煤在不斷運(yùn)動(dòng)的爐排上燃燒,煤層可隨爐排一起運(yùn)動(dòng)或與爐排有相對(duì)移動(dòng)的層狀燃燒方式。燃燒設(shè)備主要有鏈條爐、往復(fù)爐和振動(dòng)爐排爐3種。
排鍋爐煤料經(jīng)鏈條輸送呈層狀燃燒的裝置 (圖4)。煤從煤斗下落在爐排上,隨爐排一起沿水平方向移入爐膛??諝鈴臓t排下通入并穿過(guò)爐排和煤層。進(jìn)入爐膛的新加煤靠爐膛內(nèi)的熱輻射從上部加熱干燥、干餾和著火燃燒?;以S爐排向后移動(dòng)落入灰坑。煤的燃燒沿爐排長(zhǎng)度前部為煤的烘干和析出揮發(fā)分的熱力準(zhǔn)備區(qū),其后為沿煤層高度劃分為氧化層和還原層的中部燃燒區(qū),最后為燃燼區(qū)。在熱力準(zhǔn)備區(qū)和燃燼區(qū)內(nèi)氧氣過(guò)剩,而中間燃燒區(qū)內(nèi)氧氣不足,通常采用分段送風(fēng)和在爐膛加入二次風(fēng)來(lái)減小燃燒區(qū)缺氧的影響。另外,鏈條爐爐拱的布置對(duì)爐膛內(nèi)氣體的混合和煤的著火有較大影響。煤在鏈條爐中的著火條件不是很好,在燃用高水分或高灰分的煤時(shí)應(yīng)采取措施以保證及時(shí)著火。鏈條爐排上煤層厚度為60~160mm,煤的粒度應(yīng)小于40mm,其中小于6mm的煤含量不宜大于50%~60%。鏈條爐排結(jié)構(gòu)分為鏈帶式、鱗片式和橫梁式3種。
鏈條爐結(jié)構(gòu)成熟運(yùn)行可靠,應(yīng)用廣泛,主要用于工業(yè)爐和工業(yè)鍋爐。中國(guó)生產(chǎn)的鏈條爐排鍋爐容量一般在1~65t/h。但其爐排結(jié)構(gòu)復(fù)雜,檢修較難,投資和維修費(fèi)較高。
將拋煤機(jī)與鏈條爐排結(jié)合起來(lái),稱為拋煤機(jī)鏈條爐。由拋煤機(jī)給煤,鏈條爐排排渣。煤在拋煤機(jī)鏈條爐中的著火條件較好,燃燒過(guò)程的區(qū)段性不十分明顯。爐膛是開式的,布置有二次風(fēng),但不設(shè)爐拱。它的爐排面積熱負(fù)荷比鏈條爐高,適用于容量較大的爐子。
爐排由相間布置的活動(dòng)爐排片和固定爐排片組成 (圖5),活動(dòng)爐排片做往復(fù)運(yùn)動(dòng),將從煤斗落下的煤逐漸推向后方的層狀燃燒裝置。空氣從爐排下穿過(guò)爐排和煤層與煤進(jìn)行燃燒反應(yīng),灰渣落入爐排后的灰坑內(nèi)。煤在往復(fù)爐中的著火條件稍好于鏈條爐,燃燒過(guò)程與鏈條爐相似,也具有區(qū)段性。往復(fù)爐采取分段送風(fēng),爐膛配置二次風(fēng)和采用適當(dāng)形式的爐拱等措施來(lái)減小區(qū)段性的影響。往復(fù)爐排一般布置成階梯形式,此時(shí)活動(dòng)爐排片在水平方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng),煤向下向后移動(dòng)。有時(shí)爐排也呈水平布置,此時(shí)活動(dòng)爐排片在傾斜方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng),煤向后移動(dòng)。
