第5-燃烧过程的理论基础修改稿ppt课件

我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第五章燃烧过程的理论基础第五章燃烧过程的理论基础我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n n 化学反应速度化学反应速度 化学反应速度化学反应速度n 固体燃料的燃烧固体燃料的燃烧 煤燃烧的四个阶段煤燃烧的四个阶段 煤和煤粉的燃烧特点煤和煤粉的燃烧特点n 煤粉气流的着火与燃烧煤粉气流的着火与燃烧 着火与熄火的热力条件着火与熄火的热力条件 煤粉气流的着火及影响因素煤粉气流的着火及影响因素 影响反应速度的因素影响反应速度的因素 焦碳的燃烧焦碳的燃烧 煤粉气流着火热源煤粉气流着火热源 完全燃烧的条件完全燃烧的条件第五章第五章 燃烧理论基础燃烧理论基础2 化学反应速度 影响反应速度的因素第五章 燃烧理论基础2我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物化学反应速度化学反应速度在反应系统单位体积中物质（反应物或生成物在反应系统单位体积中物质（反应物或生成物)浓度的变化率，单位是浓度的变化率，单位是mol/（cm3s）对于反应式对于反应式 A B G H 反应速度为反应速度为CA、CB、CG、CH 分别为反应物分别为反应物A、B和生成物和生成物G、H的浓度，的浓度，mol/cm3、分别为相应的化学计量系数分别为相应的化学计量系数 燃烧反应是一种发光放热的高速化学反应，同时伴随各种物理过燃烧反应是一种发光放热的高速化学反应，同时伴随各种物理过程程均相燃烧均相燃烧燃料和氧化剂物态相同，如气体燃料在空气中燃烧燃料和氧化剂物态相同，如气体燃料在空气中燃烧多相燃烧多相燃烧燃料和氧化剂物态不同，如固体燃料在空气中燃烧燃料和氧化剂物态不同，如固体燃料在空气中燃烧第一节化学反应速度第一节化学反应速度3化学反应速度 在反应系统单位体积中物质（反应物或生成我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、质量作用定律一、质量作用定律 反映反映浓度浓度对化学反应速度的影响对化学反应速度的影响对于均相反应，在一定温度下，化学反应速度与参加反应对于均相反应，在一定温度下，化学反应速度与参加反应各反应物浓度乘积成正比，各反应物浓度的幂指数等于其相应各反应物浓度乘积成正比，各反应物浓度的幂指数等于其相应的化学计量系数的化学计量系数 对反应对反应 A B G H 质量作用定律可用下式表示质量作用定律可用下式表示式中：式中：k 为反应速度常数，表示单位物质浓度时的反应速度，为反应速度常数，表示单位物质浓度时的反应速度，对于一定的化学反应，只取决于温度。对于一定的化学反应，只取决于温度。在温度不变的情况下，反应物的浓度越高，分子的碰撞机在温度不变的情况下，反应物的浓度越高，分子的碰撞机会越多，化学反应速度就越快。会越多，化学反应速度就越快。均相反应质量作用定律均相反应质量作用定律4一、质量作用定律 对反应 AB GH 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、多相燃烧反应二、多相燃烧反应 在在固固体体表表面面进进行行，固固体体燃燃料料浓浓度度不不变变（CA=常常数数），故故多多相相反反应应速度速度w是指在单位时间、单位表面上反应物（气相）浓度的变化率是指在单位时间、单位表面上反应物（气相）浓度的变化率式中式中 fA单位容积两相混合物中固相物质的表面积；单位容积两相混合物中固相物质的表面积；CB气相反应物质的浓度，气相反应物质的浓度，mol/m3第一节第一节 化学反应速度化学反应速度5二、多相燃烧反应式中 fA单位容积两相混合物中固相物质的表我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 