第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
洁净煤技术
洁净煤技术
1.简介 简介
洁净煤技术（clean coal technology；CCT ）一词源于 洁净煤技术（ ； 美国,是旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、 美国 ,是旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、 燃烧 、 转换 和污染控制新技术的总称， 和污染控制新技术的总称，是当前世界各国解决环境问题的 主导技术之一， 也是高新技术国际竞争的一个重要领域。 主导技术之一 ， 也是高新技术国际竞争的一个重要领域 。 洁净煤技术包括两个方面，一是直接烧煤洁净技术， 洁净煤技术包括两个方面，一是直接烧煤洁净技术，二是煤 转化为洁净燃料技术。 转化为洁净燃料技术。
原 煤
配煤
终 端 利 用
谢谢大家！ຫໍສະໝຸດ 煤3.煤的发热量 煤的发热量
煤的发热量，又称为煤的热值， 煤的发热量，又称为煤的热值，是指单位质量的煤完全 燃烧后产生的热量。煤的发热量是煤质分析的重要指标之一。 燃烧后产生的热量。煤的发热量是煤质分析的重要指标之一。 煤作为动力燃料，主要是利用煤的发热量，发热量愈高， 煤作为动力燃料，主要是利用煤的发热量，发热量愈高，其 经济价值愈大。我国规定以每千克发热量为7000 7000千卡的煤作 经济价值愈大。我国规定以每千克发热量为7000千卡的煤作 为标准煤。 为标准煤。
洁净煤技术
3.煤转化为洁净燃料技术 煤转化为洁净燃料技术
(1)煤的气化技术 有常压气化和加压气化两种，它是在常压或加压条件下， 有常压气化和加压气化两种，它是在常压或加压条件下， 保持一定温度，通过气化剂（空气、氧气和蒸汽） 保持一定温度，通过气化剂（空气、氧气和蒸汽）与煤炭反 应生成煤气，煤气中主要成分是一氧化碳、氢气、 应生成煤气，煤气中主要成分是一氧化碳、氢气、甲烷等可 燃气体。用空气和蒸汽做气化剂，煤气热值低； 燃气体。用空气和蒸汽做气化剂，煤气热值低；用氧气做气 化剂，煤气热值高。煤在气化中可脱硫除氮，排去灰渣， 化剂，煤气热值高。煤在气化中可脱硫除氮，排去灰渣，因 煤气就是洁净燃料了。 此，煤气就是洁净燃料了。
洁净煤技术
浅谈洁净煤技术1.洁净煤技术的背景1.1煤炭利用过程的危害煤炭是世界重要能源，我国更是世界最大的煤炭生产国和消费国，而发电用煤占原煤的很大比列。
我国煤炭消费的一个主要特点是大量原煤直接燃烧，大约占原煤总量的62%。
由于大量煤炭直接燃烧，燃煤质量差，且燃烧效率低，对环境也造成了破坏。
煤炭燃烧后会产生二氧化硫、一氧化碳、烟尘、放射性飘尘、氮氧化物、二氧化碳等。
这些产物会造成很大的危害：二氧化硫、二氧化氮会形成酸雨，严重影响地球生态环境和人类社会；燃烧后排放的二氧化碳会造成全球气候变暖和温室效应，威胁着全球生态系统及人类生存；烟尘会以颗粒物形式漂浮在大气中，危害生物健康及气候；人类长期吸入氮氧化物会影响呼吸系统造成疾病，同时氮氧化物达到一定浓度后也会和其他物质反应形成光化学烟雾，损害生态系统。
1.2针对煤炭利用造成污染的一些措施有关专家提出开发清洁和可再生能源，改善电力工业结构，降低煤炭消费量。
清洁和可再生能源主要包括核能、水能、风能、天然气等。
目前我国清洁能源发电的比例也在逐年提高，生态环境得到了改善。
虽然其他能源消费比例有所提高，但煤炭仍是我国主要的消费能源，针对这一情况，提高煤炭使用效率提高使用技术就变得尤为重要。
近些年，我国正逐步进行工业锅炉大型化，减小煤耗提高效率，以热电联产、集中供热取代分散小锅炉。
再有就是实施城市煤气化以提高煤炭整体利用效率。
1.3洁净煤技术的提出及意义洁净煤技术一词源于美国。
洁净煤技术贯穿于开发即利用整个过程，是减少污染提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等高新技术的总称。
洁净煤技术主要分为煤炭燃烧前处理、燃烧中处理、燃烧后处理和转化技术。
而且各个部分越往后越难，成本及投资也越来越多。
各国在分阶段进行各环节净化技术同时，也分阶段进行技术经济优化。
我国煤炭大部分用于直接燃烧，造成各种问题，可再生能源发展缓慢。
我国可再生能源利用量明显低于发达国家平均水平，可再生能源与新能源发展滞后。
《洁净煤技术》课程教学大纲(本科)
《洁净煤技术》课程教学大纲英文名称：Clean Coal Technology课程类型：专业课课程要求：选修学时/学分：32/2适用专业：煤化工技术一、课程性质与任务洁净煤技术是煤化工技术专业学生学习和掌握洁净煤技术的生产原理和生产工艺及应用相关知识的专业课。
本课程在教学内容方面着重基本理论和生产工艺的讲解；系统介绍煤炭净化技术，煤的先进燃烧技术，燃煤烟气净化技术，煤的气化液化技术和洁净煤发电技术；在培养实践能力方面着重于洁净煤技术的环保理念及工艺开发创新能力的基本训练，使学生掌握洁净煤技术的基本知识并具有一定的应用能力，并对洁净煤技术的最新发展有一定的了解。
使学生打下洁净煤技术的基础，拓宽学生的适应面，增强其应用基础知识与创新的能力，增强学生的环保意识，满足现代化工对煤化工技术专业人才的需求。
二、课程与其他课程的联系本课程是在《无机化学》、《有机化学》、《分析化学》、《物理化学》、《化工原理》、《煤化学》等课的基础上开课。
三、课程教学目标1．学习洁净煤技术基础知识和基本理论，掌握洁净煤技术的基本原理、重要工艺过程和设备及相关洁净煤技术的最新进展等，打下坚实的专业基础，培养学生科学思维能力和工程实践技能，培养学生的职业素养。
2．在掌握洁净煤技术的基本理论的基础上，能利用所学解释生产和生活中的相关现象，具有分析问题解决问题的能力和理论联系实际的能力。
3．掌握相关洁净煤技术与设备的开发设计思路，培养学生追求创新的意识，具备创新能力。
4．培养学生运用洁净煤技术的基础知识，进行典型工艺的分析比较和优化，获得化工工程技能的基本训练，养成科学严谨的态度。
