各種因素對(duì)煤粉爐燃燒的影響現(xiàn)在煤粉鍋爐在熱力發(fā)電廠中應(yīng)用廣泛，而影響煤粉爐燃燒的原因多種多樣，下面就從燃料、燃燒器、爐膛、鍋

各種因素對(duì)煤粉爐燃燒的影響

現(xiàn)在煤粉鍋爐在熱力發(fā)電廠中應(yīng)用廣泛，而影響煤粉爐燃燒的原因多種多樣，下面就從燃料、燃燒器、爐膛、鍋爐運(yùn)行各方面淺談一下。

一、 燃料：

（一） 燃料品質(zhì)：

1、揮發(fā)分：揮發(fā)分是煤粉在加熱過(guò)程中有機(jī)質(zhì)分解而析出的氣體物質(zhì)。煤中揮發(fā)分含量對(duì)煤粉氣流著火過(guò)程影響很大，煤粉氣流著火溫度比對(duì)應(yīng)的煤的高。干燥無(wú)灰基揮發(fā)分越高的煤，著火溫度越低，火焰?zhèn)鞑ニ俣纫苍娇臁Ｒ虼藫]發(fā)分含量高的煤不僅容易著火，而且著火穩(wěn)定性也越好。煤中除了揮發(fā)分和水分剩余的部分就是焦炭，包括固碳和灰分。煤粉燃燒的過(guò)程為：水分先析出，絕大部分揮發(fā)分析出，揮發(fā)分著火，引燃焦炭和剩余的揮發(fā)份。所以揮發(fā)分的燃燒對(duì)焦炭起加熱作用，從而為焦炭的燃燒創(chuàng)造有利條件，一般而言，揮發(fā)分越高的煤越容易燃盡，q4（固體未完全燃燒熱損失）少。隨著煤的碳化程度不同，揮發(fā)分的析出溫度也不同，揮發(fā)分的成分及含量也不同。揮發(fā)分的著火點(diǎn)低，容易燃燒。揮發(fā)分高的煤火焰?zhèn)鞑ニ俣纫苍娇欤鹧嬉苍介L(zhǎng)，因此一般情況氣體燃料和液體燃料比固體燃料的火焰?zhèn)鞑ニ俣却蟆４蟛糠謸]發(fā)分的著火以及燃盡時(shí)間很短，約占整個(gè)燃燒時(shí)間的百分之十。對(duì)于多相燃燒，反應(yīng)速度取決于燃料附近氧化劑的濃度和固相物質(zhì)的表面積。

2、水分：煤粉在加熱的過(guò)程中首先析出的是水分，水分分為外部水分和內(nèi)部水分。水分的增加會(huì)影響發(fā)熱量，從而使?fàn)t內(nèi)溫度降低影響燃料著火，增加排煙熱損失，加劇尾部受熱面的腐蝕和堵灰。水分的增加影響著火熱。水分多時(shí)加熱煤粉氣流的一部分熱用于水分的蒸發(fā)和過(guò)熱，使著火熱增加，推遲著火。但是煤粉內(nèi)的水分蒸發(fā)后可使煤粉顆粒的表面積增大，從而 提高著火能力和燃燒速度。火電廠中大容量鍋爐為防止尾部受熱面低溫腐蝕，尾部煙氣的溫度都很高，煙氣中的水蒸氣常壓下不會(huì)凝結(jié)，汽化潛熱未能被利用，使鍋爐效率有所降低。水分還會(huì)影響火焰的傳播速度，水分含量大時(shí)，火焰的傳播速度變低。

3、灰分：焦炭中不能燃燒的部分就是灰分。它可以使單位燃料的發(fā)熱量降低，還影響燃料的著火和燃盡，也會(huì)造成鍋爐受熱面積灰，結(jié)渣，磨損。灰分含量增大時(shí)，沒(méi)分的發(fā)熱量就會(huì)降低，燃煤量增加，灰分覆蓋在可燃物上減少與氧氣的接觸面積使著火比較困難，著火穩(wěn)定性差，著火溫度高，影響火焰?zhèn)鞑ニ俣取＿€會(huì)是燃燒不完全，增加固體未完全燃燒熱損失。灰分還會(huì)形成灰渣附著在水冷壁面，過(guò)熱器，再熱器，省煤器，空氣預(yù)熱器上，增大熱阻減少傳熱，浪費(fèi)能量。