三、三、阿氏定律阿氏定律反映温度对化学反应速度的影响反映温度对化学反应速度的影响反应物浓度不变时，反应物浓度不变时，反应速度常数反应速度常数k 随温度变化的关系随温度变化的关系式中式中k0频率因子，近似为一常数频率因子，近似为一常数R、T、E 通用气体常数、热力学温度、活化能通用气体常数、热力学温度、活化能第一节第一节 化学反应速度化学反应速度6 三、阿氏定律 反映温度对化学反应速度的影响 反应我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物活活化化能能 E E 能能够够破破坏坏原原有有化化学学键键并并建建立立新新化化学学键键所所必必须须消消耗耗的的能能量量，具具有有活活化化能能的的分分子子为为活活化化分分子子。活活化化能能 E E与与反反应应物物种种类有关，挥发分含量小的煤，类有关，挥发分含量小的煤，E E大大在在一一定定的的温温度度下下，活活化化能能E E越越大大，则则反反应应速速度度常常数数k k值值越越小小，反反应应速速率率越越小小；而而在在一一定定的的活活化化能能E E下下，温温度度越越高高，则则反反应应速速度度常数常数k k值越大，反应速率越大值越大，反应速率越大阿累尼乌斯定律阿累尼乌斯定律Kg/(m2.s.Pa)7活化能 E 能够破坏原有化学键并建立新化学键所必须消耗的我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物在在反反应应容容积积不不变变的的情情况况下下，反反应应系系统统压压力力增增高高，就就意味着反应物浓度增加，化学反应速度增加意味着反应物浓度增加，化学反应速度增加 压力对反应速度的影响压力对反应速度的影响8在反应容积不变的情况下，反应系统压力增高，就意味着反应物浓度我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 预预热热干干燥燥 煤煤被被加加热热至至100100左左右右，煤煤粒粒表表面面及及煤煤粒粒缝缝隙隙间间的的水水被被逐逐渐渐蒸蒸发发出出来来。大大量量吸吸热热 n 挥挥发发份份析析出出并并着着火火 温温度度升升至至一一定定值值，煤煤中中挥挥发发分分析析出出，同同时时生生成成焦焦碳碳（固固定定碳碳）。挥挥发发分分的的释释放放量量及及成成分分主主要要取取决决于于升升温温速速度度。不不同同的的煤煤，开开始始析析出出挥挥发发分分的的温温度度不不同同，达达到到一一定定温温度度，析析出出的的挥挥发发分分就就着着火火、燃燃烧烧。对对应应的的温温度度称称煤煤的的着着火火温温度度，不不同同煤煤的的着着火温度不同。火温度不同。少量吸热少量吸热 第二节煤燃烧过程的四个阶段第二节煤燃烧过程的四个阶段9 预热干燥 煤被加热至100左右，煤粒表面及煤粒缝隙间我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 燃燃烧烧 挥挥发发份份首首先先燃燃烧烧造造成成高高温温，包包围围焦焦炭炭的的挥挥发发分分基基本本烧烧完完且且燃燃烧烧产产物物离离析析后后，碳碳开开始始着着火火、燃燃烧烧。大量放热大量放热n 燃燃尽尽 残残余余的的焦焦炭炭最最后后燃燃尽尽，成成为为灰灰渣渣。燃燃尽尽阶阶段的燃烧反应进行缓慢，易造成段的燃烧反应进行缓慢，易造成Q4Q4；少量放热少量放热上上述述各各阶阶段段实实际际是是交交叉叉进进行行的的；其其中中着着火火和和燃燃尽尽是是最最重要的两个阶段，着火是前提，燃尽放热是目的重要的两个阶段，着火是前提，燃尽放热是目的 煤燃烧过程的四个阶段煤燃烧过程的四个阶段10 燃烧 挥发份首先燃烧造成高温，包围焦炭的挥发分基本烧完我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 煤粉气流的着火煤粉气流的着火 由缓慢的氧化状态转化到快由缓慢的氧化状态转化到快速的燃烧状态的瞬间过程称为着火，转变时的瞬间温速的燃烧状态的瞬间过程称为着火，转变时的瞬间温度称为度称为着火温度着火温度n 煤粉气流着火、熄火的热力条件煤粉气流着火、熄火的热力条件 煤煤粉粉气气流流燃燃烧烧时时要要放放出出热热量量，同同时时又又向向周周围围介介质质散散热热。