《煤粉炉和点火装置》PPT课件.ppt

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1、第四节 煤粉炉及点火装置 一、炉膛结构及要求 炉膛也称为燃烧室，它是供煤粉燃烧的地方。 固态排渣煤粉炉的炉膛结构如图 5-7所示。结 构要素：长方体空间，其四周布满水冷壁。 炉底 冷灰斗 。 炉顶 顶棚管过热器 。 炉膛上部 悬挂有屏式过热器。炉膛后上方为 烟 气出口 。 炉膛出口的下部有后水冷壁弯曲而成的 折焰角 (俗称鼻子 )。 炉膛：燃烧空间，换热部件。 结构应保证燃料完全燃烧，又能使炉膛 出口烟温降低到灰熔点以下，以便使出口以 后对流受热面不结渣。 炉膛应满足以下要求： (1)良好的炉内空气动力特性 。指避免 火焰冲击炉墙，防止炉膛水冷壁结渣，减少 炉内死滞旋涡区，保证煤粉燃烧过程有足

2、够 空间和时间。 (2)能布置足够的受热面，将 炉膛出 口烟温 降到容许的数值，以保证炉膛出 口及其后的受热面不结渣。 (3)有合适的 热强度 。按热强度确定 的炉膛容积及其截面尺寸和高度应能满 足煤粉气流在炉内充分发展、均匀混合 和完全燃烧的要求。 二、炉膛热强度 炉膛热强度包括 炉膛容积热强度 、 炉膛断面 热强度 和 燃烧器区域壁面热强度 。 1炉膛容积热强度和断面热强度 炉膛容积常由炉膛容积热强度来决定。炉膛容 积热强度是指单位时间、单位炉膛容积放出的热 量，即 式中 qv 炉膛容积热强度， kW m3； Vl 炉膛容积， m3。 2)-(5 3, kW /mVBQq l n e ta

3、r v 对于一定参数、一定容量的锅炉来说， 燃料单位时间在炉内的放热量是一定的。 因此 qv取得大，炉膛容积就小；取得小， 炉膛容积就大。 qv过大，炉膛容积就过小，煤粉在炉内 停留时间短，燃烧不完全，同时水冷壁面积 小，炉温过高，容易造成结渣。 qv过小，炉膛容积就过大，炉膛温度过 低，对燃烧不利，同时使锅炉造价和金属耗 量增加。 经验数据见表 5-4。从表中可以看出、 越是容易燃烧的煤，所允许的值越 qv越大。 同样的炉膛容积，可以把炉膛做成瘦长形或矮 胖形。过于瘦长的炉膛，火焰的充满程度好，但燃 烧器区域由于没有足够水冷壁冷却烟气，引起燃烧 器区域结渣。过于矮胖的炉膛，会使燃烧器附近温

4、度低，对着火不利，而且火焰不易很好充满炉膛， 煤粉在炉内停留时间短，不完全燃烧热损失增加。 炉膛的大体形状常由炉膛断面热强度和炉膛容 积热强度一起来确定。炉膛断面热强度是指单位时 间、单位炉膛横断面积放出的热量，即 3)-(5 / 2, mkWABQq l n e tar A 当 qv一定时， qA取得大，炉膛横断面 Al就小， 炉膛就瘦长些 ; qA取得小，炉膛横断面 Al就 大，炉 膛就矮胖些。 经验数据见表 5-5。 炉膛断面热强度决定后，用式 (5-3)求得炉膛 横断面积，用它除炉膛容积，就得出炉膛平均高度， 但炉膛宽度和深度仍需要决定。 根据我国实际情况，低挥发分煤趋向于用直流 燃烧

5、器四角布置，这种炉子要求炉膛宽度与深度相 等，亦即宽深比等于 1，最大也不要超过 1.2。高挥 发分煤趋向于用前墙或前后墙布置的旋流燃烧器。 如旋流燃烧器布置在前墙，则炉膛深度不能太小， 以免火焰冲到后墙引起结渣。 另外，在决定炉膛宽度时还应考虑如下 因素 : (1)为了获得良好的蒸汽品质，汽包必 须保证一定长度，而炉膛宽度与汽包长度是 相配合的。 (2)炉膛宽度还应适应过热器系统的布 置。既不能太宽也不能太窄，太宽了蒸汽流 速过低，对过热器保护不利，而且烟气流速 也低，传热效果也差；太窄了蒸汽流速过高， 使过热蒸汽系统压降过大，而且烟气流速也 高，飞灰磨损严重。 (3)为了简化布置，尾部烟道

6、宽度通常 和炉膛宽度相同。因而在决定炉膛宽度时还 必须考虑尾部受热面的布置。 2燃烧器区域壁面热强度 对于大容量锅炉，仅仅采用 qV、 qA 指标，还不 能全面反映出炉内的热力特性。采用燃烧器区域 壁面热强度 qr作为炉膛设计和判断运行工况的辅 助指标。燃烧器区域壁面热强度是指单位时间、 单位燃烧器区域壁面面积放出的热量，即 式中 qr 燃烧器区域壁面热强度， kW m3； Ar 燃烧器区域的壁面面积， m2； a、 b 炉膛宽度和深度， m； n 燃烧器的层数； sr 燃烧器的间距， m。 )1)(2 4)-(5 / 2 2, msnbaA mkW A BQ q rr r n e tar r