5．培养学生树立正确的工艺开发设计思想，了解洁净煤技术有关的经济、环境、法规、安全毒性、健康等政策和制约因素，使学生树立环境保护的理念与养成项目管理能力。
6．了解洁净煤技术的前沿和新发展趋势，运用计算机网络等现代信息技术，培养学生自主学习能力。
四、教学内容、基本要求与学时分配五、其他教学环节（课外教学环节、要求、目标）无六、教学方法本课程以课堂教学为主，结合作业、自学及测验等教学手段和形式完成课程教学任务，注重互动、交流，注意知识性与趣味性的结合。
洁净煤技术
洁净煤技术1. 引言洁净煤技术是一种通过使用先进的煤燃烧和碳捕集技术来减少燃煤产生的污染物排放，并提高煤燃烧效率的方法。
煤是目前世界上最主要的能源来源之一，但其燃烧会产生大量的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等污染物，对环境和人类健康造成严重影响。
洁净煤技术的发展旨在解决这些问题，使煤燃烧更加环保和高效。
2. 洁净煤技术的分类洁净煤技术可分为燃烧技术和碳捕集技术两大类。
2.1 燃烧技术燃烧技术是通过改进煤燃烧过程来降低污染物排放的方法。
常见的燃烧技术包括：•燃烧控制：通过优化燃烧温度、燃料供给以及燃烧过程中的空气分配，减少煤燃烧过程中产生的污染物；•燃料预处理：对煤进行洗煤、破碎和干燥等处理，去除其中的杂质和水分，提高煤燃烧效率；•燃烧辅助技术：如气体再循环、预混煤粉燃烧等，可以降低煤燃烧过程中的氮氧化物排放。
2.2 碳捕集技术碳捕集技术是一种将二氧化碳从煤燃烧废气中分离和捕集的方法。
常见的碳捕集技术包括：•吸收法：利用化学吸收剂（如氨水和胺溶液）与废气中的二氧化碳发生反应，使其被吸收，并进一步进行分离和回收；•膜分离法：利用特殊薄膜将废气中的二氧化碳分离出来，实现捕集和回收；•吸附法：利用固体吸附剂，如活性炭和分子筛，吸附并分离废气中的二氧化碳。
3. 洁净煤技术的应用洁净煤技术已在全球范围内得到广泛应用。
以下是洁净煤技术在不同领域的应用示例：3.1 发电工业洁净煤技术在发电工业中的应用主要集中在大型燃煤发电厂。
通过采用燃烧控制、燃料预处理和燃烧辅助技术，可以降低发电过程中的污染物排放，并提高煤燃烧效率。
碳捕集技术的应用则可以实现二氧化碳的捕集和回收，减少碳排放。
3.2 工业锅炉工业锅炉是工业生产中常见的燃煤设备，也是污染物排放的重要来源之一。
洁净煤技术在工业锅炉中的应用可以有效减少煤燃烧产生的污染物，并提高能源利用效率。
3.3 煤气化工艺煤气化是一种将煤转化为合成气的过程，合成气可以用于制备液体燃料和化学品。
第6章-配煤技术
当配合煤达不到相应的要求时，可以用添加粘结剂或瘦化 剂的办法来加以调整。所此，提出了如图所示的互换性配煤原 理图，并指导配煤：
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（3）共炭化原理
加入非煤粘结剂进行炭化，称为共炭化。
共炭化研究为采用低变质程度弱粘结煤炼焦时选 用合适的粘结剂提供了理论依据。
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3.配煤理论简介 （1）胶质层重叠原理 （2）互换性配煤原理 （3）共炭化原理
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（1）胶质层重叠原理
该原理要求配合煤中各单种煤的胶质体的软化 区间和温度间隔能较好的搭接，这样可使配合煤料 在炼焦过程中能在较大的温度范围内处于塑性状态， 从而改善粘结过程，并保证焦炭的结构均匀性。不 同的牌号的炼焦煤的塑性温度区间如图所示。
是煤料经过粉碎以后，粒度小于3mm的 煤料占全部煤料的质量百分数。
顶装焦炉： 75%~85%
捣固炼焦： 90%左右
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（2）黏结性和膨胀压力
①黏结性 黏结性是结焦性的前提和必要条件。黏结性的指标：我国常用的
是胶质层最大厚度Y和粘结指数G）
②膨胀压力（安全膨胀压力＜10~15KPa） 其是黏结性煤的炼焦特征，提高堆ρ能增大膨胀压力。
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（2）锅炉结渣 使原来易结渣的煤变成不易结渣的煤，降低锅炉事故率；
同时提高锅炉效率，节约大量煤炭。 我国燃煤锅炉热效率之所以低，最主要的原因是实际燃 用的煤炭和锅炉设计使用的煤炭不一致，各煤种之间燃烧 性能相差甚远，煤质与炉型严重脱节。特别是近十几年以 来，随着国家煤炭政策的逐步放开，这种现象越来越严重。 过去一直采用的是以“炉改”去适应煤质，很多新锅炉刚 安装完毕就得改造，国家每年需要投入大量资金对易结渣、 超温、磨损等问题锅炉进行改造。当然改炉可以使炉型适 应煤质，效果也相当明显，但“削足适履”，锅炉仍然不 能适应煤种新的变化。
洁净煤技术
洁净煤技术A12化工一班120702107 吕荣青摘要我国是一个多煤、少油、少气的国家，未来能源发展的政策仍是“煤为基础，多元发展”。
提高煤炭利用率、降低污染率，是我国能源工业发展的紧迫而现实的任务。
而完成这一任务，就需要大力发展洁净煤技术。
关键词：煤炭能源洁净煤技术1. 洁净煤技术的特点洁净煤技术是洁净、高效利用煤炭的先导性技术，最早由美国学者提出，主要是为了解决美国和加拿大边境的酸雨问题。
洁净煤技术是指从煤炭开发到利用全过程中，旨在减少污染物排放和提高利用效率的煤炭加工、转化、燃烧及污染控制等一系列新技术的总称，是使煤作为一种能源应达到最大限度的潜能利用，而将释放的污染控制在最低水平，实现煤的高效、洁净利用的技术体系。
洁净煤技术具有以下几个显著特点：首先，洁净煤技术以高硫煤为原料，以一碳化学为基础，采用多样化工艺，实现煤炭资源的优化配置、高效和清洁利用；其次，洁净煤技术涉及物理学、化学、生物学、地质学等多学科，化工、热工、环境等多技术，是一项多层次、多学科、综合性很强的系统工程；第三，洁净煤技术注重综合效益，实现了环境友好和经济发展的双重效益，即经济和环境的双赢。
