鍋爐燃燒過程原理與特性分析

鍋爐燃燒過程原理與特性分析匯報(bào)人：2024-01-16燃燒基本原理鍋爐燃燒系統(tǒng)組成鍋爐燃燒過程特性鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)鍋爐安全與環(huán)保要求案例分析：某電廠鍋爐燃燒優(yōu)化實(shí)踐contents目錄燃燒基本原理01燃燒是一種放熱發(fā)光的化學(xué)反應(yīng)，通常是燃料與氧氣在一定條件下發(fā)生的氧化反應(yīng)。燃燒定義燃燒必須具備三個基本要素，即燃料、氧氣和足夠的初始能量（點(diǎn)火源）。只有當(dāng)這三個要素同時具備時，燃燒才能發(fā)生。燃燒三要素燃燒定義及三要素燃料和氧化劑在分子層面上完全混合后進(jìn)行的燃燒反應(yīng)，如氣體燃料的燃燒。燃料和氧化劑在分子層面上未完全混合，通過擴(kuò)散作用進(jìn)行的燃燒反應(yīng)，如固體和液體燃料的燃燒。燃燒反應(yīng)類型非均相燃燒均相燃燒單位時間內(nèi)燃料燃燒所釋放的熱量或單位質(zhì)量燃料完全燃燒所需的時間。燃燒速度受燃料性質(zhì)、氧氣濃度、溫度和壓力等因素影響。燃燒速度鍋爐輸出的熱量與輸入熱量之比。提高熱效率可以降低能源消耗和減少環(huán)境污染。熱效率受鍋爐設(shè)計(jì)、燃料種類、燃燒控制等因素影響。熱效率燃燒速度與熱效率鍋爐燃燒系統(tǒng)組成02確保燃料的穩(wěn)定供應(yīng)，通過輸送設(shè)備將燃料送至燃燒器。燃料儲存與輸送燃料預(yù)處理燃料計(jì)量與調(diào)節(jié)對燃料進(jìn)行破碎、篩分、干燥等預(yù)處理，以滿足燃燒要求。通過計(jì)量裝置對燃料進(jìn)行精確計(jì)量，并通過調(diào)節(jié)裝置控制燃料供應(yīng)量，以適應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化。030201燃料供給系統(tǒng)通過空氣壓縮機(jī)將空氣壓縮并輸送至燃燒器?？諝鈮嚎s與輸送利用鍋爐尾部煙氣對空氣進(jìn)行預(yù)熱，提高空氣溫度，有利于燃料的著火和燃燒?？諝忸A(yù)熱通過調(diào)節(jié)裝置控制空氣供應(yīng)量，以配合燃料的燃燒需求。空氣調(diào)節(jié)空氣供給系統(tǒng)根據(jù)燃料特性和燃燒要求設(shè)計(jì)爐膛形狀和尺寸，確保燃料在爐膛內(nèi)充分燃燒。爐膛形狀與尺寸選用耐高溫、耐腐蝕的材料制造爐膛，以確保爐膛的安全運(yùn)行。爐膛材料控制爐膛溫度、壓力等熱工參數(shù)，以保證燃料的穩(wěn)定燃燒和鍋爐的高效運(yùn)行。爐膛熱工參數(shù)鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)通過排煙管道將燃燒產(chǎn)生的煙氣排出鍋爐房，確保室內(nèi)空氣質(zhì)量。排煙系統(tǒng)采用除塵、脫硫、脫硝等污染物處理技術(shù)，降低煙氣中的有害物質(zhì)含量，保護(hù)環(huán)境。污染物處理通過調(diào)節(jié)排煙溫度，提高鍋爐熱效率，同時減少能源浪費(fèi)和環(huán)境污染。排煙溫度控制排煙與污染物處理鍋爐燃燒過程特性0303穩(wěn)燃范圍鍋爐在穩(wěn)定工況下燃燒的燃料空氣比范圍，受燃料種類、燃燒器設(shè)計(jì)和運(yùn)行條件等因素影響。