供熱鍋爐供熱鍋爐第一章根本知識第二章燃料及燃燒計算第三章鍋爐熱平衡

第四章燃燒原理及燃燒設備

退出鍋爐及鍋爐房設備

1～5章第五章鍋爐水循環及汽水別離§1.1概述§1.2鍋爐的根本結構及其工作過程§1.3鍋爐根本特性§1.4鍋爐房設備的組成§1.5鍋爐開展簡史返回第一章根本知識§1.1概述鍋爐局部示意圖第一章

§1.1概述第一章§1.1概述第一章§1.1概述第一章§1.2鍋爐的根本結構及其工作過程一、根本結構

1.鍋爐本體構成鍋爐的根本組成局部稱為鍋爐本體，由汽鍋、爐子及平安附件組成。1〕汽鍋——鍋爐本體中汽水系統，高溫燃燒產物煙氣通過受熱面將熱量傳遞給汽鍋內溫度較低的水，水被加熱，沸騰汽化，生成蒸汽。2〕爐子——鍋爐本體中燃燒設備，燃燒將燃料的化學能轉化為熱能3〕平安附件——水位計、壓力表、平安閥2．鍋爐金屬鋼架及平臺樓梯二、鍋爐的工作過程1.燃料的燃燒過程第一章§1.2鍋爐的根本結構及其工作過程定義：燃料在爐內〔燃燒室內〕燃燒生成高溫煙氣，并排出灰渣的過程高溫煙氣

給煤斗燃料〔煤〕爐排面〔燃燒室〕除渣板〔入灰渣斗〕

空氣在一定的燃燒燒設備內，正常燃燒應具備的條件：

高溫環境

必需的空氣量及空氣與燃料的良好混合

燃料的供給機灰渣和煙氣的排放第一章§1.2鍋爐的根本結構及其工作過程2.煙氣向水(汽等工質)的傳熱過程輻射輻射+對流對流高溫煙氣水冷壁過熱器〔凝渣管〕對流管束對流尾部受熱面(省、空)除塵引風機煙囪

3.工質(水)的加熱和汽化過程——蒸汽的生產過程1〕給水：水省煤器汽鍋2〕水循環：汽鍋下降管下集箱水冷壁

3〕汽水別離第一章§1.3鍋爐根本特性一、鍋爐容量1．蒸發量〔產熱量〕：鍋爐每小時所產生的蒸汽〔熱水〕流量2．額定蒸發量〔產熱量〕：鍋爐在額定參數(壓力、溫度_和保證一定熱效率下，每小時最大連續蒸發量(產熱量)，符號D(Q)，單位t/h〔kJ/h，MW〕。二、蒸汽(熱水)參數1．蒸汽參數鍋爐出口處蒸汽的額定壓力(表壓)和溫度，符號p(t)；單位MPa,℃。2．熱水參數鍋爐出口處熱水的額定壓力(表壓)和溫度及回水溫度。第一章§1.3鍋爐根本特性三、受熱面蒸發率、受熱面發熱率1．受熱面蒸發率每m2蒸發受熱面每小時所產生的蒸汽量，符號D/H；單位kg/m2·h2．受熱面發熱率每m2受熱面每小時所產生的(熱水)熱量，符號Q/H；單位kJ/m2·h四、鍋爐熱效率每小時送進鍋爐的燃料〔全部完全燃燒時〕所能發出的熱量中有有百分之幾被用來產生蒸汽或加熱水，以符號或表示。第一章§1.3鍋爐根本特性五、鍋爐型號表示方法鍋爐型號由三局部組成，各局部之間用短橫線相連。第一局部：表示鍋爐型式，燃燒方式和蒸發量，共分三段：第一段用兩個漢語拼音字母代表鍋爐本體型式；第二段用一個漢語拼音代表燃燒方式；第三段用阿拉伯數字表示蒸發量。第一章§1.3鍋爐根本特性第二局部：表示蒸汽(或熱水)參數，共分兩段，中間一斜線分開。第一段用阿拉伯數字表示額定蒸汽壓力或允許工作壓力；第二段用阿拉伯數字表示過熱蒸汽(或熱水)溫度，飽和蒸汽二段第三局部：表示燃料種類，以拼音字母和羅馬字分別代表燃料類別和分類。舉例：:雙鍋筒橫置式鏈條爐排鍋爐，額定蒸發量為10t/h，額定壓力為1.25MPa，出口過熱蒸汽溫度為飽和溫度，燃用Ⅱ類煙煤。:強制循環室燃鍋爐，額定熱功率為120MW，允許工作壓力為0.8MPa，出水溫度130℃，進水溫度為80℃，燃料為油。第一章§1.4鍋爐房設備的組成一、鍋爐房設備包括鍋爐本體及其輔助設備。鍋爐本體設備包括：汽鍋、爐子、蒸汽過熱器、省煤器和空氣預熱器。鍋爐附加受熱面：蒸汽過熱器、省煤器和空氣預熱器鍋爐尾部受熱面：省煤器和空氣預熱器二、鍋爐房輔助設備1．運煤、除灰系統2．送引風系統3．水、汽系統(包括排污系統)

4．儀表控制系統第一章§1.4鍋爐房設備的組成第一章§1.5鍋爐開展簡史鍋爐沿著兩個方向開展：

a)

在鍋筒內部增加受熱面，形成煙管鍋爐系列；b)

在鍋筒外部開展受熱面，形成水管鍋爐系列。——鍋爐開展的一大飛躍一、煙管鍋爐二、水管鍋爐三、快裝鍋爐第一章§2.1燃料的化學成分及其性質

§2.2煤的燃燒特性

§2.3鍋爐燃料

§2.4燃料的燃燒計算

返回第二章燃料及燃燒計算§2.5鍋爐運行時煙氣分析及其應用§2.1燃料的化學成分及其性質第二章§2.1燃料的化學成分及其性質SO2、SO3，與水蒸汽相遇會生成亞硫酸和硫酸。1〕SO2、SO3排放造成大氣污染2〕鍋爐尾部受熱面造成低溫腐蝕4．氧和氮氧和氮是不可燃成分。約占~40%，含氧量隨煤化程度增高而明顯減少。氮主要以有機氮形態存在，約占0.5~2%。高溫燃燒生成NOx，有害。第二章§2.1燃料的化學成分及其性質第二章§2.1燃料的化學成分及其性質二、燃料成分分析數據的基準及換算1．燃料成分表示方法1〕應用基——以進入鍋爐房準備燃燒的煤為分析基準，以次為100%燃料的應用基成分是鍋爐燃用燃料的實際應用成分，用于鍋爐的燃燒、傳熱、通風和熱工試驗的計算。2〕分析基——在實驗室條件下〔室溫20℃，相對濕度60%〕，風干后的煤樣作為分析基準3〕枯燥基——除去全部水分后的煤作為分析基準4〕可燃基——將變化較大，對燃燒不利的雜質灰分和水分除去后的煤作為分析基準aaa第二章§2.1燃料的化學成分及其性質4〕可燃基——將變化較大，對燃燒不利的雜質灰分和水分除去后的煤作為分析基準

燃料的可燃基成分不再受水分和灰分變化的影響，是—種穩定的組成成分，常用于判斷煤的燃燒特性和進行煤的分類的依據，如可燃基揮發分Vr。煤礦提供的煤質成分，通常也是可燃基各組成成分。上述基準的換算關系如圖2-12．燃料成分各種表示方法之間的換算1〕換算方法

