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固體燃料的燃燒通常可根據(jù)其燃燒時(shí)的特征和燃燒方式進(jìn)行分類。
一 、按燃燒特征分類：
1.表面燃燒：
指燃燒反應(yīng)在燃料表面進(jìn)行的燃燒。這種燃燒現(xiàn)象常發(fā)生在幾乎不含揮發(fā)分的燃料中，例如在焦炭和木炭表面的燃燒，這時(shí)氧和CO2通過擴(kuò)散到達(dá)燃料表面進(jìn)行反應(yīng)。如在燃料表面尚不能完全燃燒，則不完全燃燒產(chǎn)物(如CO等)在離開表面后，可再與O2進(jìn)行氣相燃燒反應(yīng)。
2.分解燃燒：
這種情況常發(fā)生在熱分解溫度較低的固體燃料。這時(shí)由熱分解產(chǎn)生的揮發(fā)分在離開燃料表面后，再與02進(jìn)行氣相燃燒反應(yīng)。木材、紙張和煤揮發(fā)分的燃燒就屬此類燃燒。
3.蒸發(fā)燃燒：
這種情況發(fā)生在熔點(diǎn)較低的固體燃料。燃料在燃燒前先熔融成液態(tài)，然后再進(jìn)行蒸發(fā)和燃燒(和液體燃料一樣)。石蠟等鏈烷烴系高級碳?xì)浠衔锏娜紵蛯俅祟惾紵Ｔ诤芏嗲闆r下，在進(jìn)行蒸發(fā)燃燒的同時(shí)也可能進(jìn)行分解燃燒。
4.冒煙燃燒：
對一些易熱分解的固體燃料，當(dāng)因溫度較低而使揮發(fā)分未能著火時(shí)，將會(huì)冒出大量的濃煙，使大量可燃物散失在煙霧中。木材和紙張?jiān)跍囟容^低的條件下燃燒時(shí)，就易于產(chǎn)生冒煙燃燒。
通過固體燃料的這幾種燃燒現(xiàn)象可以看出:在分析固體燃料燃燒時(shí)，有時(shí)還需應(yīng)用氣體燃料和液體燃料的燃燒理論知識(shí)。
二 、按燃燒方式分類：
1. 火床式燃燒
燃料主要在火床(又稱爐排或爐棚)上完成燃燒過程的燃燒方式稱火床式燃繞。在已燃燒火床添加的新鮮燃料(小煤塊)由于受到已燃高溫煤層和高溫爐膛的加熱而被點(diǎn)燃燒。燃燒所需空氣由火床下爐排孔供入。煤層燃燒所生成的煙氣進(jìn)入爐膛，其中尚未燃盡的可燃成分(如CO、H2等)及由煙氣從煤層帶出的煤屑可再在爐險(xiǎn)空間內(nèi)與空氣混合燃燒。故火床燃燒實(shí)際上是由兩部分組成，但以
火床上的煤層燃燒為主，因此有人稱火床燃燒為層狀燃燒。經(jīng)過爐排進(jìn)入媒層燃燒的空氣稱一次風(fēng)，在煤層上部，向爐膛送人的空氣稱二次風(fēng)，它除了用于空間燃燒處，并用于形成爐內(nèi)所要求的空氣動(dòng)力場。在總空氣量中，一次風(fēng)是主要的燃燒空氣，其量約占總空氣量的80%-100%，二次風(fēng)則占總空氣量的0-20%。
火床燃燒又可分為上飼式固定爐排燃燒、下飼式固定爐排燃燒及鏈條活動(dòng)爐排燃燒等。
在火床燃燒中，煤層的運(yùn)動(dòng)很緩慢，這是由于煤塊顆粒較粗，在爐內(nèi)如無充分逗留時(shí)間是不能燃盡的，一般要求至少逗留15一30min。火床燃燒需要結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜且金屬耗量大的爐排，其燃燒效率較低，對大容量鍋爐，這些矛盾更為突出。故火床燃繞只適用于中小容量工業(yè)鍋爐及某些工業(yè)爐。
2.火室式燃燒：
火室式燃燒是將煤磨成煤粉，使煤粉在爐膛空間以懸浮狀態(tài)進(jìn)行燃燒過程，故又稱懸浮燃燒。煤粉與燃燒所需空氣可通過煤粉燃燒器上不同功能的噴口噴入爐膛，形成所需的燃燒空氣動(dòng)力場，以建立合適的燃燒條件。
根據(jù)燃料的燃燒特性和對爐內(nèi)燃燒組織的不同要求，燃燒器有直流武和旋流式之分。前者的燃料和空氣流均不旋轉(zhuǎn)，為直流射流，后者則為旋轉(zhuǎn)射流。直流式燃燒器常用在鍋爐內(nèi)形成U形或W形燃燒火焰，或用于組織四角燃燒火焰。旋流式燃燒器常用于在鍋爐中組織L形火焰。
煤粉在爐中隨氣流而快速運(yùn)動(dòng)，煤粉在爐內(nèi)逗留時(shí)間很短，一般僅2～3s,故需將煤粉磨得很細(xì)，使它來得及充分燃燒。對煤粉的要求為:顆粒平均直徑為40～100μm,水分含量為0.5%～1.0%(W)。在煤粉爐，煤粉是先與部分燃燒空氣(稱一次風(fēng))組成一股煤粉-空氣混合流，然后再經(jīng)過燃燒器噴入爐內(nèi)燃燒，燃燒所需總空氣量的其余部分稱二次風(fēng)，當(dāng)把煤粉制粉系統(tǒng)的排氣送人爐內(nèi)燃燒時(shí)，稱為三次風(fēng)。在燃燒器中合理地安排一、二、三次風(fēng)口的射流是達(dá)到所需燃燒空氣動(dòng)力場的關(guān)鍵。煤粉燃盡后的灰渣可以固態(tài)或液態(tài)排出爐外，并分別稱之為固態(tài)除渣煤粉爐及液態(tài)除渣煤粉爐。
