1、17 固體燃料( t rn lio)的燃燒第1頁/共127頁第一頁，共128頁。2碳的燃燒與液體和氣的燃燒有什么樣的不同呢？火焰(huyn)方面？顏色、位置裝置方面？7 固體燃料( t rn lio)的燃燒第2頁/共127頁第二頁，共128頁。3燃燒種類焦碳占可燃成份的重量%焦碳占煤發(fā)熱值的%無 煙 煤96595 煙 煤5758595835 褐 煤5566 泥 煤30405 木 柴15207 固體燃料( t rn lio)的燃燒第3頁/共127頁第三頁，共128頁。47.1 碳燃燒(rnsho)涉及的物理化學過程1. 1. 碳與氣相之間進行(jnxng)(jnxng)化學反應的連續(xù)的步驟氧向碳

2、表面擴散；氧向碳表面擴散；氧被碳表面吸附；氧被碳表面吸附；被吸附的氧與碳進行化學被吸附的氧與碳進行化學(huxu)(huxu)反應形成化學反應形成化學(huxu)(huxu)生成物；生成物；化學化學(huxu)(huxu)生成物與碳表面解析；生成物與碳表面解析；被解析的化學被解析的化學(huxu)(huxu)生成物擴散離開碳表面。生成物擴散離開碳表面。第4頁/共127頁第四頁，共128頁。52.2.碳的晶格(jn )(jn )7.1 碳燃燒(rnsho)涉及的物理化學過程第5頁/共127頁第五頁，共128頁。67.1 碳燃燒(rnsho)涉及的物理化學過程3.3.碳表面(biomin)(bio

3、min)的吸附過程ssKCKC1第6頁/共127頁第六頁，共128頁。7q 吸附了氣體分子的表面積固體的總表面積7.1 碳燃燒(rnsho)涉及的物理化學過程q 越大，碳和氧的反應(fnyng)速率也越大，反應(fnyng)速率v和q 成正比。第7頁/共127頁第七頁，共128頁。8吸附的強弱吸附的強弱(qin(qin ru) ru)使得反應存在三種情況：使得反應存在三種情況：吸附能力弱，表面氧濃度低，為一級反應；吸附能力弱，表面氧濃度低，為一級反應；吸附能力強，表面氧濃度高，為零級反應；吸附能力強，表面氧濃度高，為零級反應；吸附能力中，表面氧濃度中，為分數(shù)級反應；吸附能力中，表面氧濃度中，為

4、分數(shù)級反應；7.1 碳燃燒涉及的物理化學(w l hu xu)過程10 ,1nCkkckCVnssssCkVkVnsCkV低于800階段，吸附能力強，碳表面氧濃度高，屬于零級反應溫度高于1200階段，碳表面處氧濃度很低，屬于一級反應在8001200 之間的階段，一般(ybn)為分數(shù)級反應實際應用中，為簡化，可將碳氧反應作為一級反應來處理第8頁/共127頁第八頁，共128頁。97.1 碳燃燒涉及的物理化學(w l hu xu)過程4.4.碳表面(biomin)(biomin)的擴散過程在進行多相燃燒時，必須向碳的反應表面供給氧化劑，并且自反應表面導出氣態(tài)反應產(chǎn)物。碳燃燒過程(guchng)所需要

5、的氧化劑數(shù)量，可以通過自然擴散或強制擴散物質(zhì)，來得到供給。第9頁/共127頁第九頁，共128頁。10燃燒(rnsho)(rnsho)過程sCC()smCCqzlssxfKCKCq1kCKzlOb1127.1 碳燃燒(rnsho)涉及的物理化學過程第10頁/共127頁第十頁，共128頁。117.1 碳燃燒涉及(shj)的物理化學過程第11頁/共127頁第十一頁，共128頁。12反應速度(fn yng s d)(fn yng s d)的控制TCzl2ObkzlkC第12頁/共127頁第十二頁，共128頁。131.1.化學反應(huxu fnyng)(huxu fnyng)7.2 碳的燃燒化學反應(