2〕換算系數k：見平衡4表2-13．全水分計算方法全水分是分析基水分和應用基風干水分之和，由于其基準不同，需換算： %或 %第二章§2.2煤的燃燒特性煤的燃燒特性 一、煤在爐內加熱燃燒過程1．預熱和枯燥2．揮發物的逸出3．焦炭的形成4．灰渣的形成二、煤的工業分析1.水分(Wy)內在水分外在水分2．揮發分(Vr)——失去水分的枯燥煤樣，在隔絕空氣的條件下，加熱到一定溫度時，析出的氣態物質的百分含量。1〕揮發

分主要有C-H化合物、H2、CO、H2S等可燃氣體和少量O2、CO2和N2組成；2)揮發分時煤分類的主要依據℃第二章§2.2煤的燃燒特性煤

種Vr逸出溫度（℃）著火溫度（℃）褐

煤>40130~170250~450煙

煤20~40170~320400~500貧煤10~20370~390600~700無煙煤<10380~400>700

3)煤中揮發分逸出后，如與空氣混合不良，在高溫缺氧條件下易化合成難以燃燒的高分子復合烴，產生碳黑，造成大量黑煙，3．灰分(Ag)——焦炭燃燒后的殘留物質4．固定碳(Cgd)——焦炭中的可燃物質，焦炭燃燒主要是固定碳的燃燒

第二章§2.2煤的燃燒特性

三、焦炭的性質——焦結性焦炭——煤在隔絕空氣加熱時，水分蒸發、揮發分析出后固體剩余物質。焦結性——由于煤種不同，焦炭的物理性質、外觀等各不相同焦結性狀1．焦炭結構特征1〕

粉狀2〕

粘結3〕

弱粘結4〕

不熔融粘結5〕

不膨脹熔融粘結6〕

微膨脹熔融粘結7〕

膨脹熔融粘結8〕

強膨脹熔融粘結第二章§2.2煤的燃燒特性第二章§2.2煤的燃燒特性

t1——變形溫度：測試角錐開始變園或彎曲時的溫度1.t2——軟化溫度：灰錐頂彎曲道平盤上或呈半球形時的溫度

t3——流動溫度：灰錐熔融倒在平盤上，并開始流動時的溫度易熔性灰分——2.可熔性灰分——難熔性灰分——3．為防止爐膛出口結渣，要求鍋爐設計或運行時，℃第二章§2.2煤的燃燒特性五、煤的可磨性——衡量煤的機械強度的特性可磨性系數：以風干狀態下的硬質標準煤〔一般以難磨的無煙煤Kkm=1為基準〕與待磨煤在相同顆粒度的情況下，磨制成相同細度的煤粉，各自電耗量之比。

為易磨煤為難磨煤六、發熱量1．燃料的發熱量Q：單位質量的固體、液體燃料，在完全燃燒時所放出的熱量(kJ/kg)；單位容積的氣體燃料在完全燃燒時所發出的熱量〔kJ/Nm3〕2．高位發熱量：每公斤燃料完全燃燒后所放出的熱量，含所生產水蒸汽汽化潛熱，(kJ/kg)第二章§2.2煤的燃燒特性3．低位發熱量：每公斤燃料完全燃燒后所放出的熱量，扣除隨煙氣帶走的水蒸汽的汽化潛熱的熱量，(kJ/kg)水分來自：①H與氧的反響；②燃料中的含水量Wy4．各成分分析的高、低位發熱量間的關系1〕2〕3〕4〕5．發熱量的測定采用氧彈測熱儀 p16圖2-26．發熱量的計算

kJ/kgkJ/kgkJ/kgkJ/kg第二章§2.2煤的燃燒特性1)門捷列夫經驗計算公式kJ/kg2〕煤碳科學研究院〔p16式2-12〕3〕計算值與實測值的誤差當時，kJ/kg當時，kJ/kg7．標準煤——國際上法定的能量折算單位，即kJ/kg kg/h8．折算灰分和折算水分在討論雜質(水分、灰分)對鍋爐工作的影響時,使用其折算值更合理第二章§2.2煤的燃燒特性

1〕折算水分——煤低位應用基發熱量中每4186.8kJ熱量所對應的水分。 %；為高水分燃料2〕折算灰分——煤低位應用基發熱量中每4186.8kJ熱量所對應的灰分 %；為高灰分燃料3〕折算硫分——煤低位應用基發熱量中每4186.8kJ熱量所對應的硫分 %；為高硫分燃料第二章§2.2煤的燃燒特性

9．發熱量作為煤種細分類的依據之一揮發分和應用基低位發熱量第二章§2.3鍋爐燃料二、燃料油鍋爐燃用的液體燃料主要是重油和渣油。重油——是石油提煉汽油、煤油和柴油后的剩余物，渣油——是進一步提煉后的剩余物。

1．重油重油的成分與煤一樣，也是由碳、氫、氧、氮、硫和灰分、水分組成。它的主要元素成分是碳和氫，其含量甚高(Cr=81~87%，Hr=11~14%)，而灰分、水分的含量很少，其發熱量高而穩定,通常

一、煤炭分類見§2.2，介紹各種煤的特性1.褐煤2.煙煤3.貧煤4.無煙煤第二章§2.3鍋爐燃料第二章§2.3鍋爐燃料

第二章§2.3鍋爐燃料第二章§2.3鍋爐燃料第二章§2.3鍋爐燃料2．氣體燃料的主要成分1〕天然氣甲烷約占80~98%，其次是烷屬重碳氧化合物和H2S，還含有少量N2、CO2、H2O和礦物雜質，發熱量很高，=33490~37680kJ/Nm3。天然氣是一種優質燃料，也是優質的重要化工原料。2〕高爐煤氣是煉鐵的副產品，產量大。可燃氣體CO約占20~30%，H2約占5~15%；惰性氣體CO2約占5~15%，N2約占45~55%，=4200~6300kJ/Nm3。含量高達60~80g/Nm3；通常作為工業爐或鍋爐摻加燃料。3〕焦爐煤氣是冶金企業煉焦的副產品，H2月占46~61%，CH4=21~30%，N2=7~8%，CO2=2~3%,=16300~17200kJ/Nm3。第二章§2.3鍋爐燃料4〕液化石油氣3．氣體燃料的發熱量kJ/Nm3式中等為氣體成分低位發熱量，見表2-9〔p24〕第二章§2.4燃料的燃燒計算根本假設：

1.空氣、煙氣均為理想氣體，每kmol體積等于22.4Nm3；2.空氣中只有O2和N2成分，其容積比為：；

3.每kg燃料都是在完全燃燒的條件下計算。一、理論空氣量及過量空氣系數1.理論空氣量的計算第二章§2.4燃料的燃燒計算理論空氣量的經驗計算公式：pp262．過量空氣系數、實際空氣量和漏風系數1〕過量空氣系數——燃燒時實際供給空氣量與理論空氣量之比。爐膛出口處過量空氣系數為平均值，與燃燒設備、燃料種類、燃燒方式等有關。層燃爐；室燃爐2〕實際空氣量： Nm3/kg3〕漏風系數鍋爐運行時，爐中處于負壓工作狀態，爐外冷空氣從爐墻、門孔幾個受熱面貫穿墻處漏入爐內，使爐內過量空氣系數煙煙氣流程逐第二章§2.4燃料的燃燒計算漸增大，其值為：

