第第5 5章章 工业锅炉的燃烧设备工业锅炉的燃烧设备5.1 5.1 5.1 5.1 燃料的燃烧过程燃料的燃烧过程燃料的燃烧过程燃料的燃烧过程5.2 5.2 5.2 5.2 固定炉排炉（手烧炉）固定炉排炉（手烧炉）固定炉排炉（手烧炉）固定炉排炉（手烧炉）5.3 5.3 5.3 5.3 下饲式炉下饲式炉下饲式炉下饲式炉5.4 5.4 5.4 5.4 链条炉排炉链条炉排炉链条炉排炉链条炉排炉5.5 5.5 5.5 5.5 往复炉排炉往复炉排炉往复炉排炉往复炉排炉5.6 5.6 5.6 5.6 抛煤机炉抛煤机炉抛煤机炉抛煤机炉5.7 5.7 5.7 5.7 流化床锅炉流化床锅炉流化床锅炉流化床锅炉5.8 5.8 5.8 5.8 煤粉燃烧锅炉煤粉燃烧锅炉煤粉燃烧锅炉煤粉燃烧锅炉5.9 5.9 5.9 5.9 燃油锅炉燃油锅炉燃油锅炉燃油锅炉5.10 5.10 5.10 5.10 燃气锅炉燃气锅炉燃气锅炉燃气锅炉5.11 5.11 5.11 5.11 工业锅炉燃烧设备的热力特性工业锅炉燃烧设备的热力特性工业锅炉燃烧设备的热力特性工业锅炉燃烧设备的热力特性燃烧设备燃烧设备燃烧设备燃烧设备燃烧过程燃烧过程燃烧过程燃烧过程热力特性热力特性热力特性热力特性复习题复习题1. 1.层燃炉层燃炉层燃炉层燃炉固体燃料被层铺在炉排上进行层状燃烧的炉子，固体燃料被层铺在炉排上进行层状燃烧的炉子，固体燃料被层铺在炉排上进行层状燃烧的炉子，固体燃料被层铺在炉排上进行层状燃烧的炉子， 如：手烧炉、链条炉、抛煤机炉等；如：手烧炉、链条炉、抛煤机炉等；如：手烧炉、链条炉、抛煤机炉等；如：手烧炉、链条炉、抛煤机炉等；2. 2.室燃炉室燃炉室燃炉室燃炉燃料呈雾状细颗粒随空气喷入炉内呈悬浮状燃烧燃料呈雾状细颗粒随空气喷入炉内呈悬浮状燃烧燃料呈雾状细颗粒随空气喷入炉内呈悬浮状燃烧燃料呈雾状细颗粒随空气喷入炉内呈悬浮状燃烧 的炉子，的炉子，的炉子，的炉子，如：煤粉炉、油炉、气炉等；如：煤粉炉、油炉、气炉等；如：煤粉炉、油炉、气炉等；如：煤粉炉、油炉、气炉等； 3. 3.沸腾炉沸腾炉沸腾炉沸腾炉燃料被气流托起携带呈上下翻滚沸腾状燃烧的炉燃料被气流托起携带呈上下翻滚沸腾状燃烧的炉燃料被气流托起携带呈上下翻滚沸腾状燃烧的炉燃料被气流托起携带呈上下翻滚沸腾状燃烧的炉 如：流化床、鼓泡床、循环流化床、增压流化床等。如：流化床、鼓泡床、循环流化床、增压流化床等。如：流化床、鼓泡床、循环流化床、增压流化床等。如：流化床、鼓泡床、循环流化床、增压流化床等。 燃烧设备的分类燃烧设备的分类一、煤的燃烧过程一、煤的燃烧过程二、燃料油的燃烧过程二、燃料油的燃烧过程三、气体燃料的燃烧过程三、气体燃料的燃烧过程5.1 5.1 燃料的燃烧过程燃料的燃烧过程超细化煤粉再燃低超细化煤粉再燃低NOxNOx燃烧技术燃烧技术1 1 1 1、煤燃烧的四个阶段、煤燃烧的四个阶段、煤燃烧的四个阶段、煤燃烧的四个阶段煤的干燥（水分蒸发）阶段煤的干燥（水分蒸发）阶段煤的干燥（水分蒸发）阶段煤的干燥（水分蒸发）阶段挥发分析出与焦碳形成阶段挥发分析出与焦碳形成阶段挥发分析出与焦碳形成阶段挥发分析出与焦碳形成阶段挥发分与焦碳的着火燃烧阶段挥发分与焦碳的着火燃烧阶段挥发分与焦碳的着火燃烧阶段挥发分与焦碳的着火燃烧阶段灰渣形成阶段灰渣形成阶段灰渣形成阶段灰渣形成阶段2 