6、huxu fnyng)機理化學反應溫度14C+3O2=2CO2+2CO 或3C+2O2=2CO+CO2初次反應氧化反應2C+CO2=2CO-162 kJ800氣化反應32CO+O2=2CO2+571 kJ燃燒反應4C+2H2O=CO2+2H2-123 kJ5C+H2O=CO+H26歧化反應第13頁/共127頁第十三頁，共128頁。14 碳燃燒是一個氣固間的異相化學反應過程，此時碳和氧之間的反應是在碳的吸附表面上進行的。 研究表明，碳燃燒釋放熱量的主要(zhyo)化學反應使碳和氧的直接反應，也稱為一次反應。C+O2=CO2+409 MJ2C+O2=2CO+245 MJ 一次反應生成的CO和CO2

7、通過周圍的介質(zhì)擴散出去，能夠重新被碳表面從氣體介質(zhì)中吸附，在一定條件下發(fā)生二次反應。CO+O2=2CO2+571 MJC+CO2=2CO-162 MJ 一次反應和二次反應同時交叉平行進行著，構(gòu)成碳燃燒過程的基本化學反應。7.2 碳的燃燒化學反應(huxu fnyng)機理第14頁/共127頁第十四頁，共128頁。15 當碳表面有水蒸氣存在時，還可能進一步進行以下的反應：C+H2O=CO+H2C+2H2O=CO2+2H23C+4H2O=4H2+2CO+CO2C+2H2=CH4 在靠近碳表面的氣體層中，還可能發(fā)生下列(xili)反應：2H2+O2=2H2OCO+H2O=CO2+H2 上述反應過程中

8、哪些是主要的，取決于溫度、壓力以及氣體成分等燃燒過程的具體條件。7.2 碳的燃燒(rnsho)化學反應機理第15頁/共127頁第十五頁，共128頁。167.2 碳的燃燒化學反應(huxu fnyng)機理第16頁/共127頁第十六頁，共128頁。17 對于碳和氧的一次反應產(chǎn)物，有三種觀點： 二氧化碳學說 碳的氧化產(chǎn)物中CO2是初次產(chǎn)物，燃燒中的CO是CO2與C相互作用形成的二次反應產(chǎn)物。 一氧化碳學說 碳與氧反應的初次產(chǎn)物是CO，CO再與氧化合生成CO2。 目前(mqin)普遍接受的第三種觀點 碳與氧首先生成碳氧絡(luò)合物，絡(luò)合物再生成CO和CO2。7.2 碳的燃燒(rnsho)化學反應機理第17

9、頁/共127頁第十七頁，共128頁。18 溫度在1300以下時，碳和氧的反應機理 物理吸附為主，反應過程為一級反應； 氧分子落入碳晶格內(nèi)生成絡(luò)合物。3C+2O2 = C3O4 由于溫度不高，絡(luò)合物熱離解的可能性不大而處于穩(wěn)定狀態(tài)(zhungti)，一旦有能量較高的氧分子撞擊此部分時，將發(fā)生以下離解反應：C3O4+C+O2 = 2CO2+2CO 簡化方程式可寫成：4C+3O2 = 2CO2+2CO7.2 碳的燃燒(rnsho)化學反應機理第18頁/共127頁第十八頁，共128頁。19 溫度在1600以上時，碳和氧的反應機理 高能氧分子份額增多了，但同時已溶解的氧分子的解脫作用也加大了； 碳和氧的

10、一次反應通過晶體邊界的棱和頂角的化學吸附完成； 高溫下氧分子撞擊碳表面的頻率增大，但此時化學反應取決于較慢的化學吸附速度，與氧分子濃度(nngd)和撞擊頻率無關(guān)。屬于零級反應。 化學吸附形成絡(luò)合物：3C+2O2 = C3O4 高溫下自行熱分解C3O4 = 2CO+CO2 簡化方程式可寫成：3C+2O2 = 2CO+CO27.2 碳的燃燒化學反應(huxu fnyng)機理第19頁/共127頁第十九頁，共128頁。20C+CO2 =2CO該反應為一吸熱反應，是煤氣發(fā)生爐中進行的主要化學反應。CO2首先要吸附到碳的晶體上，形成絡(luò)合物，然后絡(luò)合物分解成CO，解析離開碳表面。由于CO2的化學吸附活化能