传统意义上的洁净煤技术主要是指煤炭的净化技术及一些加工转换技术，即煤炭的洗选、配煤、型煤以及粉煤灰的综合利用技术，国外煤炭的洗选及配煤技术相当成熟，已被广泛采用；意义上洁净煤技术是指高技术含量的洁净煤技术，发展的主要方向是煤炭的气化、液化、煤炭高效燃烧与发电技术等等。
2.技术工艺洁净煤技术包括两个方面，一是直接烧煤洁净技术，二是煤转化为洁净燃料技术。
2.1直接烧煤洁净技术这是在直接烧煤的情况下，需要采用的技术措施：①燃烧前的净化加工技术，主要是洗选、型煤加工和水煤浆技术。
②燃烧中的净化燃烧技术，主要是流化床燃烧技术和先进燃烧器技术。
③燃烧后的净化处理技术，主要是消烟除尘和脱硫脱氮技术。
2.2煤转化为洁净燃料技术主要有四种：①煤的气化技术②煤的液化技术③煤气化联合循环发电技术④燃煤磁流体发电技术。
煤炭的洁净燃烧与高效利用技术
煤炭的洁净燃烧与高效利用技术【收藏本页】【打印】2009-8-18 来源：中煤网1、引言未来几十年内，煤炭在我国一次能源结构中的主导地位是不可动摇的，这已是无需争辩的事实。
因此，在未来几十年内，煤炭能源仍将是我国国民经济高速、健康、持续发展的重要支柱。
然而总体上说，我国目前的煤炭加工环节还相当薄弱，煤炭利用仍以传统、落后的技术为主，环保设施亦不配套、不健全。
因而，不仅煤炭利用效率较低，煤炭资源浪费严重，而且排放大量污染物，使得生态环境的恶化加剧。
人类社会的可持续发展首先要求经济、能源、环境必须协调发展。
根据我国国情，并总结一些工业发达国家的经验和教训，得出的结论是：大力发展洁净煤技术是我们切实可行的战略选择。
煤炭洁净加工与高效利用是我国洁净煤技术的重要组成部分，对提高煤炭利用效率、减少污染物排放具有十分重要的现实意义。
因此，应对其研究开发和技术推广给予足够的重视。
2、国内外技术现状2.1 国外情况国外一些国家，特别是工业发达国家消费的煤炭，绝大部分或大部分要经过洗选，因而商品煤质量较好。
目前，商品煤入洗率日本为100%，德国和加拿大为95%，英国和澳大利亚为75%，前苏联和南非为60%，美国为55%。
近年来，随着洁净煤技术在全球范围内的迅速发展，国外不断推出更加先进的煤炭洁净加工与高效利用新技术，这些技术不仅大幅度提高了煤炭利用效率，而且具有卓越的环保特性。
但目前普遍存在的问题是技术与设备造价昂贵，而且工程建设投资和运行费用也太高，因此，较难大量推广应用。
2.2 国内情况我国是世界上少数几个一次能源以煤为主的国家之一。
过去、现在和未来几十年内，煤炭在我国一次能源消费结构中一直占主要地位，见表1。
表1 煤炭在我国一次能源消费结构中所占比例年份1952 1960 1970 1980 1990 1997 2010 2050比例，% 95.00 93.90 80.89 72.15 76.20 73.50 64 47.7我国的煤炭消费结构与国外也有较大差别。
洁净煤技术
洁净煤技术洁净煤技术是一种旨在减少煤炭燃烧所产生的污染物排放的技术。
随着全球环境问题日益凸显，各国政府和科学家们都在积极探索煤炭燃烧的清洁化方法。
本文将为读者介绍洁净煤技术的基本概念、工作原理以及应用前景。
洁净煤技术是通过改变煤炭的物理和化学性质来减少污染物的排放。
它主要包括煤炭预处理、燃烧过程中的污染物捕集和后处理等环节。
其中，煤炭预处理是洁净煤技术的关键环节之一。
煤炭预处理的目的是去除煤炭中的杂质和硫、氮等有害物质。
这样可以降低煤炭在燃烧过程中产生的二氧化硫、氮氧化物等污染物的含量。
常见的预处理方法包括煤炭洗选、煤浆制备和煤气化等。
煤炭洗选是通过物理和化学方法将煤炭中的杂质进行分离和去除的过程。
该方法可以有效降低煤炭中的灰分和硫含量，并提高热值。
同时，煤炭洗选还可以减少煤炭在燃烧过程中产生的烟尘和颗粒物等污染物的排放。
煤浆制备是将煤炭粉碎成较小的颗粒，并与水或其他介质混合形成煤浆的过程。
煤浆具有高燃烧效率和低污染排放的特点。
在燃烧过程中，煤浆可以达到更完全的燃烧，减少烟尘和颗粒物的排放。
煤气化是将煤炭加热到高温下，使其在缺氧或有限氧气条件下产生气体燃料的过程。
煤气化能够将煤炭中的有机物转化为一种或多种气体燃料，如合成气、甲烷等。
这些气体燃料可以作为清洁能源供给工业和居民使用，从而减少煤炭的直接燃烧带来的环境污染。
除了煤炭预处理，洁净煤技术还包括燃烧过程中的污染物捕集和后处理。
燃烧过程中的污染物捕集主要是指对煤烟气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物进行捕集和处理。
这些污染物捕集技术包括脱硫、脱氮和除尘等方法。
脱硫是将煤烟气中的二氧化硫转化为石膏等可利用的固体废弃物的过程。
常见的脱硫方法包括石灰石法、湿法石膏法和石灰石石膏法等。
这些方法可以有效降低煤烟气中二氧化硫的含量，并减少酸雨的形成。
脱氮是将煤烟气中的氮氧化物转化为氮气的过程。
常见的脱氮方法包括选择性催化还原法和吸收法。
通过这些方法，可以将煤烟气中的氮氧化物减少到较低的水平，从而减少大气中的氮氧化物污染。
洁净煤技术
1、洁净煤技术的定义和内涵？在煤炭开发和加工利用全过程中旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。
是使煤炭作为一种能源应达到最大潜能的利用而释放的污染物控制在最低量，以实现煤的高效、洁净、经济利用为目的技术。
中国洁净煤技术是以煤炭洗选为源头、以煤炭气化为先导、以煤炭高效、洁净燃烧与发电为核心、以煤炭转化和污染控制为重要内容的技术体系。
2、煤炭燃烧的方式根据煤在燃烧过程中的运动状态分为：层状燃烧、悬浮燃烧、流态化燃烧（沸腾燃烧）3、CO2的捕集方式二氧化碳的捕集方式主要有三种：燃烧前捕集（Pre-combustion）、富氧燃烧（Oxy-fuel combustion）和燃烧后捕集（Post-combustion）。
