锅炉燃烧基础知识大全
31.
燃油设备为什么
都需要有可靠的接地?
燃料油是不良导体，在与空气、钢铁、布料等发生摩擦时，会产生静电，静电荷在油面上积聚，能产生很高的电压。一旦放电，就会产生火花，从而有可能引起油的燃烧与爆炸。为了防止事故发生，所有贮油、输油管线和设备，都必须有可靠的接地。马路上行驶的油罐车，下面拖一根链与地面接触，也是为了这一目的。
产生静电电压的高低，与油的流速、管道的材料和粗糙度、空气湿度及油中杂质含量有关。流速高、湿度低、管道粗糙度大，都使产生的静电电压高。因此，输油管线除了要有可靠的接地外，还要控制油速不能太高，保持管道内壁光滑。
32.
燃料油中灰分含量极少，
可以不考虑其危害吗?
燃料油中灰分含量确实很少，重油的质量指标规定：Aar≤0.3%，燃料油的实际灰分量一般不超过渡0.05%。灰分含量虽低，但对电厂锅炉的危害依然存在，甚至是严重的。主要表现在：
(1)灰分对油喷嘴产生磨损，影响雾化质量。
(2)燃油中的灰分含有钒、钠等碱金属元素，会在水冷壁、过热器、再热器等高温受热面管上形成高温粘结灰。
(3)燃油炉的高温积灰中，有较多的五氧化二钒及由钠形成含硫酸的复盐，它们都能破坏金属表面的氧化保护膜，从而在过热器和再热器上发生高温腐蚀。
(4)燃油中的灰分在低温受热面上沉积，除使受热面低温腐蚀加剧外，还有可能堵塞空气预热器管，严重时会因通风阻力大、风量不足而影响电厂锅炉出力。
33.
为什么燃油炉的积灰
有时可能比煤粉炉还严重?
燃料油中灰分虽然很少，但有时燃油炉的积灰情况却可能比煤粉炉还严重，尤其是燃烧含硫量较高的重油时会更为突出，其主要原因是：
(1)燃油灰分中有钒、钠等碱性金属元素，燃烧过程中形成低熔点氧化物，粘附于高温受热面上其粘性很强，促使其它灰粒也很快粘附上去。
(2)燃油中含硫量高时，低温腐蚀加剧，潮湿的受热面管表面使灰粒易于粘附上去。同时，燃油灰分中的钙先生成氧化钙，再与三氧化硫生成硫酸钙，可形成很牢固的积灰层。
(3)当燃烧不良时，会产生大量炭黑粒子，碳黑很细，吸附性强，容易吸附于省煤器和空气预热器管壁上。
(4)燃料油燃烧后生成的灰粒很细，易吸附于受热面上。它不象煤粉炉有较多的粗灰粒，不仅自身不易于吸附受热面上，还会因有较大的冲击动能，将已吸附上的细灰粒冲刷掉，不易形成厚的积灰层。
34.
什么是燃烧?什么是
完全燃烧与不完全燃烧?
所谓燃烧，是指燃料中的可燃物与空气中的氧发生强烈放热的化学反应过程。实质上燃烧是可燃物与氧的氧化反应，只是这种氧化反应应强烈到光放热的程度。
燃烧后的燃烧产物中不再含有可燃物质，即灰渣中没有剩余的固体可燃物，烟气中没有可燃气体存在时，称完全燃烧。
燃烧后的燃烧产物中还有剩余的可燃物存在时，称为不完全燃烧。
35.
什么是自燃与点燃?
所谓自燃，就是可燃物与空气的混物，由于温度升高或其它条件变化，在没有明火接近的情况下，而自动着火燃烧。例如，储煤场的堆煤、煤粉仓内的煤粉有时就会自燃。在大气温度下，煤也能进行缓慢地氧化，析出少量热量，如果散热条件不好，温度逐渐升高。温度的升高，促进氧化过程的加强，析出的热量更多，温度升高更快，当达到足够高的温度时，而自动着火燃烧，这就是自燃形成的过程。出现自燃时的温度，称自燃温度或自燃点，也叫着火温度。
着火的另一种方式是点燃。所谓点燃，是利用明火将可燃物与空气的混合物引燃。电厂锅炉的燃烧都是点燃的。
36.