2 2 2、对燃煤设备的要求、对燃煤设备的要求、对燃煤设备的要求、对燃煤设备的要求保持一定的高温环境；保持一定的高温环境；保持一定的高温环境；保持一定的高温环境；供应充足而适量的空气（供应充足而适量的空气（供应充足而适量的空气（供应充足而适量的空气（示例示例示例示例）；）；）；）；保证充分的混合，并提供燃烧所需的时间和空间；保证充分的混合，并提供燃烧所需的时间和空间；保证充分的混合，并提供燃烧所需的时间和空间；保证充分的混合，并提供燃烧所需的时间和空间；及时排除燃烧及时排除燃烧及时排除燃烧及时排除燃烧燃气烟气和灰渣。燃气烟气和灰渣。燃气烟气和灰渣。燃气烟气和灰渣。3 3 3 3、煤的着火温度、煤的着火温度、煤的着火温度、煤的着火温度种类种类着火温度着火温度/焦碳焦碳无烟煤无烟煤烟煤烟煤褐煤（风干）褐煤（风干）泥煤（风干）泥煤（风干） 600700500600325400250450225280 一、煤的燃烧过程一、煤的燃烧过程不同过量空气系数、不同排烟温度下锅炉热效率不同过量空气系数、不同排烟温度下锅炉热效率不同过量空气系数、不同排烟温度下锅炉热效率不同过量空气系数、不同排烟温度下锅炉热效率 1 1、燃料油的喷雾燃烧过程的四个阶段、燃料油的喷雾燃烧过程的四个阶段雾化阶段雾化阶段 蒸发阶段蒸发阶段 “油气油气”与空气的混合阶段与空气的混合阶段 着火燃烧阶段着火燃烧阶段 二、燃料油的燃烧过程二、燃料油的燃烧过程2 2、影响燃料油着火和稳定燃、影响燃料油着火和稳定燃烧的主要因素烧的主要因素燃料油性质燃料油性质回流区的大小回流区的大小燃烧器区域的烟气温度燃烧器区域的烟气温度1 1 1 1、气体燃料燃烧过程分两个阶段：、气体燃料燃烧过程分两个阶段：、气体燃料燃烧过程分两个阶段：、气体燃料燃烧过程分两个阶段：第一阶段是可燃气体和空气的混合；第一阶段是可燃气体和空气的混合；第一阶段是可燃气体和空气的混合；第一阶段是可燃气体和空气的混合；第二阶段是燃气的着火燃烧第二阶段是燃气的着火燃烧第二阶段是燃气的着火燃烧第二阶段是燃气的着火燃烧2 2 2 2、对于气体燃料而言，不同的燃烧方式其燃料燃烧过程各异。、对于气体燃料而言，不同的燃烧方式其燃料燃烧过程各异。、对于气体燃料而言，不同的燃烧方式其燃料燃烧过程各异。、对于气体燃料而言，不同的燃烧方式其燃料燃烧过程各异。（1 1 1 1）、扩散式燃烧的燃烧过程）、扩散式燃烧的燃烧过程）、扩散式燃烧的燃烧过程）、扩散式燃烧的燃烧过程 1 1=0 =0 2 2 （2 2 2 2）、部分预混式燃烧的燃烧过程）、部分预混式燃烧的燃烧过程）、部分预混式燃烧的燃烧过程）、部分预混式燃烧的燃烧过程 1 1=0.45=0.450.750.75 2 2 1 1（3 3 3 3）、完全预混式燃烧的燃烧过程）、完全预混式燃烧的燃烧过程）、完全预混式燃烧的燃烧过程）、完全预混式燃烧的燃烧过程 1 1=1.05=1.051.101.10 2 20 0 三、气体燃料的燃烧过程三、气体燃料的燃烧过程5.2 5.2 固定炉排炉（手烧炉）固定炉排炉（手烧炉）一、单层手烧炉一、单层手烧炉一、单层手烧炉一、单层手烧炉1 1 1 