无烟煤燃烧的强化措施

电力18讯：    无烟煤是埋藏最久、碳化程度最深的煤，挥发分含量低，挥发分析出温度高，含碳量高，通常 Car在 40%以上（最高达 95%），水分、灰分低，一般 War=1%～5%，Aar=6%～25%，因而发热量很高，一般低位发热量约为 25 000～32 500kJ/kg。由于挥发分含量低且挥发分析出温度高、释放速度慢，无烟煤很难燃烧，着火温度很高（800～900 ℃），挥发分的析出和燃烧不足以维持煤粉的着火，使着火速度慢，着火时间长，相应地缩短了煤粉燃尽的时间，减小了燃尽的空间，使炉温降低并影响燃烧速度，降低了煤粉燃尽度，使煤粉不易着火和燃尽。有时飞灰中可燃物高达 20%以上，尤其在锅炉点火启动和低负荷运行时稳燃困难，要掺烧大量的助燃油才能使其燃烧稳定，助燃油耗达 30 g/kW・h 以上。所以电厂在实际运行中如何使锅炉安全经济地燃烧无烟煤等低反应能力的煤种是电力工业迫切需要解决的一个课题，也是国内各有关高等院校和科研单位重点研究的问题。

国内电站锅炉燃无烟煤时主要选用固态排渣煤粉炉并采用直流燃烧器四角切圆燃烧方式，虽然积累了许多宝贵经验，但在实际运行中普遍存在着火不好、燃烧不稳定、燃料灰熔点低时易结渣、飞灰可燃物含量高以及低负荷燃烧必须投油等问题。国内外围绕此类问题依据强化无烟煤燃烧的措施在无烟煤燃烧技术开发和推广方面作了大量工作，取得不少成果，研制出许多新型燃烧器和预燃室，如煤粉旋流预燃室燃烧器、钝体燃烧器、火焰稳定船燃烧器、浓淡燃烧器、大速差同向射流燃烧器、PAX 型燃烧器、夹心风燃烧器等，这些燃烧器在应用中取得了一定的效果，但仍然存在一些问题。故美国 CE 公司、FW 公司、英国Babcock 公司、法国Stein 公司、德国 MAN 公司等公司对于劣质煤，特别是低挥发分的无烟煤，大都倾向于采用 U 型、W 型火焰燃烧技术，认为 Vdaf低于 10%的煤必须采用 U 型或 W 型火焰锅炉，目前 W 型火焰锅炉已在上述国家被广泛用来燃烧无烟煤。

无烟煤燃烧的强化措施：

(1) 提高煤粉细度。煤粒愈小，加热到着火温度就愈快；反应的表面积增大，风粉混合物的着火品质得到提高。法国Stein 公司提出无烟煤 200 目筛子的通过率应在 90%以上。

(2) 提高一次风中的煤粉浓度。要使风粉混合物在燃烧器喷口附近就达到着火温度，应具有较高的煤粉浓度，尽可能维持较低的空气份额，加速煤粉吸收热量。日本三菱公司的实验研究结果表明燃用无烟煤时风煤比以 0.8kg/kg 为佳。

(3) 提高一次风混合物进口温度和热空气温度。为保证能稳定着火，减少加热时间，风粉混合物的温度应达到 250℃左右，预热空气温度加热到大约 400 ℃。

(4) 采用较低的一次风速和较小的一次风率。为了延长煤粉在燃烧器喷口附近的停留时间以及改善煤粉空气混合物的加热条件，提高气流的升温速率，减少煤粉气流的热容量，应选用较小的混合物出口速度，最高不超过 15 m/s。

(5) 提高一次风的旋流强度，增加着火区内的高温烟气回流量。

(6) 增强对着火区的热辐射，使着火区域具有高的燃烧室温和燃烧室壁温，燃烧室温度水平应尽可能的提高，以使煤粉尽早的达到着火条件。

(7) 增加燃料在炉内的停留时间，延长火焰行程。为使燃料颗粒充分燃尽，应使颗粒有尽可能长的燃尽路程，与此紧密相关的就是炉膛的形状和燃烧器的布置方式。

(8) 提高各次风的温度，并且分级送入参加燃烧，改善加热和着火条件。

    (9) 将风、粉均匀地分配到各组燃烧器，保持合理的火焰形状。