影响煤粉气流着火的因素

影响煤粉气流着火的因素首先从燃料因素考虑，主要从燃料品质和煤粉细度和颗粒分布来看：1.挥发分：通常挥发分越高的煤，着火温度越低、火焰传播速度越快，且热稳定性好，同时挥发分发热量越高的煤也更容易着火，所以挥发分含量越高，发热量大的煤粉与高温烟气混合加热后能更快的让部分煤达到着火温度，更快的使部分煤粉气流着火，2.更快的通过火焰传播，使全部煤粉气流着火。2.水分：对同种煤来说，水分含量越高，加热煤粉气流的一部分热量用于水分的蒸发和过热，使着火温度增加，着火推迟，同时水分还会影响火焰的传播速度，水分含量大时，火焰的传播速度变低。但内部水蒸发后有利于内部反应表面积增加提高着火能力和着火速度。也就是说水分含量越高的煤不利于着火，会因吸热而使着火热变大从而推迟部分煤粉烟气流着火，延迟火焰传播和全部煤粉气流着火，但在二次风时由于内部反应表面积增加，着火能力和燃烧速度提高，焦炭会更易于燃烧，一定程度下能加快反应速度。3.灰分：灰分含量增加时，煤粉的发热量会下降很大，燃烧煤就要增多，而着火热与燃量成正比，灰分越高的煤着火比较困难，且灰分覆盖在煤粉表面上减少与氧气的接触面积使着火比较困难，火稳定性差。因此，灰分含量越高，部分煤气气流要洗后更多的着火热来达到着火温度使部分煤粉气流着火推迟，且灰分高的煤会更易结渣和积灰从而影响锅炉的传热效率。甚至还会造成燃烧不完全，增加固体未完全燃烧热损失。4.发热量：发热量大可以使煤的分解速度加快，迅速释放出挥发分，所以发热量越高的煤，越易着火，所需的着火热也就越低，能更快达到着火温度，加快部分煤粉的燃烧和火焰的传播，并且稳定的燃烧。5.煤粉的细度及煤粉的颗粒分布：煤粉越细，挥发分更易析出，也更易加热同时单位质量的煤粉在相同的环境下，越细的析出的挥发分越多，浓度也更大所以煤粉也更易着火，着火温度也越低，火焰传播速度也更快。且煤粉细度越均匀则火稳定性更好，且更容易燃烧，在越细的煤粉着完以后，焦炭更细小，与空气的反应表面积相对粗煤粉大，提高了着火能力和燃烧速度加快了煤粉的燃尽。同时，越细的煤也容易燃尽，减少固体未完全燃烧损失。接着再从结构上看：1.一次风对煤粉气流的燃烧的影响：在煤粉输送浓度一定的条件下，一次风量影响煤粉气流的着火速度和稳定性，一次风量越大，煤粉气流被加热到着火所需的热量就越多，着火速度越慢，着火推迟导致火焰在炉膛内的总行程缩短，使得有效燃烧时间缩短，导致燃烧不完全，效率低。也就是说一次风量越高会加长与高温烟气混合加热的时间从而使要吸收的着火热增加，延缓部分煤粉的着火。而一次风速则不但决定着燃烧的稳定性，还影响着一次风的刚度。一次风速过高会推迟着火，引起燃烧不稳定。当一次风速大于火焰传播速度时，会吹灭火焰或者引起“脱火”，影响火焰的传播。一次风速过小时，会影响部分煤粉与高温烟气的混合加热从而影响火稳定性，还会容易结渣。但考虑到在低负荷时煤粉从气粉混合物中分离出来，一次风应该有足够的速度。对于一次风温，提高一次风温可以降低着火热，能更快地使部分煤粉的着火，还能使煤再低负荷的情况下稳定燃烧。提高一次风温也可以提高煤粉着火速度和着火稳定性，并且可以提高燃烧效率，节省能源。但是若一次风温过高容易在输送高挥发分煤粉的过程中在管道中引起自燃或爆炸。2.二次风对煤粉气流的燃烧的影响：二次风是在煤粉气流燃烧后混入，供给煤中焦炭和剩余挥发分燃烧所需的氧量。二次风速因高温火焰黏度大，为了穿透火焰二次风速必须大，且二次风速高有利于焦炭和空气的充分混合，起到到搅拌作用，并有利于减少过量空气系数，保证焦炭完全燃烧。二次风温对煤粉气流的燃烧的影响为二次风温高则利于焦炭的点燃，二次风温越高越能强化燃烧，增强燃烧的稳定性。