煤粉氣流著火的影響因素

鍋爐中煤粉氣流的著火，或者可以說火焰在煤粉一次風(fēng)混合物中的傳播，是靠對(duì)流傳熱和輻射傳熱來進(jìn)行的。當(dāng)煤粉空氣混合物以射流形式噴進(jìn)爐膛而著火時(shí)，其著火的實(shí)質(zhì)是：輻射傳熱直接到達(dá)煤粉表面而被煤粉吸收。對(duì)流傳熱則是煙氣與一次風(fēng)混合，先傳熱給一次風(fēng)，再由一次風(fēng)傳給煤粉。褐煤粉碎機(jī)和煤粉破碎機(jī)均用于煤粉加工的，前者的粉末較大，后者的粉磨較校其中一次風(fēng)把熱傳給煤粉的對(duì)流換熱的熱阻比較大。那么煤粉與一次風(fēng)氣流著火過程中的輻射和對(duì)流兩種熱源之中究竟以何種為主呢?前蘇聯(lián)有人曾片面考慮問題而認(rèn)為輻射傳熱只占2%～3%。根據(jù)近年來我國(guó)的研究，輻射傳熱大約可供給著火所需熱量的10%～30%。著火所需熱量的主要來源是對(duì)流傳熱。那么，影響著火的主要因素是什么呢?下面我們以一個(gè)一元系統(tǒng)來進(jìn)行分析。

將煤粉氣流加熱到著火溫度所需的熱量稱為著火熱。它主要用于加熱煤粉和空氣以及使煤中水分蒸發(fā)和過熱。

按照上述煤粉氣流著火過程的物理模型，可分析影響煤數(shù)著火的主要因素如下：

(1)煤的揮發(fā)分如果很低，其著火溫度高，煤疥戛滴磊必薪刺;流壺才能著火。因此除非采取相應(yīng)措施，煤的揮發(fā)分降低將使著火點(diǎn)推遲。煤的灰分多、水分多、一次風(fēng)量大，都會(huì)使著火熱加大，不利于著火。此外，上述煤質(zhì)的特性對(duì)著火的影響是相互的，目前還不能用單一指標(biāo)來評(píng)判。

(2)一次風(fēng)量增加時(shí)著火點(diǎn)推遲，而一次風(fēng)速提高時(shí)著火所需的孕育時(shí)間仍需保證某一數(shù)值，所以著火點(diǎn)也要推遲。此外，一次風(fēng)中的氧是煤中揮發(fā)分著火和燃燒所需要的，為了使揮發(fā)分盡可能迅速地?zé)?，一般采用的一次風(fēng)量應(yīng)差不多等于揮發(fā)分燃燒的理論空氣量(即一次風(fēng)量與揮發(fā)分大致符合燃燒化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)當(dāng)量比)。CD提高煤粉與一次風(fēng)氣流的初溫可以降低著火熱，使著火點(diǎn)前移。

(4)煤粉越細(xì)，其比表面積越大，溫升快，有利于著火穩(wěn)定;燃燒器設(shè)計(jì)中設(shè)法形成煤粉氣流的旋轉(zhuǎn)或高溫?zé)煔獾幕亓?，或設(shè)法使煤粉局部濃度加大，都有利于著火穩(wěn)定。這一點(diǎn)作者曾作過較多工作。此外，爐溫越高、一二次風(fēng)混合越合理等也會(huì)有利于著火。

煤粉著火特性的判別

煤粉氣流的著火特性是如此復(fù)雜，但又是非常重要的，如果能采用一種簡(jiǎn)單而有效的方法判定煤粉氣流的著火特性，將十分有利于鍋爐設(shè)備的設(shè)計(jì)、安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

我們知道，煤焦的著火對(duì)煤粉燃燒來說至關(guān)重要。只有當(dāng)煤焦充分著火時(shí)，才能說煤粉氣流處于穩(wěn)定燃燒狀態(tài)。為此，幾十年來國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)煤焦的著火作了大量的研究，取得了豐碩的成果，得出了許多重要而有價(jià)值的結(jié)論。傅維標(biāo)通過理論分析和大量的實(shí)驗(yàn)研究，提出了著火反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)與煤質(zhì)之間的通用關(guān)系以及煤焦著火溫度與煤質(zhì)之間的通用關(guān)系，為煤焦著火溫度的預(yù)報(bào)及煤粉著火與穩(wěn)燃特性的判別帶來了很大的方便。

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