往復(fù)爐主要用于小型工業(yè)爐和工業(yè)鍋爐,中國(guó)生產(chǎn)的往復(fù)爐排工業(yè)鍋爐容量為0.5~10t/h。
爐排運(yùn)行時(shí)以800~1400次/min的頻率振動(dòng),振動(dòng)方向與水平成20°~30°的層狀燃燒裝置(圖6)。煤由煤斗落下,靠爐排振動(dòng)產(chǎn)生的慣性向后移動(dòng);空氣由爐排下穿過(guò)爐排和煤層,與煤發(fā)生燃燒反應(yīng);灰渣落入爐排后的灰坑內(nèi)。煤在振動(dòng)爐排爐中的著火與燃燒特點(diǎn)與鏈條爐相似,燃燒也具有區(qū)段性,故振動(dòng)爐排爐也采取分段送風(fēng)、爐膛設(shè)置二次風(fēng)和爐拱等措施來(lái)減小區(qū)段性的影響。振動(dòng)爐排爐的飛灰量比鏈條爐大,漏煤多。振動(dòng)爐排有兩種型式,固定支點(diǎn)振動(dòng)爐排的振幅為2~8mm; 活動(dòng)支點(diǎn)振動(dòng)爐排的振幅為100~140mm。振動(dòng)爐排爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,金屬耗量少,要求運(yùn)行操作水平較高,主要用于小型工業(yè)爐和容量在4t/h以下的工業(yè)鍋爐。
爐排與煤層均為不動(dòng)的層狀燃燒。采用這種燃燒方式的燃燒設(shè)備主要有人工加煤爐和機(jī)械加煤爐兩大類。
包括手燒爐和雙層爐排手燒爐2種。
(1) 手燒爐。一種最簡(jiǎn)單的層狀燃燒設(shè)備。它主要由灰坑、爐排、灰層和爐膛幾部分構(gòu)成。其運(yùn)行操作主要有加煤、撥火與除渣。
人工加煤爐中煤的燃燒過(guò)程有周期性。在兩次加煤之間,煤經(jīng)過(guò)加熱、干燥、揮發(fā)分析出燃燒和焦炭燃燼等階段形成一個(gè)周期。由于間歇加煤,使煤層厚度和通風(fēng)量發(fā)生周期性變化。如圖2所示,在一個(gè)周期中,煤層不斷減薄、通風(fēng)阻力減小,進(jìn)入爐內(nèi)的空氣量不斷增加(如ab線所示);另一方面,由于空氣與煤層混合不完善、煤層又在不斷減薄,可利用的空氣量逐漸減小(如cd線所示);而煤炭加熱、干燥階段所需的空氣量較少,在揮發(fā)分析出燃燒階段所需的空氣量迅速增加,然后隨著揮發(fā)分減少和焦炭燃燒過(guò)程的進(jìn)行,需要的空氣量又逐漸減少(如ef線所示)??梢?,在開始階段由于空氣不足,會(huì)造成未完全燃燒損失,有些揮發(fā)分在這種條件下會(huì)分解成很難燒掉的炭黑,于是冒黑煙、污染環(huán)境;而在后一階段空氣又過(guò)剩,所以手燒爐的經(jīng)濟(jì)性較差。為了提高經(jīng)濟(jì)性,應(yīng)合理地縮短加煤周期,以減小周期性的影響。
手燒爐的燃燒強(qiáng)度不高,褐煤、煙煤和無(wú)煙煤都可以用。手燒爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)。廣泛應(yīng)用于小型工業(yè)爐和容量在1t/h以下的工業(yè)鍋爐。燃散煤或蜂窩煤的民用爐也屬手燒爐。