这这两两个个互互相相矛矛盾盾过过程程的的发发展展，可可能能使使燃燃烧烧过过程程发发生生（着着火）或者停止（熄火）火）或者停止（熄火）第三节着火和熄火的热力条件第三节着火和熄火的热力条件11 煤粉气流的着火 由缓慢的氧化状态转化到快速的燃烧我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 燃烧过程中向周围介质的散热量燃烧过程中向周围介质的散热量Q Q2 2为为式中式中 V V、F F 分别为煤粉空气混合物容积和燃烧室壁面面积分别为煤粉空气混合物容积和燃烧室壁面面积 混合物向燃烧室壁面的综合放热系数混合物向燃烧室壁面的综合放热系数 T T、T Tb b 分别为反应系统温度和燃烧室壁面温度分别为反应系统温度和燃烧室壁面温度 n 燃烧室内煤粉空气混合物燃烧时的放热量燃烧室内煤粉空气混合物燃烧时的放热量Q Q1 1为为第三节第三节 着火和熄火的热力条件着火和熄火的热力条件12 燃烧过程中向周围介质的散热量Q2为式中 V、F 分别为我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物放热曲线放热曲线Q Q1 1是一条指数曲线，散热曲线是一条指数曲线，散热曲线Q Q2 2接近于直线接近于直线点点2 2对应的温度即为着火温度对应的温度即为着火温度T Tzhzhn T Tb b=T=Tb1b1（很低），散热线（很低），散热线 与与 Q Q1 1交点交点1 1为稳定平衡点，煤粉处于为稳定平衡点，煤粉处于低温缓慢氧化状态低温缓慢氧化状态n T Tb b=T=Tb2 b2，散热线，散热线 与与 Q Q1 1交点交点2 2为不稳定平衡点，只为不稳定平衡点，只要稍增加系统的温度，要稍增加系统的温度，Q Q1 1 Q Q2 2 ，反应，反应将自动加速过渡到点将自动加速过渡到点3 3高温稳定平衡点，高温稳定平衡点，此时，只要保证煤粉和空气的不断供应，此时，只要保证煤粉和空气的不断供应，最后将稳定在高温燃烧状态最后将稳定在高温燃烧状态煤粉气流的着火温度煤粉气流的着火温度13放热曲线Q1是一条指数曲线，散热曲线Q2接近于直线点2对应的我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n T Tzhzh 、T Txhxh是在一定测试条件下的相是在一定测试条件下的相对特征值，对特征值，T Txhxh大于大于T Tzhzh。n 强化着火的措施强化着火的措施 在散热条件不变的情况下，增加可在散热条件不变的情况下，增加可燃混合物的初温、浓度和压力，加强放燃混合物的初温、浓度和压力，加强放热热 在放热条件不变时，提高燃烧室的在放热条件不变时，提高燃烧室的保温，减少放热保温，减少放热 n T Tb b=T=Tb2b2、强化散热，散热线、强化散热，散热线 与与 Q Q1 1 交点交点4 4为不稳定平衡点，只要反应系统温度稍降低，为不稳定平衡点，只要反应系统温度稍降低，Q Q1 1 Q Q2 2 ，反应系统温度急剧下降过渡到点，反应系统温度急剧下降过渡到点5 5低温稳定平衡点，此低温稳定平衡点，此时，煤粉只能产生缓慢地氧化，而不能着火和燃烧，从而使燃烧时，煤粉只能产生缓慢地氧化，而不能着火和燃烧，从而使燃烧过程中止（熄火）过程中止（熄火）点点4 4对应的温度即为熄火温度对应的温度即为熄火温度T Txhxh 煤粉气流的熄火温度煤粉气流的熄火温度14 Tzh、Txh是在一定测试条件下的相对特征值，Txh我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 煤煤中中含含有有水水分分 煤煤的的燃燃烧烧过过程程中中，水水蒸蒸气气很很易易和和C C及及燃燃烧烧产产物物COCO作作用用，生生成成COCO2 2和和H H2 2，H H2 2再再与与COCO或或COCO2 2反反应应。