各受熱面漏風量：

Nm3/kg二、燃燒生成煙氣量完全燃燒時煙氣成分是：CO2、SO2、H2O、O2、N21．理論煙氣量的計算(α=1)——不含有O2

Nm3/kgNm3/kg〔四個來源〕

Nm3/kg第二章§2.4燃料的燃燒計算理論煙氣量的經驗計算公式：pp.27~28

2．實際煙氣量的計算(α>1)——含有過量O21〕過量空氣中氧容積：Nm3/kg2〕過量空氣中氮容積：Nm3/kg3〕過量空氣中水蒸汽容積：Nm3/kg4〕實際煙氣量——理論煙氣量與過量空氣之和Nm3/kg三、空氣和煙氣的焓

第二章§2.4燃料的燃燒計算1．理論空氣的焓——每kg固體(液體)燃料燃燒時所需理論空氣量，在等壓下，從0℃加熱到

℃所需要的熱量，單位kJ/kgkJ/kg〔查表2－10〕2．理論煙氣的焓——每kg固體(液體)燃料燃燒后所生成理論煙氣量，在等壓下，從0℃加熱到℃所需要的熱量，單位kJ/kgkJ/kg式中等由表2-10查取〔pp.29〕3．實際煙氣焓1〕煙氣中過量空氣的焓： kJ/kg2〕實際煙氣的焓：kJ/kg 第二章§2.4燃料的燃燒計算afh——入爐燃料灰分隨煙氣帶出的灰分重量比，稱飛灰份額，層燃爐afh＝0.2~0.3，煤粉爐afh＝0.85~0.9。只有當燃料中灰分很大時，才需加以考慮，即：

例題：作業：2，3，5第二章§2.5鍋爐運行時煙氣分析及其應用一、煙氣分析的目的在鍋爐運行時，通過煙氣取樣分析，計算出CO、、，從而了解和掌握鍋爐實際燃燒情況，便于制定合理的燃燒調整及燃燒設備的改進方案，從而提高燃燒效率和鍋爐熱效率。爐膛出口過量空氣系數有一最正確值：qmin=q2+q3+q4二、理論上煙氣分析成分

1．每kg燃料完全燃燒時產生的煙氣成分：RO2、N2、H2O；第二章§2.5鍋爐運行時煙氣分析及其應用2．燃料完全燃燒時產生的煙氣成分：RO2、N2、H2O、O2；3．燃料不完全燃燒時產生的煙氣成分：RO2、N2、H2O、O2、CO；三、煙氣分析儀器及測定1．煙氣分析儀

1〕奧氏分析儀

KOH或NaOH溶液吸收RO2，(%)焦性沒食子酸的苛性鉀溶液吸收O2及RO2，〔%〕氯化亞銅氨溶液吸收CO及O2，〔%〕第二章§2.5鍋爐運行時煙氣分析及其應用2〕色譜層析儀

3〕紅外線煙氣分析儀2．測定：〔由鍋爐實驗完成〕四、煙氣成分測定的計算

1.； 2.3.；4.五、煙氣分析結果的應用1．煙氣量的計算第二章§2.5鍋爐運行時煙氣分析及其應用Nm3/kg2．煙氣中CO含量的計算1〕燃料特性系數——只與燃料的可燃成分有關，與燃料的水分、灰分無關，也不隨應用基、分析基、枯燥基即可燃基等而變化。2〕不完全燃燒方程式3〕CO含量的計算%第二章§2.5鍋爐運行時煙氣分析及其應用4〕不完全燃燒RO2的計算%

5〕完全燃燒方程式6〕在理論空氣下完全燃燒時，，，那么 %3．過量空氣系數的計算1〕不完全燃燒時α的計算第二章§2.5鍋爐運行時煙氣分析及其應用2〕完全燃燒時α的計算3〕完全燃燒時α的近似計算在鍋爐實際運行時，CO的含量一般都不高，可是為完全燃燒，而干煙氣中的氮氣接近79%，即N2=79%，那么：在鍋爐實際運行中，常采用O2和RO2表監控第二章§2.5鍋爐運行時煙氣分析及其應用習題課：

1.成分分析基準

2.燃燒計算

3.溫焓表作業：7，8第二章§3.1鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率

§3.2固體不完全燃燒熱損失§3.3氣體不完全燃燒熱損失§3.4排煙熱損失

返回第三章鍋爐熱平衡§3.5散熱損失§3.6其它熱損失§3.1鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率第三章鍋爐熱平衡是研究燃料的熱量在鍋爐中利用的情況，有多少被有效利用，有多少變成了熱量損失，這些損失又表現在哪些方面以及它們產生的原因。研究的目的是為了有效地提高鍋爐熱效率為了全面評定鍋爐的工作狀況，必須對鍋爐進行測試，這種試驗稱為鍋爐的熱平衡(或熱效率)試驗。通過測試進行分析概括了解鍋爐熱效率的影響因素得出較先進的運行經驗數據，作為設計鍋爐和改進運行的可靠依據。一、鍋爐熱平衡1．鍋爐熱平衡方程式鍋爐熱平衡是以lkg固體燃料或液體燃料(氣體燃料以1Nm3)為單位組成熱量平衡的。1kg燃料帶入爐內的熱量及鍋爐有效利用熱量和損失熱量之間的關系可參考圖

§3.1鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率鍋爐熱平衡的公式可寫為：

kJ／kg(3-la)Qr——每公斤燃料帶入鍋爐的熱量，kJ/kg；Q1——鍋爐有效利用熱量kJ/kg；Q2——排出煙氣帶走的熱量，稱為鍋爐排煙熱損失，kJ/kgQ3——未燃完可燃氣體所帶走的熱量，稱為氣體不完全燃燒熱損失〔化學不完全燒熱損失〕，kJ/kg；Q4——未燃完的固體燃料所帶走的熱量，稱為固體不完全燃燒熱損失〔機械不完全燃燒熱損失〕，kJ/kg；Q5——鍋爐散熱損失，kJ/kg；Q6——灰渣物理熱損失及其他熱損失，kJ/kg。Qr

Q5

Q2

Q6

Q3

Q4

Q1

第三章§3.1鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率如果在等式(3-la)兩邊分別除以Qr，那么鍋爐熱平衡就以帶入熱量的百分數來表示，即：2．燃料帶入鍋爐的熱量Qr它由以下幾個局部組成：1〕燃料的物理顯熱ir（1）固體燃料應用基比熱：kJ/kg?℃

（2）液體燃料應用基比熱：kJ/kg?℃

2〕蒸汽帶入熱Qzq——當用蒸汽霧化重油或噴入鍋爐蒸汽時考慮式中2500——排煙中蒸汽焓近似值，kJ/kg第三章§3.1鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率3）外來熱量Qwl——當用鍋爐范圍以外的廢氣、廢熱等來預熱空氣時考慮

