锅炉燃烧基础理论（二）

影响燃烧的因素

　　燃烧速度反映单位时间烧去可燃物的数量。

　　由于燃烧是复杂的物理化学过程，燃烧速度的快慢，取决于可燃物与氧的化学反应速度以及氧和可燃物的接触混合速度。

　　前者称化学反应速度，也称化学条件;后者称物理混合速度，也称物理条件。

　　化学反应速度与反应空间的压力、温度、反应物质浓度有关，且成正比。

　　对于锅炉的实际燃烧，影响化学反应速度的主要因素是炉内温度，炉温高，化学反应速度快。

　　燃烧速度除与化学反应速度有关外，还取决气流向碳粒表面输送氧气的快慢，即物理混合速度。

　　而物理混合速度取决于空气与燃料的相对速度、气流扰动情况、扩散速度等。

　　化学反应速度、物理混合速度是相互关联的，对燃烧速度均起制约作用。

　　例如，高温条件下应有较高的化学反应速度，但若物理混合速度低，氧气浓度下降，可燃物得不到充足的氧气供应，结果燃烧速度也必然下降。

　　因此，只有在化学条件和物理条件都比较适应的情况下，才能获得较快的燃烧速度。

　　燃烧能迅速而又完全燃烧的基本条件主要有：

　　1)相当高的炉膛温度：

　　温度是燃烧化学反应的基本条件，对燃料的着火、稳定燃烧、燃尽均有重大影响，维持炉内适当高的温度是至重要的。当然，炉内温度太高时，需要考虑锅炉的结渣问题。

　　2)适量的空气供应：

　　适量的空气供应，是为燃料提供足够的氧气，它是燃烧反应的原始条件。空气供应不足，可燃物得不到足够的氧气，也就不能达到完全燃烧。但空气量过大，又会导致炉温下降及排烟损失增大。

　　3)良好的混合条件：

　　混合是燃烧反应的重要物理条件。混合使炉内热烟气回流对煤粉气流进行加热，以使其迅速着火。混合使炉内气流强烈扰动，对燃烧阶段向碳粒表面提供氧气，向外扩散二氧化碳，以及燃烧后期促使燃料的燃尽，都是必不可少的条件。

　　4)足够的燃烧时间：

　　燃料在炉内停留足够的时间，才能达到可燃物的高度燃尽，这就要求有足够大的炉膛容积。炉膛容积与锅炉容量成正比。当然炉膛容积也与燃料燃烧特性有关，易于燃烧的燃料，炉膛容积可相对小些。比如相同容量的锅炉，燃油炉的炉膛容积要比煤粉炉的小，而烧无烟消云散煤的炉膛容积要比烧烟煤的炉膛容积稍大些。

改善燃烧的措施

　　1)适当提高一次风温度：

　　提高一次温可减小着火热需要量，使煤粉气澈入炉后迅速达到着火温度。当然，一次风温的高低是根据不同煤种来定的，对挥发份高的煤，一次风温就可以低些。

　　2)适当控制一次风量：

　　一次风量小，可减小着火热需要量，利于煤粉气流的迅速着火。但最小的一次风量也应满足挥发份燃烧对氧气的需要量，挥发份高的煤一次风量要大些。

　　3)合适的煤粉细度：

　　煤粉越细，相对表面积越大，本身热阻小，挥发份析出快，着火容易于达到完全燃烧。但煤粉过细，要增大厂用电量，所以应根据不同煤种，确定合理的经济细度。

　　4)合理的一、二次风速：

　　一、二次风速对煤粉气流的着火与燃烧有着较大影响。因为一、二次风速影响热烟气的回流，从而影响到煤粉气流的加热情况;一、二次风速影响一、二次风混合的迟早，从而影响到燃烧阶段的进展;一、二次风速还影响燃烧后期气流扰动的强弱，从而影响燃料燃烧的完全程度。因此，必须根据煤种与燃烧器型式，选择适当的一、二次风速度。

　　5)维持燃烧区域适当高温：

　　适当高的炉温，是煤粉气流着火与稳定燃烧的基本条件。炉温高，煤粉气流被迅速加热而着火，燃烧反应也迅速，并为保证完全燃烧提供条件。故在燃烧无烟煤或其它劣质煤时，常在燃烧区设卫燃烧带或采取其它措施，以提高炉温。当然，在提高炉温时，要考虑防止出现结渣的可能性。

　　适当的炉膛容积与合理的炉膛形状：

　　炉膛容积大小，决定燃料在炉内停留时间的长短，从而影响其完全燃烧程度，故着火、燃烧性能差的燃料，炉膛容积要大些，这种燃料还要求维持燃烧区域高温，故常需要选用炉膛燃烧区域断面尺寸较小的瘦高型炉膛。

　　7)锅炉负荷维持在适当范围内：

　　锅炉负荷低时，炉内温度下降，对着火、燃烧均不利，使燃烧稳定性变差。锅炉负荷过高时，燃料在炉内停留时间短，出现不完全燃烧。同时由于炉温的升高，还有可能出现结渣及其它问题。因此，锅炉负荷应尽可能地在许可的范围内调度。

锅炉运行中稳定燃烧的措施

　　1.实现稳定着火的两个条件：

　　1)放热量和散热量达到平衡，放热量等于散热量。

　　2)放热速度大于散热速度如果不具备这两个条件，即使在高温状态下也不能稳定着火，燃烧过程将因火焰熄灭而中断，并不断向缓慢氧化的过程发展。

　　2.实现稳定着火的措施

　　放热速度与散热速度是相互作用的。在实际炉膛内，当燃烧处于高负荷状态时，由于燃煤量增加，燃烧放热量比较大，而散热量变化不大，因此使炉内维持高温状态。在高负荷运行时，容易稳定着火。

　　当燃烧处于低负荷运行时，由于燃煤量减少，燃烧放热量随之减小，这时相对于单位放热量的散热条件却大为增加，散热速度加快，因此炉内火焰温度与水冷壁表面温度下降，使燃烧反应速度降低，因而放热速度也就变慢，进一步使炉内处于低温状态。

　　在低负荷运行状态下，稳定着火比较困难，因此需要投入助燃油等燃料来稳定着火燃烧。对于低反应能力的无烟煤和劣质烟煤，不但着火困难，而且难于稳燃，因而容易熄火“打炮”。

　　从以上分析，可得到提示：

　　1)着火和燃烧温度与水冷壁面积、进入炉内的新气流初温度相关。

　　2)在炉内可自动到达稳定着火状态，如果点火区的温度与燃料的活性不相适应，就需投入助燃油或采用强化着火的措施。

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