煤粉气流的燃烧过程课件.ppt
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1、1,第三节 煤粉气流的燃烧过程,14*,31-2,一、煤粉气流的燃烧过程,煤粉在炉内的燃烧过程大致经历三个阶段,即着火前的准备阶段、燃烧阶段和燃尽阶段,如下图2所示。,14*,31-3,1.着火前的准备阶段 煤粉进入炉内至着火这一阶段为着火前的准备阶段。显然,该阶段是吸热阶段。要使煤粉着火快,可以从两方面着手:应尽量减少煤粉气流加热到着火温度所需的热量,这可以通过对燃料预先干燥、减少输送煤粉的一次风风量和提高输送煤粉的一次风风温等方法来达到;应尽快给煤粉气流提供着火所需要的热量,这可以通过提高炉温和使煤粉气流与高温烟气强烈混合等方法来实现。,14*,31-4,2.燃烧阶段 当煤粉温度升高至着火
2、温度而煤粉浓度又合适时,煤粉就开始着火燃烧,进入燃烧阶段。燃烧阶段是一个强烈的放热阶段。燃烧阶段包括挥发分和焦炭的燃烧。在离喷口12m的距离内,大部分挥发分已析出并燃烧。焦炭的燃烧常要延续10 20m以上,且不易燃烧完全。因此使炉内保持足够高的温度、保证空气充分供应并使之强烈混合,对于组织好焦炭的燃烧都是十分重要的。,14*,31-5,3.燃尽阶段 燃尽阶段是燃烧阶段的继续。这一阶段的特点是氧气供应不足,风粉混合较差,空间温度较低,以致这一阶段需要的时间较长。如燃烧烟煤时,在到炉膛出口约8m的距离内仅燃烧了不到1%的未燃尽部分。所以,为了使煤粉在炉内尽可能燃尽,以提高燃料的利用率,应保证燃尽阶
3、段所需要的时间,并应设法加强扰动来击破灰衣,以便改善风粉混合,使灰渣中的可燃物燃透烧尽。,14*,31-6,对应于煤粉燃烧的三个阶段,可以在炉膛中划分出三个区,即着火区、燃烧区与燃尽区。一般认为:燃烧器出口附近的区域是着火区,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,高于燃烧区直至炉膛出口的区域都是燃尽区。一般,着火区为0.3 0.5m;燃烧区在4m左右,而燃尽区却比较长,可达20多米。根据对R90=5的煤粉试验,其中97的可燃质是在25的时间内燃尽的,而其余3的可燃质却要在75的时间才燃尽。,14*,31-7,图5-2表示三个区域的火炬情况。,14*,31-8,气流温度的变化是在
4、着火区和燃烧区中温度上升,在燃尽区中温度下降。气流进入炉膛时温度很低(通常不到300),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。,14*,31-9,当可燃质开始大量燃烧,温度突然很快上升时,可以认为气流进入燃烧区。火焰中心温度有1600 左右。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。,14*,31-10,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5,而飞灰则高达95左右。,14*,31-1
5、1,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。,14*,31-12,燃烧产物RO2的含量在整个过程中不断增加,但在燃烧区增加得特别快。,14*,31-13,02含量在燃烧器出口处约为21,到炉膛出口处下降到2 4。R02在燃烧器出口处约为零,到炉膛出口处上升到16 17。,14*,31-14,总之,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。由此可见,燃烧过程的关键是燃烧阶段。在燃烧阶段中焦炭的燃烧是主要的。这是因为:一方面焦炭的燃烧时间最长;另一方面焦炭中的碳又是大多数固体燃料可燃质的主要部分,因而是放出热量的主要来源,并决定其他阶段的强烈程度。
6、因此在整个燃烧程中,关键在于组织好焦炭中碳的燃烧。,14*,31-15,二、煤粉气流的着火与强化 煤粉炉中,煤粉是由一次风输送经燃烧器进入炉膛。要使进入炉内的煤粉气流达到着火温度,并进行燃烧,就需要对煤粉气流加热。将煤粉气流加热到着火温度所需的热量称为着火热。煤粉气流的着火热包括加热煤粉和一次风所需热量、加热原煤在制粉系统中蒸发出来的水分所需热量以及煤粉中水分加热、蒸发、过热所需热量。,14*,31-16,要使煤粉气流着火快,一方面要尽量降低着火热,另一方面要尽快提供着火热。煤粉气流最好能在离开燃烧器约200 300mm处着火,不要超过500mm。着火太迟和着火太早的危害?煤粉气流着火热的来源
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