一般情況下：

二、鍋爐熱效率1．鍋爐正平衡熱效率1〕鍋爐有效利用熱量Qgl2〕鍋爐每小時有效利用熱量QglkJ/kgkJ/h（1）飽和蒸汽焓：

〔2〕熱水鍋爐每小時有效利用熱量Qglr--汽化潛熱，kJ/kgW--蒸汽濕度

kJ/h第三章§3.1鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率1〕鍋爐有效利用熱量Qgl2〕鍋爐每小時有效利用熱量QglkJ/kgkJ/h（1）飽和蒸汽焓：

r--汽化潛熱，kJ/kgW--蒸汽濕度

kJ/h式中igs，ips——鍋爐給水和排污水焓， kJ/kg； ——干飽和蒸汽的焓，kJ/kg；

i1，i2——鍋爐進、出熱水的焓，kJ/kg；所以，

2．鍋爐反平衡熱效率

%

鍋爐正平衡只能求得鍋爐的熱效率，不能據此研究和分析影響鍋爐熱效率的種種因素，以尋求提高熱效率的途徑。而反平衡那么是依據對各種熱損失的測定來計算其鍋爐熱效率。對小型鍋爐而言，一般以正平衡為主，反平衡為輔。對于大型鍋爐，由于不易準確測定燃料消耗量，其鍋爐熱平衡主要靠反平衡求得。第三章§3.1鍋爐熱平衡及鍋爐熱效率r--汽化潛熱，kJ/kgW--蒸汽濕度

熱平衡試驗在精度上有一定要求：

(1)只進行正平衡試驗，要求應進行兩次測試偏差在4%以內

(2)同時進行正、反平衡實驗時，兩種方法測試偏差應在5%以內(3)只以反平衡法進行測定時，兩次測試偏差應在6%以內

3．鍋爐的毛效率及凈效率鍋爐的毛效率——通常所指的鍋爐效率都是毛效率鍋爐的凈效率——是在毛效率基礎上扣除鍋爐自用汽和電能消耗后的效率。

式中——自用汽和自用電能消耗所相當的鍋爐效率降低值

Dz——自用汽消耗量，t/h；Nz——自用電耗量，kWh/h

b——生產每度電的標準煤，kg/kWh，取0.407kg/kWh

第三章§3.2固體不完全燃燒熱損失一、形成

灰渣損失：未參與燃燒或未燃盡的碳粒與灰渣一同落入灰斗所造成的損失。

漏煤損失：部分燃料經爐排落入灰坑造成的損失。對于煤粉爐，則

飛灰損失：——未燃盡的碳粒隨煙氣帶走所造成的損失二、影響因素第三章§3.2固體不完全燃燒熱損失2．燃燒方式對q4的影響：不同燃燒方式的q4數值差異很大，如機械威風力拋煤機爐的飛灰損失就較鏈條爐大。煤粉爐沒有漏煤損失，但它的飛灰損失卻比層燃爐大得多。沸騰爐在燃用石煤或煤矸石時，飛灰損失將更大。3．爐子結構對q4的影響層燃爐的爐拱，二次風以及爐排的大小，長短和通風孔隙的大小等對燃燒都有影響。如爐排的通風孔隙較大面又燃用細末多的燃料時，漏煤損失就會有較大的增加。煤粉爐爐膛的上下、燃燒器布置的位置等也對燃燒有影響。如爐膛尺寸過小，煙氣在爐內的流程及停留時間過短，燃料來不及燃盡而被煙氣帶走，使飛灰損失增大。4．鍋爐運行工況對q4的影響運行時鍋爐負荷增加，相應地穿過燃料層和爐膛的氣流速度迅速增加，以致飛灰損失也加大。此外，層燃爐運行時的煤層厚度、鏈條爐爐排速度以及風量分配，煤粉爐運行時的煤粉細度及配風操作等對q4也有影響。過量空氣系數對q4也有影響，如太低，q4會增加，而隨稍增，則q4會有所降低。

第三章§3.2固體不完全燃燒熱損失三、固體不完全燃燒熱損失的測定和計算1．測定數據在鍋爐正常運行工況下，定時收集：、、（kg/h）取樣分析：(1)可燃物百分數：Rhz、Rlm、Rfh(%)；(2)可燃物的發熱量：

（kJ/kg）

2．計算公式

（kJ/kg）

%（kJ/kg）

（kJ/kg）

（kJ/kg）

第三章§3.2固體不完全燃燒熱損失3．灰平衡方程熱平衡試驗中，飛灰量很難準確測定，一般通過灰平衡方法解決灰平衡：進入爐內燃料的總灰量應等于灰渣、漏煤及飛灰之和

令：,則：灰平衡方程為：上式兩邊分別乘以

第三章§3.2固體不完全燃燒熱損失%

第三章§3.3氣體不完全燃燒熱損失q3一、氣體不完全燃燒熱損失的形成q3是由于局部CO、H2、CH4等可燃氣體未燃燒放熱就隨煙氣排出所造成的。二、影響因素

1．爐子結構的影響爐膛高度不夠或爐膛體積太小，煙氣流程過短，使煙氣中一些可燃氣體未能燃盡而離開爐子，增大q3損失。當爐內水冷壁布置過多時，會使爐膛溫度過低，不利于燃燒反響，也會增大q3損失。2．燃料特性的影響一般揮發份高的燃料，在其它條件相同時，q3損失相對要大一些。

3．燃燒方式的影響爐子的過量空氣系數、二次風的引入和分布以及爐內氣流的混合與擾動等都影響q3的大小。a取得過小；a取得過大；層燃爐燃料層過厚；當負荷增加時……第三章§3.3氣體不完全燃燒熱損失q3三、氣體不完全燃燒熱損失的測定及計算1．測定用煙氣分析方法測出（Nm3/kg燃料）

2．計算公式

%式中：，Nm3/kg燃料 ：是考慮固體不完全燃燒的修正；實際燃燒的燃料量

CO2、H2、CH4：干煙氣中CO、H2、CH4的容積百分數，由熱平衡試驗通過驗器分析儀測得。由于實際運行中，煙氣中H2、CH4的含量極少，可忽略不計，計算簡化：

第三章§3.3氣體不完全燃燒熱損失q33．缺少元素成分資料時

第三章§3.4排煙熱損失排煙熱損失：是指由排煙所帶走的熱量損失，煙氣離開鍋爐排入大氣時，其溫度比進入鍋爐的空氣溫度高很多。

一、形成及其影響因素影響排煙熱損失的主要因素是排煙溫度和排煙容積第三章§3.4排煙熱損失2．排煙容積影響排煙容積大小的因素有爐膛出口過量空氣系數，煙道各處漏風量及燃料所含水分。如爐墻及煙道漏風嚴重，過量空氣系數大，燃料水分高，那么排煙容積就大，排煙損失就增加。為了—減少排煙損失，必須盡力設法減少爐墻煙道各處的漏風，在鍋爐安裝施工時應重視爐墻，煙道等砌筑的嚴密性。3．鍋爐最正確過量空氣系數確實定爐膛出口過量空氣系數的大小，應注意到它不僅與q2有關，還與q3、q4有關。減小出口過量空氣系數，q2可以降低，但q3、q4會增加。所以合理的值應使q2、q3、q4三項熱損失的總和最小，即：所對應的出口過量空氣系數第三章§3.4排煙熱損失經驗公式：%

二、計算公式%第三章§3.5散熱損失二、影響因素爐體外表積爐體外表溫度爐墻結構形式〔光管式比水膜式大〕爐墻保溫層性能周圍環境溫度鍋爐負荷大小第三章§3.5散熱損失三、計算公式1．計算式中：——鍋爐散熱外表積，m2； ——鍋爐散熱外表的放熱系數，W/m2?℃——鍋爐散熱外表的溫度，℃2．查圖當鍋爐實際蒸發量與額定量相差超過25%時，實際散熱損失為： %其中：——查圖值，%

D、D’——鍋爐的額定蒸發量和實際蒸發量，t/h3．推薦值 p101表2-20第三章§3.5散熱損失四、保溫系數保溫系數——表示煙氣在煙道中的放熱量有多少被煙道中的受熱面所吸收，也就是說煙氣在煙道中的放熱量和保溫系數的乘積等于煙道受熱面的吸熱量。第三章§3.6其它熱損失一、組成%

