第三章　燃煤工業鍋爐強化燃燒技術

第一節　概述

一、燃燒基本概念

燃燒是指燃料中的可燃成分與空氣中的氧在一定的溫度條件下，發生劇烈的化學反應，發出光并產生大量熱的現象。在鍋爐中通過燃料的燃燒過程，把燃料中的化學能轉化成熱能，為工質提供有效熱量。

構成燃燒的必要條件，一是要有可燃質即要有能夠燃燒的物質；二是要有充足的空氣，空氣中的氧是參與燃燒的物質；三是要具備達到燃料著火的溫度，即提供可燃物著火所需要的能量。

工業鍋爐中燃料的燃燒，既不同于在自然條件下煤與空氣中的氧發生緩慢氧化的風化及自燃現象，也不同于在非常情況下急劇氧化產生的爆炸燃燒現象，而是一種有控制的燃燒。本章主要介紹工業鍋爐燃煤強化燃燒技術，有關燃氣（油）、循環流化床鍋爐燃燒和潔凈煤燃燒技術，將在第四章、第五章和第六章中講解。

所謂強化燃燒就是要創造和強化完全燃燒的條件，使燃燒過程更加充分，迫使燃料與空氣中的氧在較短的時間里能充分混合，加速反應，完全燃盡。因此，燃煤工業鍋爐強化燃燒是提高鍋爐燃燒效率最基本的技術措施。

二、當前工業鍋爐燃燒不良的原因

當前工業鍋爐燃燒不良，燃燒效率低是造成鍋爐熱效率低的主要因素。燃燒不良的原因有：其一，在動力配煤尚未普及的情況下，在運行中實際燃用的煤種與設計不符，而且煤種多變的情況較為普遍；其二，運行負荷低，負荷波動大，工況難以穩定，尤其是平均運行負荷長期低于經濟負荷范圍；其三，鍋爐設計、制造和裝備水平差，安裝質量低，爐拱設置不良，漏、竄風嚴重的現象也很突出；此外運行管理和司爐操作水平低也是原因之一。

強化燃燒是提高鍋爐燃燒效率，保證鍋爐出力的前提條件。鍋爐出力不足，除了受熱面布置偏少，煙氣流程缺陷，受熱面內外結垢、積灰導致熱阻增大等因素外，絕大多數是由于燃燒不良造成的機械不完全燃燒熱損失和化學不完全燃燒熱損失過大，有效熱能提供減少所致。強化燃燒還可提高鍋爐對煤種與運行工況變動的適應能力，通過各種強化燃燒措施來滿足不同煤種、不同負荷工況下燃煤充分燃燒的必要條件，使燃料中的揮發分和固定碳充分燃盡，保證在不同工況下的高效燃燒。強化燃燒的目標，是提高鍋爐熱效率，實現鍋爐的節能減排。

三、工業鍋爐強化燃燒的主要途徑

工業鍋爐強化燃燒的主要途徑，是圍繞改善燃燒條件、提高爐膛溫度、合理配風、提高空氣與燃煤充分混合、爐內溫度場的合理分布、延長煙氣在爐膛內的路徑和停留時間等方面進行的。本章對于廣泛使用的鏈條爐排層燃爐強化燃燒的有關問題進行研究探討，對其他爐排與燃燒方法從略。主要方法包括：①爐拱及燃燒室結構的優化；②改進爐排及配風，采用預熱空氣；③合理配置二次風；④燃燒過程中的松煤與碎渣；⑤入爐煤的分層和爐前成型及改善燃燒的燃煤化學添加劑；⑥富氧燃燒技術；⑦飛灰高溫分離及內循環流化再燃等。