11、比氧的溶解活化能大得多，因此這一反應只有在溫度很高時才能顯著起來。T400，CO2的固溶絡(luò)合和化學吸附絡(luò)合開始顯著；T700，零級反應。最為薄弱環(huán)節(jié)為碳氧絡(luò)合物如何自我分解。T950，一級反應。最為薄弱環(huán)節(jié)為碳氧絡(luò)合物受CO2撞擊分解溫度更高，一級反應。最為薄弱環(huán)節(jié)為化學吸附過程7.2 碳的燃燒化學反應(huxu fnyng)機理第20頁/共127頁第二十頁，共128頁。21C+H2O = CO+H2吸熱反應，反應級數(shù)一般(ybn)認為是一級反應；C與H2O的反應速度約比C與O2的反應速度快3倍；水蒸汽也是經(jīng)過吸附、絡(luò)合與解析等一系列中間環(huán)節(jié)而引起的，起決定性環(huán)節(jié)是中間絡(luò)合物的生成和分離。7.

12、2 碳的燃燒(rnsho)化學反應機理第21頁/共127頁第二十一頁，共128頁。22u 岐化反應(fnyng) 定義：反應物因原子不均勻分配而轉(zhuǎn)化成兩種不同產(chǎn)物的反應； 2CO = C+CO2 該反應為放熱反應，是氣化反應的逆反應； 在溫度降低時，會引起析碳；對于冶金爐、合成氨裝置和燃油爐，這是一個重要問題(wnt)。 溫度很高時，不能發(fā)生岐化反應；溫度很低時，反應速度太低，也不能析碳，僅在2001000的溫度范圍內(nèi)，才可能析碳。 岐化反應的最大速度出現(xiàn)在溫度為400600范圍內(nèi)。7.2 碳的燃燒(rnsho)化學反應機理第22頁/共127頁第二十二頁，共128頁。237.3 碳燃燒(rns

13、ho)的控制1. 碳燃燒(rnsho)反應的速度碳燃燒速度：碳在單位時間(shjin)、單位表面積上燃燒的質(zhì)量。碳燃燒反應的氧量周圍擴散到碳表面的氧量平衡狀態(tài)時兩者相等，即sOskCw2,()sdOCCV2CkCdds第23頁/共127頁第二十三頁，共128頁。24CkCkkwddds1110碳的燃燒(rnsho)速度：CkwGdscs1110碳與氧的化學(huxu)計量比折算(sh sun)反應速度常數(shù)：dzskk111Gsc= kzs C7.3 碳燃燒的控制1. 1. 碳燃燒反應的速度第24頁/共127頁第二十四頁，共128頁。25 對上述結(jié)果進行(jnxng)討論 kad，1/k0 kz

14、s ad，Cs adGsc=b ad C 反應溫度很高時，化學反應能力很強，碳的燃燒速度取決于氧氣擴散速度； 稱為擴散控制燃燒，又稱擴散燃燒區(qū)。 k 10，動力燃燒區(qū)； Sm=0.1-10，過渡(gud)燃燒區(qū)； Sm100時，Nud = 0.7Re0.57.3 碳燃燒的控制第29頁/共127頁第二十九頁，共128頁。304.4.影響(yngxing)(yngxing)燃燒速度的因素 謝苗諾夫準則可以(ky)表達為：RTEddmekDNukDNuS0從上式可以看出，影響Sm的因素包括以下幾項： 火焰溫度T；氣流相對速度(xin du s d)w；活化能E，頻率因子k0；煤的粒徑d。7.3 碳燃

15、燒的控制第30頁/共127頁第三十頁，共128頁。31 上述各參數(shù)對謝苗諾夫準則(zhnz)的影響表現(xiàn)為： 溫度T25 . 1,exp,00mSTTDDTSRTETmmmSm，T，趨于擴散(kusn)區(qū)n氣流(qli)相對速度wmdSwffNuw,(Re),n趨于動力區(qū)7.3 碳燃燒的控制4.4.影響燃燒速度的因素第31頁/共127頁第三十一頁，共128頁。32 反應(fnyng)活化能E（煤質(zhì)）和頻率因子k0（煤質(zhì)）mmSkSRTEE,exp,0趨于動力區(qū)趨于擴散(kusn)區(qū)n燃料(rnlio)粒徑mdmSwffNuS,(Re),n總的趨勢，趨于擴散區(qū)例如：粒徑10mm時，T=1000進入