4、發(fā)熱量：煤的發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤完全燃燒時(shí)放出的全部熱量。分為高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量。當(dāng)發(fā)熱量中包括煤燃燒后所產(chǎn)生的水蒸氣凝結(jié)發(fā)出的汽化潛熱時(shí)，稱為高位發(fā)熱量。當(dāng)不包括水蒸氣凝結(jié)產(chǎn)生的汽化潛熱時(shí)，稱為低位發(fā)熱量。現(xiàn)在大型鍋爐的尾氣溫度一般大于120度，尾氣中的水蒸氣不會(huì)凝結(jié)，因此我國(guó)采用低位發(fā)熱量。高位發(fā)熱量可由氧彈式熱量計(jì)測(cè)量。發(fā)熱量大可以使煤的分解速度加快，迅速釋放出揮發(fā)分，有利于達(dá)到著火熱迅速達(dá)到著火溫度，并且穩(wěn)定的燃燒。

5、焦炭：煤失去水分和揮發(fā)分后剩余的就是焦炭，焦炭燃燒后的溫度高，可以迅速提高爐膛溫度。煤粉細(xì)度煤粉越細(xì)，其中的揮發(fā)分容易析出出來(lái)，可以迅速燃燒，也容易著盡，減少固體未完全燃燒損失，還會(huì)提高火焰?zhèn)鞑ニ俣取?/p>

6、煤粉分布：在爐膛內(nèi)煤粉分布越均勻越容易燃燒。

（二） 燃料種類：

根據(jù)干燥無(wú)灰基中揮發(fā)分的不同，把煤分為褐煤、煙煤、貧煤、無(wú)煙煤。

1、褐煤：揮發(fā)分含量高一般大于37，容易著火，但是他的灰分和水分也較高，發(fā)熱量較低，灰熔點(diǎn)較低，容易自燃。

2、煙煤：具有中等的煤化程度，揮發(fā)分也較高，水分和灰分較低，容易著火和著盡，發(fā)熱量較高。

3、貧煤：揮發(fā)分高于無(wú)煙煤，著火燃盡特性也高于無(wú)煙煤，但燃燒特性較差。

4、無(wú)煙煤：含碳量高，雜質(zhì)少發(fā)熱量高，揮發(fā)份含量較低，難以點(diǎn)燃，燃燒特性差，火焰短，難燃盡。

5、混煤：混煤是指的兩種或多種不同種類的煤混合在一起。它的著火溫度不是取決于平均揮發(fā)份的含量，而是偏高于相同揮發(fā)分的單一煤種。當(dāng)混煤中的低熱值或低反映能力的煤含量大時(shí)會(huì)造成頻繁滅火。當(dāng)燃燒性能相差很大的煤混合時(shí)，不但對(duì)燃燒性能影響很大，而且會(huì)影響燃燒效率。

二、燃燒器：

（一） 一次風(fēng)：將煤粉送入爐膛，并供給煤粉燃燒階段揮發(fā)分燃燒所需的空氣。

1、一次風(fēng)量：當(dāng)煤質(zhì)一定時(shí)，一次風(fēng)量影響煤粉氣流的著火速度和穩(wěn)定性， 一次風(fēng)量越大，煤粉氣流被加熱到著火所需的熱量就越多，著火速度越慢，著火推遲導(dǎo)致火焰在爐膛內(nèi)的總行程縮短，使得有效燃燒時(shí)間縮短，導(dǎo)致燃燒不完全，效率低。一次風(fēng)要保證揮發(fā)分燃燒所需的氧量，又要滿足輸送煤粉的需要。一次風(fēng)量占總風(fēng)量的比值稱為一次風(fēng)率。隨著煤粉中揮發(fā)分含量的增加，一次風(fēng)率也增加。

2、一次風(fēng)速：一次風(fēng)速不但決定著燃燒的穩(wěn)定性，還影響著一次風(fēng)的剛度。一次風(fēng)速過(guò)高會(huì)推遲著火，引起燃燒不穩(wěn)定。當(dāng)一次風(fēng)速大于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r(shí)，會(huì)吹滅火焰或者引起“脫火”。一次風(fēng)速過(guò)小時(shí)，會(huì)影響燃燒的穩(wěn)定性，還會(huì)容易結(jié)渣。

