《煤粉炉炉膛参考》PPT课件.ppt

第三节煤粉炉炉膛参考,因此，提高旋流强度给稳定着火造成两个相互对立和相互矛盾的条件。增强内回流对着火造成的有利条件从某一点开始，又被太强的过早混合破坏了。为了解决这一矛盾，可通过运行调节或试验确定出适应燃烧不同煤质的最佳旋流强度和相应的混合强度以及混合点位置。第三节煤粉炉炉膛,一燃烧煤粉对炉膛的要求炉膛作为燃烧室，是保证炉膛正常运行的先决条件之一。燃烧煤粉时，对炉膛的要求是：1.创造良好的着火、稳燃条件，并使燃料在炉内完全燃尽；2炉膛受热面不结渣；3布置足够的蒸发受热面，并不发生传热恶化；4尽可能减少污染物的生成量；5对煤质和负荷复合有较宽的适应性能，以及连续运行的可靠性。,二炉膛结渣的运行因素受热面结渣过程与多种复杂因素有关。如第四章所述，任何原因的结渣都有两个基本条件构成，一是火焰贴近炉墙时，烟气中的灰仍呈熔化状态，二是火焰直接冲刷受热面。但是，与这两个因素相关的具体原因有很复杂。这些因素是：,1煤灰特性和化学组成煤灰特性主要表现在两个方面：一是煤灰的熔点温度，二是灰渣的粘性。一般灰熔点低的煤容易结渣，与此同时，低灰熔点的灰分通常粘附性也强，因而增加了结渣的可能性。在运行条件变化时，煤灰的结渣特性也可能灰变化。例如，炉膛温度升高，或受热表面积灰导致壁面温度升高，火炉内局部地区产生还原性气氛，使灰的熔点温度降低时，结渣倾向就可能增加。,2炉膛温度水平炉内燃烧器区域的温度越高，煤灰越容易达到软化或熔融状态，结渣的可能性就越大。而影响燃烧器区域温度水平的因素也很多。例如，前述的断面热强度与燃烧器区域的壁面热强度、燃料的发热量、水分含量以及锅炉负荷的变化等。如果锅炉改烧发热量大的同类煤时，由于燃放热增多，燃烧器区域温度水平就高，结渣的可能性就大。,而锅炉负荷越高，送入炉内的热量也越多，结渣的可能性也越大。3火焰贴墙对于四角布置直流式燃烧器的炉膛，煤粉气流由于受到气流刚度，补气条件和邻角气流的撞击等影向而引起火焰贴墙时，这必然结渣。对于布置旋流式燃烧器的炉膛，当,旋流强度太大时，会引起飞近贴壁火焰。或某只燃烧器的旋流强度过小，气流射程太长时，可能使气流直冲对面炉墙或顶撞对面的火焰而导致结渣。4过量空气系数当炉内局部区域过量空气过小且煤粉与空气混合不均匀时，可能产生还原性气氛，而煤粉在还原性气氛不能充分氧化，灰分中的Fe2O3被还原成FeO，FeO与SiO2等形成共晶体，其熔点温度就会降低，有时会使熔点下降1502000C，因而，结渣倾向随之增加。或者，采用高煤粉浓度燃烧方式时，由于燃烧放热过于集中，使局部区域温度升高且处于还原性气氛，结渣也会倾向严重。当然这也与灰的熔融特性有关。,5煤粉细度粗煤粉的燃烧时间比较长，当煤粉中粗煤粉的比例增加时，容易引起火焰延长，导致炉膛出口处的受热面结渣。6吹灰吹灰器长期不投，受热面积灰增多时，可能导致结渣。7燃用混煤锅炉燃用混煤时，灰渣的特性有可能改变。一般，结渣性强的煤与结渣性弱的煤混合时，结渣灰减轻。锅炉结渣是多种因素综合影响的结果，不过总是有几个关键因素起先导作用。比较重要的因素是煤灰的熔融特性、水冷壁的冷却能力、以及火焰贴墙等。,三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26mm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。,炉膛负压太大的危害：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。对于四角燃烧炉，由于气流上翘，使四股气流的相互作用变差，甚至切圆形成不好，煤粉气流相互点燃的作用变弱，燃烧变得不稳定。如果煤质着火性能变差时，还可能引起灭火。,漏风增大，使烟气体积增加，烟气流速相应升高。这时排烟损失增加；受热面磨损加剧；汽温升高；炉膛温度降低，影响燃烧稳定性；火焰向上运动速度增大，一部分燃料未来得及完全燃烧就被排出炉外，因而造成不完全损失增大等一系列不良影响。