依据捕获系统的技术基础和适用性，通常将火电厂CO2的捕集系统分为以下4种：燃烧后脱碳（post-combustion）、燃烧前脱碳（pre-combustion）、富氧燃烧技术（oxyfule）以及化学链燃烧技术（CLC）。
4、IGCC发电系统组成、发电原理、过程、优点整体煤气化联合循环（IGCC-Integrated Gasification Combined Cycle）发电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。
它由两大部分组成，即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。
第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备（包括硫的回收装置），第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。
IGCC的原理是：煤经过气化和净化后，除去煤气中99％以上的硫化氢和接近100％的粉尘，将固体燃料转化成燃气轮机能燃用的清洁气体燃料，供入燃气轮机的燃烧室，产生高温燃气以驱动燃气轮机发电，再利用燃气轮机高温排气经余热锅炉产生的蒸气推动蒸汽轮机做功发电，即使得燃气发电与蒸汽发电联合起来。
指煤经过气化产生中低热值煤气，经过净化除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，变为清洁的气化燃料，燃烧后先驱动燃气轮机发电，然后利用高温烟气余热在废热锅炉内产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电。
洁净煤技术
洁净煤技术概述随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，洁净煤技术在能源领域中扮演着重要角色。
洁净煤技术是一种以减少煤燃烧过程中的有害气体和污染物排放为目标的技术，旨在实现效能的提高、污染物的减少和能源的可持续利用。
洁净煤技术的原理洁净煤技术的实施依赖于几种基本原理：1. 煤的深度处理：通过对煤进行物理、化学或生物处理，去除或减少其中的有害物质，提高燃烧效率。
2. 煤的气化：将煤转化为气体燃料，通过升温和压力处理，煤中的有害物质得以转化或分解，从而减少污染物的排放。
3. 燃烧控制技术：控制燃烧过程中的氧气供应、燃料供应和燃烧温度，以减少有害物质的生成和排放。
洁净煤技术的分类洁净煤技术可以根据不同的目标和应用进行分类。
以下是几种常见的洁净煤技术：1. 煤的干燥和脱硫：通过将煤在低温下进行干燥，去除其中的水分和硫分，减少燃烧过程中的污染物排放。
2. 气化技术：将煤转化为气体燃料，如煤气、合成气或甲烷，以减少燃烧中的有害气体排放。
3. 燃烧控制技术：包括燃烧过程中的氧气供应控制、燃料供应控制、燃烧温度控制等，以降低有害物质的生成和排放。
4. 脱硫技术：通过吸收剂或吸附剂去除煤燃烧中的二氧化硫，使其在燃烧过程中排放减少。
5. 脱硝技术：通过在燃烧过程中加入适量的氨水或尿素溶液，使煤燃烧过程中生成的氮氧化物得到还原或吸收，减少对大气的污染。
洁净煤技术的应用洁净煤技术的应用已经广泛涵盖了多个领域。
以下是几个主要的应用领域：1. 电力行业：洁净煤技术在电力行业中得到了广泛应用，通过降低煤燃烧过程中的污染物排放，提高发电效率，减少对环境的影响。
2. 工业领域：洁净煤技术在工业领域中也有重要的应用，如煤炭加工、钢铁生产、水泥生产等行业，通过改善燃烧过程，减少污染物的排放。
3. 交通运输：洁净煤技术在交通运输领域也有潜力应用。
通过使用洁净煤技术改善汽车发动机的燃烧效率和排放性能，减少车辆对环境的污染。
4. 建筑供暖：洁净煤技术在建筑供暖领域中也有应用价值。
燃烧原理和燃烧设备概述
u适合于燃用低挥发分煤种或劣质煤，常称为无烟煤和贫煤配风方式。
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通过燃烧器的空气
进入煤粉炉燃烧器的空气不是一次集中送进的，按对着火、燃烧有 利而合理组织、分批送入，按流过的介质和作用不同，可分为三种：
一次风 携带煤粉送入燃烧器的空气。主要作用是输送煤粉 和满足燃烧初期对氧气的需要。
二次风 待煤粉气流着火后再送入的空气。二次风补充煤粉继 续燃烧所需要的空气，并起气流的扰动和混合的作用。
1-喷口；2-核心区； 3-边界层；4-外边界； 5-内边界；6-源点； 7-扩展角；8-速度分布
WH=0，CH=0，TH>T0
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一、直流射流——空气动力特性
射流核心区：射流中心尚未被周围气体混入，保持初速w0的区域
湍流边界层：核心区维持初速w0的边界称为内边界；射流与周围气体的分界 称为外边界。内、外边界间区域为湍流边界层，其内为射流本身的流体以及卷 吸进来的周围气体
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一、直流射流——空气动力特性
卷吸量 Q ：外边界卷吸的高温烟气量
● 喷口结构：
u 圆形喷口的卷吸量小于矩形喷口；
u 一个喷口分成总面积相等的若干个小喷口，卷吸量是增加的；
u 直流Q＜旋流Q；直流射流适用于无烟煤，后期混合好。
射程 L ： 射流轴向速度wm与射流初始速度w0的比值降低到某一不
不利。 ⑶周界风风速高于一次风，能增强一次风气流的刚性，防止其偏斜。 ⑷可托浮煤粉，防止煤粉从主气流中离析出来而增加不完全燃烧热损失。 ⑸在一次风煤粉气流与水冷壁之间形成屏障，避免一次风贴墙造成结渣。 ⑹可作为变煤种、变负荷时燃烧调整的手段。 • 周界风[如图6-4(a）] 、十字风或夹心风[如图6-3(d）] 、侧二次风[如图6-3(b）]
煤洁净技术简介