3、一次風(fēng)溫：提高一次風(fēng)溫可以降低著火熱，是著火位置前提，還能使煤再低負(fù)荷的情況下穩(wěn)定燃燒。提高一次風(fēng)溫也是提高煤粉著火速度和著火穩(wěn)定性的措施。可以提高燃燒效率，節(jié)省能源。一次風(fēng)溫過(guò)低會(huì)導(dǎo)致?tīng)t膛出口溫度過(guò)高引起過(guò)熱器再熱器溫度太高。但是也不是一次風(fēng)溫越高越好，因?yàn)楫?dāng)輸送揮發(fā)分高的煤粉時(shí)，一次風(fēng)溫過(guò)高容易在輸送管道中引起自然或爆炸。

（二） 二次風(fēng)：二次風(fēng)實(shí)在煤粉氣流燃燒后混入，供給煤中焦炭和剩余揮發(fā)燃燒所需的氧量。

1、二次風(fēng)量：二次風(fēng)量過(guò)多會(huì)降低爐膛火焰的溫度；二次風(fēng)量過(guò)少則會(huì)是燃燒不完全，固體不完全燃燒損失增多，浪費(fèi)能源。

2、二次風(fēng)速：二次風(fēng)必須有穿透火焰的能力，因?yàn)楦邷鼗鹧娴恼扯群艽螅虼硕物L(fēng)速應(yīng)該很大，一般為一次風(fēng)速的二倍多，以增強(qiáng)與焦炭粒子的充分混合。

3、二次風(fēng)溫：二次風(fēng)溫越高越能強(qiáng)化燃燒，增強(qiáng)燃燒的穩(wěn)定性，但是二次風(fēng)溫受到尾部空氣預(yù)熱器面積的限制，傳熱面積越大金屬消耗越多，投資越多，而且不便布置。

（三） 三次風(fēng)：在中間倉(cāng)儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)中，細(xì)分分離器將細(xì)煤粉與輸送煤粉的空氣分離后形成乏汽。乏汽中帶有部分煤粉，送入爐膛形成三次風(fēng)。三次風(fēng)風(fēng)溫低，水分大，煤粉細(xì)。三次風(fēng)對(duì)燃燒有明顯的不利影響:（1）使火焰溫度降低，燃燒不穩(wěn)定；（2）火焰拖長(zhǎng)，爐膛出口煙溫升高，使過(guò)熱器再熱器溫度升高，氣溫調(diào)節(jié)幅度增大；（3）三次風(fēng)高速射入，使火焰殘余旋轉(zhuǎn)增大，同時(shí)飛灰可燃物增加；（4）三次風(fēng)量較大時(shí)，風(fēng)速也增大，擾亂爐內(nèi)正常的空氣流動(dòng)，引起火焰貼墻結(jié)渣。

（四）周界風(fēng)：分布在一次風(fēng)噴口外緣，有以下作用：（1）冷卻一次風(fēng)噴口，防止噴口變形；（2）直流煤粉著火是從外緣開(kāi)始，火焰外緣容易缺氧，起到補(bǔ)氧的作用，周界風(fēng)量少時(shí)有利于穩(wěn)定燃燒，周界風(fēng)量大時(shí)相當(dāng)于二次風(fēng)過(guò)早的混入，不利于燃燒；（3）周界風(fēng)的速度比煤粉氣流的速度高，能增加一次風(fēng)的剛度，防止氣流偏斜，有利于煤粉完全燃燒；（4）周界風(fēng)有利于卷吸高溫?zé)煔猓欣谝淮物L(fēng)二次風(fēng)的混合，對(duì)于煤質(zhì)差的煤應(yīng)該減少周界風(fēng)。

（五）夾心風(fēng)：（1）補(bǔ)充火焰中心的氧氣，降低著火區(qū)的溫度；（2）高速的夾心風(fēng)增強(qiáng)一次風(fēng)的強(qiáng)度，防止氣流偏斜，有利于燃燒充分；（3）使煤粉氣流擴(kuò)散減少，對(duì)防止結(jié)渣有一定的作用；（4）可以作為變煤種，變負(fù)荷燃燒的調(diào)節(jié)手段之一。