二、灰渣物理顯熱損失由于鍋爐中排出的灰渣及漏煤的溫度一般在600~800℃造成的熱損失。層燃爐：℃；煤粉爐：固態排渣當，℃，液態排渣：；沸騰爐：℃

kJ/kg

%第三章§3.6其它熱損失三、冷卻熱損失是鍋爐冷卻部件所用的冷卻水未進入鍋爐汽水系統時造成的熱損失。 %式中：Hlq：面向爐膛的水冷面積；m2； 116×103：無測定數據時，假定每m2水冷面積所吸收的熱量，W/m2

Qgl：鍋爐每小時有效吸熱量，W。

第三章第四章燃燒原理及燃燒設備§4.1燃料燃燒的根本概念§4.2手燒爐、鏈條爐、拋煤機鏈條爐及其燃燒特點§4.3煤粉爐§4.4煤氣燃燒原理

返回§4.5重油燃燒原理§4.1燃料燃燒的根本概念第四章鍋爐燃燒是個復雜的化學—物理過程，其影響因素很多。

一、燃燒設備的分類1.層燃爐——固體燃料被層鋪在爐排上進行層狀燃燒的爐子，如：手燒爐、鏈條爐、拋煤機爐等；2.室燃爐——燃料呈霧狀細顆粒隨空氣噴入爐內呈懸浮狀燃燒的爐子，如：煤粉爐、油爐、氣爐等；3.沸騰爐——燃料被氣流托起攜帶呈上下翻滾沸騰狀燃燒的爐如：流化床、鼓泡床、循環流化床、增壓流化床等；

二、固體燃料的燃燒過程1.燃料燃燒的幾個階段：§4.1燃料燃燒的根本概念二、固體燃料的燃燒過程1.燃料燃燒的幾個階段：2.燃料完全燃燒的必備條件保持一定的高溫環境；供給足夠而適度的空氣量，并確保燃料與空氣有良好的接觸和充分混合的氣氛；燃料要有一定的燃燒時間及燃燒空間；及時排出低溫燃燒產物〔如：低溫煙氣和灰渣〕。第四章§4.1燃料燃燒的根本概念三、燃料的燃燒反響速度鍋爐燃燒過程是個復雜的化學—物理過程，燃燒速度取決于化學條件和物理條件。

單相反響；多相反響〔異相反響〕對單相反響，反響速度為：第四章§4.1燃料燃燒的根本概念影響反響速度的因素：反響物質〔燃料〕的特性，E降低，反響速度提高；溫度，溫度提高，分子平均動能增加，碰撞時機增加。濃度：提高，碰撞時機增加壓力：提高，單位體積分子數增加，碰撞時機增加l

其中溫度是最重要的燃燒反響影響因素，1.溫度對燃燒速度的影響遵循阿累尼烏斯定律：

式中：K——表征化學反響速度的常數；K0——頻率因子；R——通用氣體常數，R＝8.314kJ/(mol.K)；E——化學反響活化能，T─絕對溫度，K。第四章§4.1燃料燃燒的根本概念2.氣流擴散能力對燃燒速度的影響氣流擴散能力決定于氧氣濃度，遵循如下關系式：M——表征氣流擴散速度的量；Dk——擴散速度常數，主要取決于氣流速度；Cql，Cjt、——氣流和焦炭外表的氧氣濃度。溫度和氣流擴散速度在燃料燃燒不同區段有著不同的影響。由此燃料的燃燒過程可以分成三種不同的燃燒區域：燃燒速度取決于溫度亦即取決于化學反響速度的工況，動力燃燒工況所在的燃燒區域為動力燃燒區動力燃燒區：擴散燃燒區：過渡燃燒區：燃燒速度取決于氣流的擴散速度的工況，擴散燃燒工況所在的燃燒區域為擴散燃燒區動力燃燒區及擴散燃燒區之間的區域為過度燃燒區第四章§4.1燃料燃燒的根本概念第四章§4.1燃料燃燒的根本概念五、混合

擴散;自由射流;平行射流;相交射流;

旋轉射流;一次風和二次風

第四章§4.1燃料燃燒的根本概念六、燃燒設備特性的主要參數

1.層燃爐⑴爐排面積可見熱強度：單位面積的爐排，在單位時間內所燃燒的煤的放熱量

⑵爐膛容積可見熱強度：單位面積的爐膛，在單位時間內所燃燒的煤的放熱量kw/m2

kw/m2

2.室燃爐⑴爐膛截面可見熱強度：kw/m2⑵爐膛容積可見熱強度：kw/m2

第四章§4.1燃料燃燒的根本概念3.爐膛設計步驟

〔1〕根據給定參數〔D、T、P和燃料種類〕，估計燃料消耗量〔2〕查表選取qv,qR

〔3〕利用公式計算爐排面R和爐膛體積V〔4〕根據爐排面積，設具體情況選定爐子寬度和深度〔5〕確定爐膛高度〔6〕對室燃爐相應計算第四章§4.2手燒爐、鏈條爐、拋煤機鏈條爐及其燃燒特點

二、手燒爐燃燒特性爐排長度不超過2.2m,一般為鑄鐵板狀爐排20%~40%大塊高揮發分的煙煤褐煤條狀爐排8%~12%低揮發分、低灰熔點的煤勤、快、少、勻三、雙層爐排結構第四章§4.2手燒爐、鏈條爐、拋煤機鏈條爐及其燃燒特點

一、鏈條爐

1．鏈條爐的構造

爐排重力煤斗運動爐排的有效長度冷卻煤閘門送風除渣板（老鷹鐵）升降控制渣斗燃燒1〕鏈條爐排有效長度：煤閘門到除渣板的爐排長度，實際參與燃燒的爐排有效面積的深度。2〕防焦箱：縱向安裝在爐膛兩側，一般嵌入爐墻，一般貼近運動著的爐排，主要作用有：保護爐墻防止側墻粘渣結瘤，確保爐排上煤的橫向均布

第四章§4.2手燒爐、鏈條爐、拋煤機鏈條爐及其燃燒特點

2.鏈條爐排結構1〕爐排通風截面比：爐排通風孔隙總截面積與爐排有效面積的百分比。2〕結構型式

鱗片式：p58

鏈帶式：p593.鏈條爐燃燒層結構及其特性(1)煤在鏈條爐排層面上，燃料燃燒層的各個燃燒階段分界面與爐排面有一定的傾斜角。(2)煤在排層面上的燃燒過程分四個燃燒區段：第四章§4.2手燒爐、鏈條爐、拋煤機鏈條爐及其燃燒特點

Ⅲ—焦炭燃燒區：Ⅲa—焦炭氧化燃燒區；Ⅲb—焦炭燃燒復原區；Ⅳ—灰渣形成、余燃、冷卻區〔在擋渣器尖端之前400~500mm范圍內〕。(4)機械化連續上煤，克服了手燒爐間斷上煤的周期性；(5)沿爐排有效長度方向的上方空間氣體成分變化情況〔呈不均勻的變化〕。

4.鏈條爐燃燒改善措施：

第四章§4.2手燒爐、鏈條爐、拋煤機鏈條爐及其燃燒特點

1〕分段送風：a-b—曲線為統倉送風時爐內空氣量分布情況；c-d—曲線為鏈條爐燃燒理論空氣量分布情況；1-4為鏈條爐分段送風后各個燃燒區段實際空氣量分布情況。4.鏈條爐燃燒改善措施：