对洁净煤技术的认识李岩西安科技大学化学与化工学院化学工程与工艺1302班在写这份报告之前，请允许我浪费一点笔墨谈一下上周老师课的感受。
周老师讲课很有特色，语言简洁，能把复杂的专业名词讲的非常幽默风趣；举例实际，为了解释的更加详尽，总是可以举出一两个身边的例子；引导性强，在讲课的过程中经常介绍一些新奇的科学实验，很好地开拓了我们的视野。
谈完感受后就应该步入正题了，洁净煤技术是指从煤炭开发到利用的全过程中旨在减少污染排放与提高利用率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术。
洁净煤技术（CCT）一词源于美国，是控制煤炭污染新技术的总称。
一、洁净煤技术简介洁净煤技术（Clean Coal Technology），传统意义上的洁净煤技术主要是指煤炭的净化技术及一些加工转化技术，即煤炭的洗选、配煤、型煤以及粉煤灰的综合利用技术，国外煤炭的洗选及配煤技术相当成熟，一被广泛采用；目前意义上洁净煤技术是指高技术含量的洁净煤技术，发展的主要方向是煤炭的气化、液化、煤炭高效燃烧与发电技术等等。
它是旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制新技术的总称，是当前世界各国解决环境问题的主导技术之一，也是高新技术国际竞争的一个重要领域。
根据我国的国情，洁净技术包括以下几个方面：选煤，型煤，水煤浆，超临界发电，先进的燃烧器，流化床燃烧，煤气化联合循环发电，烟道气净化，煤炭气化，煤炭液化，燃料电池。
1.选煤：也称洗煤，从原煤中分选出符合用户质量要求的精煤的过程。
炼焦用煤对灰分、硫分均有一定要求，必须使用经过洗选的精煤。
煤的岩相组成以及煤中矿物质的数量、种类、性质和分布状态，都是影响煤的可选性的因素。
针对原煤可选性的难易程度，选煤厂常用的工艺有跳汰、重介旋流器、重介浅槽、动筛跳汰、浮选等。
其他选煤方法还有风选，螺旋分选等。
2.型煤：是以粉煤为主要原料，按具体用途所要求得配比，机械强度和形状大小经机械加工压制成型的，具有一定强度和尺寸及形状各异的煤成品。
洁净煤技术及概况
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
洁净煤技术及概况
洁净煤技术
洁净煤技术是指在煤炭从开发到利用全过程中，旨在减少污染排放与提
高利用效率的加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。
洁净煤技术国外发展概况
年3 月美国率先推出”洁净煤技术示范计划（CCTP）”，主要包含四个方面：(1) 先进的燃煤发电技术（整体煤气化联合循环发电－IGCC，流化床燃烧－CFBC，改进燃烧和直接燃煤热机）；(2) 环境保护设备（NOX 与SOx 控制）；(3) 煤炭加工成洁净能源技术（洗选、温和气化、液化）；(4) 工业应用（炼铁、水泥及其他行业控制硫、氮、灰尘排放和烟气回收洗涤等）。
已有13 项取得初步商业化成果。
欧共体国家正在研究开发的项目有煤气化联合循环发电（IGCC），煤和生物质及废弃物联合气化（或燃烧），循环流化床燃烧，固体燃料气化与燃料电池联合循环技术等。
日本近年来开始较大幅度的增加煤炭的消费量，发展洁净煤技术成为热点。
正在开发的项目包括(1) 提高煤炭利用效率的技术，如IGCC、CFBC 和PFBC；(2) 脱硫、脱氮技术，如先进的煤炭洗选技术，氧燃烧技术，先进的废烟处理技术，先进的焦炭生产技术等；(3) 煤炭转化技术，如煤炭直接液化，加氢气化，煤气化联合燃料电池和煤的热解等；(4) 粉煤灰的有效利用技术。
洁净煤技术国内发展概况
我国围绕提高煤炭开发利用效率、减轻对环境污染开展了大量的研究开
发和推广工作。
随着国家宏观发展战略的转变，洁净煤技术作为可持续发展和实现两个根本转变的战略措施之一，得到政府的大力支持。
1995 年国务院成立了”国家洁净煤技术推广规划领导小组”，组织制定了《中国洁净煤技术”九五”。
洁净煤技术——第6章 动力配煤
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j=1
如适应某一炉型的第i个技术指标上限为Ai，下限为Bi，则用n种单 煤配制的第i个技术指标就必须在Ai～Bi之间
由于一个煤场或配煤单位，在一个单位时间内（如一周、一月或 一季）配制动力配煤，可能因缺少某种单煤而影响配煤计划的完成， 因此就必须有另一个约束条件来限制短缺煤种的配比。若在一定时期 计划配煤S吨，但第j种单煤只有Hj吨，为了保证计划的完成，就必须 使第j种单煤占配煤比Xj不能大于其资源量Hj在配煤S中的比
质量在线检测
堆高机储料
图6-3 现代化大型动力配煤生产线工艺流程
优质块煤外销 劣质块煤破碎
第二节 动力配煤工艺
配煤 称量
堆放
电脑 混合 均化
添加剂 称量
成型
堆放
图6-4 加入添加剂配煤的生产流程
第二节 动力配煤工艺
二、动力配煤的主要设备
➢ 输送设备 输送设备是动力配煤生产线中联接各个生产环节，使生产线能有效运
由n种单煤配煤，其配比之和必须正好达到100%。并且各种单煤 的配比均为正值
n
Bi ≤ TijXj ≤Ai j=1
n
Xj =100%
j=1
第一节 动力配煤原理及意义
确定目标函数
追求成本最低 追求优质煤配比最小
为提高配煤单位经济效益，降低配煤成本是配煤单位首先应追
求的目标。假设有n中单煤进行配煤，第j种单煤的成本价为Cj，
第6章 动力配煤
本章重点
配煤意义 配煤原理 动力配煤的质量标准与工艺流程 中国动力配煤技术发展现状 炼焦配煤的质量标准
本章难点
洁净煤技术
程；此外还有单跳汰和单重介流程。
（3）产品脱水：包括块煤和末煤的脱水，浮选精煤脱水，煤泥脱水。 （4）产品干燥：利用热能对煤进行干燥，一般在比较严寒的地区采用。 （5）煤泥水的处理。 选煤原则流程 煤炭洗选的作用：
（1）提高煤炭质量，减少燃煤污染物排放
煤炭洗选可脱除煤中50%－80％的灰分、30%－40％的全硫（或60%~80% 的无机硫），燃用洗选煤可有效减少烟尘、SO2和NOx的排放，入洗1亿t动力 煤一般可减排60～70万tSO2，去除矸石16Mt。
