无烟煤锅炉煤粉颗粒特性的研究摘要：介绍了无烟煤燃烧特性，着重分析了煤粉均匀性对燃烧的影响，分别阐述了控制煤粉细度下燃烧对比情况和粗粉分离器设备改造的效果。最后指出要稳关键词：煤粉细度；制粉系统；着火；燃烧1煤质特性我厂设计煤种为XX本地无烟煤，特性如下：工业分析：Mt=8.11%，Mad=2.20%，Aar=24.89％，Vdaf=6.19％，Qnet.ar=21248KJ/kg。元素分析：Car=62.29％，Har=1.08，Oar=2.83％，Nar=0.42％，Sar=0.38％。表1：各种煤粉的着火温度煤的种类着火温度煤的种类着火温度褐煤（Vdaf=50%）550℃烟煤（Vdaf=20%）840℃烟煤（Vdaf=40%）650℃贫煤（Vdaf=140%）900℃烟煤（Vdaf=30%）750℃无烟煤（Vdaf=4%）1000℃表2：XX煤粉着火燃烧特性单位XX大矿煤XX小窑煤河南无烟煤所占比例%304822QdwyMJ/KJ17~2316~2222~26Vr%4.5~7.53.0~6.59~13Ay%25~3530~4020~30着火温度℃~825~883~749反应指数℃472494282燃烬指数21.671326.0665.1388燃烬率%85.0683.6997.11根据上述数据可知，我厂燃用的煤种具有难着火，难燃尽和结渣较轻微的特性。2煤粉燃烧过程煤粉在炉膛内的燃烧过程大致分为以下三个阶段：2.1着火前的准备阶段煤粉进入炉膛至达到着火温度这一阶段为着火前准备阶段。在此阶段内，煤粉中的水份要蒸发，挥发分要析出，煤粉与空气混合物要达到着火温度，此阶段为吸热阶段。2.2燃烧阶段当煤粉温度升至着火温度而煤粉浓度又合适时，开始着火燃烧，进入燃烧阶段。煤中的挥发分首先着火燃烧，放出热量，并加热焦炭粒子，使其达到较高温度而开始燃烧。燃烧阶段是强烈的放热阶段，温度升高较快，化学反应强烈，这时焦炭粒子表面往往会出现缺氧状态。2.3燃烬阶段主要是将燃烧阶段未燃烬的碳烧完。燃烬阶段剩余的碳虽然不多，但要完全燃尽却很困难，主要存在许多不利于燃烧的因素：少量的固定碳被灰包围，氧气浓度已较低，气流的扰动减弱，炉内温度再逐步降低。燃料性质对于着火影响最大的是挥发分，随着挥发分含量的减少，煤粉着火温度显著增加，着火温度升高，着火热就增大。所以挥发分低的煤种着火就困难些，达到着火所需的时间就多一些，着火距离也长一些。但煤粉气流的着火温度随着煤粉细度的变细而降低。这是因为煤粉粒子尺寸的减少可以增加燃烧反应的相对表面积，减少煤粉本身的导热阻力，这样就可以更快地进行反应和吸收外界热量而达到着火，一般来说总是细的煤粉先着火燃烧。3煤粉颗粒特性分析3.1煤粉颗粒特性对燃烧的影响煤粉颗粒的燃烧过程是由一系列阶段组成，其中包括干燥析出水份、热解释放挥发份并形成焦炭、挥发分燃烧和焦炭燃烧形成燃烧产物和焦渣。焦炭的燃烧时间最长，焦炭中的碳又是无烟煤中可燃质的主要部分。无烟煤中可燃基含碳量达93％～95％。同时焦炭燃烧是析出热量的主要来源，它决定其它阶段的强烈程度。因此煤粉颗粒的燃烧在很大程度上取决于碳的燃烧。从煤粉的着火、燃烧特性来分析，煤质好，其挥发份高、灰份与水份低，煤粉的着火温度越低，火焰传播速度快，着火稳定性好，燃尽率高。煤粉颗粒对燃烧影响较大。细煤粉中挥发分比粗煤粉容易析出，也容易加热，因而细煤粉容易着火，也容易燃尽。煤粉的燃烧反应主要是在颗粒表面上进行的，煤粉颗粒越细，单位质量的煤粉表面积越大，火焰传播速度越快，燃烧放热速度越快，煤粉颗粒就越容易被加热，因而也越容易稳定燃烧。试验研究发现，煤粉燃尽时间与颗粒直径的平方成正比，当锅炉燃用煤质一定时，提高煤粉细度能显著提高煤粉气流着火的稳定性。不过煤粉颗粒细度受磨煤出力与磨煤电耗的限制，不可能任意提高。同时，煤粉越粗，煤粉燃尽所需时间越长，造成碳粒不完全燃烧的可能性越大，也就是不完全燃烧热损失越大，另外，煤粉越粗，为了减少不完全燃烧损失，需增加风量，这样，相对增加了排烟热损失。煤粉着火以后，也就是煤粉颗粒的强烈燃烧和焦炭粒子的燃尽阶段，对于细的煤粉粒子，燃烧主要在动力区和过渡区内进行，而焦炭粒子的燃尽是在温度、氧浓度和气流紊流扰动都下降的情况下进行，由于焦炭粒子的燃尽占据了燃烧总时间的大部分，特别是大颗粒的煤粉。所以煤粉颗粒的大小就直接决定了锅炉的燃烧效率。3.2煤粉细度与燃烧稳定性的关系