16、擴散燃燒區(qū) 粒徑0.1mm時，T=1700 進入擴散燃燒區(qū)7.3 碳燃燒的控制4.4.影響燃燒速度的因素第32頁/共127頁第三十二頁，共128頁。33 例題： 無煙煤，煤粒d=60mm，爐溫1300,煤粒氣流之間的相對速度(xin du s d)w=5m/s，煤粒反應活化能150kJ/mol，頻率因子k0=14.9103m/s，判斷該燃燒處于何燃燒區(qū)?計算碳燃燒速度。在燃燒(rnsho)中，uD=D0(T/T0)m=1.9810-5(1300+273)/2732=65710-6m2/sRe=wd/u=56010-6/65710-6=0.46Re很小，按Re0處理，則Nud=27.3 碳燃燒(

17、rnsho)的控制4.影響燃燒速度的因素第33頁/共127頁第三十三頁，共128頁。34d=DNud/=65710-62/6010-6=21.9m/s10140156. 09 .21m/s156. 0109 .14exp)2731300(3 . 810150303kSeRTEkkdm該燃燒(rnsho)(rnsho)過程處于動力燃燒(rnsho)(rnsho)區(qū)在12001200時，碳表面反應為 4C+3O2=2CO2+2CO 4C+3O2=2CO2+2CO化學當量比b=4b=412/312/332=0.532=0.5Gsc=bkC=0.5Gsc=bkC=0.50.1560.1560.052=

18、40.052=410-3kg/(m2s)10-3kg/(m2s)7.3 碳燃燒(rnsho)的控制4.影響燃燒(rnsho)速度的因素第34頁/共127頁第三十四頁，共128頁。351300 時空氣密度r =1.293273/(273+1300)=0.224kg/m3氧在空氣中的質(zhì)量百分數(shù)23.2%氧的質(zhì)量濃度(nngd)C=23.2%0.224=0.052kg/m3碳燃燒速率Gsc=bkC=0.50.1560.052=410-3kg/(m2s)7.3 碳燃燒(rnsho)的控制4.影響燃燒速度(sd)的因素第35頁/共127頁第三十五頁，共128頁。367.4 碳球的燃盡時間(shjin)r

19、drr 假定：產(chǎn)物CO2向外擴散,無二次反應無相對運動Re=0，Nud=2碳粒周圍氣體(qt)分布均勻,C = const碳粒是半徑為r0的實心球體碳粒成分為均勻純碳，r = constu 燃盡時間(shjin)方程第36頁/共127頁第三十六頁，共128頁。37方法與液滴蒸發(fā)和燃燒類似，從簡單情況著手。碳球消耗的質(zhì)量應該與擴散傳遞(chund)的氧質(zhì)量等化學當量。碳球燃燒掉的質(zhì)量速率為7.4 碳球的燃盡時間(shjin)ddrrmc24氧氣(yngq)擴散質(zhì)量速率CrmzlO24()22ABzldDrNurDABzl第37頁/共127頁第三十七頁，共128頁。387.4 碳球的燃盡時間(sh

20、jin)ABDCddrrrDCrmABO24rDCrmmABOc24ddrrmc24( )ABDCddd42Kdd202rDCK8第38頁/共127頁第三十八頁，共128頁。397.4 碳球的燃盡時間(shjin)o 煤的粒徑o 擴散(kusn)燃燒區(qū)，D/r0 k，D/r0k ad )20202rDCrn動力(dngl)燃燒區(qū)，D/r0 k，D/r0k 1 ( k 1700，燃燒進入擴散控制區(qū)u實際燃燒過程，溫度在10001500 之間，燃燒過程處于動力和擴散控制區(qū)雙重控制之下uT提高，燃盡效果改善u氧濃度u維持一定氧濃度有利于提高燃盡率u對于煤粉燃燒過程，保證燃燒室出口過量空氣系數(shù)1。對于