煤粉炉内的火焰
是怎样保持稳定的?
煤粉电厂锅炉一般要求煤粉气流在离开燃烧器出口200——300mm处开始着火。如果着火距离太近，会烧坏燃眉之急烧器;而距离太远，又可能引起脱火，即灭火。流动着的煤粉气流点燃的火焰如何才能稳定在所要求的位置呢?这就要求煤粉气流度与火焰传播速度相配合，并为气流的着火提供足够的着火热源。
煤粉气流点燃后，火焰以一定的速度向未着火的一端传播，这个速度称火焰传播速成度。如果火焰传播速成度与气流速度相等，火焰就能保持稳定。如果气流速度低于火焰传播速成度，火焰将传播到燃烧器内，这种情况称回火。如果气流速度高于火焰传播速度，火焰将被“吹走”，后来的气流就不能着火，这种情况称为脱火，即灭火。
无论是回火或脱火都是所不希望的。而电厂锅炉燃烧器出口气流速度，一般已超过脱火极限，火焰自身难以保持稳定。煤粉气流必须从其它方面获得热量，使它加热到着火温度，才能连续着火，维持火焰稳定。这一热量的主要来源是火焰辐射及高温烟气向气流根部回流。
37.
燃料燃烧过程分哪几个
阶段?各阶段的特点是什么?
燃料从入炉内开始到燃烧完毕，大体上可分为如下三个阶段:
(1) 着火前准备阶段从燃料入炉至达到着火温度这一阶段称准备阶段。在这一阶段内，要完成水分蒸发，挥发分析出、燃料与空气混合物达到着火温度。显然，这一阶段是吸热过程，热量来源是火焰辐射及高温烟气回流。影响准备阶段时间长短的因素除燃烧器本身外，主要是炉内热烟气为煤粉气流提供热量的强弱，煤粉气流的数量、温度、浓度、挥发分含量及煤粉细度等。
(2) 燃烧阶段当达到着火温度后，挥发分首先着火燃烧，放出热量，使温度升高，焦炭被加热到较高温度而开始燃烧。燃烧阶段是强烈的放热过程，温度升高较快，化学反应强烈，这时碳粒表面往往会出现缺氧状态。强化燃烧阶段的关键是加强混合，使气流强烈扰动，以便向碳粒表面提供氧气，而将碳粒表面的二氧化碳扩散出去。
(3) 燃尽阶段主要是将燃烧阶段未燃尽的碳烧完。燃尽阶段剩余的碳虽然不多，但要完全燃尽却很困难，主要是存在着诸多不利于完全燃烧的因素，如少量的固定碳被灰包围着;氧气浓度已较低;气流的扰动渐趋衰减;炉内温度在逐步降低。如果燃料的挥发分低、灰分高、煤粉粗、炉膛容积小，完全燃尽将更困难。据试验，对细度R90=5%的煤粉，其中97%的可燃物可在25%的时间内燃尽，而其余3%的可燃物却要75%的时间才能燃尽。这也是实际电厂锅炉中不可能使可燃物彻底燃尽的基本原因。
38.
什么是燃烧速度?
燃烧速度与哪因素有关?
燃烧速度反映单位时间烧去可燃物的数量。由于燃烧是复杂的物理化学过程，燃烧速度的快慢，取决于可燃物与氧的化学反应速度以及氧和可燃物的接触混合速度。前者称化学反应速度，也称化学条件;后者称物理混合速度，也称物理条件。
化学反应速度与反应空间的压力、温度、反应物质浓度有关，且成正比。对于电厂锅炉的实际燃烧，影响化学反应速度的主要因素是炉内温度，炉温高，化学反应速度快。
燃烧速度除与化学反应速度有关外，还取决气流向碳粒表面输送氧气的快慢，即物理混合速度。而物理混合速度取决于空气与燃料的相对速度、气流扰动情况、扩散速度等。
化学反应速度、物理混合速度是相互关联的，对燃烧速度均起制约作用。例如，高温条件下应有较高的化学反应速度，但若物理混合速度低，氧气浓度下降，可燃物得不到充足的氧气供应，结果燃烧速度也必然下降。因此，只有在化学条件和物理条件都比较适应的情况下，才能获得较快的燃烧速度。
39.