圖表第四章§4.2手燒爐、鏈條爐、拋煤機鏈條爐及其燃燒特點注：鏈條爐燃用高揮發份優質煙煤時，一般采用開式爐膛。

褐煤煙煤無煙煤h11400～2200mm1600～2600mm1600～2600mmα1(0.3～0.4)l(0.1～0.2)l(0.1～0.25)lh2800～1100mm800～1100mm900～1300mmα2(0.25～0.35)l(0.25～0.35)l(0.6～0.7)lh400～550mm400～550mm400～550mmα12°～18°12°～18°8°～10°第四章§4.2手燒爐、鏈條爐、拋煤機鏈條爐及其燃燒特點

(2)鏈條爐爐拱的作用(3)爐拱設置原那么第四章§4.2手燒爐、鏈條爐、拋煤機鏈條爐及其燃燒特點

對揮發分高，熱量高的煙煤和局部褐煤：采用短而較高的前拱對于難燃煤〔無煙煤、貧煤、發熱量低的劣質煤〕：除設置前拱外，還需采用低而長的后拱3〕增設二次風：作用:鏈條爐二次風(熱空氣、蒸汽)一般布置在前、后拱喉口部位向下傾斜5~10°〔嚴禁二次風在有效射程內直接吹射到煤的燃燒層面上〕，主要用來加速爐內高溫煙氣的擾動：使煙氣中的焦炭粒子和CO延長了在爐內的燃燒時間，與過量氧充分混合完全燃燒降低、提高；調節控制爐內高溫煙氣流動力場，改善爐膛充滿度，防止水冷壁局部結渣及局部煙氣短路，造成升高，增大。第四章§4.2手燒爐、鏈條爐、拋煤機鏈條爐及其燃燒特點

二次風的風壓一般為2000～4000Pa；二次風的風量及風速：

褐煤煙煤無煙煤占總給風量（％）875出口風速（m/s）6560～6550～60二次風的布置方法和原那么:前墻布置——產生旋轉四角切園5．鏈條爐的運行1〕燃料性質對鏈條爐燃燒的影響第四章§4.2手燒爐、鏈條爐、拋煤機鏈條爐及其燃燒特點

5．鏈條爐的運行1〕燃料性質對鏈條爐燃燒的影響2〕鏈條爐的燃燒調節出力主要取決于燃料層厚度、送風量和爐排速度。(1)燃料層厚度的調節：100～150mm(2)給料速度(3)送風量調節：對適應負荷的變動最為靈敏當鍋爐負荷變化時，總是先調節送風量，隨即調節爐排速度與之配合

第四章§4.2手燒爐、鏈條爐、拋煤機鏈條爐及其燃燒特點

二、拋煤機鏈條爐1.拋煤機鏈條爐的結構及工作原理拋煤機鏈條爐是由爐子前墻布置2~3臺機械、風力拋煤機，將煤自前而后地均勻拋撒在倒轉鏈條爐排上燃燒2.拋煤機鏈條爐的燃燒過程及其特點第四章§4.2手燒爐、鏈條爐、拋煤機鏈條爐及其燃燒特點

3.拋煤機鏈條爐的爐膛結構及其二次風

第四章§4.3煤粉爐一、煤粉爐特點

煤粉爐的燃煤磨制成煤粉，并與空氣混合成霧狀氣粉混合物噴射到爐內呈懸浮狀態燃燒。煤粉爐的容量和燃燒率的提高，不受爐排面積可見熱強度的限制；燃燒效率高；爐膛體積較大;燃燒調節和運行管理易實現自動化。(1)(3)(2)(4)二、煤粉的基本性質

第四章§4.3煤粉爐1.煤粉的性質(1)由煤粉制備系統磨制成1000μm以下(20～50μm居多)不規那么的細小顆粒組成；(2)剛磨制的煤粉，有較強的吸附空氣的能力，其流動性便于管道輸送；干煤粉疏松性好，輕輕堆放時的自然傾角為25~30°，堆積重度為0.45~0.5t/m3；(4)影響煤粉爆炸的因素有：高Vdaf、過細的煤粉細度Rx、煤粉濃度、霧狀氣粉混合物的含氧濃度、及其溫度、流速、濕度等。

?

高Vdaf的煤粉易自燃自爆，而Vdaf<10%的煤粉無爆炸危險?煤粉濃度的危險濃度下限：泥煤0.16~0.18kg/m3、褐煤0.16~0.25kg/m3、煙煤0.32~0.4kg/m3；而煤粉濃度在1.2~2kg/m3范圍內為爆炸危險濃度；

第四章§4.3煤粉爐?輸粉氣流的含氧濃度〔其體積比〕降低到15%~16%時，一般不易引起爆炸；?煤粉制備系統中煤粉管道應有一定的傾斜角度，使管內的氣粉混合物有適當的流速16~30m/s：流速過高易引起爆炸；流速過低易造成氣粉別離，煤粉在管內沉積而失去流動性；?

Vdaf高而細度又細的煤粉極易引起爆炸，對0.1mm細度的煙煤粉不會引起爆炸；?Vdaf高的褐煤和煙煤，當煤粉水分稍大于固有水分時，一般不會自燃自爆。2.煤粉的細度

1)煤粉細度Rx

將磨制的煤粉用標準篩孔尺寸的篩子進行篩分，篩分后殘留在篩面上粗煤粉的重量與煤粉篩分前總重量的百分比：第四章§4.3煤粉爐式中：x—標準篩孔的內邊長度μm；a—殘留在篩面上的粗煤粉重量,g；b—通過標準篩孔篩分后的細煤粉重量,g；

篩號每cm2的篩孔數篩孔的內邊長度(μm)金屬絲直徑d(μm)309002001307049009055對于磨礦產品，汽顆粒分布符合分布：

式中：b——反映顆粒粗細程度，在相同n條件下，b越大，Rx越小

n——均勻性系數，n越大，煤粉越均勻，n=0.8~1.32)煤粉的均勻度

煤粉顆粒的品質特性只用煤粉細度表示還不夠全面，還應以煤粉的均勻度表述。如：有甲、乙兩種煤粉，其R90值相等，但甲種煤％第四章§4.3煤粉爐粉留在篩面上的煤粉中較粗的顆粒比乙種煤粉要多，而通過標準篩孔的煤粉中較細的顆粒也比乙種煤粉多，那么甲種煤粉就不均勻。粗顆粒多不完全燃燒熱損失大；細顆粒多，磨制時的電耗和金屬消耗增大，故均勻性不好的煤粉燃燒和煤粉制備時的經濟性差。煤粉的均勻性一般以煤粉顆粒的均勻性指數n表示，n值一般接近于1，n值越大，煤粉的均勻性就越好。

3)煤的經濟細度

經濟細度：與所對應的煤粉的細度。褐煤的經濟細度：R90=40%~60%；

煙煤的經濟細度：R90=25%~40%

無煙煤的經濟細度：R90=6%~14%。

第四章§4.3煤粉爐三、煤粉的燃燒過程〔以D=670t/h煤粉爐為例〕2.在揮發份逸出燃盡的同時，高溫的焦炭顆粒在二次風的及時混合下，一般到10~20m處才燃燒完全或接近完全燃燒；4.煤粉氣流中一次風量只要能把煤粉受熱析出的揮發份燃燒完即可。因此,一次風量應近似地等于枯燥無灰基中的揮發份含量Vdaf：第四章§4.3煤粉爐不同煤種煤粉燃燒的一次風率r1

