锅炉燃烧基础理论（四）

炉膛负压

　　煤粉炉通常采用负压燃烧，负压燃烧是指炉内压力比外界大气压力低2～6mm水柱。

　　维持正常的炉膛负压，不仅对锅炉经济运行作用很大，而且对运行调节十分有益。正常的炉膛负压值是依靠调节送风机和引风机的挡板开度实现的，但主要是靠调节引风机的挡板开度来控制的。如果引风机出力不足，或挡板调节失灵时，炉内可能出现正压状态。此时，烟气或火焰向外泄漏，不仅污染工作环境，而且对设备及人身构成危险。

　　当然负压太大也是不允许的。炉膛负压太大，说明引风机抽吸力过大。此时，炉内气流明显向上翘，火焰中心上移，炉膛出口烟温升高，引起汽温升高或过热器结渣。气流上翘，火焰行程缩短，导致不完全燃烧。

　　炉膛负压急剧升高时，还可能发生炉膛内爆事故。

　　内爆会造成水冷壁损坏或人身事故。

　　内爆产生的原因一：引风机运行不正常，静压头过高或挡板运行不良;二：因灭火而切断燃料供应时，炉膛负压急剧升高。

　　因此，在切断燃料的同时，应适当关小引风机挡板，以免负压剧增。

　　此外，大型机组应设置炉内压力报警和安全保护装置。炉膛负压波动时，也可能是炉内压力波动变化造成的。此时表明燃烧处于不稳定状态。燃烧脉动时，负压也随着脉动。所以，炉膛负压是燃烧调整和锅炉保护的重要参数。

　　炉膛负压由极低突变正压，此过程发生的时间极短，只有1～2秒，正压值极高。这种情况下，极可能发生炉膛爆炸或“打炮”。

　　对于自动化程度比较高的锅炉，炉膛负压超限时，控制系统会自动发出报警或保护动作。但当控制系统处于手动状态时，则必须做出准确、迅速的判断和处理。

　　大型锅炉运行中，炉膛爆炸现象极少发生，但是一旦发生，破坏性很大。因为炉膛爆炸的发生时间很短，只有1～2秒。所以，如何把燃料安全适当地送入炉内并对可能发生的爆炸做出判断是十分重要的。

　　炉膛爆炸的原因是数量过多的燃料和空气在炉膛内未能及时着火燃烧，而以极高的速度进行化学反应，当具有足够的着火热源时，在瞬间形成可燃性气体，气体容积急剧增加，炉内压力和温度急剧升高。

　　需要注意的是，在锅炉点火阶段或燃烧不稳定时，如果炉内积聚了大量的未燃燃料，此时点火这很有可能造成爆炸。因此，运行人员必须严格，准确地按照运行规程的操作顺序控制燃料和空气的投入并熟练掌握点火程序以及具有快速、准确的判断能力。

　　事实上，在破坏性炉膛爆炸发生之前，总要发生一些先导性事件。

　　例如，燃料的着火性能变差或点火装置的能量不足以及未及时投入点火装置。由于这些条件的变化，使送入炉内的燃料与空气未能及时转变为不易反应的氧化物或惰性产物，因而积累了大量活性可燃易爆产物。这种积累过程需要持续相当长的时间。即爆炸发生前总要有一段较长的孕育时间。

炉膛负低负荷稳燃技术

　　1.提高一次风气流中的煤粉浓度提高一次风气流中的煤粉浓度，减少一次风量，可减少着火热;同时又提高了煤粉气流中挥发份的浓度，使火焰传播速度提高;再加上燃烧放热相对集中，使着火区保持高温状态。

　　这三个条件集中在一起，强化了着火条件，使着火稳定性提高。

　　当然，煤粉浓度并不是越高越好。煤粉浓度过高时，由于着火区严重缺氧，而影响挥发份的充分燃烧，造成大量煤烟的产生，此时还因挥发份中的热量没有充分释放出来，影响颗粒温度的升高，延缓着火。或者因挥发份燃烧缺氧，使火焰不能正常传播，而引起着火不稳定。

　　可见，存在一个有利于稳定着火的最佳煤粉浓度。有利于着火的最佳煤粉浓度与煤种有关，挥发份大的烟煤，其最佳煤粉浓度低于挥发份小的贫煤。

　　2.提高煤粉气流初温提高煤粉气流初温，可减少煤粉气流的着火热，并提高炉内温度水平，使着火提前。提高煤粉气流初温的直接办法是提高热风温度。

　　3.提高煤粉颗粒细度煤粉的燃烧反应主要是在颗粒表面上进行的，煤粉颗粒越细，单位质量的煤粉表面积越大，火焰传播速度越快。燃烧速度就越高，火焰传播速度越快，燃烧放热速度越快，煤粉颗粒就越容易被加热，因而也越容易稳定燃烧。

　　试验研究发现，煤粉燃尽时间与颗粒直径的平方成正比，当锅炉燃用煤质一定时，提高煤粉细度能显著提高煤粉气流着火的稳定性。不过煤粉颗粒细度受磨煤出力与磨煤电耗的限制，不可能任意提高。

　　4.在难燃煤中加入易燃燃料当锅炉负荷很低或煤质很差时，可投入助燃用雾化燃油或气体燃料，混入燃烧器出口的煤粉气流中，来改善煤粉的燃烧特性，维持着火的稳定性，有时为了节省燃油，也可混入挥发份较大的煤粉，以提高着火的稳定性。

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