固体燃料的燃烧过程及特点 19017 NG UNN ◆煤的燃烧方式 根据煤在燃烧设备气流中的运动状态不同，燃烧可分为层状（火床)燃烧、 沸腾（流化床）燃烧和悬浮（火室）燃烧。 参数 层状（火床）燃烧 桃璣（流化床）燃烧 悬浮（火室）然烧 煤粒度(m) 505 5-1 <0.1 煤外观 块状 粗碎煤粒 粉状 燃烧介质相 浓相 中间相 稀相 温度（℃） 800 800~900 >1200 加热速度(K/s) 约1 103104 103-105 反应时间() 挥发物 100 1050 <0.1 焦渣 ~1000 100-500 <I 固、气流动方式 逆向 反向混合 顺向 反应控制要素 外部扩散 内部扩散 反应速度 School of Energy and Power Engineering
固体燃料的燃烧过程及特点 根据煤在燃烧设备气流中的运动状态不同 燃烧可分为层状 （火床 ）燃烧 煤的燃烧方式 根据煤在燃烧设备气流中的运动状态不同，燃烧可分为层状 （火床 ）燃烧 、 沸腾（流化床）燃烧和悬浮（火室）燃烧。 School of Energy and Power Engineering
固体燃料的燃烧过程及特点 1901 VG UNN ◆煤的燃烧方式 一层状（火床）燃烧 将几十毫米大小的煤块置于炉排（或炉箅)上而形成具有一定厚度的煤层， 大部分煤在该煤层中进行燃烧。 燃烧过程中，煤粒在炉排上静止不动，或者依靠机械外力（非气流作用）而 移动，但不离开炉排。 炉排（或炉箅）具有一定的缝隙，允许空气自下而上流过炉排和煤层，以利 于通风。 少量细小的煤粒可能会失去稳定性而被气流吹起，并与煤粒受热分解而析出 的挥发分和焦炭的不完全燃烧产物CO一起，在煤层上方空间中燃烧。 School of Energy and Power Engineering
固体燃料的燃烧过程及特点 煤的燃烧方式 —层状（火床）燃烧 将几十毫米大小的煤块置于炉排（或炉箅）上而形成具有一定厚度的煤层， 大部分煤在该煤层中进行燃烧 。 燃烧过程中，煤粒在炉排上静止不动，或者依靠机械外力（非气流作用）而 移动，但不离开炉排。 炉排 （或炉箅 ）具有 定的缝隙 具有 一定的缝隙，允许空气自下而上流过炉排和煤层 允许空气自下而上流过炉排和煤层，以利 于通风。 少量细小的煤粒可能会失去稳定性而被气流吹起，并与煤粒受热分解而析出 的挥发分和焦炭的不完全燃烧产物CO一起，在煤层上方空间中燃烧。 School of Energy and Power Engineering
固体燃料的燃烧过程及特点 19017 NG UNN ◆煤的燃烧方式 一悬浮（火室）燃烧 燃料呈悬浮状态在炉膛（燃烧室）空间中进行燃烧。 为实现悬浮燃烧，必须将煤破碎成细小的煤粉（粒径<0.1mm)，并采用煤粉 燃烧器组织煤粉气流，连续不断地喷入炉膛中。 喷入炉膛的煤粉悬浮在空气中，不断随同空气和燃烧产物在炉膛中运动，并 完成升温、着火和燃烧等过程，形成类似于气体燃料燃烧时所具有的明显轮 廓的火焰。 一沸腾（流化床）燃烧 燃用煤粒的尺寸在10mm以下，且大部分为0.2~3mm的碎屑； 介于层状燃烧和悬浮燃烧； 加入炉膛的煤粒受到气流的作用迅速与灼热料层中的颗粒混合，并在上下翻 滚运动中着火和燃烧。 School of Energy and Power Engineering
固体燃料的燃烧过程及特点 煤的燃烧方式 —悬浮（火室）燃烧 燃料呈悬浮状态在炉膛（燃烧室）空间中进行燃烧。 为实现悬浮燃烧 为实现悬浮燃烧，必须将煤破碎成细小的煤粉 必须将煤破碎成细小的煤粉 （粒径 < 0.1mm ），并采用煤粉 燃烧器组织煤粉气流，连续不断地喷入炉膛中。 喷入炉膛的煤粉悬浮在空气中，不断随同空气和燃烧产物在炉膛中运动，并 完成升温 、着火和燃烧等过程，形成类似于气体燃料燃烧时所具有的明显轮 廓的火焰。 —沸腾（流化床）燃烧 燃用煤粒的尺寸在10mm以下，且大部分为0.2~3mm的碎屑； 介于层状燃烧和悬浮燃烧； 加入炉膛的煤粒受到气流的作用迅速与灼热料层中的颗粒混合，并在上下翻 滚运动中着火和燃烧 。 School of Energy and Power Engineering