电（出力占20～25%），排出的烟气再进入另一台锅炉，利用产生
的蒸汽带动汽轮机发电，形成燃气、蒸汽两部分联合发电。 炉内生成的SO2与加入石灰石生成CaSO4脱掉，NOX也大大减少。
我国已建成江苏贾汪200MW电厂PFBC-CC示范工程。
（4）整体煤气化联合循环发电（IGCC）技术 排出的烟气进入锅炉，产生蒸汽带动汽轮机发电。 IGCC电厂优点：环保性能好，除硫率达98～99%，NOX和CO2排
第七章
洁净煤技术
一、煤炭资源与环境保护
构成煤炭有机质的元素主要有碳、氢、氧、氮和硫等，此外， 还有极少量的磷、氟、氯和砷等元素。碳、氢、氧是煤炭有机质 的主体，占95％以上；煤化程度越深，碳的含量越高，氢和氧的 含量越低。碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的元素，氧是助燃 元素。煤炭燃烧时，氮不产生热量，在高温下转变成氮氧化合物
（2）煤的洗选技术
煤炭洗选是利用煤和杂质（矸石）的物理、化学性质的差异，
通过物理、化学或微生物分选的方法使煤和杂质有效分离，并加 工成质量均匀、用途不同的煤炭产品的一种加工技术。按选煤方
法的不同，可分为物理选煤、物理化学选煤、化学选煤及微生物
选煤等。 物理选煤是根据煤炭和杂质物理性质（如粒度、密度、硬度、 磁性及电性等）上的差异进行分选，主要的物理分选方法有①重 力选煤，包括跳汰选煤、重介质选煤、斜槽选煤、摇床选煤、风
洁净煤技术
洁净煤技术洁净煤(CleanCoal)一词是 20 世纪 80 年代初期美国和加拿大关于解决两国边 境酸雨问题谈判的特使德鲁·刘易斯(Drew Lewis，美国)和威廉姆·戴维斯 (WilliamDavis)，加拿大)提出的。
洁净煤技术英文是 Clean Coal Technology，简 称 CCT，其含义是：旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染 控制等新技术的总称。
当前已成为世界各国解决环境问题主导技术之一，也是高 技术国际竞争的一个重要领域。
由于中国煤炭开采和利用的特点决定， 中国洁净煤技术领域与国外洁净煤技 术领域重点放在燃烧发电技术上有所不同，含盖从煤炭开采到利用全过程，是煤 炭开发和利用中旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等 新技术的总称。
一、我国能源发展现状及展望1、我国能源发展现状 、 改革开放以来，我国能源工业的发展取得了显著成绩，1995 年全国一次能 源的生产和消费总量分别达到 12.39 亿吨和 12.9 亿吨，其中，煤炭产量 13.6 亿吨，居世界各国之首；原油产量 1.49 亿吨，居世界各国第五位；天然气 176 亿立方米；发电量 10070 亿千瓦时，成为世界第二大电力生产国。
2006 年我国 原煤产量完成 232526 万吨，同比（2005 年，以下同）增加 17394.7 万吨，增长 8.1%，增幅同比上升 0.1 个百分点，为连续第二年煤炭产量呈一位数增长速度。
随着国民经济的快速发展，我国重工业化程度不断增强，主要用煤行业火电、粗 钢、水泥、化肥产品产量继续保持高速增长，特别是电煤需求激增。
2006 年我 国煤炭消费量达到 230021.55 万吨，同比增加 19495.05 万吨，增长 9.26%，增速 比 2005 年上升 0.14 个百分点；同时，国内市场煤炭实际消费量达到 220900 万 吨，同比增长 5.02%，比 2005 年下降了约 3 个百分点。
洁净煤技术
洁净煤技术
洁净煤技术是一种利用先进技术和设备降低煤燃烧过程中产生的污染物排放的方法。
主要包括以下几个方面：
1.燃烧优化：通过优化煤的燃烧过程，调整燃烧工况和控制燃烧参数，降低煤燃烧过程中产生的氮氧化物（NOx）和二氧化硫（SO2）排放。
2.脱硫技术：通过在煤燃烧过程中加入脱硫剂或使用脱硫设备，将燃烧产生的SO2转化为可吸收的硫酸盐，进一步减少SO2排放。
常见的脱硫技术包括石灰石脱硫法、湿法石膏法等。
3.除尘技术：利用除尘器设备去除煤燃烧过程中产生的烟尘和颗粒物，降低大气中的悬浮颗粒物浓度。
常见的除尘技术有电除尘、静电布袋除尘、湿式除尘等。
4.脱氮技术：采用脱氮装置或添加脱氮剂，减少煤燃烧过程中产生的NOx排放。
主要的脱氮技术包括选择性催化还原法（SCR）、选择性非催化还原法（SNCR）等。
5.煤质改进：通过煤的精选、洗选等工艺，减少煤中的杂质含量，提高煤的燃烧效率，降低污染物排放。
这些洁净煤技术的应用可以有效地降低燃煤电厂、工业锅炉等煤燃烧设备的环境污染问题，减少空气污染物的排放量，改善空气质量，保护环境和人民健康。
它们对于实现清洁能源和可持续发展目标具有重要意义。
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第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
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第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
四、单只燃烧器的热功率
n 单只燃烧器功率过大，会带来以下几个问题： (1) 炉膛受热面局部热负荷过高，易于结渣。 (2) 炉膛受热面局部热负荷过高，易引起水冷壁的传热恶化和
直流锅炉的水动力多值性。 (3) 切换或启停燃烧器对炉内火焰燃烧的稳定性影响较大。 (4) 切换或启停燃烧器对炉膛出口烟温的影响较大，影响过热
使着火区保持比较高的煤粉浓度， 以减少着火热；燃烧放热比较集中， 使着火区保持高温燃烧状态，适用 于难燃煤；煤粉气流刚性增强，不 易偏斜贴墙。同时，卷吸高温烟气 的能力加强。
