固体燃料燃烧气体动力学分类

固体燃料燃烧气体动力学分类
按照气体动力学特点，固体燃料可分为火室燃烧、层状燃烧和流化燃烧三种方式。

火
室燃烧适用于气体、液体和每分三种燃料的燃烧，就是将燃料喷入一个炉膛空间内燃烧。

对于煤粉燃烧，煤粉颗粒由运载他的空气喷入炉膛后，受到炉内火焰、高温烟气的加热，
温度升高，开始把水分蒸发掉；温度再上升，煤中的挥发分析出，并在煤粒周围燃烧，使
煤粒进一步加热；在析出挥发分后，煤粉颗粒就变成了高温的焦炭颗粒，进一步燃烧，直
到燃尽为止。

工业锅炉广泛采用层状燃烧，显著的结构特点是具有一个金属栅格，燃料置于其上，
形成均匀的、有一定厚度的燃料层进行燃烧。

最简单而典型的层燃是固定床的燃烧。

固定
床的燃烧是沿着燃料层高度进行的，例如:煤气发生炉燃烧方式。

在紧固层燃炉中，崭新燃料被轻易投加至炙热的火床上，由于下面受炙热火床的冷却，上面受炉膛内高温火焰和炉墙的电磁辐射，温度很快增高，立即步入冷却的热力准备工作
阶段，即为释出水分，展开潮湿，接着水解出来溶解分后，进而已经开始起火。

在这种火
床炉中，崭新燃料受猛烈的双面燃烧，起火条件极为得天独厚。

一般来说，这种冷却方式
无论用什么固体燃料，起火都并无问题，这种点燃方式往往称作无限制起火。

崭新燃料边
冷却边行踪，紧邻炉排时已沦为灰渣，所以紧扣炉排面的就是灰渣层。

空气自下而上通过炉排和灰渣层时，炉排金属和灰渣被冷却，空气则被加热，温度升高。

当空气进入氧化层时，空气中的氧就与炽热的焦炭反应生成co₂,并大量放热，温度迅
速升高，随着燃烧反应的不断进行，空气中的氧气不断减少，直至几乎耗尽，而生成的
co₂量就不断增高，当温度和co₂上升至一最大值，即为氧化层和还原层的分界点。

在水解层中，由于温度沿燃料层高度快速升高，化学反应十分频繁，冷却处在扩散控制，随着制冷量的减少，碳和氧的反应也以同样的速度减少，因此水解层的厚度既不加厚，也不减薄。

水解层的厚度主要与煤粒的大小有关，通常等同于煤粒直径的3--4倍。

如果燃料层厚度大于氧化层的厚度，那么氧气几乎耗尽的气流在继续上升的过程中就
会与碳起还原反应，即c+co₂→2co，因此该区域称为还原层。

在还原层
中，co₂不断增加，而co则不断减少。

由于还原成就是吸热反应，因此温度不断降低。

当还原成层厚度过小时，不仅可以减少燃料层的通风不光滑，甚至导致通风短路火口，因
而还原成层过厚或者除去还原成层也未必合理。

燃料层过厚、储热量大，难于维持燃料层
内的高温，也有利于燃料的平衡起火和冷却。

由于还原成层末端温度高，还原成反应展开
缓慢，通常情况下还原成层厚度为水解层厚度的4--5倍。