这这种种催催化化作作用用，使使燃燃烧烧反反应应更更加加复复杂杂并并改改变变化化学学反应速度反应速度n 煤煤中中含含有有挥挥发发分分挥挥发发分分在在燃燃烧烧初初期期由由于于其其能能够够在在低低温温下下析析出出并并燃燃烧烧，释释放放出出大大量量的的热热量量，提提高高反反应应系系统统的的温温度度，对对煤煤的的着着火火燃燃烧烧有有利利；但但另另一一方方面面，挥挥发发分分析析出出燃燃烧烧，消消耗耗了了大大量量氧氧气气，并并增增加加了了氧氧气气向向煤煤粒粒表表面面的的扩扩散散阻阻力力，使使燃燃烧烧过过程程的的初初期期焦焦碳碳的的燃燃烧烧速速度度下降下降煤的燃烧特点煤的燃烧特点15 煤中含有水分 煤的燃烧过程中，水蒸气很易和C及燃烧产我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 煤煤中中含含有有矿矿物物杂杂质质 在在燃燃烧烧过过程程会会生生成成灰灰，灰灰层层包包裹裹着着碳碳粒粒，会会妨妨碍碍氧氧向向碳碳粒粒表表面面的的扩扩散散，或或使使碳粒反应表面减少，使燃烧难以进行，燃尽困难碳粒反应表面减少，使燃烧难以进行，燃尽困难n 煤煤是是一一种种多多孔孔性性物物质质 它它受受热热时时产产生生的的水水蒸蒸气气和和挥挥发发分分，不不但但向向煤煤粒粒表表面面四四周周的的空空间间扩扩散散，而而且还会向煤粒的内部空隙扩散且还会向煤粒的内部空隙扩散.煤的燃烧特点煤的燃烧特点16 煤中含有矿物杂质 在燃烧过程会生成灰，灰层包裹着碳粒，我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物锅锅炉炉燃燃用用煤煤粉粉的的颗颗粒粒很很小小（3030100m100m），炉炉膛膛温温度度又又很很高高，煤煤粉粉在在炉炉膛膛中中的的加加热热速速度度可可以以达达到到（10104 4/s/s或或更更高高），总总的的挥挥发发分分释释放放时时间间小小于于1 1秒秒，而而且且挥挥发发分很快地由炭粒表面逸出分很快地由炭粒表面逸出 n 煤粉快速加热时，煤粉快速加热时，挥发分析出、挥发分析出、着火和碳的着火燃烧几乎是同时的，着火和碳的着火燃烧几乎是同时的，其中极小的煤粉甚至可能先着火燃其中极小的煤粉甚至可能先着火燃烧烧 n 四个阶段不明显，挥发分析出四个阶段不明显，挥发分析出过程几乎延续到燃烧的最后阶段过程几乎延续到燃烧的最后阶段煤粉火焰中挥发分的析出曲线 第六节煤粉的燃烧特点第六节煤粉的燃烧特点17锅炉燃用煤粉的颗粒很小（30100m），炉膛温度又很高，我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物煤粉气流着火热源煤粉气流着火热源 煤粉气流卷吸回流的高温烟气；火焰、炉墙等煤粉气流卷吸回流的高温烟气；火焰、炉墙等对煤粉的辐射对煤粉的辐射 式式中中：r r、m m、c c 分分别别为为煤煤粉粉半半径径(m)(m)、密密度度(kg/m(kg/m3 3)和和比比热热(J/(kg(J/(kg)；T Tm m、T Th h分别为煤粉气流温度分别为煤粉气流温度(K)(K)、火焰温度、火焰温度(K)(K)T Ty y 回流烟气温度回流烟气温度(K)(K)煤粉加热时间煤粉加热时间(s)(s)；a a 烟气对煤粉的对流放热系数，烟气对煤粉的对流放热系数，(W/(m(W/(m2 2)；煤粉和周围介质的系统黑度；煤粉和周围介质的系统黑度；右边第一项是高温回流烟气的对流热；第二项是火焰、炉墙等的辐右边第一项是高温回流烟气的对流热；第二项是火焰、炉墙等的辐射热射热煤粉的加热方程式煤粉的加热方程式煤粉气流的着火热源煤粉气流的着火热源18煤粉气流着火热源 