7、 qr越大，说明火焰越集中，燃烧器区域的温度 水平就越高。这对燃料的着火和维持燃烧的稳定是 有利的。但过高 qr ，意味着火焰过分集中，使燃 烧器区域局部温度过高，容易造成燃烧器区域水冷 壁结渣。 按固态排渣煤粉炉： 对于褐煤， qr可取 O.931.16MW m2； 对贫煤和无烟煤 qr可取 1.4 2.1MW m2：； 对烟煤 qr可取 1.28 1.4MW m2。 三、煤粉炉的结渣 在固态排渣煤粉炉中，熔融的灰粒粘结并积聚 在受热面或炉墙上的现象，叫做结渣或称结焦。 1结渣的危害 结渣会严重危及锅炉运行的安全和经济，造成以 下不良后果： (1)受热面上结渣时，会使传热减弱，工质吸热 量减

8、少，排烟温度升高，排烟热损失增加，锅炉效 率降低，为了保持锅炉出力，在增加燃料量的同时 必须相应增加风量，这就使送、引风机负荷增加， 厂用电增加。 (2)受热面结渣时，为了保持出力，就必须增大 风量。若此时通风设备容量有限，加上结渣容易使 烟气通道局部堵塞，而使风量增加不上去，锅炉只 好被迫降低出力运行。 (3)炉内结渣后，炉膛出口烟温升高，导致过热汽温 升高，加上结渣不匀造成的热偏差，很容易引起过热器超 温损坏。此时，为了不使过热器超温，也需要限制锅炉出 力； (4)水冷壁结渣，会使自身各部分受热不均，以致膨胀 不勾或水循环不良，引起水冷壁管损坏。 (5)炉膛上部结渣掉落时，可能会破坏冷灰斗

9、的水冷壁； (6)冷灰斗处结渣严重时，会使冷灰斗出口逐渐堵塞， 使锅炉无法继续运行。 (7)燃烧器喷口结渣，会使炉内空气动力工况受到破坏， 从而影响燃烧过程的进行。喷口结渣严重而被堵塞时，锅 炉只好降低出力运行，甚至被迫停炉。 (8)结渣严重，除渣时间过长，可能导致灭火。 2结渣的过程和原因 在炉膛中心高温区域内，燃料中的灰分一般 为液态或呈软化状态。随着烟气的流动，烟温会 因水冷壁吸热而不断降低。当接触到受热面或炉 墙时，如果烟中的灰粒已冷却到固体状态，就不 会造成结渣；如烟中的灰粒仍保持软化或熔化状 态，就会粘结在壁面上，形成结渣。 结渣通常发生在炉内和炉膛出口的受热面上。 特别是未受水冷

10、壁保护的曝露面积较大的炉墙或 卫燃带上，因为它们表面的温度高而且又很粗糙， 液态渣粒很容易黏附上去。 结渣是一个自动加剧的过程。这是因为发生 结渣后，由于传热受阻，炉内烟气温度和渣层表 面温度都将升高，再加上渣层表面粗糙，渣与渣 之间的吸附力很大，渣粒就更容易粘附上去，从 而使结这过程愈演愈烈。 形成结渣的原因是温度过高和灰熔点过 低。 炉膛设计的容积热强度过大或锅炉超负 荷运行，使炉温过高；火焰偏斜，使高温火 焰靠近水冷壁，炉膛设计的断面热强度或燃 烧器区域壁面热强度过大，使燃烧器区域水 冷壁温度过高；炉底调风等使火焰中心上移， 以至炉膛出口烟温增高，这些都容易引起结 渣。 除煤质不好 (如

11、灰熔点低 )造成结渣外，炉 内空气供应不足，燃料与空气混合不充分等都 会在炉内产生较多的还原性气体 (CO等），以 至灰的熔点降低，引起或加剧了结渣。 吹灰、除渣不及时也会加重结渣。这是因 为积灰、结渣的壁面粗糙，容易结渣，而且随 着渣面温度的升高，结渣将自动加剧，越来越 重。 3防止结渣的措施 防止结渣主要也是从不使炉温过高和防 止灰熔点降低着手。主要措施如下： (1)防止壁面及受热面附近温度过高 炉膛热强度设计合理； 避免锅炉超负荷运行； 堵塞炉底漏风、降低炉膛负压； 不使空气量过大； 直流燃烧器尽量利用下排燃烧器、旋流 燃烧器适当加强二次风旋流强度等都能防止 火焰中心上移； 保持各给粉机

12、给粉量均衡，使直流燃 烧器四角气流的动量相等； 切圆合适 一二次风正确配合 风速适宜 防止燃烧器变形等。 (2)防止炉内生成过多还原性气体 保持合适的空气动力场、不使空气量 过小，能使炉内减少还原性气体，防止结渣。 (3)做好燃料管理，保持合适的煤粉细度和 均匀度 尽量固定燃料品种，避免燃料多变， 清除煤中的石块，均可使结渣的可能性 减小。保持合适的煤粉细度和均匀度， 不使煤粉过粗，以免火焰中心上移，导 致炉膛出口结渣，或者因煤粉落入冷灰 斗又燃烧而形成结渣。 (4）加强运行监视，及时吹灰除渣 运行中应根据仪表指示和实际观察来 判断是否有结渣。例如发现过热汽温偏高、 排烟温度升高、燃烧室负压减小等现象，就 要注意燃烧室及炉膛出口是否结渣。一旦发 现结渣，就应及时清除。此外吹灰器也应处 于完好状态，以保证定时有效地进行受热面 的吹灰工作。 (5)做好设备检修工作 检修时应根据运行中的结渣情况， 适当地调整燃烧器。检查燃烧器有无变 形烧坏情况，及时校正修复。检修时应 彻底清除积存灰渣，而且应做堵塞漏风 工作。