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第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
(3) 一次风集中布置的问题
n着火区煤粉高度集中，可能造成着火区供氧不足， 延缓燃烧进程；
而对一次风射流外缘的烟气卷吸作用没有明显的影响； (2) 高速的夹心风提高了一次风射流的刚度，能防止气流偏
斜，而且增强了煤粉气流内部的扰动，这对加速外缘火 焰向中心的传播是有利的； (3) 夹心风速度较大时，一次风射流扩展角减小，煤粉气流 扩散减弱，这对于减轻和避免煤粉气流贴壁，防止结渣 有一定作用； (4) 可作为变煤种、变负荷时燃烧调整的手段之一。
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2、“自点燃”作用
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四、四角切圆燃烧的气流偏斜及切圆直径
1、气流偏斜问题
n 从燃烧角度看，二次风温愈高，愈能强化燃烧，并能在低 负荷运行时增强着火的稳定性。
n 二次风温的提高受到空气预热器传热面积的限制，传热面 积愈大，金属耗量就愈多，不但增加投资，而且将使预热
器结构庞大，不便布置。
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第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
六、三次风、周界风、夹心风
1、三次风
n 概念： n 在中储式制粉系统中，细粉分离器将煤粉和输送煤粉的空
煤粉气流的速度要高，能增加一次风气流的刚度，防止气 流偏斜；并能托住煤粉，防止煤粉从主气流中分离出来而 引起不完全燃烧； (4) 高速周界风有利于卷吸高温烟气， 促进着火，并加速一、二次风的混合过程。
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第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
3、夹心风
n 夹心风的作用： (1) 补充火焰中心的氧气，同时也降低了着火区的温度，
高，汽温调节幅度增大。同时增大过热器热偏差。 (3) 三次风高速射入，使火焰残余旋转增大，同时飞灰可燃物
增加； (4) 三次风量较大时，风速也增大，易扰乱炉正常的空气流 动，
引起火焰贴墙结渣。
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2、周界风
n 周界风的作用是： (1) 冷却一次风喷口，防止喷口烧坏或变形； (2) 少量热空气与煤粉火焰及时混合。 (3) 周界风的速度比
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第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
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第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
八、大容量锅炉的典型燃烧器结构
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九、直流式燃烧器布置方式
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n 我国不少电厂对四角切圆燃烧方式进行了改进，其主要特 点为：
分离后，形成乏气。乏气中带有10%的细煤粉。这部分乏气 一般送入炉膛燃烧，形成三次风。三次风的特点是温度低， 水分大，煤粉细。
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第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
n 三次风对燃烧及汽温调节的不利影响： (1) 使火焰温度降低，燃烧不稳定。 (2) 火焰拖长，炉膛出口烟温升高，使过热汽温与再热汽温偏
焰的粘度很大，到达炉膛出处，残余旋转较大，这将使炉 膛出口烟温分布不均匀程度加大，因而既容易引起较大的 热偏差，也可能导致过热器结渣或超温。
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第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
五、一次风与二次风
1 一次风量
n 一次风量应该既能满足煤粉中挥发分着火燃烧所需的氧量， 又能满足输送煤粉的需要。如果同时满足这两个条件有矛 盾，则应首先考虑输送煤粉的需要。
引起燃烧器出口气流偏斜的主要原因是： （1）邻角气流的撞击是气流偏斜的主要原因。 （2）射流偏斜还受射流两侧“补气”条件的影响。 （3）燃烧器的高宽比(hr/b)对射流弯曲变形影响较大。 （4）当燃烧器多层布置时，上层气流不断的被卷吸到下层气
流中，加上气流受热膨胀的影响，使气流容积流量增大， 旋涡直径相应增大，一般可使实际切圆直径膨胀到假想 切圆直径的8~10倍。
器的安全性和汽温调节。 (5) 一、二次风的气流太厚，不利风粉混合。 (6) 燃烧调节不太灵活。
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五、旋转火焰的特性
n 根据气流的旋流强度的大小，旋流式燃烧器形成的火焰形 状可能有三种：封闭式火焰、开放式火焰、飞边火焰。
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2、切圆直径过大问题
n 优点： 上游邻角火焰向下游煤粉气流的根部靠近，煤粉的着火条 件较好。这时炉内气流旋转强烈，气流扰动大，使后期燃 烧阶段可燃物与空气流的混合加强，有利于煤粉的燃尽。