煤

種Vdaf(％)一次風率r1(%)直流燃燒器旋流式燃燒器無煙

煤2~815~20

貧

煤8~19

15~20煙

煤20~30

25~30

30~40≈30

30~40褐

煤40~5035~40第四章§4.3煤粉爐四、磨煤機其工作性能對煤粉細度、煤粉出力、磨煤電耗、磨煤機金屬耗量和枯燥煤粉的能力等有影響。破碎機理：壓碎、擊碎和研碎1.豎井式磨煤機750~1500rpm，多排高速旋轉的重錘，其粗粉別離主要靠轉子上方的豎井。產生微弱的通風力,與阻力小的燃燒器配合，多用于中小型鍋爐.錘頭磨損很快，即使用耐磨合金鋼制造或耐磨合金堆焊，一般壽命都不到600h。2.風扇式磨煤機750~1500rpm，風扇式磨煤機本身就是排粉機，其葉輪很厚，葉輪和外殼護板都用錳鋼制成；能產生1500~3500Pa的壓頭，因此它既能磨煤粉又能克服煤粉系統的阻力，完成輸送煤粉及一次風的任務,適合磨制高水份、高揮發份的褐煤和高可磨度(Kkm)的煙煤。第四章§4.3煤粉爐3.球磨機（低速磨煤機）：1)筒式球磨機是中間儲倉式煤粉制備系統中主要設備，其筒體內壁裝設波浪形鑄鋼護板，內徑Dn=2~4m，筒長l=3~8m，筒內裝有d=30~60mm的鍛鋼球。2)筒式球磨機轉速隨筒體直經的不同而變化，轉速一般為16~25rpm。轉速過快時，鋼球在離心力作用下會緊貼筒壁運動而不下落，起不到磨煤的作用。因此，筒式球磨機的工作轉速必須小于臨界轉速。⑴臨界轉速：⑵最正確轉速：，一般取。3)影響磨煤出力的主要因素：(1)筒體的直徑和長度愈大，單位時間內磨出的合格煤粉愈多，磨煤出力愈大。(2)鋼球裝載量和鋼球直徑的影響：第四章§4.3煤粉爐1.旋流煤粉燃燒器1〕雙蝸殼旋流煤粉燃燒器：2〕單蝸殼—擴錐型燃燒器：2.直流煤粉燃燒器第四章§4.3煤粉爐六、煤粉制備系統直吹式制粉系統2.中間儲倉式制粉系統乏氣送粉和溫風送粉系統乏氣：由細分別離器流出的含有大量水蒸氣和細煤粉的氣體第四章§4.3煤粉爐第四章§4.3煤粉爐第四章§4.4煤氣燃燒原理一、煤氣的分類

高熱值煤氣(天然氣)：，惰性氣體(CO2、N2)含量少

2．低熱值煤氣(高爐氣)：，惰性氣體含量多。由于煤氣的種類不同，其性質差異的存在，所以在燃燒器的結構和原理有根本的不同二、擴散型燃燒和預混型燃燒

第四章§4.4煤氣燃燒原理2.擴散型燃燒

煤氣與空氣在燃燒器外部的燃燒過程中，相互擴散均勻混合的燃燒方式，其燃燒速度主要取決于氣流擴散與混合速度

第四章§4.4煤氣燃燒原理第四章§4.4煤氣燃燒原理4.燃燒室容積熱負荷：

第四章§4.4煤氣燃燒原理第四章§4.5重油燃燒原理

一、重油的一般特性

重油的發熱量與原油的發熱量較接近，，且Mar和Aar的含量很少。

重油較煤粉運輸方便，經濟；除了一個加熱系統外，省卻了龐大的燃料系統、煤粉制備系統和灰渣處理系統，并且容易實現DCS控制管理系統。

1.粘度⑴

恩格爾粘度E—在實驗室溫度下，200ml的重油流經恩氏粘度計的時間與20℃，200ml的蒸餾水流經恩氏粘度計的時間之比。⑵運動粘度v與恩氏粘度E的關系：二、重油的特性指標第四章§4.5重油燃燒原理

三、燃油燃燒特點及燃燒過程

1．燃油的燃燒特點第四章§4.5重油燃燒原理

三、燃油燃燒特點及燃燒過程

1．燃油的燃燒特點燃油在蒸氣狀態下，與空氣充分混合后完全燃燒；重油通過霧化器霧化后的油滴直徑d=100~300μm，使油滴氣化外表積增大至上萬倍；霧化后的細小油滴在爐內不斷吸收氣化熱，使細小油滴外表溫度升高到氣化飽和溫度2．燃油的燃燒過程〔1〕燃油的燃燒階段一般分：⑴油滴；⑵油蒸發氣化區；⑶油蒸氣與空氣相互擴散區；⑷外層空氣區。〔2〕燃油的燃燒過程：三個同時發生的連續過程

第四章§4.5重油燃燒原理

第四章§4.5重油燃燒原理

〔3〕盡量使燃油霧化的油滴細而均勻，油滴受熱迅速蒸發氣化，并與空氣的混合擴散速度加快，以防止高溫缺氧區大。第四章§4.5重油燃燒原理

四、重油的霧化

1.衡量重油霧化質量的主要指標：1)霧化細度：霧化后油滴直徑d的大小，常用油滴體面積平均直徑表示d=0~200μm；2)霧化角：霧化炬投影面兩切線的夾角；

αx——條件霧化角；霧化角的大小取決于噴嘴出口處的切向速度與軸向速度之比

3)流量密度：單位時間內流過單位面積的油量；要求霧化器出口流量密度沿圓周方向分布均勻，以利于均勻配風和油氣混合；

霧化錐的中心處流量密度較小，使得該處形成適當的回流區4)影響霧化質量的主要因素：第四章§4.5重油燃燒原理

4)影響霧化質量的主要因素：①燃油種類：油的恩氏粘度；②運行條件：油壓、油溫及負荷高、低③

霧化器類型及其加工精度。

2.重油霧化器：

1)機械霧化器(離心式)：借助于油壓來實現重油霧化

簡單壓力式離心噴油嘴—主要依靠油的高壓()

將油霧化

回油式噴油嘴：在簡單壓力式離心噴油嘴的旋流室底部開有回流孔，并接上回油管道，進入噴油嘴的油流量Q0分成兩股流出即：噴油量Q1和回油量Q2

特點：主要通過回油調節閥來控制噴油量Q1適用于負荷的變化

第四章§4.5重油燃燒原理

2)雙流體式霧化器：如蒸汽霧化噴油嘴——以高速蒸汽的動能實現重油的霧化。特點：①蒸汽使油溫提高，降低了燃油粘度，同時提高了燃油的霧化質量；②調節性能好；③蒸汽消耗量比較大。3)純蒸汽霧化噴油嘴：油壓低，汽耗大，噪音大，容量小。4)蒸汽機械噴油嘴(Y型噴油嘴)：汽耗小(0.3%D)，噪音小，容量大。