1、结构和工作过程（、结构和工作过程（、结构和工作过程（、结构和工作过程（手烧炉结构简图手烧炉结构简图手烧炉结构简图手烧炉结构简图）2 2 2 2、手烧炉的燃烧特点、手烧炉的燃烧特点、手烧炉的燃烧特点、手烧炉的燃烧特点( ( ( (手烧炉层结构与层间气体成分手烧炉层结构与层间气体成分手烧炉层结构与层间气体成分手烧炉层结构与层间气体成分示图示图示图示图) ) ) ) 燃烧周期性燃烧周期性燃烧周期性燃烧周期性 双面着火双面着火双面着火双面着火 ，煤种适应性好，煤种适应性好，煤种适应性好，煤种适应性好燃烧时间燃烧时间燃烧时间燃烧时间 无限无限无限无限 空气供需矛盾突出空气供需矛盾突出空气供需矛盾突出空气供需矛盾突出3 3 3 3、改善单层手烧炉的措施、改善单层手烧炉的措施、改善单层手烧炉的措施、改善单层手烧炉的措施提高操作水平提高操作水平提高操作水平提高操作水平采用双层炉排采用双层炉排采用双层炉排采用双层炉排采用间断二次风等采用间断二次风等采用间断二次风等采用间断二次风等二、双层固定炉排炉二、双层固定炉排炉二、双层固定炉排炉二、双层固定炉排炉（双层炉排手烧炉结构示意图双层炉排手烧炉结构示意图双层炉排手烧炉结构示意图双层炉排手烧炉结构示意图） 5.3 5.3 下饲式炉（简介自学）下饲式炉（简介自学）5.4 5.4 链条炉排炉链条炉排炉一、链条炉排炉的结构一、链条炉排炉的结构一、链条炉排炉的结构一、链条炉排炉的结构（链条炉结构简图链条炉结构简图链条炉结构简图链条炉结构简图）二、链条炉的燃烧过程二、链条炉的燃烧过程二、链条炉的燃烧过程二、链条炉的燃烧过程（链条炉燃烧过程与烟气成分链条炉燃烧过程与烟气成分链条炉燃烧过程与烟气成分链条炉燃烧过程与烟气成分）区段是燃料的预热干燥区段区段是燃料的预热干燥区段区段是燃料的预热干燥区段区段是燃料的预热干燥区段区段是挥发物逸出并燃烧区段区段是挥发物逸出并燃烧区段区段是挥发物逸出并燃烧区段区段是挥发物逸出并燃烧区段区段是焦碳燃烧区段区段是焦碳燃烧区段区段是焦碳燃烧区段区段是焦碳燃烧区段区段是燃尽区段区段是燃尽区段区段是燃尽区段区段是燃尽区段5.4 5.4 链条炉排炉链条炉排炉三、链条炉的改进措施三、链条炉的改进措施三、链条炉的改进措施三、链条炉的改进措施（拱门喉口及二次回风拱门喉口及二次回风拱门喉口及二次回风拱门喉口及二次回风）1 1 1 1、分段（分区）送风、分段（分区）送风、分段（分区）送风、分段（分区）送风/ / / /均匀送风均匀送风均匀送风均匀送风 2 2 2 2、炉烘、炉烘、炉烘、炉烘加强炉内气流的混合加强炉内气流的混合加强炉内气流的混合加强炉内气流的混合引燃新燃料引燃新燃料引燃新燃料引燃新燃料 稳定燃烧稳定燃烧稳定燃烧稳定燃烧3 3 3 3、二次风、二次风、二次风、二次风 加强炉内气流扰动、增强混合，降低加强炉内气流扰动、增强混合，降低加强炉内气流扰动、增强混合，降低加强炉内气流扰动、增强混合，降低 q q q q3 3 3 3和和和和q q q q4 4 4 4；促进新燃料着火；促进新燃料着火；促进新燃料着火；促进新燃料着火；改善炉内气流充满度改善炉内气流充满度改善炉内气流充满度改善炉内气流充满度四、煤的特性对链条炉燃烧的影响四、煤的特性对链条炉燃烧的影响四、煤的特性对链条炉燃烧的影响四、煤的特性对链条炉燃烧的影响（1 