n 问题： (1) 火焰容易贴墙，引起结渣； (2) 着火过于靠近喷口，容易烧坏喷口； (3) 火焰旋转强烈时，产生的旋转动量矩大，同时因为高温火
壁附近区域造成氧化性气氛，可提高灰熔点温度，减轻水 冷壁的结渣。还可以降低ＮＯx的生成量。适用于燃用烟煤 及挥发分较高的贫煤。
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第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
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第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
(2) 一次风正切圆、二次风反切圆布置。这种布置方法可减弱 炉膛出口的残余旋转，从而减小了过热器的热偏差，并能 防止结渣。
(1) 一、二次风不等切圆布置。这种方法是将一、二次喷口按 不同角度组织切圆，二次风靠炉墙一侧，一次风靠内侧布
置。这种布置方式既保持了邻角相互点燃的优势，又使炉
内气流流动稳定，火焰不贴炉墙，因而防止了结渣。但容
易引起煤粉气流与二次风的混合不良，可燃物的燃烧不充
分。一次风喷口以小切圆方式布置，二次风喷口射出的气 流与一次风气流偏转一个角度，即称为偏转二次风，如图612所示。这种方法的特点是在燃料着火后，及时供应二次 风，将火焰与炉墙“隔开”，形成一层“气幕”，在水冷
(3) 一次风对冲、二次风切圆布置。这种方法减小了炉内一次 风气流的实际切圆直径，使煤粉气流不易贴壁，因而能防 止结渣，而且能减弱气流的残余旋转。
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第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
十、四角切圆燃烧锅炉的残余旋转
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第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
第三节 旋流式燃烧器
一、旋流式燃烧器的工作原理
n (1) 受热面积灰、结渣； n (2) 受热面金属表面的高温腐蚀； n (3) 蒸发受热面中水动力的安全性； n (4) 氧化氮等污染物的生成； n (5) 火焰在炉膛容积中的充满程度。
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第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
燃烧器的作用
n 作用：将煤粉与空气混合气流按有利的方式送入炉膛，造 成有利的空气动力场，保证煤粉气流及时着火、强烈燃烧、 洁净燃烧、良好燃尽。
第六章燃烧设备和洁净 煤燃烧技术
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2020/11/28
第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
第一节 锅炉燃烧设备概述
一、不同的煤燃烧方式
火床炉，煤粉炉，循环流化床锅炉
二、煤粉锅炉燃烧设备的组成
炉膛+燃烧器+供风设备+制粉设备
三、煤粉燃烧器的作用与类型
燃烧器输送煤粉和一次空气，组织煤粉气流的着火、 稳定和低污染燃烧。
n一次风喷嘴附近为高温区，喷嘴易变形，使喷嘴出 口附近气流速度分布不均，容易出现空气、煤粉分层 现象。
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第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
三、四角布置直流燃烧器的工作原理
1、工作原理主要表现为几个过程：
(1) 煤粉气流卷吸高温烟气而被加热的过程； (2) 射流的相互撞击、射流两侧的补气及压力平衡过程； (3) 煤粉气流的着火过程； (4) 煤粉与二次风空气的混合过程； (5) 四股气流形成的切圆旋转过程； (6) 焦碳的燃尽过程。
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第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
4 二次风量和风速
n 二次风是在煤粉气流着火后混入的。由于高温火焰的粘度 很大，二次风必须以很高的速度才能穿透火焰，以增强空 气与焦碳粒子表面的接触和混合，故通常二次风速比一次 风速提高一倍以上。
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第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
5 二次风温
n 分类： n 直第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
第二节 直流式煤粉燃烧器
一、直流式煤粉燃烧器的特性
1．不旋转，射流扩展角小，卷吸能力小，单只燃烧器的 着火性能差，炉膛充满度差；
2．射流衰减慢，射程远，后期混合好，有利于煤粉燃尽； 3．采用四角布置，相互配合时，相互点燃，着火好，混
n 一次风量通常用一次风量占总风量的比值表示，称为一次 风率。
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第六章燃烧设备和洁净煤燃烧技术
2 一次风速
n 一次风速不但决定着火燃烧的稳定性，而且还影响着一次 风气流的刚度。
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