煤粉气流卷吸回流的高温烟气；火焰、炉墙等我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 细煤粉温升比粗煤粉快得多；细煤粉温升比粗煤粉快得多；n 煤粉气流的着火主要是靠高温回煤粉气流的着火主要是靠高温回流烟气的加热流烟气的加热 煤粉气流由初温煤粉气流由初温T T0 0加热到着火温度加热到着火温度 T Tz z 所需时间所需时间z z 分别为分别为n 辐射为主要热源（曲线辐射为主要热源（曲线2 2）n 高温回流烟气的对流热为主要热源（曲线高温回流烟气的对流热为主要热源（曲线1 1）煤粉气流的着火热源煤粉气流的着火热源19 细煤粉温升比粗煤粉快得多；煤粉气流由初温T0加热到着火温度我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物式中式中 B Br r每台燃烧器的燃料消耗量，每台燃烧器的燃料消耗量，kg/hkg/h r r燃烧器送入炉内的空气所对应的过量空气系数燃烧器送入炉内的空气所对应的过量空气系数 r rl l一次风量占炉膛出口相应总风量的百分比；一次风量占炉膛出口相应总风量的百分比；c c1K 1K、C Cq q、c cd d 一次风、蒸汽及煤的比热，一次风、蒸汽及煤的比热，J/NmJ/Nm3 3KK）M Marar、M Mmf mf 煤的收到基水分，煤的收到基水分，%、煤粉的水分，、煤粉的水分，%T Tzhzh着火温度，着火温度，K K T T0 0煤粉一次风气流初温，煤粉一次风气流初温，K K 煤粉气流的着火热煤粉气流的着火热:将煤粉气流加热到着火温度所需的热量将煤粉气流加热到着火温度所需的热量对于热风送粉，煤粉气流的着火热为对于热风送粉，煤粉气流的着火热为煤粉气流着火热煤粉气流着火热20式中 Br每台燃烧器的燃料消耗量，kg/h煤粉我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 第一项为加热煤粉和一次风所需热量第一项为加热煤粉和一次风所需热量n 第二项为煤粉中水分蒸发、过热所需热量第二项为煤粉中水分蒸发、过热所需热量上式可见，着火热随燃料性质（如着火温度，燃料水分、灰分、上式可见，着火热随燃料性质（如着火温度，燃料水分、灰分、煤粉细度）和运行工况（煤粉气流初温、一次风率和风速）有煤粉细度）和运行工况（煤粉气流初温、一次风率和风速）有变化有关。还与燃烧器结构和负荷有关。变化有关。还与燃烧器结构和负荷有关。煤粉气流着火热煤粉气流着火热21 第一项为加热煤粉和一次风所需热量煤粉气流着火热21我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 燃料的性质燃料的性质挥挥发发分分含含量量V Vdaf daf 小小；水水分分、灰灰分分含含量量高高；煤煤粉粉粗粗，则则煤煤粉粉气气流流着着火火温温度度提提高高，着着火火热热增增大大，着着火火所所需需时时间间长长，着着火火点点离离开开燃燃烧烧器器喷口的距离增大喷口的距离增大 n 炉内散热条件炉内散热条件减减少少炉炉内内散散热热，有有利利于于着着火火。敷敷设设卫卫燃燃带带是是稳稳定定低低挥挥发发分分煤煤着着火火的有效措施，但需预防结渣的有效措施，但需预防结渣n 煤粉气流的初温煤粉气流的初温提提高高初初温温T T0 0 可可减减少少着着火火热热。燃燃用用低低挥挥发发分分煤煤时时应应采采用用热热风风送送粉粉制制粉系统，提高预热空气温度粉系统，提高预热空气温度煤特性、散热条件及初温对着火的影响煤特性、散热条件及初温对着火的影响22 燃料的性质 炉内散热条件 煤粉气流的初温煤特性、散热条件及我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 一次风量一次风量V V1 1 （V V0 0 r r 1 1 ）n V V1 1过大，过大，着火热增加，着火热增加，着火延迟着火延迟 n V V1 1过过低低，燃燃烧烧初初期期由由于于缺缺氧氧，化化学学反反应应速速度度减减慢慢，阻阻碍碍着着火火继续扩展继续扩展n V V1 1在最佳值范围内选取在最佳值范围内选取n 一次风速一次风速w w1 1 n w w1 1过过高高，通通过过单单位位截截面面积积的的流流量量增增大大，降降低低煤煤粉粉气气流流的的加加热热速度，速度，着火距离加长，着火推迟着火距离加长，着火推迟n w w1 1过低，过低，燃烧器喷口易烧坏，煤粉管道堵塞燃烧器喷口易烧坏，煤粉管道堵塞n w w1 1在最佳值范围内选取，与煤种及燃烧器型式有关。