(2) 雙層爐排手燒爐。在手燒爐爐膛的上部加了一個(gè)由平行并列水管組成的上爐排(水冷爐排),煤加到上爐排,部分空氣從上爐門自上而下穿過(guò)煤層,煤自上而下被逐步干燥、干餾、著火和燃燒。干餾出的揮發(fā)分要穿過(guò)熾熱的煤層和灰渣層,所以可避免一般手燒爐的冒黑煙問(wèn)題,消煙除塵效果好,它的排煙黑度可達(dá)林格曼0級(jí),煙氣含塵量可達(dá)到環(huán)保要求。從上爐排漏下的灰渣和部分焦炭落到下爐排上繼續(xù)燃燒和燃燼,灰渣含炭量低,燃燒效率也較手燒爐高。但煤層阻力較大,需用引風(fēng)機(jī)。
用拋煤機(jī)加煤的固定爐排燃燒爐。拋煤機(jī)有機(jī)械拋煤機(jī)、風(fēng)力拋煤機(jī)和風(fēng)力機(jī)械拋煤機(jī)3種。中國(guó)使用較多的是風(fēng)力機(jī)械拋煤機(jī)。如圖3所示,煤由煤斗落到調(diào)節(jié)板上,滑塊在調(diào)節(jié)板上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)將煤推給轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)將煤拋進(jìn)爐膛。為了冷卻拋煤機(jī)和將細(xì)小煤屑吹進(jìn)爐膛,在拋煤機(jī)前部和兩側(cè)置有專門的空氣噴口,這部分空氣稱為播煤風(fēng),它約占全部空氣量的5%~10%。
拋煤機(jī)爐的特點(diǎn)是適用煤種范圍廣,從無(wú)煙煤到褐煤都能燒。由于碎煤屑已在爐膛空間燃燒,火床上的煤層主要是塊煤,比較疏松,結(jié)焦、結(jié)渣的可能性小,所以對(duì)易結(jié)焦、結(jié)渣的煤適應(yīng)性比其它層燃爐好。但它不適用水分較大的煤,以免拋煤機(jī)堵塞。拋煤機(jī)對(duì)煤粒度要求比較嚴(yán)格,最大顆粒不應(yīng)超過(guò)40mm,0~3mm的細(xì)顆粒含量不宜超過(guò)30%。由于用機(jī)械加煤代替了人工加煤,所以拋煤機(jī)爐操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度比手燒爐輕。
層狀燃燒按其所采用爐排形式的不同可分為固定爐排燃燒、活動(dòng)爐排燃燒和下飼式爐排燃燒。其相應(yīng)的燃燒設(shè)備及操作方式如表所示。
不同爐排形式相應(yīng)的燃燒設(shè)備及操作方式
爐排形式 |
固定爐排 |
活動(dòng)爐排 |
下飼式爐排 |
|||||
燃燒 設(shè)備 |
手 燒 爐 |
雙層 爐排爐 |
拋煤 機(jī)爐 |
鏈 條 爐 |
往 復(fù) 爐 |
振動(dòng) 爐排爐 |
下飼 式爐 |
|
給煤方式 |
上飼式 |
前飼式 |
下飼式 |
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燃燒方式分為:蒸發(fā)燃燒、分解燃燒、表面燃燒和陰燃四種,各有什么例
蒸發(fā)燃燒是指熔點(diǎn)較底的可燃固體,受熱后熔融,然后像可燃液體一樣蒸發(fā)成蒸氣而燃燒。如硫、瀝青、石蠟、高分子材料、萘和等。分解燃燒是指分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固體可燃物,在受熱分解出其組成成分及加熱溫度相應(yīng)的熱分解...
