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煤粉燃烧技术

添加时间:2019/1/13 17:30:00 浏览次数:376

一、煤粉气流的着火,必须采取稳定火焰的措施。

   煤粉气流的着火与燃烧不同于层燃燃烧。因在层燃燃烧时,燃料层中的燃料是静止不动的,它可充分利用高温燃烧产物以逆流方式来加热、着火燃料,如固定床的燃烧。在煤粉气流中,由于气流携带着煤粉一起流动形成一股射流, 故其着火燃烧方式就如同气体燃料样需 采取一定 的措施以保证其稳定的着火。

  煤粉气流喷入到炉膛后将受到导热、 对流和辐射三种方式的加热。在这三种方式中,高温气体介质的导热较之高温燃烧区与炽热炉墙的辐射、高温烟气的卷吸与湍流混合的对流换热小得多,所以一般可不考虑。 在炉膛中对煤粉气流着火起决定作用的是对流换热,故为了增强这部分换热效果,可在射流根部之间、射流内部或射流与炉墙之间造成强烈的满流区以吸入大量的高温烟气来促进对流换热,如利用射流的旋转形成高温烟气的回流。

 四、 固体燃料的着火首先是从挥发发物的析出着火开始的,煤粉气流亦是如此。煤粉气流在着火前必须经燃料预热、干燥和挥发物析出等阶段,并将煤粉气流加就称为煤粉气流的着火热。着火热的来源主要来自高温烟气的对流换热。

析出的挥发物与空气在着火温度下首先着火燃绕。这一氧化反应发生在射流的整个边界层内,因为化学反应速率是与温度成指数关系的,所以反应速率就各不相同,如在射流的外层反应速率最大。虽然该处煤粉与氧气的浓度由于大量烟气的吸入而急剧下降,但其温度却最高,接近周围高温烟气温度,所以煤粉气流的着火是由气流的边层开始,然后火焰逐渐传播到气流的内部以致整个截面,在离开喷燃器出口一定距离处到达气流轴心线上,形成一个火炬。
   煤粉气流的着火过程如同前述的静止可燃混合气和碳粒的着火一样,也是放热和散热两者相互作用的结果,但不同的是煤粉气流是流动的。另外,这里的放热量不仅限于化学反应放出的热量,还要包括由于卷吸入高温烟气所带来的对流热(为简单计,辐射热不考虑);还有所谓的散热量,在不考虑对周围介质散热损失的情况下,系指燃烧产物从燃烧室中带走的热量。
凡是一切有利于放热的因素都可促使着火温度降低,并使着火点接近于喷燃器出口;反之,凡不利于放热而有利于散热的因素,则将会使着火温度升高并远离喷燃器。
二、煤粉气流着火后的燃烧

   在着火以后的燃烧阶段中煤粉空气混合物剧烈燃烧并放出大量热量。这时,煤粉颗粒的表面首先析出挥发物并燃烧,然后是颗粒本身煤焦的燃烧。若燃烧过程中到达煤粉颗粒表面的氧气是充足的话,则析出的挥发物就在颗粒周周燃烧,并可强化其后的煤焦燃烧:若氧气不足或局部缺乏,则只能使燃料发生气化,产生可燃气体,以后在有足够氧气与温度之处发生燃烧。挥发物的析出与燃烧进行得很快,约占整个燃烧过程所需时间的1/10左右,因此煤粉气流的燃烧程度主要是煤粉气流中含有大小不同的煤粉颗粒。小颗粒表面积大、质量小、水分少,因而在炉膛中很快被预热、干燥以致着火燃烧,所以在进人燃烧中心以前这些小颗粒煤粉已基本燃尽;而比较大的颗粒,由于着火慢,燃尽阶段长(这是主要的),故其燃烧过程进行得很缓慢,拖延很长的时间与空间;其他绝大多数的一般尺寸、中等颗粒的煤粉,它们燃烧过程则介于上述两极端之间,按照上述的燃烧三阶段进行。因此,有时为了保证最大尺寸煤粉颗粒以及由于某种原因着火迟缓的颗粒能够燃尽,把燃尽区大大拉长,这对要求设计具有较紧凑的燃烧室来说是不合适的。


此外,煤粉机械不完全损失主要是由于飞灰可燃物引起的,而这又主要是因为煤粉颗粒过粗所致。根据这些情况,有必要要求制粉系统制成的煤粉颗粒尽可能均匀(不含有过粗的煤粉),但亦不必磨得过细,否则会徒然增加能量的消耗。
具有高挥发物产量的褐煤、烟煤等的煤焦,其反应能力较无烟煤、贫煤等的强得多;另外,这种煤焦具有多孔结构,可增大它们的反应表面积,所以同样大小颗粒的褐煤就要比贫煤.无烟煤燃烧得快些,因而相应地就不需要较长的燃烧时间和较大的燃烧空间。但在实际燃烧装置上如煤粉炉),为了适应煤种的变换,不可能在炉膛尺寸上有很大的差距,因此为了保证各煤种的不同燃烧特性,可采用如下的办法来解决:即高挥发物产量的煤种可燃用较粗颗粒的煤粉,而低挥发物产量的煤种则应燃用颗粒较细的煤粉。

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