煤在爐膛中呈懸浮狀態進行的燃燒反應過程。其特點是爐膛較大，沒有爐篦，煤燃燒的幾個階段均在爐膛空間中進行。煤隨空氣噴入爐內，在爐內停留的時間很短，一般不超過2～3s。在這種燃燒方式中，煤和空氣的接觸面大，燃燒強烈，燃燒速度快，效率高，適用於大容量鍋爐。
基本介紹
- 中文名：煤炭懸浮燃燒
- 外文名：suspension combustion of coal
- 套用：火力發電
- 學科：燃燒學
- 特點：煤和空氣的接觸面大，燃燒強烈
- 燃燒方式：煤粉燃燒和煤漿燃燒
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介紹
煤炭懸浮燃燒分為煤粉燃燒和煤漿燃燒2種方式。煤粉燃燒出現於20世紀20年代，1935年研製出較完善的制粉設備後，開始在動力鍋爐大量採用。早期的煤漿燃燒是油煤漿燃燒，水煤漿懸浮燃燒發展得較晚。德國於1969～1970年之間進行了一次水煤漿燃燒試驗，美國早期的一個重要試驗是1961年10～11月在一家工廠進行的。1983年美國一台生產能力為50t/h的水煤漿製造設備已正式投產。中國於80年代初開始水煤漿的燃燒研究工作，已成功地進行了中試規模和工業性水煤漿燃燒試驗。
煤炭懸浮燃燒歷史悠久，套用廣泛，大的燃煤電站鍋爐及工業窯爐多採用煤粉燃燒，煤漿燃燒也具有良好的發展前景。
煤粉燃燒
將煤磨細到一定程度，用空氣噴入爐內，使其在運動過程中完成燃燒反應。煤粉燃燒象氣體燃料燃燒過程中那樣形成具有明顯輪廓的火炬，又稱為火炬燃燒。
煤粉粒度一般為1μm到300～500μm之間，其中以20～50μm顆粒占多數。煤粉由空氣經燃燒器噴入煤粉鍋爐(煤粉處於懸浮狀態下燃燒的裝置)爐膛中，由射流和周圍高溫煙氣混合成的煤粉氣流，受到強烈的對流傳熱和爐內高溫火焰的輻射換熱，溫度迅速提高，達到煤的著火溫度時開始燃燒。煤粉燃燒時間短，燃燒的幾個階段均在其運動過程中完成，燃燒產物隨之排出爐外 (如圖1)。
煤粉爐按其除渣方式分為固態排渣爐和液態排渣爐。
固態排渣爐的結構可使火焰脫離爐牆，靠近爐牆處所達到的溫度應不致使灰渣熔化，並使燃燒固體產物在離開燃燒室之前就充分冷卻，以免灰渣在對流管束上粘附。液態排渣爐是根據某些煤易結渣的特點，提高燃燒區域的爐溫，使灰渣在水冷壁上形成液態流渣，流至爐底以液態形式排出。
煤粉燃燒器
簡稱煤粉燒嘴，是煤粉燃燒關鍵的組成部分。其作用是向爐膛中輸送空氣和煤粉，使之在爐膛中良好混合、著火和燃燒，並保證火焰儘可能地充滿整個爐膛。燃燒器的種類很多，按噴口斷面形狀分為圓口燒嘴和扁口燒嘴2種; 按氣體流動情況分為直流式煤粉燒嘴和渦流式煤粉燒嘴2種; 根據送風方式分為單管式、雙管式和多孔煤粉燃燒器。
煤漿燃燒
煤粉與水或其他液體燃料製成煤漿噴入爐內完成的燃燒反應。煤漿燃燒包括水煤漿、煤油漿和煤醇漿燃燒，其中水煤漿和煤油漿套用較為廣泛。
煤漿燃燒與油的燃燒過程相似，調製好的煤漿用空氣經霧化噴嘴噴入爐內，在運動過程中完成燃燒反應，形成象油和氣體燃料那樣具有明顯輪廓的火炬。煤油漿燃燒特徵是靠近噴嘴處為油的火焰特徵，遠離噴嘴處直到火焰終端是殘留煤焦的燃燼。水煤漿燃燒特徵與煤粉燃燒火焰特徵相似，不同的是火焰中心前移，靠近噴嘴處有加熱、水分蒸發預燃段。
煤漿燃燒不僅可以採用懸浮燃燒方式，也可以採用旋風爐等其他燃燒方式。