21、P和W，1.21.5；對于煙煤(ynmi)，1.151.2u加強燃盡區(qū)燃料和空氣的混合，保持燃盡區(qū)空氣射流具有一定的穿透能力7.6 煤的燃燒(rnsho)特點第72頁/共127頁第七十二頁，共128頁。73u保證煤燃盡的主要措施u停留時間u延長燃料再燃盡區(qū)的停留時間有利于燃料充分燃盡u停留時間的延長意味著燃燒室體積的增加，進一步需要增加燃燒室的材料消耗，增加設(shè)備造價(zoji)u燃料特性u碳含量高，不利于燃料燃盡u煤粉越細，越有利于燃料燃盡7.6 煤的燃燒(rnsho)特點第73頁/共127頁第七十三頁，共128頁。74一、煤粉爐的燃燒(rnsho)第74頁/共127頁第七十四頁，共128頁。

22、75一、煤粉爐的燃燒(rnsho)第75頁/共127頁第七十五頁，共128頁。76一、煤粉爐的燃燒(rnsho)Dsj第76頁/共127頁第七十六頁，共128頁。77一、煤粉爐的燃燒(rnsho)第77頁/共127頁第七十七頁，共128頁。78一、煤粉爐的燃燒(rnsho)第78頁/共127頁第七十八頁，共128頁。79一、煤粉爐的燃燒(rnsho)燃燒器下擺(xibi) 燃燒器水平 燃燒器上擺第79頁/共127頁第七十九頁，共128頁。80旋流(xun li)燃燒器的特點:可以避免四角切圓直流燃燒方式產(chǎn)生的爐膛出口扭轉(zhuǎn)殘余導致過熱器區(qū)的熱偏差；燃燒器均勻布置于爐內(nèi)，入爐熱量比較均勻，可避免因

23、爐膛中部因溫度過高而引起結(jié)渣等現(xiàn)象；各燃燒器單獨組織燃燒，可通過調(diào)整旋流燃燒器的旋流強度，達到(d do)調(diào)節(jié)回流區(qū)大小的目的，相互間影響比較??；第80頁/共127頁第八十頁，共128頁。81對爐膛形狀不如四角切圓直流燃燒方式要求嚴格，不必一定接近正方形，有利于尾部受熱面的方便布置；當鍋爐容量增加(zngji)時，單只燃燒器的功率不必相應增大，只需相應增加(zngji)爐膛寬度和燃燒器個數(shù)。第81頁/共127頁第八十一頁，共128頁。82分類(fn li): 根據(jù)旋流器的不同，可將旋流燃燒器分為蝸殼式、軸向葉片(ypin)式和切向葉片(ypin)式三大類，而每種類型又可分為下述典型型式：第82

24、頁/共127頁第八十二頁，共128頁。83 根據(jù)空氣動力特性(txng)的不同: 單股旋轉(zhuǎn)射流(shli)；環(huán)形旋轉(zhuǎn)射流(shli)；帶有出口擴錐的旋轉(zhuǎn)射流(shli)；一次風直流、二次風旋流的組合旋轉(zhuǎn)射流(shli)；同軸的兩股或多股旋轉(zhuǎn)射流(shli)；一次風直流、二次風既有旋流又有直流的組合射流(shli)；多個旋流燃燒器同向（或異向）旋轉(zhuǎn)的組合等形式。第83頁/共127頁第八十三頁，共128頁。84 旋轉(zhuǎn)射流各流動(lidng)參數(shù)變化規(guī)律的示意圖。旋轉(zhuǎn)氣流內(nèi)的每一點采用軸向速度徑向速度，切向速度及靜壓等參數(shù)加以描述。第84頁/共127頁第八十四頁，共128頁。85流場按可分為兩個(l