在最佳值范围内选取，与煤种及燃烧器型式有关。一次风量、一次风速对着火的影响一次风量、一次风速对着火的影响23 一次风量V1（V0 r 1）一次风速w1 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 锅炉负荷锅炉负荷D Dn D D降降低低，煤煤耗耗量量 B B 相相应应减减少少，水水冷冷壁壁总总的的吸吸热热量量Q Q 也也减减少少，但但减减少少的的幅幅度度较较小小，故故Q/BQ/B反反而而增增加加，炉炉膛膛平平均均烟烟温温及及燃燃烧烧器器区区域域烟烟温温降降低低，对对煤煤粉粉气气流流着着火火不不利利，当当锅锅炉炉负负荷荷降降到到一一定定程程度度时时，会危及着火的稳定性，甚至可能引起熄火会危及着火的稳定性，甚至可能引起熄火 n 着着火火稳稳定定性性条条件件限限制制了了煤煤粉粉锅锅炉炉负负荷荷的的调调节节范范围围。一一般般在在没没有有其其他他稳稳燃燃措措施施条条件件下下，固固态态排排渣渣煤煤粉粉炉炉只只能能在在高高于于70%70%额额定定负负荷下运行荷下运行锅炉的负荷对着火的影响锅炉的负荷对着火的影响24 锅炉负荷D 着火稳定性条件限制了煤粉锅炉负荷的调节范围。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 供应充足而适量的空气量供应充足而适量的空气量炉膛出口过剩空气系数炉膛出口过剩空气系数 可代表空气量对燃烧过程的影响可代表空气量对燃烧过程的影响煤粉气流完全燃烧的条件煤粉气流完全燃烧的条件n 值影响值影响 q q2 2、q q3 3 和和 q q4 4在一定范围内在一定范围内 减小，减小，q q2 2 降低，但降低，但q q3 3 、q q4 4 会增加会增加 n 最佳最佳 应使应使(q(q2 2 +q+q3 3 +q+q4 4)为最小通为最小通过燃烧调整试验确定，并在运行中尽量过燃烧调整试验确定，并在运行中尽量保持该值保持该值 对烟煤，可取对烟煤，可取 =1.15=1.15对无烟煤、贫煤，可取对无烟煤、贫煤，可取 =1.2=1.225 供应充足而适量的空气量煤粉气流完全燃烧的条件 值影我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 保证足够的炉膛温度保证足够的炉膛温度n 炉炉温温高高，着着火火快快，燃燃烧烧速速度度快快，燃燃烧烧过过程程便便进进行行得得猛猛烈，燃烧也易于趋向完全烈，燃烧也易于趋向完全n 炉炉温温过过高高，不不但但会会引引起起炉炉内内结结渣渣，也也会会引引起起水水冷冷壁壁的的膜态沸腾膜态沸腾n 炉温在（炉温在（1000100020002000）范围内比较适宜）范围内比较适宜n 促进燃料与空气充分混合促进燃料与空气充分混合煤煤粉粉完完全全燃燃烧烧应应使使煤煤粉粉和和空空气气充充分分扰扰动动混混合合。