燃料迅速而完全燃烧
的基本条件有哪些?
燃烧能迅速而又完全燃烧的基本条件主要有：
(1)相当高的炉膛温度温度是燃烧化学反应的基本条件，对燃料的着火、稳定燃烧、燃尽均有重大影响，维持炉内适当高的温度是至重要的。当然，炉内温度太高时，需要考虑电厂锅炉的结渣问题。
(2)适量的空气供应适量的空气供应，是为燃料提供足够的氧气，它是燃烧反应的原始条件。空气供应不足，可燃物得不到足够的氧气，也就不能达到完全燃烧。但空气量过大，又会导致炉温下降及排烟损失增大。
(3)良好的混合条件混合是燃烧反应的重要物理条件。混合使炉内热烟气回流对煤粉气流进行加热，以使其迅速着火。混合使炉内气流强烈扰动，对燃烧阶段向碳粒表面提供氧气，向外扩散二氧化碳，以及燃烧后期促使燃料的燃尽，都是必不可少的条件。
(4)足够的燃烧时间燃料在炉内停留足够的时间，才能达到可燃物的高度燃尽，这就要求有足够大的炉膛容积。炉膛容积与电厂锅炉容量成正比。当然炉膛容积也与燃料燃烧特性有关，易于燃烧的燃料，炉膛容积可相对小些。比如相同容量的电厂锅炉，燃油炉的炉膛容积要比煤粉炉的小，而烧无烟消云散煤的炉膛容积要比烧烟煤的炉膛容积稍大些。
40.
什么是煤粉炉的
一、二、三次风?
它们的作用是什么?
在煤粉中，一次风是通过管道输送煤粉进炉膛的那部分空气。它可以是热空气，也可以是制粉系统的乏气。它的作用除了维持一定的气粉混合物浓度以便于输送外，还要为燃料在燃烧初期提供足够的氧气。
二次风是通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气，进入炉膛后才逐渐和一次风相混合。二次风为碳的燃烧提供氧气，并能加强气流的扰动，促进高温烟气的回流，促进可燃物与氧气的混合，为完全燃烧提供条件。
在燃用不易着、燃烧稳定性差的无烟煤、贫煤或其它高水分一次风。这时，制粉系统的乏气通过单独的管道与喷口，直接喷送到炉膛称为三次风。三次风内约含10%左右的细煤粉，风量约占总风量的15%左右。某些电厂锅炉因某种用途通过专用喷口入炉膛的热风，也称三次风。
41.
什么是着火热?
对粉炉来说，将煤粉气流加热至着火温度所需的热量，称着火热。着火热也就是燃烧准备阶段所需的热量。着火热的大小与一次风量的大小、一次风温的高低以及燃料着火温度的高低等有关。煤的挥发分含量高，着火温度低，所需着火热少。着火热的来源，主要是炉内火焰辐射热及高温烟气的回流加热。
为了使燃烧迅速着火，一方面要迅速提供着火热，一方面要设法减小着火热需要量，其基本措施是：
(1)从煤粉气流初始温度考虑，应采用热风送粉，即提高一次风的温度。
(2)从减小煤粉由加热到着火所需的热量考虑，适当提高一次风中的煤粉浓度，即采用较低的一次风率。
(3)从为煤粉气流提供热量条件考虑，要设法提高燃烧区域的温度;以及加强热烟气的回流。
(4)采用较细煤粉及较低的一次风速。
42.
一次风率与一次风温
对燃烧过程有何影响?