25、in )區(qū)域：外圍區(qū)域，區(qū)，也稱為自由(zyu)旋渦區(qū)旋渦核心區(qū)，區(qū)，也稱為準剛體旋轉(zhuǎn)區(qū)、旋渦回流區(qū)外圍區(qū)域和旋渦核心區(qū)的分界處為旋轉(zhuǎn)切向速度最大值處沿射流軸線上軸向速度的衰減規(guī)律 飛邊”現(xiàn)象第85頁/共127頁第八十五頁，共128頁。86旋轉(zhuǎn)(xunzhun)射流特點：旋轉(zhuǎn)射流具有內(nèi)回流區(qū)和外回流區(qū)，擴展角也比較大，相對直流射流而言，旋轉(zhuǎn)射流卷吸周圍介質(zhì)的能力強，可以依靠自身的回流區(qū)保持穩(wěn)定著火。旋轉(zhuǎn)射流出口處速度高，由軸向、徑向和切向速度，氣流的早期混合強烈。切向速度衰減很迅速，氣流旋轉(zhuǎn)效應消失較快，因此(ync)后期混合較弱。旋轉(zhuǎn)射流的軸向速度衰減也較快，因此(ync)射流射程較短。第8

26、6頁/共127頁第八十六頁，共128頁。87旋流燃燒器的運行特性(txng)參數(shù)1、燃燒器的旋流強度(qingd)旋轉(zhuǎn)（切向）動量矩M和軸向動量矩K之比cRwQMuQK第87頁/共127頁第八十七頁，共128頁。882、實際旋流強度燃燒器存在有摩擦損失實際上氣流旋轉(zhuǎn)時，當無中心管或中心管不大時，氣流中心是回流區(qū)，導致出口軸向速度的面積小于燃燒器的出口截面積通常通過試驗測量燃燒器出口速度場積分求取(qi q)旋轉(zhuǎn)動量矩M和軸向動量矩K來決定：2118aiiniitiaiinipwADRwwA第88頁/共127頁第八十八頁，共128頁。893、綜合旋流(xun li)強度 燃燒器分為多通道時:綜合

27、旋流(xun li)強度dldldlDFuFuFuDFuD)(2221212222212111第89頁/共127頁第八十九頁，共128頁。904、組合旋轉(zhuǎn)氣流的平均參數(shù)(cnsh) 旋流燃燒器出口的平均速度和平均密度222111222212110FuFuFuFuu021222111)(uFFFuFu第90頁/共127頁第九十頁，共128頁。915、煙氣回流量中心旋渦回流區(qū)回流量和射流外邊界回流區(qū)回流量圖示出了某旋流燃燒器中心旋渦回流區(qū)和外邊界回流區(qū)尺寸及回流量沿燃燒器出口距離(jl)的變化情況第91頁/共127頁第九十一頁，共128頁。92第92頁/共127頁第九十二頁，共128頁。93 回流

28、強度 是一個包含(bohn)回流區(qū)相對直徑、相對長度和相對回流速度的綜合參數(shù)：rK)/()/()/(0020uudLdDKrrrr第93頁/共127頁第九十三頁，共128頁。946、能量(nngling)利用系數(shù) 表示燃燒器內(nèi)阻力大小，定義等于旋流燃燒器入口氣流能量(nngling)和出口能量(nngling)之比，即：gwupgwuEE2/ )(2/ )(21211222212第94頁/共127頁第九十四頁，共128頁。95 不同類型旋流燃燒器的能量利用系數(shù)的試驗結(jié)果(ji gu)如圖所示。 能量利用系數(shù): 軸向葉片式旋流 燃燒器達85; 蝸殼式旋流燃燒 器僅4147。第95頁/共127頁第

29、九十五頁，共128頁。967、燃燒器的阻力(zl)系數(shù)2222)()(2)()(2eoooeoeooeFFuppuuupp第96頁/共127頁第九十六頁，共128頁。978、旋轉(zhuǎn)射流(shli)擴展角通常用軸向速度為本截面軸向速度最大值的10處定義為旋轉(zhuǎn)射流(shli)的外邊界線。旋轉(zhuǎn)射流(shli)外邊界線的夾角則定義為旋轉(zhuǎn)射流(shli)擴展角，表征了旋轉(zhuǎn)射流(shli)的擴展范圍。第97頁/共127頁第九十七頁，共128頁。98 典型燃燒的擴展角隨旋流強度變化的關(guān)系示于圖。 如旋流燃燒器出口有導向(do xin)擴展角，則會更大一些。第98頁/共127頁第九十八頁，共128頁。99 擴展

