锅炉燃烧反应热力特性参数

锅炉燃烧反应热力特性参数
在锅炉炉膛中，参加炉免烧烧化学反应的物质就是燃料（煤、油、气等）和燃烧所需的空气（或氧气）。

所以，对锅炉这样一个特定的对象，可以用反应物释热功率的特性参数炉膛容积热负荷（热强度）及炉排面积热负荷（热强度）来表征锅炉燃烧化学反应的速度。

锅炉炉膛容积热负荷是锅炉设计和运行中的最重要的热力特性参数之一。

特别对于锅炉火室燃烧来说，尤其重要。

在锅炉设计中，总是根据经验性的qv值去确定锅炉炉膛的大小V。

对于一个确定参数的锅炉，qv值的大小取决于燃料的燃烧特性及燃烧方式。

炉膛容积热负荷愈高，说明炉膛容积v相对较小，炉子比较紧凑。

另一方面，在炉膛内停留时间，其中vr为实际烟气量）减少，即意味着在单位炉膛容积内，单位时间里要燃烧更多的燃料，放出更多的热量。

显然热负荷愈高的锅炉炉内温度水平愈高。

如果设计中确定的qv值与燃料特性、锅炉容量、燃烧方式的实际情况不相符合，出现理论值与实践的脱离。

如果qv过大，则在锅炉投入运行后就可能因为炉膛容积v过小，燃料在炉内停留时间太短而来不及燃尽，造成较大的不完全燃烧热损失，使锅炉经济性下降；在锅炉投入运行以后，由于锅炉负荷的变化（升或降负荷运行时）或燃料的改变等因素都会引起锅炉实际的容积热负荷的改变，要注意实际qv值对锅炉安全、经济运行的影响。

为了保证锅炉的正常运行，实际的qv是不允许有过大的变化的。

因此，锅炉一旦设计制成，投入运行之后，从燃烧的观点来看，锅炉的负荷和燃料品种不允许有过大幅度的变化。

容积热负荷qv是锅炉设计很重要的综合性指标，其数值的大小与炉型、煤种、容量及燃烧方式、燃烧工况有关。

Qv的选取一般有两个基本原则，即燃烧和烟气在锅炉炉膛内的冷却条件。

根据我国的实践，对于锅炉容量的固态除渣煤粉炉，按上述两方面原则选用的qv值计算决定，随着容量的增加，从燃烧的角度，炉膛容积v随锅炉容量大致成比例地相应增加，但是炉膛冷却壁面积大致只随锅炉容量2/3次方的比例增长。

显然，燃烧和冷却两个基本原则不再相一致了。

此时，可以先按推荐的统计值qv估算炉膛容积v，然后以取决于炉膛冷却条件的炉膛出口烟气温度校核最后确定；对于D》2000吨/时的锅炉，qv随锅炉容量的变化不大。

对于火床炉，qv仅是一个参考性指标。

因为燃煤绝大部分是在火床上完成燃烧过程的，所以炉膛容积v的大小对燃气来说并不是主要的控制参量。

燃煤主要不在空间燃烧，故炉膛容积完全可以设计小一些。

因此，qv值反而比煤粉炉高。

考虑到火订炉qv值中的放热量BQ不是炉膛空间放热量的真正值，所以对炉膛容积热负荷qv这一个参数指标已不能完全反映出炉膛的热力工作状况，通常引入炉膛截面热负荷QF来核定炉膛燃烧器区域的截面积F。

有时还要引入燃烧器区域壁面热负荷Q，作为qv和qf的补充热力特性指标。

锅炉炉膛截面热负荷QF是指炉燃烧器区域单位锅炉炉膛截面积上燃料燃烧放热的热功率式中F—燃烧器区域的炉膛栱截面积，F 是炉膛宽度B与深度A的乘积。

很显然，对确定参数的锅炉，qf愈大，则燃燃器区域炉膛截面积相对较小，该区燃烧化学反应强烈，温度水平高。

它直接影响到燃烧火焰的稳定性和炉膛面的结渣状况。

我国220吨/时的锅炉炉膛截面积相对偏大，一般不以qf 来核定炉膛截面积F。

但对大容量锅炉和液态除渣炉，总是以qr值来确定炉膛的截的截面积F。

一般来说，当燃用劣质煤时，为保证炉内有足够高的温度水平，促成燃烧的稳定和强化，在炉膛内不结渣的前提下，qr和qf应选用较高的值为好。

锅炉炉排面积热负荷qr值中的BQ也不是炉排上燃烧放热的真正值，因为还有一部分燃料是在炉堂空间燃烧的。

所以，炉排面积热负荷常称为可见炉排面积热负荷。

Qr是火床炉炉排燃烧面积设计最主要的热力特征参数，也是唯一的特征参数。

在火订炉炉排设计中，根据经验性的统计值qr去计算确定炉排面积R的大小。

Qr的选取同样决定于燃烧和炉排冷却两个基本原则，并与燃煤的燃烧特性、融熔特性以及燃烧设备的型式有关。

一般来说，qr 选用愈大，则意味着设计的炉排面积愈小，也即单位时间、单位锅炉炉排面积上燃烧放热量愈多。

则煤层温度水平高，燃烧旺盛，化学反应强烈。

另一方面，由于煤层温度水平高，炉排片的工作条件变得恶劣。

如果燃用灰熔点较低的煤种时，容易出现煤层结渣而影响锅炉安全、正常运行。

一台火床炉制成投运后，由于锅炉负荷或燃煤品种的改变同样会引起锅炉实际的锅炉炉排面积热负荷的变化，从安全、经济的角度考虑，不允许负荷和煤种有过大幅度改变，这也正是锅炉煤种适应性有一定的范围，只能单台生产的内在原因。

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