（六）配風(fēng)方式：配風(fēng)方式影響燃燒的穩(wěn)定性和燃燒效率，還關(guān)系到結(jié)渣，火焰中心高度的變化，出口溫度的控制。主要有均等配風(fēng)和一次風(fēng)集中布置的分級(jí)燃燒。均等配風(fēng)適用于含揮發(fā)分高容易燃燒的煤，一次風(fēng)二次風(fēng)噴口交叉排列，間距較小，一次風(fēng)中煤粉燃燒后，能夠及時(shí)充分均勻的和二次風(fēng)混合，不會(huì)使火焰根部因?yàn)槿狈諝舛紵煌耆驅(qū)е氯紵俣冉档汀Ｒ淮物L(fēng)集中布置的燃燒器適用于揮發(fā)分含量低不容易燃燒的煤。幾個(gè)一次集中布置，遠(yuǎn)離二次風(fēng)口，先讓煤粉著火，待著火穩(wěn)定后再與二次風(fēng)混合，保證燃燒的穩(wěn)定性。一次風(fēng)集中布置保持比較高的煤粉濃度，減少著火熱，燃燒放熱比較集中，使著火區(qū)保持較高的溫度，有利于燃燒。煤粉氣流剛度增強(qiáng)，不偏斜貼墻，不易結(jié)渣。煤粉卷吸能力增強(qiáng)。但是一次風(fēng)噴嘴附近形成高溫區(qū)，噴嘴易變性，使噴嘴附近氣流速度分布不均勻，容易出現(xiàn)煤粉與空氣的分層。此時(shí)為了冷卻一次風(fēng)噴嘴，可以加裝周界風(fēng)或夾心風(fēng)。

（七）燃燒器的結(jié)構(gòu)形式：分為直流式和旋流式。

1、四角切圓直流式燃燒器，四個(gè)燃燒器對(duì)稱的分布在爐膛同一個(gè)平面的四個(gè)角上，它們射出的氣流相切同一個(gè)或者兩個(gè)圓，增加擾動(dòng)，增強(qiáng)燃燒。于卷吸作用高溫?zé)煔庵械臒崃吭丛床粩嗟膫鹘o煤粉氣流，使之燃燒，首先從氣流的外緣開(kāi)始著火，然后火焰迅速的向氣流的內(nèi)部傳播，并達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)。四股氣流具有“自點(diǎn)燃”的作用，即煤粉氣流向火的一側(cè)受到上流火焰的直接撞擊而被點(diǎn)燃，背火的一側(cè)也卷吸爐墻處的煙氣。

四角切圓燃燒器容易引起氣流偏斜，使火焰貼墻，容易結(jié)渣，還造成燃燒的不穩(wěn)定。引起切圓的因素有：（1）鄰角氣流的撞擊；（2）受到兩側(cè)補(bǔ)氣的影響，形成氣壓差，向火的一側(cè)補(bǔ)氣充足，背火的一側(cè)補(bǔ)氣不足，迫使火焰向背火側(cè)偏斜，貼墻結(jié)渣；（3）燃燒器高寬比對(duì)彎曲變形影響較大；（4）當(dāng)燃燒器多層布置時(shí)，受到其它層的影響。

切圓直徑：切圓直徑過(guò)大上游火焰向下游的火焰根部靠近，著火條件較好，爐內(nèi)氣流旋轉(zhuǎn)強(qiáng)烈，有利于燃盡，但是火焰貼墻容易結(jié)渣，火焰靠近噴口容易燒壞噴嘴，引起較大熱偏差，使?fàn)t膛出口溫度增大。切圓直徑過(guò)小會(huì)引起對(duì)角對(duì)角氣流的撞擊，火焰推遲，“自點(diǎn)燃”作用減弱，燃燒不穩(wěn)定不充分，調(diào)節(jié)困難，爐膛出口煙溫過(guò)高。

2、旋流燃燒器：旋流燃燒器由圓形噴口組成，燃燒器中裝有各種形式的旋流發(fā)生器，煤粉通過(guò)旋流器時(shí)，發(fā)生旋轉(zhuǎn)從噴口噴出形成旋轉(zhuǎn)射流，能夠形成有利于著火的高溫?zé)煔饣亓鲄^(qū)，有利于著火。旋轉(zhuǎn)氣流有軸向速度和切向速度，旋轉(zhuǎn)氣流的強(qiáng)度主要表現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度。