與機(jī)械化火床爐相比，煤粉火室爐有以下優(yōu)點(diǎn):
(1) 燃燒效率高;
(2)可使用含灰質(zhì)及水分高的劣質(zhì)煤和無煙煤;
(2) 可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行操作的全部機(jī)械化和自動(dòng)化;
(3)
單機(jī)容量可以大型化，適用于大型電站鍋爐。目前，蒸發(fā)量大于75/h的燃煤鍋爐幾乎都采用煤粉室燃爐，有一些冶金加熱爐也采用煤粉室燃燒方式的。
但煤粉室燃爐也存在不足之處:
(1) 金屬受熱面易磨損;
(2) 煙氣中飛灰含量較高:
(3)受熱面積灰和結(jié)渣問題較嚴(yán)重;
(4)需設(shè)置專用的制粉系統(tǒng)，且制粉尚需耗能;
(4) 對爐子的運(yùn)行操作要求很高。
3.旋風(fēng)式燃燒
旋風(fēng)式燃燒是一種使燃料懸浮于旋轉(zhuǎn)空氣中的燃燒方式。燃料顆粒與一次風(fēng)經(jīng)燃燒器送入旋風(fēng)爐，大量的二次風(fēng)則沿切線方向高速(可達(dá)100m/s以上)進(jìn)入旋風(fēng)爐，形成強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于氣流的旋轉(zhuǎn)，使燃料顆粒緊貼圓筒壁，邊旋轉(zhuǎn)邊進(jìn)行熱分解、著火燃繞直到燃盡。燃燒生成的煙氣由中心孔流出。由于氣流的旋轉(zhuǎn)，燃料在爐中逗留時(shí)間較長，故可燃用煤粉及小煤塊(其尺寸可達(dá)5～6mm甚至更大)。燃料顆粒越大，燃盡時(shí)間越長，在爐中旋轉(zhuǎn)的次數(shù)也越多，滿足了充分燃燒的要求。由于燃料在爐中逗留時(shí)間較長，旋風(fēng)爐內(nèi)存留的燃料量較大，故燃料工況比較穩(wěn)定，對燃料和空氣量供應(yīng)的波動(dòng)不太敏感。
由于旋風(fēng)燃燒中燃料與空氣混合很劇烈，使燃燒過程大為強(qiáng)化，爐內(nèi)溫度可達(dá)到很高水平(可達(dá)1600～1700℃)，燃料中的灰分亦大部熔化為液態(tài)從爐中排走，因而可大大減少煙氣帶出的飛灰。
4.沸騰式燃燒
沸騰式燃燒相當(dāng)于在火床中當(dāng)火床通風(fēng)速率達(dá)到煤粒沉降速率時(shí)的臨界狀態(tài)下的燃燒，這時(shí)煤粒失去穩(wěn)定性而在煤層中作強(qiáng)烈的上下翻騰運(yùn)動(dòng)，因其頗類似沸騰狀態(tài)，故稱為沸騰燃燒。煤粒由氣力系統(tǒng)送入沸騰床中，燃燒所需空氣經(jīng)布風(fēng)板孔以高速噴向煤層,使煤粒失穩(wěn)而呈沸騰狀并進(jìn)行燃僥。由于煤粒和空氣進(jìn)行劇烈的攪拌和混合，燃燒過程十分強(qiáng)烈，燃料燃盡率可以很高(一般可達(dá)到96%～98%以上)，所以沸騰燃燒能有效地燃用多種燃料，如無煙煤、煙煤、褐煤及油頁巖等多種固體燃料。但由此而由煙氣帶出的飛灰量也較大，一般需經(jīng)二級除塵后才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
為防止沸騰層內(nèi)灰渣結(jié)塊破壞燃燒過程，通常在沸騰床內(nèi)設(shè)置埋管受熱面，使床內(nèi)溫度維持在800～900℃之間。這些受熱面由于受到強(qiáng)烈翻騰煤粒的沖刷，使熱阻的層流邊界層常遭破壞，故受熱面可達(dá)到很高的傳熱系數(shù)(可達(dá)250～350W/(m2?℃))。因此，可以較少的受熱面積即可傳遞大量的燃燒放熱量。沸騰燃燒屬低溫燃燒，在800～900℃的床層溫度下，對脫硫化學(xué)反應(yīng)很有利，因此，常隨燃料加人一定數(shù)量的CaCO3及MgCO3作為脫硫劑。據(jù)研究，在Ca/S≥2的條件下，可使燃料中大部分的硫(80%～90%)被化合成CaSO4爐渣殘留下來，從而防止有害氣體SOX對大氣的污染。由于低溫燃燒，排氣中的有害成分NOX也大為降低。