采用煤炭層狀燃燒方式,煤的燃燒過(guò)程是分層進(jìn)行的。一般情況下,當(dāng)煤層厚度足夠時(shí),從上到下依次為干燥層、干餾層、還原層、氧化層和灰渣層。如圖1所示,空氣自下而上通過(guò)爐排和灰渣層時(shí),爐排和灰渣被冷卻而空氣被加熱。當(dāng)空氣進(jìn)入氧化層時(shí)空氣中的氧與熾熱的碳反應(yīng)生成二氧化碳并放出大量的熱,隨燃燒反應(yīng)的不斷進(jìn)行,空氣中的氧不斷減少直至幾乎耗盡,而二氧化碳濃度不斷增加。當(dāng)二氧化碳濃度和溫度上升至最大值時(shí)即為氧化層和還原層的分界點(diǎn)。氧化層的厚度不隨送風(fēng)量的大小而改變,主要與煤種及煤粒大小有關(guān)。在還原層中由于缺氧而且溫度很高,煙氣中的二氧化碳與碳發(fā)生還原反應(yīng)生成一氧化碳。由于還原反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故溫度會(huì)不斷降低。還原層上面為干餾層,煤在其中發(fā)生熱解反應(yīng)析出揮發(fā)分生成半焦。最上層為干燥層,新加入的煤在其中被加熱干燥。另外干燥層上面還有揮發(fā)分等可燃?xì)怏w燃燒形成的火焰。
層狀燃燒是一種最簡(jiǎn)單最普通的煤炭燃燒方式。點(diǎn)火熱源和燃燒過(guò)程比較穩(wěn)定,但燃燒強(qiáng)度不高。在中、小型工業(yè)鍋爐或加熱、熱處理等工業(yè)爐中,層狀燃燒是使用最廣泛的燃燒方式。
煤和空氣均自下而上運(yùn)動(dòng),后加入的煤將先加入的煤向上推移,煤在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行燃燒,燃燼后形成的灰渣落向兩側(cè)排出的層狀燃燒。燃燒設(shè)備為下飼式燃燒爐。
下飼式燃燒爐又稱下部加料鍋爐,是由爐下部自動(dòng)進(jìn)煤的層狀燃燒裝置,通常由螺旋給煤機(jī)、煤槽、固定爐排片和渣板組成(圖7)。煤由螺旋給煤機(jī)從煤斗送入煤槽并推擠到煤槽的上方??諝庥蔂t排下送入與煤進(jìn)行燃燒反應(yīng)。煤在下飼式燃燒爐中的燃燒過(guò)程與雙層爐排的上爐排中的燃燒過(guò)程類似,當(dāng)煤逐漸向上運(yùn)動(dòng)時(shí),被逐漸加熱、干燥,并析出揮發(fā)分著火燃燒,而在燃料層表面的已是焦炭。揮發(fā)分和空氣流經(jīng)焦炭層并在其中燃燒,所以燃料層上火焰很短,揮發(fā)分不會(huì)分解成炭黑造成冒黑煙。未燃燼的焦炭在新燃料推動(dòng)下向爐排兩側(cè)運(yùn)動(dòng)并繼續(xù)燃燒,灰渣落在兩側(cè)的渣板上排出。下飼式燃燒爐中的著火條件較差,不宜燃用水分大和揮發(fā)分含量少的煤。下飼式燃燒爐主要用于小型工業(yè)爐和容量在4t/h以下的工業(yè)鍋爐。
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在以燃料為熱源的工業(yè)爐內(nèi)用以實(shí)現(xiàn)燃料燃燒過(guò)程的裝置。 根據(jù)火焰爐加熱要求 , 各種燃燒 裝置應(yīng)保證 :①在規(guī)定的熱負(fù)荷條件下保證燃料的完全燃燒; ②燃燒過(guò)程穩(wěn)定, 能向爐子連續(xù)供 熱;③火焰的方向、外形、剛性和鋪展性符合爐型及加熱工藝的要求 ;④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 , 使用維修方 便。 各種燃料的燃燒過(guò)程不同,因而燃燒裝置的結(jié)構(gòu)也各不相同。燃燒裝置可分為氣體、液體、 固體燃料的幾類。 