要要求求燃燃烧烧器器的的结构特性优良，一、二次风配合良好，炉内空气动力场均匀结构特性优良，一、二次风配合良好，炉内空气动力场均匀煤粉气流完全燃烧的条件煤粉气流完全燃烧的条件26 保证足够的炉膛温度 促进燃料与空气充分混合煤粉气流完全燃我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 保证足够的停留时间保证足够的停留时间煤粉在炉内的停留时间煤粉在炉内的停留时间煤粉自燃烧器出口至炉膛出煤粉自燃烧器出口至炉膛出口所经历的时间口所经历的时间n 过小，过小，由于煤粉至炉膛出口处还没有烧完，但由于煤粉至炉膛出口处还没有烧完，但炉膛出口后温度降低会使燃烧基本停止，造成燃烧热炉膛出口后温度降低会使燃烧基本停止，造成燃烧热损失增大；同时引起炉膛出口处过热器超温和结渣损失增大；同时引起炉膛出口处过热器超温和结渣n 取决于炉膛容积热强度、炉膛截面热强度和锅取决于炉膛容积热强度、炉膛截面热强度和锅炉运行负荷炉运行负荷煤粉气流完全燃烧的条件煤粉气流完全燃烧的条件27 保证足够的停留时间煤粉气流完全燃烧的条件27我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（1 1）氧气从外界扩散到炭粒周围，氧气从外界扩散到炭粒周围，氧气通过灰壳的阻力，到达炭粒的表氧气通过灰壳的阻力，到达炭粒的表面；面；（2 2）氧气吸附在炭粒表面；）氧气吸附在炭粒表面；（3 3）高温下，炭粒和氧进行化学反）高温下，炭粒和氧进行化学反应，应，生成生成COCO2 2和和COCO，同时不可燃物生成，同时不可燃物生成灰渣（灰壳的一部分）；灰渣（灰壳的一部分）；焦碳燃烧按下述五程序进行焦碳燃烧按下述五程序进行 第七节第七节 焦碳燃烧的动力学特性焦碳燃烧的动力学特性28（1）氧气从外界扩散到炭粒周围，氧气通过灰壳的阻力，到达炭我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物焦碳燃烧按下述程序进行焦碳燃烧按下述程序进行 （4 4）燃烧产物（燃烧产物（COCO2 2和和COCO）从炭）从炭粒表面上解吸析；粒表面上解吸析；（5 5）燃烧产物通过灰壳阻力向外）燃烧产物通过灰壳阻力向外扩散，扩散，其中其中COCO2 2直接扩散在周围空直接扩散在周围空气中，气中，COCO在扩散过程中遇氧气又在扩散过程中遇氧气又变成变成COCO2 2 ，然后再向远处空气中，然后再向远处空气中扩散扩散焦碳燃烧的动力学特性焦碳燃烧的动力学特性29焦碳燃烧按下述程序进行（4）燃烧产物（CO2和CO）从炭我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 焦焦碳碳的的燃燃烧烧反反应应速速度度的的影影响响因因素素可可以以是是化化学学的的（氧氧与与碳碳化化学学反反应应速速度度）；也也可可以以是是物物理理扩扩散散的的（氧向碳粒表面的转移扩散速度）（氧向碳粒表面的转移扩散速度）n在在上上述述五五个个阶阶段段中中，吸吸附附阶阶段段(2)(2)和和解解吸吸附附阶阶段段(4)(4)进进行行得得最最快快，燃燃烧烧产产物物离离开开碳碳表表面面、扩扩散散出出去去的的阶阶段段(5)(5)也也较较快快，比比较较慢慢而而最最主主要要的的是是氧氧向向碳碳粒粒表表面面的的转转移移扩扩散散阶阶段段(1)(1)和和氧氧在在碳碳表表面面发发生生化化学学反反应应的的阶阶段段(3)(3)这两个阶段。这两个阶段。焦碳燃烧的动力学特性焦碳燃烧的动力学特性30 焦碳的燃烧反应速度的影响因素可以是化学的（氧与碳化学反应我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物焦焦碳碳的的燃燃烧烧反反应应速速度度取取决决于于温温度度、焦焦碳碳颗颗粒粒尺尺寸寸、氧氧气气浓浓度度、环环境境压力和气体与焦碳颗粒之间的相对速度等压力和气体与焦碳颗粒之间的相对速度等 式中：式中：m mp p焦碳颗粒质量；焦碳颗粒质量；p p焦碳粒颗密度；焦碳粒颗密度；P P 压力；压力；0202氧气浓度；氧气浓度；d d 焦碳颗粒的直径；焦碳颗粒的直径；k k 焦碳颗粒的反应速率常数焦碳颗粒的反应速率常数 碳的燃烧反应速度碳的燃烧反应速度31焦碳的燃烧反应速度取决于温度、焦碳颗粒尺寸、氧气浓度、环境压我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物反反应应速速度度常常数数k k 取取决决于于碳碳粒粒表表面面的的化化学学反反应应速速度度常常数数k kC C和和氧氧的的扩扩散速度常数散速度常数k kD D 其中其中 式中式中 A A 为反应前置系数；为反应前置系数；R R 为通用气体常数为通用气体常数 d d 为碳粒直径；为碳粒直径；D D 为氧气扩散系数；为氧气扩散系数；为为化学当量因子。