3.配风方式及燃烧器结构形式：配风方式影响燃烧的稳定性和燃烧效率，还关系到结渣，火焰中心高度的变化，出口温度的控制。主要有均等配风和一次风集中布置的分级燃烧。均等配风适用于含挥发分高容易燃烧的煤，一次风二次风喷口交叉排列，间距较小，一次风中煤粉燃烧后，能够及时充分均匀的和二次风混合，不会使火焰根部因为缺乏空气而燃烧不完全，或导致燃烧速度降低。一次风集中布置的燃烧器适用于挥发分含量低不容易燃烧的煤。几个一次风口集中布置，远离二次风口，先让煤粉着火，待着火稳定后再与二次风混合，保证燃烧的稳定性。一次风集中布置保持比较高的煤粉浓度，减少着火热，燃烧放热比较集中，使着火区保持较高的温度，有利于燃烧。煤粉气流刚度增强，不偏斜贴墙，不易结渣，煤粉卷吸能力增强。但是一次风喷嘴附近形成高温区，喷嘴易变性，使喷嘴附近气流速度分布不均匀，容易出现煤粉与空气的分层。而燃烧器的结构形式：分为直流式和旋流式。直流式有四角切圆直流式燃烧器，该燃烧器容易引起气流偏斜，使火焰贴墙，容易结渣，造成燃烧的不稳定。另，切圆直径过大使上游火焰向下游的火焰根部靠近，着火条件较好，炉内气流旋转强烈，有利于燃尽，但是火焰贴墙容易结渣，火焰靠近喷口容易烧坏喷嘴，引起较大热偏差，使炉膛出口温度增大。切圆直径过小会引起对角对角气流的撞击，火焰推迟，“自点燃”作用减弱，燃烧不稳定不充分，调节困难，炉膛出口烟温过高。而旋转式有：旋流燃烧器，旋流燃烧器由圆形喷口组成，燃烧器中装有各种形式的旋流发生器，煤粉通过旋流器时，发生旋转从喷口喷出形成旋转射流，能够形成有利于着火的高温烟气回流区，有利于着火。4.单只燃烧器的热功率：目前锅炉趋向于采用多只小功率燃烧器共同组合。因为这样可以提高调解的灵活性，避免水冷壁及燃烧器喷口结渣。采用大功率燃烧器有以下缺点：（1）炉膛受热面局部温度过高，易于结渣；（2）易于引起水冷壁传热恶化和直流锅炉的水动力多值性；（3）切换或启停燃烧器对炉内火焰的稳定性影响太大；（4）一二次风气流太厚，不利于风粉混合；（5）燃烧调节不灵敏；（6）切换或启停燃烧器对炉膛出口烟温影响较大，影响过热器的安全性和汽温调节。5.炉膛qAqRqV:炉膛截面热负荷qA：单位时间内单位炉膛截面上燃料燃烧放出的热量。锅炉容量增加时qA增加。燃烧器区域壁面热负荷qR：单位时间内燃烧器区域内的单位炉壁面积上燃料燃烧放出的热量。qR值越大说明火焰越集中。炉膛容积热负荷qV：单位时间内单位炉膛容积内燃料燃烧放出的热量。取决于燃料的燃尽情况。当容量增大时qV呈下降趋势。也就是说，qAqRqV越大，炉膛单位时间单位面积的热负荷能力也就越大，如此便有利于增加燃料在炉膛中的运动时间，以便燃烧更完全，提高效率。6.炉膛散热强度和放热强度：发热量的高低直接影响着锅炉的热效率和锅炉的运行负荷，放热强度高于散热强度则升温，低于散热强度则降温。升温利于烟气燃烧，降低吸热量加快燃烧速度和完全燃烧，低温不利于火焰的传播也不利于煤粉气流的着火。最后运行对煤粉气流的燃烧的影响：1.锅炉负荷：锅炉低负荷运行时，炉内的温度不高，煤粉的着火稳定性差，对于挥发分较低的煤以及颗粒较大的煤，容易在低温烟气中熄灭，这样不但造成着火困难还会增加固体不完全热损失。当低到一定程度时，需要投入易于燃烧的燃料，提高煤粉燃烧的稳定性。锅炉在高负荷运行的情况下对煤粉的着火以及燃尽有利，但是会使炉内温度很高，易于结渣，使换热减少，烟气温度变高，效率也降低。2.调节方式：有再热器调节方式、摆动式燃烧器调温、烟气挡板调温、烟气再循环、热风喷射等，主要用以提高烟气利用效率。