一次风量占总风量的百分数称一并次风率。一次风率的大小，涉及到需要着火热的多少，从而影响着火的迟早。一般确定一次风率时，一方面考虑要有一个合适的风粉比例，以便获得较大的火焰传播速度，利于稳定着火;另一方面要考虑一次风所提供的氧气，能满足挥发分着火燃烧的需要。因此，一次风率应主要根据挥发分含量多少来确定，挥发低的煤，一次风率应小些。
一次风温的高低，也直接影响所需着火热的多少。一次风温高，减小着火热需要量，从而可加快燃料的着火。由于挥发分含量影响着火的迟早，一次风温要根据挥发分的多少来确定。一般挥发分高的煤，可采用较低的一次风温，若一次风温太高，由于着火点太靠近燃烧器，而有可能烧坏燃烧器。挥发分低的煤，则应采用较高的一次风温，如无烟煤、劣质烟煤及某些贫煤，应采用热风送粉。
43.
一、二次风速根据什么确定?
煤粉气流离开燃烧器出口时的一次风速，对着火程有明显的影响，一次风速过高，会使着火距离拉长，使燃烧不稳，严重时会造成灭火。一次风速过低时，不仅引起着火过早，使燃烧器喷口过热烧坏，也易造成煤粉管道堵塞。
最适宜的一次风速与燃用煤种和燃烧器型式有关，一般挥发分高的煤，因其着火点低，火焰传播速度快，一次风速应高些;挥发分低的煤，一次风速则应低些。直流燃烧器的一次风速一般要比旋流燃烧器的一次风速稍高些。
二次风速一般要比一次风速高些，这一方面是要求二次风对一次风应起引射作用，另一方面涉及到一、二次风混合迟早以及燃烧期间，特别是燃烧后期，气流扰动的强弱程度。二次风速高，一、二次风混合较迟;二次风速低，一、二次风混合将提前。从燃烧角度考虑，二次风应在煤粉气流着火后、燃烧迅速发展需要大量氧气时，开始与一次风混合，且宜分批混入。
若一、二次风混合太早，相当于增大了一次风量，对燃料的着火不利。若一、二次风混合太迟，会使着火后的燃烧缺氧，对燃烧过程的迅速发展不利。故二次风速的高低，应根据燃料着火、燃烧发展的需要来确定，即根据燃煤挥发分含量的多少以及燃烧器的型式来确定。
一、二次风速应保持适当的比例关系。
44.
三次风从什么位置喷入炉膛较合适?
三次风是制粉系统的乏气。它的特点是含有少量的细煤粉身碎骨，温度较低，且含有一定量的水蒸气，自着火燃烧条件不好。目前，三次风喷入炉膛的位置有两种情况，一种是从主燃烧器的下部送入炉膛，另一种是从主燃烧器的上部送入炉膛。
三次风从主燃烧器下部送入炉膛时，低温的三次风会使主燃烧器燃烧区域的温度降低，对煤粉气流的着火、燃烧不利。三次风从主燃烧器上部送入炉膛时，对主燃烧器煤粉气流的着火、燃烧影向较小，但对三次风本身燃烧不利，这是因为三次风喷入位置的烟温已开始降低;三次风喷口到炉膛出口的距离较短，使三次风中的煤粉在煤粉大炉内的停留时间缩短，影响煤粉的完全燃烧程度。
考虑到三次风中的煤粉较细，所需燃烧时间较短，以及从整个电厂锅炉的燃烧大局出发，现在大多数电厂锅炉的三次风是从主燃烧器上部送入炉膛的。
45.
三次风的速度为什么都比较高?
电厂锅炉烟气的粘度特性与其它流体的粘度特性是不相同原，随着温度的升高，粘度值也在增大。炉膛中烟气温度很高，其粘度也就比较大。低温的三次风送入炉膛后，只有和高温烟气很好地混合，才能达到着火、燃烧的目的。如果三次风出口流速很低，它就不可能很好地混合到粘度很高的高温烟气中，而很有可能沿炉墙边缘向上流向炉膛出口，由于得不到高温烟气的充分加热，也就达不到良好的完全燃烧，影响电厂锅炉的经济性。只有采用较高的三次风速，它才有充足的动能混合到粘度较高温烟气中，得到高温烟气的充分加热，达到完全燃烧的目的。因此，一般电厂锅炉的三次风速都设计得比较高，大约为50—60/s。
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