一、鍋爐燃燒煤粉對爐膛的要求

  鍋爐爐膛作為燃燒室，是保證爐膛正常運行的先決條件之一。燃燒煤粉時，對爐膛的要求是：

  1）創(chuàng)造良好的著火、穩(wěn)燃條件，并使燃料在爐內(nèi)完全燃盡；

  2）鍋爐爐膛受熱面不結(jié)渣；

  3）布置足夠的蒸發(fā)受熱面，并不發(fā)生傳熱惡化；

  4）盡可能減少污染物的生成量；

  5）對煤質(zhì)和負(fù)荷復(fù)合有較寬的適應(yīng)性能，以及連續(xù)運行的可靠性。

二、鍋爐煤粉在爐膛內(nèi)的燃燒過程

  燃料從入爐內(nèi)開始到燃燒完畢，大體上可分為如下三個階段:

  1）鍋爐著火前準(zhǔn)備階段

  從燃料入爐至達(dá)到著火溫度這一階段稱準(zhǔn)備階段。在這一階段內(nèi)，要完成水份蒸發(fā)，揮發(fā)份析出、燃料與空氣混合物達(dá)到著火溫度。顯然，這一階段是吸熱過程，熱量來源是火焰輻射及高溫?zé)煔饣亓?。影響?zhǔn)備階段時間長短的因素除燃燒器本身外，主要是爐內(nèi)熱煙氣為煤粉氣流提供熱量的強(qiáng)弱，煤粉氣流的數(shù)量、溫度、濃度、揮發(fā)份含量及煤粉細(xì)度等。

  2）鍋爐燃燒階段

  當(dāng)達(dá)到著火溫度后，揮發(fā)份首先著火燃燒，放出熱量，使溫度升高，焦炭被加熱到較高溫度而開始燃燒。燃燒階段是強(qiáng)烈的放熱過程，溫度升高較快，化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)烈，這時碳粒表面往往會出現(xiàn)缺氧狀態(tài)。強(qiáng)化燃燒階段的關(guān)鍵是加強(qiáng)混合，使氣流強(qiáng)烈擾動，以便向碳粒表面提供氧氣，而將碳粒表面的二氧化碳擴(kuò)散出去。

 3）燃盡階段

  主要是將燃燒階段未燃盡的碳燒完。燃盡階段剩余的碳雖然不多，但要完全燃盡卻很困難，主要是存在著諸多不利于完全燃燒的因素，如少量的固定碳被灰包圍著；氧氣濃度已較低；氣流的擾動漸趨衰減；爐內(nèi)溫度在逐步降低。如果燃料的揮發(fā)份低、灰份高、煤粉粗、爐膛容積小，完全燃盡將更困難。據(jù)試驗，對細(xì)度R90=5%的煤粉，其中97%的可燃物可在25%的時間內(nèi)燃盡，而其余3%的可燃物卻要75%的時間才能燃盡。這也是實際鍋爐中不可能使可燃物徹底燃盡的基本原因。

三、影響鍋爐燃燒的因素

  鍋爐燃燒速度反映單位時間燒去可燃物的數(shù)量。

  由于燃燒是復(fù)雜的物理化學(xué)過程，燃燒速度的快慢，取決于可燃物與氧的化學(xué)反應(yīng)速度以及氧和可燃物的接觸混合速度。

  前者稱化學(xué)反應(yīng)速度，也稱化學(xué)條件；后者稱物理混合速度，也稱物理條件。

  化學(xué)反應(yīng)速度與反應(yīng)空間的壓力、溫度、反應(yīng)物質(zhì)濃度有關(guān)，且成正比。

  對于鍋爐的實際燃燒，影響化學(xué)反應(yīng)速度的主要因素是爐內(nèi)溫度，爐溫高，化學(xué)反應(yīng)速度快。

  鍋爐燃燒速度除與化學(xué)反應(yīng)速度有關(guān)外，還取決氣流向碳粒表面輸送氧氣的快慢，即物理混合速度。

  而物理混合速度取決于空氣與燃料的相對速度、氣流擾動情況、擴(kuò)散速度等。

  化學(xué)反應(yīng)速度、物理混合速度是相互關(guān)聯(lián)的，對燃燒速度均起制約作用。

  例如，鍋爐高溫條件下應(yīng)有較高的化學(xué)反應(yīng)速度，但若物理混合速度低，氧氣濃度下降，可燃物得不到充足的氧氣供應(yīng)，結(jié)果燃燒速度也必然下降。

  因此，只有在化學(xué)條件和物理條件都比較適應(yīng)的情況下，才能獲得較快的燃燒速度。

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