1 1 1）煤的结焦性对链条炉燃烧的影响）煤的结焦性对链条炉燃烧的影响）煤的结焦性对链条炉燃烧的影响）煤的结焦性对链条炉燃烧的影响（2 2 2 2）煤的含水量对链条炉燃烧的影响）煤的含水量对链条炉燃烧的影响）煤的含水量对链条炉燃烧的影响）煤的含水量对链条炉燃烧的影响（3 3 3 3）煤的挥发分含量对链条炉燃烧的影响）煤的挥发分含量对链条炉燃烧的影响）煤的挥发分含量对链条炉燃烧的影响）煤的挥发分含量对链条炉燃烧的影响（4 4 4 4）煤的灰分含量对链条炉燃烧的影响）煤的灰分含量对链条炉燃烧的影响）煤的灰分含量对链条炉燃烧的影响）煤的灰分含量对链条炉燃烧的影响（5 5 5 5）煤的颗粒度对链条炉燃烧的影响）煤的颗粒度对链条炉燃烧的影响）煤的颗粒度对链条炉燃烧的影响）煤的颗粒度对链条炉燃烧的影响5.5 5.5 往复炉排炉往复炉排炉 利用炉排往复运动来实现给煤、除渣、拨火机械化利用炉排往复运动来实现给煤、除渣、拨火机械化的燃烧设备，称为往复炉排炉。的燃烧设备，称为往复炉排炉。一、往复炉排炉的结构一、往复炉排炉的结构（水平式往复推饲炉排示图水平式往复推饲炉排示图，倾斜倾斜式往复炉结构图式往复炉结构图，逆行倾斜式往复炉排工作原理示意图逆行倾斜式往复炉排工作原理示意图）二、往复炉排炉的燃烧过程二、往复炉排炉的燃烧过程5.5 5.5 往复炉排炉往复炉排炉三、往复炉排炉的主要优点三、往复炉排炉的主要优点三、往复炉排炉的主要优点三、往复炉排炉的主要优点煤的着火条件好，基本上属于煤的着火条件好，基本上属于煤的着火条件好，基本上属于煤的着火条件好，基本上属于“双面引火双面引火双面引火双面引火”； 煤种的适应性强，即使是粘结性强、含灰量多的劣质烟煤也能煤种的适应性强，即使是粘结性强、含灰量多的劣质烟煤也能煤种的适应性强，即使是粘结性强、含灰量多的劣质烟煤也能煤种的适应性强，即使是粘结性强、含灰量多的劣质烟煤也能很好的燃烧；很好的燃烧；很好的燃烧；很好的燃烧；由于煤层不断受到耙拨和松动，与空气接触加强，燃烧热强度由于煤层不断受到耙拨和松动，与空气接触加强，燃烧热强度由于煤层不断受到耙拨和松动，与空气接触加强，燃烧热强度由于煤层不断受到耙拨和松动，与空气接触加强，燃烧热强度高；高；高；高；金属耗量低，初投资少。金属耗量低，初投资少。金属耗量低，初投资少。金属耗量低，初投资少。四、往复炉排炉的主要缺点四、往复炉排炉的主要缺点四、往复炉排炉的主要缺点四、往复炉排炉的主要缺点活动炉排片头部始终与灼热的焦碳接触，温度很高，容易烧坏；活动炉排片头部始终与灼热的焦碳接触，温度很高，容易烧坏；活动炉排片头部始终与灼热的焦碳接触，温度很高，容易烧坏；活动炉排片头部始终与灼热的焦碳接触，温度很高，容易烧坏；锅炉运行过程中，炉排烧坏或脱落难以发现或更换；锅炉运行过程中，炉排烧坏或脱落难以发现或更换；锅炉运行过程中，炉排烧坏或脱落难以发现或更换；锅炉运行过程中，炉排烧坏或脱落难以发现或更换；炉排冷却条件较差，不宜燃用挥发分低、灰分少而发热量高的炉排冷却条件较差，不宜燃用挥发分低、灰分少而发热量高的炉排冷却条件较差，不宜燃用挥发分低、灰分少而发热量高的炉排冷却条件较差，不宜燃用挥发分低、灰分少而发热量高的烟煤和无烟煤烟煤和无烟煤烟煤和无烟煤烟煤和无烟煤5.6 