煤的层状燃烧技术及装置 温度，℃ NM00A10440A0AAO 火焰 1901 500 10001500 滋魔 新燃絮 ◆层状燃烧过程及工作特性 度 一燃烧过程中，煤层在炉排上静止 a? 焦炭 不动，或者依靠机械外力（非气流 作用)而随炉排移动，大部分煤在 灰渣 煤层中进行燃烧； 050520 炉排 0体积分数，% —燃烧过程沿煤层高度，自下而上 逐层进行； 空气 固定炉排上煤层结构和燃烧过程 一新燃料由上部加到炽热煤层上面，受到下面炽热焦炭层的加热以及煤层上方高 温火焰和炉墙的辐射加热； 一新燃料迅速升温、干燥，析出挥发分，完成燃烧的热力准备阶段，开始着火燃 烧； 一新燃料吸热，使煤层间温度有所降低； 一焦炭层是煤的主要撚烧区域，温度可达1200-1600℃； 一燃尽后的灰渣呈熔融状并向下流动，与上升的冷空气相遇而冷却，硬结成为固 态灰渣。 School of Energy and Power Engineering
煤的层状燃烧技术及装置 层状燃烧过程及工作特性 —燃烧过程中，煤层在炉排上静止 不动，或者依靠机械外力（非气流 作用）而随炉排移动，大部分煤在 煤层中进行燃烧； —燃烧过程沿煤层高度，自下而上 逐层进行； 固定炉排上煤层结构和燃烧过程 —新燃料由上部加到炽热煤层上面，受到下面炽热焦炭层的加热以及煤层上方高 温火焰和炉墙的辐射加热； —新燃料迅速升温、干燥，析出挥发分，完成燃烧的热力准备阶段，开始着火燃 烧； —新燃料吸热，使煤层间温度有所降低； —焦炭层是煤的主要燃烧区域，温度可达1200-1600oC； 燃尽后的灰渣呈熔融状并向下流动 与上升的冷空气相遇而冷却 硬结成为固 School of Energy and Power Engineering — ，与上升的冷空气相遇而冷却，硬结成为固 态灰渣
煤的层状燃烧技术及装置 190 G UNN 气体成分沿煤层高度的变化 一灰渣层：空气得到预热，炉排和灰渣层受 到冷却，有利于保护炉排免受高温损坏以及 灰渣的排出； 01 一焦炭层中的氧化区：氧与炽热的碳化合， 主要生成CO2以及少量的CO,并析出大量的 热量，温度自下而上逐渐升高，厚度约为煤 块尺寸的3-4倍； 一焦炭层中的还原区：CO,遇到炽热的焦炭， 发生吸热的还原反应，温度逐渐降低； 一干馏层：新加入的煤完成加热、干燥、析 4 出挥发分（CH4和H2等可燃气体)等过程， 并开始着火燃烧，且在还原区生成的可燃物 煤县高度 与干馏层中析出的挥发分一起上升至炉膛中 1灰渣层；2氧化区； 继续燃烧。 3还原区；4干馏层 School of Energy and Power Engineering
煤的层状燃烧技术及装置 气体成分沿煤层高度的变化 —灰渣层：空气得到预热，炉排和灰渣层受 到冷却，有利于保护炉排免受高温损坏以及 灰渣的排出； —焦炭层中的氧化区：氧与炽热的碳化合， 主要生成CO 2以及少量的CO，并析出大量的 热量，温度自下而上逐渐升高，厚度约为煤 块尺寸的3-4 倍； —焦炭层中的还原区：CO 2遇到炽热的焦炭， 发生吸热的还原反应，温度逐渐降低； —干馏层：新加入的煤完成加热 新加入的煤完成加热 、干燥 、 析 出挥发分（CH4 和 H2等可燃气体）等过程， 并开始着火燃烧，且在还原区生成的可燃物 与干馏层中析出的挥发分一起上升至炉膛中 1灰渣层； 2氧化区； 继续燃烧。 3还原区； 4干馏层 School of Energy and Power Engineering