01著火溫度燃料開始持續(xù)燃燒所需的最低溫度，受燃料性質(zhì)、氧氣濃度和燃燒室壓力等因素影響。02著火延遲從燃料進(jìn)入燃燒室到開始著火的時間間隔，與燃料性質(zhì)、溫度和壓力等因素有關(guān)。著火與穩(wěn)燃特性火焰形狀火焰在燃燒室內(nèi)的形狀和分布，受燃燒器設(shè)計(jì)、空氣動力場和燃料性質(zhì)等因素影響?；鹧娣€(wěn)定性火焰在燃燒室內(nèi)的穩(wěn)定程度，受氣流擾動、燃料波動和燃燒室壓力等因素影響?；鹧?zhèn)鞑ニ俣然鹧嬖谌紵覂?nèi)傳播的速度，與燃料性質(zhì)、氧氣濃度和溫度等因素有關(guān)?；鹧?zhèn)鞑ヅc形狀溫度場分布燃燒室內(nèi)各點(diǎn)的溫度分布情況，受燃料性質(zhì)、燃燒器設(shè)計(jì)、空氣動力場和爐膛結(jié)構(gòu)等因素影響。熱流密度分布燃燒室內(nèi)各點(diǎn)熱流密度的分布情況，與溫度場分布密切相關(guān)，同時也受爐膛結(jié)構(gòu)、受熱面布置和煙氣流動等因素影響。溫度場與熱流密度分布污染物種類鍋爐燃燒過程中產(chǎn)生的污染物主要包括煙塵、二氧化硫、氮氧化物等。污染物生成機(jī)理污染物的生成與燃料性質(zhì)、燃燒條件、空氣動力場和爐膛結(jié)構(gòu)等因素密切相關(guān)。污染物控制措施為降低污染物排放，可采取改進(jìn)燃燒技術(shù)、采用低污染燃燒器、煙氣脫硫脫硝等控制措施。污染物生成與控制鍋爐燃燒優(yōu)化技術(shù)04通過調(diào)整燃燒器內(nèi)空氣與燃料的比例，降低燃燒區(qū)域的氧濃度，從而抑制氮氧化物的生成。空氣分級燃燒將燃料分為主燃料和再燃燃料，在主燃燒區(qū)缺氧燃燒生成還原性氣氛，再燃燃料在還原性氣氛下燃燒，進(jìn)一步降低氮氧化物排放。燃料分級燃燒將部分低溫?zé)煔夥祷厝紵?，降低燃燒區(qū)域的溫度和氧濃度，減少氮氧化物的生成。煙氣再循環(huán)低氮氧化物排放技術(shù)分級配風(fēng)根據(jù)燃燒需求，將空氣分為一次風(fēng)、二次風(fēng)等，通過合理分配各段風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)燃料與空氣的充分混合和燃燒。低氧燃燒通過降低燃燒區(qū)域的氧濃度，減緩燃燒速度，降低火焰溫度，從而減少熱力型氮氧化物的生成。分級配風(fēng)與低氧燃燒技術(shù)富氧燃燒技術(shù)富氧空氣制備利用空分設(shè)備制取高純度氧氣，與部分回收的煙氣混合制成富氧空氣。富氧燃燒特性在富氧環(huán)境下，燃料燃燒速度加快，火焰溫度升高，燃燒效率提高。同時，由于煙氣中氮?dú)夂拷档?，氮氧化物排放減少。123采用先進(jìn)的自動化控制技術(shù)，對鍋爐燃燒過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和自動調(diào)節(jié)，確保鍋爐安全、高效運(yùn)行。自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用智能優(yōu)化算法對鍋爐燃燒過程進(jìn)行建模和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)燃燒效率的提高和污染物的減排。