若主要产物是化学当量因子。若主要产物是COCO2 2，则，则 等于等于1 1；若主要产物是若主要产物是COCO，则，则 等于等于2 2；T TP P、T Ta a 分别为碳粒温度和边界层中气体平均温度分别为碳粒温度和边界层中气体平均温度碳的燃烧反应速度碳的燃烧反应速度32反应速度常数k 取决于碳粒表面的化学反应速度常数kC和氧我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 动力区动力区 燃烧反应的温度不高，燃烧反应的温度不高，k kC C很小，很小，k kD D非常非常大，焦碳燃烧处于化学动力控制下，大，焦碳燃烧处于化学动力控制下，反应速率常数反应速率常数k k=k kC C 燃烧反应速度燃烧反应速度w w 取决于碳粒表面的化学反应速度取决于碳粒表面的化学反应速度,是随是随温度的升高按指数增大。温度的升高按指数增大。强化燃烧的措施是提高反应强化燃烧的措施是提高反应系统的温度系统的温度根据燃烧条件的不同，可将多相燃烧分为三种不同根据燃烧条件的不同，可将多相燃烧分为三种不同的区域的区域KcKc碳粒表面的化学反应速度常数，碳粒表面的化学反应速度常数，K KD D氧的扩散速度氧的扩散速度常数常数多相燃烧反应的燃烧区域多相燃烧反应的燃烧区域33 动力区 燃烧反应的温度不高，kC很小，kD非常大，我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 扩散区扩散区 燃烧反应温度较高，燃烧反应温度较高，k kC C非常大，非常大，k kD D很很小，焦碳燃烧处于扩散控制下，小，焦碳燃烧处于扩散控制下，反应速率常数反应速率常数k k=k kD D燃烧反应速度燃烧反应速度w w 取决于氧气向碳粒表面的扩散速度。取决于氧气向碳粒表面的扩散速度。强化燃烧的措施是强化扰动，减小煤粉颗粒强化燃烧的措施是强化扰动，减小煤粉颗粒n 过渡区过渡区 动力区与扩散区之间区域，动力区与扩散区之间区域，强化燃烧的强化燃烧的措施是同时提高炉膛温度和扩散速度措施是同时提高炉膛温度和扩散速度燃烧反应区域燃烧反应区域34 扩散区 燃烧反应温度较高，kC非常大，kD很小，焦我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物n 附加反应附加反应 C C 及及 C O C O 与空气中的水蒸汽产生的反应与空气中的水蒸汽产生的反应n 一次反应一次反应 在一定温度下，碳和氧的化学反应可能有两种在一定温度下，碳和氧的化学反应可能有两种 n 二次反应二次反应 一次反应的生成物一次反应的生成物COCO2 2、COCO与初始反应物碳和氧与初始反应物碳和氧再次发生反应再次发生反应 焦碳的燃烧反应焦碳的燃烧反应35 附加反应 C 及 C O 与空气中的水蒸汽产生的反应 一我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物本章习题本章习题n一、基本概念一、基本概念 n化学反应速度，活化能，着火，着火温度，燃烧反应的动化学反应速度，活化能，着火，着火温度，燃烧反应的动力区，燃烧反应的过渡区，燃烧反应的扩散区力区，燃烧反应的过渡区，燃烧反应的扩散区 n二、问答题二、问答题 n1 1、燃烧反应分为哪些区域，各有什麽特点？、燃烧反应分为哪些区域，各有什麽特点？n2 2、画出煤粉燃烧的放热曲线和散热曲线，指出着火点和、画出煤粉燃烧的放热曲线和散热曲线，指出着火点和熄火点。熄火点。36本章习题一、基本概念 36