送入爐内的燃料與業土空氣未能及時轉變為不易反應的氧化物(wù)或惰性産物(wù)，因而積累了朋拿大(dà)量活性可燃易爆産物(wù)。這種積累過程需要持上信續相當長的時間。即爆炸發生(shēng)前總要有一(yī)近現段較長的孕育時間。


9爐膛負低負荷穩燃技術


1．提高一(yī)次風氣流中(zhōng)的煤粉濃度提高一(yī們鐘)次風氣流中(zhōng)的煤粉濃度，減少一(yī)次風量，可減少着火(hu年如ǒ)熱；同時又(yòu)提高了煤粉氣流中(謝讀zhōng)揮發份的濃度，使火(huǒ)焰傳播速度提高；再加上燃燒放(劇美fàng)熱相對集中(zhōng)，使着火(huǒ)區保持高溫狀态。

這三個條件集中(zhōng)在一(yī)起，強化了不了着火(huǒ)條件，使着火(huǒ)穩定性提高空南。

當然，煤粉濃度并不是越高越好。煤粉濃度過高時，由于着火(huǒ)劇麗區嚴重缺氧，而影響揮發份的充分(fēn)燃燒，造成大(dà)量煤煙的産生討的(shēng)，此時還因揮發份中(zhōng)少務的熱量沒有充分(fēn)釋放(fàng)出來，影響顆粒溫度的升高，延聽是緩着火(huǒ)。或者因揮發份燃燒缺氧，使火(huǒ)暗到焰不能正常傳播，而引起着火(huǒ)不穩定。

可見，存在一(yī)個有利于穩定着火(h作門uǒ)的最佳煤粉濃度。有利于着火(huǒ)的最佳煤粉濃度與煤種有關，揮發份大(銀跳dà)的煙煤，其最佳煤粉濃度低于揮發份小(xiǎo木鄉)的貧煤。

2．提高煤粉氣流初溫提高煤粉氣流初溫，可減少煤粉氣流的着火(huǒ)音請熱，并提高爐内溫度水平，使着火(huǒ)提前。提高煤粉氣流初溫聽制的直接辦法是提高熱風溫度。

3．提高煤粉顆粒細度煤粉的燃燒反應主要是在顆北白粒表面上進行的，煤粉顆粒越細，單位質量的煤粉表面積越大(dà)，火(huǒ)焰小金傳播速度越快。燃燒速度就越高，火(huǒ)焰傳播速度越快，燃燒下技放(fàng)熱速度越快，煤粉顆粒就越容易被加熱，因而也越容易穩定燃燒。
試驗研究發現，煤粉燃盡時間與顆粒直徑的平方成男通正比，當鍋爐燃用煤質一(yī)定時，提高煤粉細公如度能顯著提高煤粉氣流着火(huǒ)的穩定性。不過煤粉顆粒細度受磨媽訊煤出力與磨煤電(diàn)耗的限制，不可能嗎務任意提高。

4．在難燃煤中(zhōng)加入易燃燃料當鍋爐負荷很長看低或煤質很差時，可投入助燃用霧化燃油或氣體(tǐ)燃料要照，混入燃燒器出口的煤粉氣流中(zhōng)，來改善煤粉的燃燒特性，維持着火(h近票uǒ)的穩定性，有時為了節省燃油，也可混入揮發份看我較大(dà)的煤粉，以提高着火(huǒ)答如的穩定性。

文章來源：鍋爐專業