3、旋流燃燒器一般布置在爐膛的后墻上，有的采用大風(fēng)箱供風(fēng)，有的采用分割風(fēng)箱供風(fēng)。煤粉氣流經(jīng)過(guò)旋流器后形成旋轉(zhuǎn)氣流，射出噴口后在氣流中心形成回流區(qū)，叫做內(nèi)回流區(qū)，卷吸爐內(nèi)高溫?zé)煔饧訜崦悍郏⑷紵鹧嬗蓛?nèi)邊緣向外傳播，在旋轉(zhuǎn)氣流的外邊緣形成外回流區(qū)，也卷吸高溫空氣和煙氣。著火氣流與外圍送入的二次風(fēng)也形成旋轉(zhuǎn)氣流，混合強(qiáng)烈。按照旋流器的結(jié)構(gòu)可分為蝸殼式，可動(dòng)葉輪式，可動(dòng)葉片式。

（八）單只燃燒器的功率：目前鍋爐趨向于采用多只小功率燃燒器共同組合。因?yàn)檫@樣可以提高調(diào)解的靈活性，避免水冷壁及燃燒器噴口結(jié)渣。采用大功率燃燒器有以下缺點(diǎn)：（1）爐膛受熱面局部溫度過(guò)高，易于結(jié)渣；（2）易于引起水冷壁傳熱惡化和直流鍋爐的水動(dòng)力多值性；（3）切換或啟停燃燒器對(duì)爐內(nèi)火焰的穩(wěn)定性影響太大；（4）一二次風(fēng)氣流太厚，不利于風(fēng)粉混合；（5）燃燒調(diào)節(jié)不靈敏；（6）切換或啟停燃燒器對(duì)爐膛出口煙溫影響較大，影響過(guò)熱器的安全性和汽溫調(diào)節(jié)。

三、爐膛：爐膛截面熱負(fù)荷QA：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位爐膛截面上燃料燃燒放出的熱量。鍋爐容量增加時(shí)QA增加燃燒器區(qū)域壁面熱負(fù)荷QR：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)燃燒器區(qū)域內(nèi)的單位爐壁面積上燃料燃燒放出的熱量。QR值越大說(shuō)明火焰越集中.爐膛容積熱負(fù)荷QV：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位爐膛容積內(nèi)燃料燃燒放出的熱量。取決于燃料的燃盡情況。當(dāng)容量增大時(shí)QV呈下降趨勢(shì)。燃料在爐內(nèi)的停留時(shí)間。爐膛中要維持微負(fù)壓，對(duì)鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行作用很大，而且對(duì)運(yùn)行調(diào)節(jié)十分有利。爐膛的形狀對(duì)燃燒有很大影響，要保持較好的充滿度，增加燃料在爐膛中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間這樣可以時(shí)燃燒更完全，提高效率。

四、運(yùn)行：

（一）鍋爐的負(fù)荷，一般情況下，鍋爐不是在額定功率下運(yùn)行的。

鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，爐內(nèi)的溫度不高，煤粉的著火穩(wěn)定性差，對(duì)于揮發(fā)分較低的煤以及顆粒較大的煤，容易在低溫?zé)煔庵邢纾@樣不但造成著火困難還會(huì)增加固體不完全熱損失。當(dāng)?shù)偷揭欢ǔ潭葧r(shí)，需要投入易于燃燒的燃料，提高煤粉燃燒的穩(wěn)定性。鍋爐在高負(fù)荷運(yùn)行的情況下對(duì)煤粉的著火以及燃盡有利，但是會(huì)使?fàn)t內(nèi)溫度很高，易于結(jié)渣，使換熱減少，煙氣溫度變高，效率也降低。

（二）調(diào)節(jié)方式：在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中調(diào)節(jié)功率會(huì)改變爐內(nèi)燃料燃燒的穩(wěn)定性，造成傳熱的不穩(wěn)定。經(jīng)常頻繁的調(diào)節(jié)還會(huì)使?fàn)t內(nèi)部件的壽命減少。