①油壓：比機械噴嘴低；②

汽壓：比純蒸汽噴嘴低；

第四章§4.5重油燃燒原理

③

負荷調節比可達1：6；④

額定油壓為1.5MPa；額定汽壓為1.0MPa；平均霧化顆粒直徑為20~30μm。5)蒸汽機械混合式噴油嘴3.配風器

第四章

主要型式：鼓泡床、湍動床、快速床、循環流化床等應用領域：石油、化工、冶金、能源、環保等主要優點：

燃料適應性廣；

低溫燃燒，NOx排放低

可實現爐內脫硫；

燃燒效率高強化燃燒和傳熱一、流態化根本原理流態化過程：固體粒子與氣體或液體接觸而轉變為類似流體狀態的過程沸騰燃燒〔流化燃燒〕：將流態化過程用于燃料燃燒沸騰爐〔流化床爐〕：燃燒設備第四章

固定床流速較低時，顆粒靜止不動，流體只在顆粒之間的縫隙中通過

料層高度不變

實際流速線形增長

通風阻力隨風速的平方關系增大2.流化床顆粒不再由布風板所支持，而全部由流體的磨擦力所承托。此時，對于單個顆粒來講，可在床層中自由運動；就整個床層而言，具有了許多類似流體的性質—流態化。此時：

料層膨脹，床高增加顆粒間實際空氣流速保持不變料層阻力變化不大，由托起的顆粒質量決定

第四章

空截面氣流速度w：以布風板界面積作為計算截面的氣流速度臨界流化速度wlj：顆粒床層從靜止狀態轉變為流態化時的最低速度。極限流化速度wjx：顆粒床層從流態化狀態轉變為氣力輸送時的最低速度。

二、床內顆粒的運動規律

1.顆粒的受力分析1〕

重力2〕

浮力3〕

流體阻力4〕

顆粒旋轉時的Magnus升力5〕

顆粒間的碰撞力6〕

湍流脈動力2.寬篩分顆粒流化時的流體動力特性

第四章

2.寬篩分顆粒流化時的流體動力特性

⑴在任一高度的靜壓近似于在此高度以上單位床截面內固體顆粒的重量；⑵無論床層如何傾斜，床外表總是保持水平，床層的形狀也保持容器的形狀；⑶床內固體顆粒可以像流體一樣從底部或側面的孔口中排出；⑷密度高于床層表觀密度的物體在床內會下沉，密度小的物體會浮在床面上；⑸床內顆粒混合良好，因此，當加熱床層時，整個床層的溫度根本均勻。3.流化風速——運行時的空截面氣流速度，一般為3.5~4.5wlj

三、流化床的燃燒與傳熱

第四章

2．流化床的傳熱1)

具有良好的擾動和混合，床溫很均勻，傳熱系數高；2)埋管外表不積灰，吸熱比一般輻射受熱面強4～5倍，達230~350kW/cm2.℃；第四章

3)熱負荷均勻，對水循環等有利。四、流化床的型式與結構1．鏈帶式流化床2．鼓泡式流化床1)

給煤2)

布風板3)

風室4)

爐膛5)

埋管3．循環流化床4.流化床燃燒設備的常用類型常壓鼓泡流化床鍋爐：流化速度1~2.5m/s；截面熱負荷1.5MW/m2

常壓循環流化床鍋爐：流化速度3.5~5m/s；截面熱負荷5MW/m2

增壓鼓泡流化床鍋爐：流化速度0.9~1m/s；截面熱負荷10~17MW/m2壓循環流化床鍋爐：流化速度3.5~5m/s；截面熱負荷20~50MW/m2第四章

五、循環流化床的原理和特點

1.組成爐膛、加料〔含石灰石加料〕、排渣、高溫除塵、返料、布風板等2.循環流化床的原理不同氣流速度下固體顆粒床層的流動狀態是不同的：隨著氣流速度的增加，固體顆粒分別呈現固定床、鼓泡流化床、湍流流化床、快速流化床和氣力輸送狀態。循環流化床的上升段通常運行在快速流化床狀態下。快速流態化流體動力特性的形成對循環流化床是至關重要的，此時，固體顆粒被速度大于單顆物料的終端速度的氣流所流化，以顆粒團形式上下運動，產生高度的返混。顆粒團向各個方向運動，而且不斷形成和解體。在這種流體狀態下，氣流還可攜帶一定數量的大顆粒，盡管其終端速度遠大于截面平均氣流速度。

第四章

3.循環流化床的特點

⑴

不再有鼓泡流化床那樣清晰的界面，固體顆粒充滿整個上升段空間；⑵

有強烈的物料返混，顆粒團不斷形成和解體，；并且向各個方向運動⑶

顆粒與氣體之間相對速度大，而且與床層空隙率和顆粒循環流量有關；⑷

運行流化速度為鼓泡流化床的2~3倍；⑸

床層壓降隨流化速度和顆粒的質量流量而變化；⑹

顆粒橫向混合良好；⑺

強烈的顆粒返混、顆粒的外部循環和良好的橫向混合，使整個上升段內溫度分部均勻；

⑻

改變上升段內的存料量，固體物料在床內的停留時間可在幾分第四章

鐘到數小時范圍調節；⑼流化氣體的整體性狀呈塞狀流；⑽流化氣體(二次風)根據需要可在反響器的不同高度參加。五、循環流化床鍋爐的特點1.循環流化床鍋爐的主要工作條件項

目數

值項

目數

值溫

度(℃)850~950床層壓降（kPa）11~12流化速度（m/s）4~6爐內顆粒濃度(kg/m3)爐膛上部：150~600床料粒度(μm)100~700爐膛下部：10~40床料密度(kg/m3)1800~2600Ca/S摩爾比1.5~4燃料粒度(mm)<12壁面傳熱系數W/(m2.K)210~250脫硫劑粒度(mm)1左右第四章

2.循環流化床鍋爐的特點

1)低溫的動力控制燃燒；爐內溫度水平因受脫硫最正確溫度的限制，一般850℃左右，低于一般煤的灰熔點，免去了灰熔化帶來的種種煩惱。可以組織爐內廉價而高效的脫硫工藝，使氮氧化物生成量低。從燃燒反響動力學角度看，循環流化床鍋爐內的燃燒反響控制在動力燃燒區及擴散燃燒區〔過度燃燒區〕內，其燃燒速率主要取決于化學反響速率—溫度水平。循環流化床鍋爐內燃料燃盡度很高，性能良好的循環流化床鍋爐燃燒效率可達98~99%以上。第四章

2)高速度、高濃度、高通量的固體物料流態化循環過程；循環流化床鍋爐內固體物料(燃料、殘炭、脫硫劑和惰性床料等)參與了外循環和內循環兩種循環運動，整個燃燒過程以及脫硫過程都是在這兩種循環運動的動態過程中逐步完成的。

3)高強度的熱量、質量和動量傳遞過程。在循環流化床鍋爐中，大量固體物料在強烈的湍流下通過爐膛，通過人為操作可改變物料的循環量，并可改變爐內物料的分布規律，以爐膛適應不同的燃燒工況。由于爐內熱量、質量和動量傳遞過程是十分強烈，使得整個高度的溫度分布均勻。4)循環流化床鍋爐的優點

1〕燃料適應性廣2〕燃燒效率高：燃燒效率通常在97.5%～99.5%范圍內。3〕高效脫硫：循環流化床鍋爐的脫硫比鼓泡流化床鍋爐更加有效。第四章

4〕氮氧化物低：循環流化床鍋爐的NOx排放范圍為50~150ppm或40~120mg/MJ。5〕其它污染物排放低：循環流化床鍋爐其它污染物如CO、HCl、HF等的排放也很低。6〕燃燒強度，爐膛截面積小：截面熱負荷為3.5~4.5MW/m2，接近或高于煤粉爐。7〕給煤點少