智能優(yōu)化算法綜合考慮鍋爐燃燒過程中的多個變量，如燃料量、風(fēng)量、氧量等，實(shí)現(xiàn)多變量協(xié)同控制，優(yōu)化燃燒過程。多變量協(xié)同控制先進(jìn)控制策略應(yīng)用鍋爐安全與環(huán)保要求05通過合理送風(fēng)、燃料完全燃燒等方式，降低可燃物在爐膛內(nèi)的積聚，避免達(dá)到爆炸極限。嚴(yán)格控制爐膛內(nèi)可燃物濃度在爐膛和煙道等關(guān)鍵部位設(shè)置防爆門和泄壓裝置，一旦爐內(nèi)壓力異常升高，可及時泄壓，防止爆炸事故發(fā)生。設(shè)置防爆門和泄壓裝置規(guī)范點(diǎn)火和停爐操作流程，確保在點(diǎn)火前對爐膛進(jìn)行充分吹掃，停爐后及時切斷燃料供應(yīng)，防止可燃物在爐內(nèi)長時間滯留。加強(qiáng)點(diǎn)火和停爐操作管理防止?fàn)t膛爆炸措施采用低氮燃燒技術(shù)01通過改進(jìn)燃燒器結(jié)構(gòu)、優(yōu)化燃燒參數(shù)等方式，降低燃燒過程中氮氧化物的生成和排放。加裝除塵設(shè)備02在鍋爐尾部煙道加裝除塵設(shè)備，如布袋除塵器、靜電除塵器等，有效去除煙氣中的顆粒物，降低粉塵排放。實(shí)施脫硫脫硝技術(shù)03根據(jù)鍋爐燃料類型和污染物排放要求，采用適當(dāng)?shù)拿摿蛎撓跫夹g(shù)，如濕法脫硫、SCR脫硝等，降低硫氧化物和氮氧化物的排放。降低污染物排放措施加強(qiáng)鍋爐運(yùn)行管理通過定期維護(hù)、保養(yǎng)鍋爐設(shè)備，確保鍋爐處于良好運(yùn)行狀態(tài)，提高熱效率。實(shí)施余熱回收技術(shù)利用鍋爐排煙中的余熱，采用熱交換器等設(shè)備回收熱量，用于供暖、熱水等用途，提高能源利用效率。推進(jìn)鍋爐節(jié)能改造針對老舊、低效的鍋爐設(shè)備，采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行改造升級，如采用高效燃燒器、加裝熱管等，降低能耗，提高能源利用效率。提高能源利用效率途徑案例分析：某電廠鍋爐燃燒優(yōu)化實(shí)踐06電廠規(guī)模該電廠裝機(jī)容量為2×300MW，是當(dāng)?shù)刂匾碾娏?yīng)基地。鍋爐類型采用亞臨界壓力、一次中間再熱、自然循環(huán)汽包爐，具有較高的熱效率和環(huán)保性能。燃料特性鍋爐設(shè)計(jì)煤種為煙煤，具有易燃、燃燒穩(wěn)定的特點(diǎn)，同時輔以燃油作為點(diǎn)火和穩(wěn)燃用油。電廠概況及鍋爐設(shè)備簡介熱效率偏低由于燃燒調(diào)整不當(dāng)、受熱面積灰等原因，鍋爐熱效率低于設(shè)計(jì)值，造成能源浪費(fèi)。污染物排放超標(biāo)鍋爐煙氣中NOx、SO2等污染物排放濃度超過國家標(biāo)準(zhǔn)，對環(huán)境造成污染。燃燒不穩(wěn)定鍋爐在燃燒過程中存在火焰閃爍、爐膛負(fù)壓波動等問題，影響鍋爐安全運(yùn)行。存在問題診斷及原因分析優(yōu)化燃燒調(diào)整通過調(diào)整燃燒器配風(fēng)、煤粉細(xì)度等參數(shù)，改善燃燒狀況，提高火焰穩(wěn)定性。采用先進(jìn)控制技術(shù)引入先進(jìn)的燃燒控制系統(tǒng)和煙氣凈化裝置，實(shí)現(xiàn)燃燒過程