第5章 5.2 层燃燃烧方式及其设备=西安交通大学-锅炉原理(课堂PPT)

条状炉排的通风截面比比较大，约为20%一40%， 空气在燃烧层中扩散较快，空气汇合面距炉排面 较近。空气汇合面即为燃烧层中燃烧最强烈的区 域。适用于挥发分高的煤。 板状炉排的通风截面比比较小，约为8%一20%， 空气送入相对集中，在燃烧层中扩散较慢，燃烧 层中的高温区距炉排面较远。适用于无烟煤或贫 煤
ab线：空气量的供给。
ef线：整个燃烧周期中 需要的空气量。
cd线：供入的空气实际 有效参与燃烧的量。
jk线：焦炭燃烧所需空 气量的变化。
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4、手烧炉改进燃烧的措施 (a) 改进操作， “少、勤、匀、快”。 (b)将固定炉排改成摇动炉排。
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(c)改变燃烧层结构，使挥发分在富氧情况下挥发，而消 除冒黑烟。双层炉排就是采用这种措施的一种方法。
结构简单、操作方 便、煤种的适应性 较 好 ， 0 . 7 MW 以 下 采用。
1—炉排；2—燃烧层；3—炉室； 4—落灰室；5—炉门；6—灰门
பைடு நூலகம்12
（1）炉条
炉排由很多炉条组 成。 燃烧空气由灰门进 入，穿过炉排进入 炉排上的燃烧层。 有条状炉条及板状 炉条两种。
(a)条状炉排；(b)板状炉排
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为实现操作的机械化，已有很多炉排的结 构型式和与之相配合的辅助机构。 按燃料层相对于炉排的运动方式,有： ① 燃料层不移动的固定火床炉，如手烧炉 和抛煤机炉。 ② 燃料层沿炉排面移动的炉子，如倾斜推 饲炉和振动炉排炉。 ③ 燃料层随炉排面一起移动的炉子，如链 条炉和抛煤机链条炉。
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2. 层燃炉的热负荷
（3）手烧炉的燃烧过程 新煤受热有两个热源： 新煤下部灼热的焦碳层； 新煤表面受火焰及炉墙的辐射热。 新煤层是双面受热，温度上升快， 着火条件很好，也可认为手烧炉是 无限制着火。
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图1-4手烧炉空气供需情况
加煤时开启炉门，大量冷空 气涌入炉内，不仅使炉温降 低，而且破坏炉内负压，炉 排下的空气难以穿过燃料层， 使燃烧情况恶化。炉门关闭 后，开始由于煤层厚，阻力 大而进风虽少。随着燃烧的 进行，煤层逐渐变薄，进风 也就逐渐增多。
对于某一种炉子型式，燃烧某一种燃料， 炉排面可见热负荷有一合理的限值。
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（2）炉膛容积可见热负荷
仍有一部分可燃物在炉膛容积中燃烧。
与炉排面热负荷相应，还有一个炉膛容积可 见热负荷，单位为kW／m3。
qV
BQar,net Vl
Vl —炉膛容积。
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也应有一个合理的限值。但范围较宽。 “可见”二字 是因为在火床炉中要分别测出燃料在火床上 和炉膛容积中的燃烧放热量是非常困难的， 所以在炉排面和容积热负荷中，都是有条件 地把燃料燃烧的全部热量作为比较基础，而 以“可见”二字来区别于其它。
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3. 炉排片的工作特性 炉排片必须满足通风和冷却的要求。 指标主要有炉排通风截面比和炉排片冷却度。
（1）炉排通风截面比 f tf
炉排面上各通风孔（缝 ）截面积之和
f tf
炉排的总面积
100 %
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炉排通风截面比须根据所用煤种、炉排型式、通 风方式等加以选择。
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（2）炉排片冷却度
是可靠性指标。
（1）炉排面可见热负荷
火床炉中绝大部分燃料是在炉排上燃烧的，用一 个所谓的“炉排面可见热负荷”来表示燃烧的强 烈程度。 炉排面可见热负荷是炉排单位面积在单位时间内 燃烧燃料所放出的热量，单位为kW／m2。
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qlp
BQar,net Alp
B —单位时间进入炉子的燃料量；
Alp —炉排有效面积； Qar,net —燃料的应用基低位发热量。
1一下炉门（灰门）；2一下炉排；3一中炉门；4一水冷炉排下集箱；5一上 炉门；6一汽锅；7一水冷炉排；8一炉膛出口；9一烟气导向板 20
挥发分在上炉排挥 发，由上炉门进入 的空气尚未进入氧 化区，挥发是在富 氧情况下进行，这 就从根本上避免黑 烟的形成。
为很好地冷却炉排片，应保证有一定的高度， 以足够的侧面积被空气冲刷冷却。
空气冷却炉排片的程度用冷却度来表示。冷 却度是被空气冲刷的炉排片侧面积与同燃料 层接触的炉排片表面积之比，即
2 炉排片高度 炉排片宽度
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5.2.2 固定炉排炉
1. 手烧炉
加煤、拨火、除灰 都由人工操作，强 度大，效率低，冒 黑烟。
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（2）燃烧层结构及气体成分
Ⅰ一灰渣区； Ⅱ一氧化区； Ⅲ一还原区； Ⅳ一干燥干馏区
空气从炉排下送入，先经灰渣区，空气中的氧没有变化。然 后流过灼烧的焦炭层，焦炭在燃烧，空气中的氧逐渐减少， 而二氧化碳逐渐增多形成氧化区。继而氧气不足，氧仍缓慢 减少，而一部分二氧化碳还原成一氧化碳，形成还原区。最 后经过新煤的干燥干馏区。
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5.2 层燃燃烧方式及其设备 5.2.1 层燃炉的工作特性
1. 层燃炉的燃烧过程 特点: 金属栅格—炉排 (炉篦子). 有时也叫做"火床"燃烧。"火床"形象地表 达了这种燃烧方式的特点。
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也划分为预热干燥阶段、挥发分析出并 着火阶段、燃烧阶段和燃尽阶段。 三项主要操作: 加煤 除渣 拨火 拨火就是拨动火床，平整和松碎料层， 使通风均衡、流畅，并除去燃料颗粒外 部包裹的灰层。
2．床层的几种状态
(a)固定床；(b)流动床；(c)鼓泡床；(d)湍流床；(e)快速床；(f)喷流床
固定床：床料高度未发生明显的变化。 流动床：料层高度发生变化，未产生大量的气泡，扰动并不强烈。 鼓泡床：床内大量气泡，不断上移，小气泡聚集成较大气泡穿过料层并破裂，两相混合 强烈，与水被加热沸腾时的情况相似。但料层还可看到比较清晰的界面。 湍流床：床料内气泡消去，看不清料层界面，但床内仍存在一个密相区和稀相区。 快速床：床料上下浓度更趋于一致，但细小的床料颗粒将聚成一个个小颗粒团上移，在 上移过程中有时小颗粒团聚集成较大粒团，较大粒团一般沿流动方向呈条状。 喷流床：空气速度再增加时，床料将均匀地、快速地全部喷出床外，也称做气力输送。 流动床、鼓泡床、湍流床、快速床都可称为流化床。
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手烧炉煤中的挥发分在干燥干馏区挥发，是 在严重缺氧的条件下挥发的，必然产生碳黑 而冒黑烟。 不论是任何种类的机械化层燃炉或室燃炉， 只要是挥发分是在缺氧情况下挥发，都会冒 黑烟。 碳黑是0.5～lμm的固体碳末，很难燃烧， 并由于很细，一般旋风式等除尘器难以捕捉， 因而随烟气排出而形成黑烟。
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