,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。内爆产生的原因一是：引风机运行不正常，静压头过高或挡板运行不良；二是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12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12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,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。,四煤粉气流的着火燃烧1影响煤粉气流着火的因素影响煤粉气流着火的主要因素概括起来，主要是三个方面的因素。即一是燃料因素，二是设备结构因素，三是运行因素。,具体内容如下：燃料燃料品质挥发分水分灰分发热量煤粉细度及煤粉颗粒分布结构燃烧器一次风量、一次风温、一次风速二次风速，二次风温配风方式及燃烧器结构型式单只燃烧器的热功率炉膛qA，qR，qV散热强度和放热强度运行锅炉负荷调节方式上述因素中，结构因素的影响如前所述，本节主要分析燃料因素与运行因素的影响。2燃料性质的影响,煤中挥发分含量对煤粉气流的着火过程影响很大。可燃基挥发份越高的煤，着火温度越低，火焰传播速度也快。因此挥发分高的煤不仅容易着火，而且着火稳定性也好。挥发份的燃烧，对焦炭起加热作用，从而为焦炭的着火燃烧创造了有利条件，一般而言，挥发分高的煤也易于燃尽。然而近年来国内的许多研究表明，可燃基挥发分相同的煤，其燃尽时间有时差别很大，其原因是一部分煤具有烧结性，使氧气与炭表面的反应变差，因而影响燃尽。,在分析煤的挥发分含量对着火的影响时，不但应注意挥发分的数量，还应注意挥发分的发热量。例如，无烟煤，贫煤的挥发分含量虽然很小，但挥发分的发热量很高，实际燃烧发现，有些无烟煤甚至比挥发分高的劣质烟煤容易着火。煤中灰分含量增加时，煤的发热量就会下降很多，燃煤量就要增多，而着火热又与燃煤量成正比。因此灰分高的煤，着火也比较困难，而且着火稳定性变差。煤中水分含量也影响着火热。水分多时，加热煤粉气流的一部分热量用于水分的蒸发和过热，使着火热增加，着火推迟。,但煤粉的内部水分蒸发后可使煤粉颗粒内部的反应表面积增加，从而提高着火能力和燃烧速度。当然，用单一煤质指标来分析煤质对着火的影响是不够全面的.例如，褐煤的水分含量相当大，但因为挥发份也很高，很容易着火。这说明挥发分的影响超过了水分的影响。煤粉细度也是一个重要因素。细煤粉中挥发分比粗煤粉容易析出，也容易加热，因而细煤粉容易着火，也容易燃尽。,3锅炉低负荷运行时煤粉气流的着火锅炉低负荷运行时煤粉的着火稳定性将变差。尤其是那些挥发分低或灰分高的煤，或颗粒度粗的煤粉，容易在低温烟气中逐渐扩散以至熄灭。这样不但着火变得困难，同时还容易形成大量不完全燃烧损失。锅炉负荷低至一定程度时，煤粉气流自点燃特性和燃烧稳定性变差，需要投入易燃的燃料（如投油），协助煤粉着火和稳定燃烧，否则容易灭火。目前，国内外都采用了新的燃烧技术，实现低负荷下不投油或少投油稳定燃烧。,五低负荷稳燃技术,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分的浓度，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，而影响挥发分的充分燃烧，造成大量煤烟的产生，此时还因挥发分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。或者因挥发分燃烧缺氧，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。,提高煤粉气流初温,有利于着火的最佳煤粉浓度与煤种有关，挥发分大的烟煤，其最佳煤粉浓度低于挥发分小的贫煤。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，也可混入挥发分较大的煤粉，以提高着火的稳定性。,