锅炉的燃烧方式

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1．燃料品种与燃烧方式(表14-2-22)

表14—2—22

喷燃口不得被水冷壁管子隔断。其在炉膛上的位置，是根据竖井的高度和布置上的要求而确定的。为了更好地利用炉膛容积，最好将喷燃口直接装置在冷灰斗上。在锅炉出力小于75t／h时，可采用一般喷燃口、气、粉的流速根据煤种不同而取下述数值(表14—2—41)。

表14-2-41

(b)油压：油压高、油流速度快，雾化油粒细，提高油压会增加油泵电耗，加速喷嘴磨损。试验得出，对4°E的燃油，油压小于1600kPa(17kgf／cm²)时，雾化细度和匀度明显恶化，高于4900kPa(50kgf／cm²)时，雾化质量提高不显著，油压的提高，同时也受炉膛深度的限制。故一般多在1960～4900kPa(20～50kgf／cm²)左右。

(c)雾化器的加工质量：一般要求较高，达不到精度，会产生大的阻力，雾化质量变坏；喷孔尺寸不准确，会影响喷油量；旋流片的切向槽不对称与喷孔不同心，会造成沿圆周流量分布不均匀等，故在使用前应严格检查。

(d)使用和维护：雾化器在使用一段时间后，应予检查，定期清洗与更换。

b．蒸汽雾化喷嘴：这是利用高速汽流对油的冲击作用及汽的膨胀作用来雾化的，即使喷油量较小雾化质量也很好，故其对负荷变化的适应性较好，火焰长短可以任意调节，如图14—2—6、14—2-7、14—2—8所示的雾化喷嘴；适应于中小型炉，也可作为点火用。

1—喷嘴头 2—雾化筒 3—旋流叶片 4—活塞 5—套筒式螺帽 6—油管 7—汽管

1—油管 2—蒸汽套管 3—分油配汽嘴 4—汽孔 5—汽槽 6—混合室头部 7—油孔 8—喷孔

c．机械雾化喷嘴和蒸汽雾化喷嘴的比较(表14—2—43)。

表14-2—43

由于燃烧和传热强度提高，锅炉容积可缩小，金属消耗量也相应的减少约。这种类型的锅炉目前只能燃用液体和气体燃料，由于各方面都有严格要求，所以若在某一方面达不到要求，即将影响其出力或安全，故应十分注意。我国在七十年代已开始了这方面的研制工作，并已进行了批量生产，表14—2—45为国产蒸发量为20和220t／h炉的主要技术参数。

表14-2-45

❶ 底部垂直段高度1₁的确定：依试验一般为300～600mm即可。

❷ 锥角β值的确定：依试验一般以44度左右为宜。

❸ 沸腾段高度(或溢流口中心线高度)l沸=l₁+1₂的确定：实践表明，一般溢流口下沿距风帽小孔的高度取1200～1400mm左右为宜。溢流口截面积视排灰量多少而定，一般为350×500或400×300mm²附近，即溢流口的中心线离风帽小孔中心线的距离(即1沸)约为1400～1600m左右。

❹ 悬浮段高度l₃的确定：悬浮段的总高度希望大于或等于分离空间高度，这可避免大量颗粒被夹入后面的对流受热面，一般的分离空间高度约为2．5～3．0m或更高，也可参照图14—2-11选择。

❺ 布风板到地面的距离1₄的确定：只要能放得下风箱，并便于放“冷灰”操作，1₄应尽量矮些，以利于降低炉子总高度，一般l₄=2．0m左右。

(4)沸腾炉内各段气流速度的确定

❶ 沸腾层运行风速的确定：目前设计时一般采用的运行风速(冷态)如下：

对于0～10mm的燃料灰渣：

底部垂直段流速w底=(1．1～1．2)w临

=0．8～1．0m／s

基本段表面流速w基=0．6～0．7m／s

对于0～2mm的无烟煤飞灰：w底=(1．1～1．2)w临=0．2～0．3m／s

式中：w临——冷态下开始沸腾的临界流速，m／s。

由试验得知，有关燃料开始沸腾的冷态临界流速w临值如表14-2-46所示

表14-2-46

❷ 布风板：它的作用是支承与安装风帽，且使风帽按一定要求排列，以保证布风均匀。多由钢板(厚16～20mm)或铸铁做成；可以是整块的，也可以是由多块组合而成的，在多块组合中，必须设法防止漏风。

长方形沸腾炉的风帽按等边三角形布置，相邻两风帽的间距可按下式求出：

式中：D——风帽帽头直径，一般为60～100mm。

布风板上应布置“冷灰”管，以利清除在长期运行中炉顶积存的大块煤渣或铁块，使底部沸腾顺利，避免灭火或结渣。一般实行定期清除，冷灰管至少每2．5～3．5m²上布置一个。

风帽小孔目前多为侧孔式，风阻约1．47kpa(150mmH₂O)，帽全高约170～250mm，小孔风速可用下式计算，一般取37～38m／s。

小孔总面积∑f可按下式计算：

式中：α沸——沸腾炉料层中的虚假过量空气系数：

B计——计算燃料消耗量，kg／h；

V°空——理论空气量，m³／kg；

w小——小孔流速，m／s。

风帽小眼总面积确定后，可由下式确定每个风帽上的孔径和孔数：

式中：n——风帽总数，由布风板作图求得，个；

z——每个风帽的小眼数，个：

d小——风帽小眼直径，m。

一般d小=4～8mm，从气流分布均匀而言，d小应取小值。

于是可求得每个风帽上小眼数z：

(7)20t／h全沸腾炉主要设计参数及测定数据如表14—2—47所示。

表14-2-47

(8)20t／h全沸腾锅炉热效率测定数据如表14—2—48所示。

表14-2-48

注：1kcaI=4．1868kJ