5.6 抛煤机炉抛煤机炉 抛煤机炉的两种型式：抛煤机炉的两种型式：1 1机械机械- -风力抛煤振动炉排炉风力抛煤振动炉排炉（机械机械- -风力抛煤振动炉风力抛煤振动炉排炉排炉）2 2机械风力抛机机械风力抛机（机械风力抛煤机机械风力抛煤机）5.7 5.7 流化床锅炉流化床锅炉 一、鼓泡流化床锅炉一、鼓泡流化床锅炉一、鼓泡流化床锅炉一、鼓泡流化床锅炉（示意图示意图示意图示意图）1 1 1 1、鼓泡流化床锅炉的构造、鼓泡流化床锅炉的构造、鼓泡流化床锅炉的构造、鼓泡流化床锅炉的构造2 2 2 2、鼓泡流化床锅炉的燃烧过程、鼓泡流化床锅炉的燃烧过程、鼓泡流化床锅炉的燃烧过程、鼓泡流化床锅炉的燃烧过程3 3 3 3、鼓泡流化床锅炉的优点、鼓泡流化床锅炉的优点、鼓泡流化床锅炉的优点、鼓泡流化床锅炉的优点煤种适应性好，能燃用劣质煤煤种适应性好，能燃用劣质煤煤种适应性好，能燃用劣质煤煤种适应性好，能燃用劣质煤金属耗量低金属耗量低金属耗量低金属耗量低烟气中烟气中烟气中烟气中NOxNOxNOxNOx、SOxSOxSOxSOx含量低，有利于环保含量低，有利于环保含量低，有利于环保含量低，有利于环保灰渣可以综合利用，制造水泥、提取稀有金属灰渣可以综合利用，制造水泥、提取稀有金属灰渣可以综合利用，制造水泥、提取稀有金属灰渣可以综合利用，制造水泥、提取稀有金属4 4 4 4、鼓泡流化床锅炉存在的问题、鼓泡流化床锅炉存在的问题、鼓泡流化床锅炉存在的问题、鼓泡流化床锅炉存在的问题锅炉热效率低锅炉热效率低锅炉热效率低锅炉热效率低运行电耗大运行电耗大运行电耗大运行电耗大 沉浸受热面磨损严重沉浸受热面磨损严重沉浸受热面磨损严重沉浸受热面磨损严重烟尘排放浓度大烟尘排放浓度大烟尘排放浓度大烟尘排放浓度大二、循环流化床锅炉二、循环流化床锅炉二、循环流化床锅炉二、循环流化床锅炉( ( ( (自学自学自学自学) ) ) )5.8 5.8 煤粉燃烧锅炉煤粉燃烧锅炉 一、煤粉炉的结构一、煤粉炉的结构一、煤粉炉的结构一、煤粉炉的结构( ( ( (示意图示意图示意图示意图.gif.gif.gif.gif) ) ) )二、煤粉炉的燃烧过程二、煤粉炉的燃烧过程二、煤粉炉的燃烧过程二、煤粉炉的燃烧过程三、煤粉炉的优缺点三、煤粉炉的优缺点三、煤粉炉的优缺点三、煤粉炉的优缺点优点优点优点优点着火条件好，煤种适应性广着火条件好，煤种适应性广着火条件好，煤种适应性广着火条件好，煤种适应性广燃烧完全，热效率高燃烧完全，热效率高燃烧完全，热效率高燃烧完全，热效率高热惰性小，调节负荷能力强热惰性小，调节负荷能力强热惰性小，调节负荷能力强热惰性小，调节负荷能力强易于实现机械化、自动控制和智能化易于实现机械化、自动控制和智能化易于实现机械化、自动控制和智能化易于实现机械化、自动控制和智能化缺点缺点缺点缺点需配备庞大的磨煤系统，电耗大需配备庞大的磨煤系统，电耗大需配备庞大的磨煤系统，电耗大需配备庞大的磨煤系统，电耗大不能低负荷运行，更不能压火不能低负荷运行，更不能压火不能低负荷运行，更不能压火不能低负荷运行，更不能压火飞灰多，易污染环境飞灰多，易污染环境飞灰多，易污染环境飞灰多，易污染环境四、煤粉燃烧器简介（自学）四、煤粉燃烧器简介（自学）四、煤粉燃烧器简介（自学）四、煤粉燃烧器简介（自学）5.9 5.9 燃油锅炉（自学）燃油锅炉（自学）一、油喷嘴一、油喷嘴一、油喷嘴一、油喷嘴1.1.1.1.