30、角過大，容易造成飛邊或開式中心(zhngxn)回流區(qū)，使燃燒不穩(wěn)定，并容易導致燃燒器燒壞及產(chǎn)生結(jié)渣； 擴展角過小，則會使火焰高溫中心(zhngxn)后移，回流區(qū)減小，對著火和燃盡也不利。第99頁/共127頁第九十九頁，共128頁。1009、氣流出口不均勻系數(shù)氣流出口不均勻系數(shù)表示(biosh)了燃燒器出口氣流不均勻程度，是圓周上氣流最大速度與最小速度的差值和圓周上各測點氣流平均速度之比，即：%100minmaxuuu%100)(1unuuini第100頁/共127頁第一百頁，共128頁。101 蝸殼式燃燒器的不均勻(jnyn)系數(shù)比葉片式旋流燃燒器的不均勻(jnyn)系數(shù)大。 圖示出了某切向葉

31、片旋流燃燒器的不均勻(jnyn)系數(shù)的試驗結(jié)果，隨旋流強度的增加，增大；而在同一旋流強度下，不均勻(jnyn)系數(shù)則隨葉片傾斜角的增加而增加。第101頁/共127頁第一百零一頁，共128頁。102第102頁/共127頁第一百零二頁，共128頁。10310、燃燒器出口煤粉分配(fnpi)不均勻系數(shù)燃燒器出口煤粉分配(fnpi)不均勻系數(shù)表征燃燒器出口煤粉分布的不均勻程度，為燃燒器內(nèi)最大煤粉濃度（或流量）與最小值之差和煤粉平均濃度（或流量）之比，即：%100minmax第103頁/共127頁第一百零三頁，共128頁。104圖示出了蝸殼(w k)式燃燒器煤粉分布不均情況第104頁/共127頁第一百零

32、四頁，共128頁。10511、各燃燒(rnsho)器間空氣分配不均勻系數(shù)各燃燒(rnsh o ) 器間空氣分配不均勻系數(shù)表征各燃燒(rnsho)器件燃燒(rnsho)所需空氣是否分配均勻的系數(shù)%100minmaxx第105頁/共127頁第一百零五頁，共128頁。10612、爐膛充滿系數(shù)爐膛充滿系數(shù)表征火炬在爐內(nèi)的充滿程度，其定義(dngy)為： 1總?cè)躏L區(qū)面積/燃燒器層爐膛橫截面積第106頁/共127頁第一百零六頁，共128頁。107 由圖可知，旋流燃燒器的爐膛充滿系數(shù)不如四角切向燃燒器，在燃燒器附近尤為明顯，圖還對比了不同試驗條件下，旋流燃燒器和四角燃燒器的爐膛充滿系數(shù)。 旋流燃燒器噴出的煤

33、粉在爐內(nèi)的平均(pngjn)停留時間可根據(jù)火焰長度L、爐內(nèi)平均(pngjn)煙速和爐膛充滿度來估算：uLt/第107頁/共127頁第一百零七頁，共128頁。108sNmtFuqiiinimp/27327331第108頁/共127頁第一百零八頁，共128頁。109 旋流燃燒器中心回流區(qū)長度與旋流燃燒器出口直徑之比隨旋流強度的變化關(guān)系如圖 (a)所示 中心回流區(qū)寬度隨旋流強度的變化則示于圖(b) 中,可見隨旋流強度的增大(zn d),回流區(qū)寬度相應增大(zn d)。第109頁/共127頁第一百零九頁，共128頁。110 圖示出了中心回流量沿軸線的變化關(guān)系，可見旋流強度稍有增加，回流量就增大很多，但

