5.5.3 旋风炉对燃料的适应性
旋风炉在参数、结构及排渣方式一定的条件下,能否正常运行,达到连续排渣并提高运行周期,主要取决于燃料在炉内的着火速度与燃烧温度。影响着火速度与燃烧温度的因素有挥发分、水分、灰分和发热量等。
(1)挥发分
通过一次风将煤粉送入旋风筒后,要求迅速着火,达到一定的燃烧强度。由于旋风筒的容积较小,如果气粉混合物不能及时着火,就会降低煤粉在旋风室内的燃尽度,同时容易使前置炉不着火而进入二次室强烈燃烧,即所谓“跑火”,也有称为“脱火”,使前置炉温度水平明显下降,带来的后果是主蒸汽温度急剧上升,前置炉渣口暂时不流渣,大量的液态渣暂时停留在二次室炉底。
旋风炉具有优越的着火条件,如采用热风送粉,使一次风粉在进入旋风筒前就被加热,则有利于煤粉的着火;筒内敷设有碳化硅炉衬,蓄积大量的热量,为燃用低挥发分的贫煤、无烟煤提供了有利的燃烧着火条件,这就使旋风炉对煤种变动的适应能力较强。经验表明,75t/h立式旋风炉燃用可燃基挥发分在15%~18%内比较合适。
(2)水分
燃料中所含的水分会降低燃料的低位发热量。当烟气在离开锅炉的尾部受热面时由于排烟温度在140℃以上,烟气中的水蒸气没有被凝结,因而带走一定的热量。燃料水分含量增加,锅炉一部分热量将消耗在加热水分使水分汽化及过热上,使锅炉燃烧温度下降,导致燃烧不稳,影响煤粉的燃尽度,从而影响锅炉运行的可靠性和经济性。
若旋风炉选择中间储仓式制粉系统,旋风炉实际燃用的是经球磨机磨制和热风干燥的煤粉,其水分小于原煤的固有水分,同时制粉系统的乏气不排入旋风筒内而是排入二次室的燃尽室,煤粉水分对旋风筒内燃烧工况无影响。
(3)灰分
旋风筒内涂有碳化硅,但在锅炉运行一段时间后,筒内很难看到碳化硅,而见到的是熔渣膜,而熔渣膜的厚度与燃料中的灰分大小有关。长期燃用发热量较高、灰分较小的煤种时,会使旋风筒渣膜变薄、烧漏,二次室炉底也容易烧漏流渣。如果长期燃用灰分较大而发热量又低的燃料,会使旋风筒渣膜增厚,容积减小而造成正压,给运行的安全造成极大威胁。同时由于灰分大,发热量低,燃料消耗量增加,因此给制粉系统运行带来影响,输送煤粉的一次风管常常造成堵塞,给运行安全也造成影响。
旋风炉对燃料品质的改变非常敏感,因此应使入炉煤质基本保持稳定,如果运行中燃料的灰熔点、挥发分、灰分、水分有大幅度变化,会使旋风筒燃烧工况受到明显的影响。一般说来,旋风炉不宜经常改变煤种,当燃煤无法保持单一煤种时,为了避免煤质波动,将各品种的煤都在储煤场按品种分别储放,在上煤时按试验好的配比进行混合,使入炉的煤质基本保持稳定。
综上所述,旋风炉对燃料的适应性,不仅与燃料的特性有关,还与旋风炉的容量、结构、制粉系统型式、煤粉细度、热风温度及运行中的调整有关。因此旋风炉对煤种的适应性不能规定一个严格的界限,应根据常用的几种燃料,在试验室做各种不同的配比试验,或者在有条件的情况下在基本相似的旋风炉上进行试烧来确定。
复习思考题
1.何谓燃烧,燃烧的基本条件有哪些?
2.何谓化学反应速度,影响化学反应速度的主要因素有哪些?是如何影响的?
3.试述着火的机理并分析着火温度的影响因素。
4.分析煤粉气流着火的特点。如何强化煤粉气流的着火与燃烧?
5.对比煤粉和油类燃烧的异同。
6.分析各种层燃炉的着火、燃烧的基本特点。
7.阐述炉拱、二次风对链条炉的燃烧和燃尽过程中作用。
8.说明直流燃烧器和旋流燃烧器的工作原理及其优缺点。
9.什么是煤粉炉的一、二、三次风?它们的作用是什么?
10.什么是着火热,哪些因素会影响它的高低?
11.一次风率与一次风温对燃烧过程有何影响?
12.一、二次风速根据什么原则确定?
13.煤粉炉内的火焰是怎样保持稳定的?
14.说明各种稳燃技术的基本原理及适用范围。
15.什么是火焰中心,其位置对锅炉工作有何影响?运行中火焰中心位置可以调节吗?
16.试述流化床燃烧锅炉的工作原理和主要特点。
17.循环流化床燃烧锅炉为什么会成为目前竞相发展的锅炉型式?它还有哪些问题没有得到很好的解决?
主要参考文献
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