机械雾化油喷嘴机械雾化油喷嘴机械雾化油喷嘴机械雾化油喷嘴压力式油喷嘴压力式油喷嘴压力式油喷嘴压力式油喷嘴回油式油喷嘴回油式油喷嘴回油式油喷嘴回油式油喷嘴转杯式油喷嘴转杯式油喷嘴转杯式油喷嘴转杯式油喷嘴2.2.2.2.蒸汽（或空气）雾化油喷嘴蒸汽（或空气）雾化油喷嘴蒸汽（或空气）雾化油喷嘴蒸汽（或空气）雾化油喷嘴Y Y型喷嘴型喷嘴5.10 5.10 燃气锅炉（自学）燃气锅炉（自学）一、燃气燃烧器的分类一、燃气燃烧器的分类一、燃气燃烧器的分类一、燃气燃烧器的分类 1 1 1 1、按照燃烧方式分：、按照燃烧方式分：、按照燃烧方式分：、按照燃烧方式分：扩散式燃气燃烧器扩散式燃气燃烧器扩散式燃气燃烧器扩散式燃气燃烧器 1=01=01=01=0；部分预混式燃气燃烧器部分预混式燃气燃烧器部分预混式燃气燃烧器部分预混式燃气燃烧器 1=0.451=0.451=0.451=0.450.750.750.750.75；无焰式燃气燃烧器无焰式燃气燃烧器无焰式燃气燃烧器无焰式燃气燃烧器 1=1.051=1.051=1.051=1.051.101.101.101.10。 2 2 2 2、按照空气供给方式分：、按照空气供给方式分：、按照空气供给方式分：、按照空气供给方式分：自然供风式燃气燃烧器；自然供风式燃气燃烧器；自然供风式燃气燃烧器；自然供风式燃气燃烧器；引射式燃气燃烧器；引射式燃气燃烧器；引射式燃气燃烧器；引射式燃气燃烧器；机械鼓风式燃气燃烧器。机械鼓风式燃气燃烧器。机械鼓风式燃气燃烧器。机械鼓风式燃气燃烧器。二、常用的燃气燃烧器二、常用的燃气燃烧器二、常用的燃气燃烧器二、常用的燃气燃烧器 1 1 1 1、扩散式燃气燃烧器、扩散式燃气燃烧器、扩散式燃气燃烧器、扩散式燃气燃烧器 2 2 2 2、无焰式燃气燃烧器、无焰式燃气燃烧器、无焰式燃气燃烧器、无焰式燃气燃烧器5.11 5.11 工业锅炉燃烧设备的热力特性工业锅炉燃烧设备的热力特性四、燃烧设备特性的主要参数四、燃烧设备特性的主要参数四、燃烧设备特性的主要参数四、燃烧设备特性的主要参数 1. 1. 层燃炉层燃炉 炉排面积可见热强度：单位面积的炉排，在单位时间内所燃炉排面积可见热强度：单位面积的炉排，在单位时间内所燃烧烧 的煤的放热量的煤的放热量 炉炉膛膛容容积积可可见见热热强强度度：单单位位面面积积的的炉炉膛膛，在在单单位位时时间间内内所所燃燃烧的煤的放热量烧的煤的放热量 kw/m3 kw/m2 2. 2. 室燃炉室燃炉 炉膛截面可见热强度炉膛截面可见热强度： kw/m2 炉膛容积可见热强度炉膛容积可见热强度： kw/m3 复习题复习题1.1.试述手烧炉的优缺点。试述手烧炉的优缺点。2.2.试述链条炉排的燃烧过程。试述链条炉排的燃烧过程。3.3.试述链条炉中，炉拱、二次风作用是什么？试述链条炉中，炉拱、二次风作用是什么？4.4.试述循环流化床锅炉的优越性及有待研究解决的问题。试述循环流化床锅炉的优越性及有待研究解决的问题。5.5.什么是炉膛体积热负荷什么是炉膛体积热负荷 、炉膛截面热负荷、炉膛截面热负荷 、炉排面积、炉排面积热负荷？热负荷？