34、出現(xiàn)最大回流量的位置(wi zhi)與基本無關(guān)。第110頁/共127頁第一百一十頁，共128頁。111不同煤燃燒時所需高溫煙氣回流量估算估算的主要模型是：根據(jù)煤種特性和運行條件確定著火溫度值；根據(jù)煤中揮發(fā)物含量、著火溫度、一次風量和一次風溫估算穩(wěn)定著火所需的最小煙氣回流量；根據(jù)計算得到的最小煙氣回流量，通過由試驗(shyn)獲得的煙氣回流量和旋流燃燒器運行特性的關(guān)系曲線，得到旋流燃燒器合適的運行參數(shù)如旋流強度。第111頁/共127頁第一百一十一頁，共128頁。1121、煤粉的著火溫度 在絕熱工況下，根據(jù)一定的空氣溫度和煤粉細度，研究煤粉空氣混合物的著火溫度、反應速度(fn yng s d)及煤

35、粉初始濃度之間的理論關(guān)系和近似計算方法，得出一定煤粉濃度下點火和穩(wěn)燃特性，獲得各種工況下的著火溫度。第112頁/共127頁第一百一十二頁，共128頁。1132、加熱煤粉至著火的主要熱源分析求得煤粉的著火溫度后，即可估算出每千克煤粉所需的著火熱量為：煤粉顆粒(kl)溫度隨時間的變化可近似寫為：)(01ttcVcQikri)()(6440223pFppgpprppTTadTTdddTcd第113頁/共127頁第一百一十三頁，共128頁。114 回流加熱(ji r)所需的加熱(ji r)時間為：iggrppdiTTTTcd0ln6)(第114頁/共127頁第一百一十四頁，共128頁。115 以火炬等

36、輻射為主而略去煙氣回流(hu li)加熱時所需的加熱時間為： 對煤粉輻射加熱至著火比煙氣回流(hu li)對流加熱至著火所需時間大約大二十倍左右，因此在分析旋流燃燒煤粉火炬著火時可以考慮以高溫煙氣回流(hu li)為主。)(6)(040TTTacdiFrppfi第115頁/共127頁第一百一十五頁，共128頁。1163、穩(wěn)定著火所需的最小煙氣回流量(liling)計算供給煤粉氣流著火的主要熱源是揮發(fā)分燃燒產(chǎn)生的熱量。第116頁/共127頁第一百一十六頁，共128頁。117一、煤粉火炬燃燒(rnsho)的特點煤粉空氣混合物氣流較難于點燃煤粉爐中，燃燒所需空氣分為一、二次風。一次風作用：將煤粉通過

37、(tnggu)燃燒器輸送到爐膛，并供給煤粉在著火階段所需空氣；二次風作用：煤粉著火以后混入保證煤粉燃盡。煤粉的點燃過程是將一次風氣流和高溫熾熱的煙氣混合，使煤粉空氣混合物的溫度升高到煤粉能夠著火的溫度。煤粉著火溫度使有一定條件下煤粉著火的臨界條件決定的，不同條件所測得的著火溫度不同。第117頁/共127頁第一百一十七頁，共128頁。118一、煤粉火炬燃燒(rnsho)的特點煤粉空氣混合物氣流較難于點燃煤粉爐中，燃燒所需空氣分為一、二次風。一次風作用：將煤粉通過燃燒器輸送到爐膛，并供給煤粉在著火階段所需空氣；二次風作用：煤粉著火以后混入(hn r)保證煤粉燃盡。煤粉的點燃過程是將一次風氣流和高溫熾熱的煙氣混合，使煤粉空氣混合物的溫度升高到煤粉能夠著火的溫度。煤粉著火溫度使有一定條件下煤粉著火的臨界條件決定的，不同條件所測得的著火溫度不同。第118頁/共127頁第一百一十八頁，共128頁。119一、煤粉火炬(huj)燃燒的特點不同(b tn)煤種煤粉氣流中顆粒的大致著火溫度煤 種揮發(fā)分vdaf(%)著火溫度Tj（）褐 煤50550煙 煤406503075020840貧 煤14900無煙煤41000第119頁/共127頁第一百一十九頁，共128頁。120一、煤粉火炬燃燒(rnsho)的特點 一般情況下，煤粉氣流在著火過程中所吸收的熱量只有(zhyu)103