氣體燃料燃燒裝置 通常稱燒嘴, 它的主要作用是按一定比例和一定的混合條件將煤氣和 空氣送到爐內(nèi)燃燒(也有在燒嘴內(nèi)部燃燒的),并滿足爐內(nèi)加熱過(guò)程對(duì)火焰的要求。根據(jù)煤氣 和空氣在燒嘴內(nèi)的混合情況,分為有焰和無(wú)焰燒嘴。有焰燒嘴的特點(diǎn)是:煤氣和空氣在燒嘴內(nèi) 不進(jìn)行混合或僅部分混合,噴到爐內(nèi)后再邊混合邊燃燒,因而火焰較長(zhǎng)并有明顯的輪廓。采用 有焰燒嘴時(shí),強(qiáng)化燃燒和組織火焰的主要手段是改變煤氣和空氣的混合條件,如將煤氣和空氣 分成
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鍋爐燃燒理論 鍋爐燃燒理論 1 燃燒煤粉對(duì)爐膛的要求 爐膛作為燃燒室,是保證爐膛正常運(yùn)行的先決條件之一。燃燒煤粉時(shí),對(duì)爐膛的要求是: 1)創(chuàng)造良好的著火、穩(wěn)燃條件,并使燃料在爐內(nèi)完全燃盡; 2)爐膛受熱面不結(jié)渣; 3)布置足夠的蒸發(fā)受熱面,并不發(fā)生傳熱惡化; 4)盡可能減少污染物的生成量; 5)對(duì)煤質(zhì)和負(fù)荷復(fù)合有較寬的適應(yīng)性能,以及連續(xù)運(yùn)行的可靠性。 2 煤粉在爐膛內(nèi)的燃燒過(guò)程 燃料從入爐內(nèi)開始到燃燒完畢,大體上可分為如下三個(gè)階段 : 1)著火前準(zhǔn)備階段 從燃料入爐至達(dá)到著火溫度這一階段稱準(zhǔn)備階段。 在這一階段內(nèi), 要完成水份蒸發(fā), 揮發(fā)份析出、 燃料與空氣混合物達(dá)到著火溫度。 顯然, 這一階段是吸熱過(guò)程, 熱量來(lái)源是火焰輻射及高溫?zé)煔?回流。影響準(zhǔn)備階段時(shí)間長(zhǎng)短的因素除燃燒器本身外, 主要是爐內(nèi)熱煙氣為煤粉氣流提供熱量的 強(qiáng)弱,煤粉氣流的數(shù)量、溫度、濃度、揮發(fā)份含量及煤粉細(xì)度等。 2)
煤炭理論上產(chǎn)生的熱量取收到基低位發(fā)熱量值Qnet,ar,MJ/kg。煤炭燃燒時(shí)實(shí)際產(chǎn)生的熱量為理論上產(chǎn)生的熱量與煙氣中化學(xué)未完全燃燒損失熱量、機(jī)械未完全燃燒損失熱量之和的差值。 煤炭燃燒效率ηC計(jì)算公式如下:
式中Qnet,ar為煤炭收到基低位發(fā)熱量,MJ/kg;Q3為化學(xué)未完全燃燒損失熱量,MJ/kg;Q4為機(jī)械未完全燃燒損失熱量,MJ/kg。
化學(xué)未完全燃燒損失熱量系指煤炭燃燒后所產(chǎn)生的尚含有煙氣中未完全燃燒的可燃?xì)怏w,諸如CO和極少量的H2和CH4,隨煙氣排出所造成的熱損失。影響化學(xué)未完全燃燒損失熱量的主要因素是爐膛空氣過(guò)剩系數(shù)、爐膛溫度和運(yùn)行水平。在爐內(nèi)穩(wěn)定的燃燒工況下,Q3值很小。機(jī)械未完全燃燒損失熱量系指灰渣、飛灰和漏煤(層燃爐)中未燃盡的碳所造成的熱損失。影響機(jī)械未完全燃燒損失熱量的主要因素為煤的種類和性質(zhì)、燃燒設(shè)備和操作水平。 2100433B
學(xué)科:水文地質(zhì)學(xué)
詞目:層狀裂隙水
英文:bedded fissure water
釋文:,stratified fissure water存在于成層的脆性巖層(如砂巖、玄武巖等)原生裂隙和構(gòu)造裂隙構(gòu)成的層狀裂隙中的水。一般是承壓水(玄武巖臺(tái)地中的層狀裂隙水是潛水)。在中國(guó)華北平原淺部第四紀(jì)粘土層中有干裂裂隙形成的層狀裂隙水。2100433B