燃烧过程的基本理论
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《燃烧基本理论》课件
燃烧的化学特性
放热反应
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1பைடு நூலகம்
燃烧是一种放热反应，释放出大量的热量，可以用于加热物体或驱动机械。
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2
化学键断裂
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3
燃烧过程中，可燃物质中的化学键发生断裂，释放出能量。
添加标题
4
新物质生成
添加标题
5
燃烧过程中，可燃物质与氧化剂反应生成新的物质，这些物质通常是稳定的化合物。
添加标题
6
燃烧的物理特性
含硫燃料燃烧时会产生二氧化硫等硫氧化物。
二氧化碳
氮氧化物
颗粒物
燃烧过程中，碳与氧结合生成二氧化碳。
高温下氮气与氧气反应生成氮氧化物。
燃烧过程中产生的固体颗粒物，如灰尘等。
温室效应
二氧化硫、氮氧化物等气体与水蒸气反应形成酸雨。
酸雨
空气污染
生态破坏
01
02
04
03
燃烧产生的污染物对生态系统造成破坏，影响生物多样性。
01
燃烧效率优化
通过调整燃料与空气的混合比例、燃烧温度和时间等参数，提高燃烧效率，减少不完全燃烧损失。
02
污染物排放控制
采用尾气处理、除尘、脱硫脱硝等技术，降低燃烧过程中产生的污染物排放。
燃烧的控制技术与方法
THANKS
感谢观看
长期接触污染物可能导致免疫系统功能下降，增加感染和疾病的风险。
燃烧产物对人体的影响
CATALOGUE
燃烧的应用与控制
05
燃烧化石燃料（如煤、石油、天然气）产生高温高压蒸汽，驱动发电机发电。
火力发电
利用燃气燃烧产生高速气流，驱动涡轮旋转，从而发电或提供动力。
燃气轮机
第7章 燃气燃烧的基本理论
tth 是燃气燃烧过程控制的一个重要指标，它表明某种 燃气在一定条件下燃烧，其烟气所能达到的最高温度。
4、实际燃烧温度tact：
实际燃烧温度与理论燃烧温度的差值随工艺过程 和炉窑结构的不同而不同，很难精确计算出来。经验 公式为：
tact tth
μ—高温系数。对一般工业炉窑可取0.65～0.85，无 焰燃烧器的火道可取0.9。
§7-1 燃气的燃烧计算
3、燃烧反应计量方程式： 是进行燃烧计算的依据。它可以表示出燃烧前后， 燃气中的各可燃物质与其燃烧产物间的量值比例关系。 如： CH 2O CO 2H O H 4 2 2 2 任何一种形式的碳氢化合物 Cm H n 的燃烧反应方程 式都可用以下通式表示：
n n Cm H n (m )O2 mCO 2 H 2O H 4 2
2、燃烧热量温度tther：
Q2=0，Q3=0，Q4=0；不计由燃气和空气带入的物 理热（Ig=Ia=0）；且假设α =1。
tther
Hl
0 VRO2 cRO2 V H0 O cH O VN c 2 N2
2 2
tther 只与燃气组成有关，即只取决于燃气性质，是燃 气的热工特性之一，是从燃烧温度的角度评价燃气性 质的一个指标。
1、三原子气体体积：
VRO2 VCO2 VSO2 CO2 CO mCm Hn H2 S
2、水蒸气体积：
V
0 H 2O
n H 2 H 2 S Cm H n 1.20(d g V0 d a ) 2
3、氮气体积：
V 0.79V0 N2
0 N2
4、理论烟气量总体积：
干空气中N 2与O2 的容积比为：
燃烧过程的理论基础
550
烟煤Vdaf=40%
650
烟煤Vdaf=30%
750
烟煤Vdaf=20%
840
贫煤Vdaf=14%
900
无烟煤Vdaf=4%
1000
挥发分越高的煤，着火温度越低，即越容易着火； 挥发分越低的煤，着火温度越高，越不容易着火。
着火热
一次风：现代大中容量锅炉广泛燃用煤粉，为了使煤粉气流被更快加热到煤粉颗粒的着火温度，总是不把煤粉燃烧所需的全部空气都与煤粉混合来输送煤粉，而只是用其中一部分来输送煤粉，这部分空气称为一次风。
只有粗煤粉在炉膛高温区才可能处于扩散。
其他区域为动力或过渡区，故提高炉膛温度可强化煤粉燃烧。
一次反应：式3-26；一次产物
燃烧机理：在碳粒的吸附表面进行的多相燃烧反应。
二次反应：式3-27；二次产物
碳粒的燃烧
02
不同温度下的碳粒燃烧过程：
图3-6 低于1200℃； 高于1200℃；
气流速度影响：
影响煤粉气流着火的因素
煤粉空气混合物经燃烧器喷入炉膛后，通过湍流扩散和回流，卷吸周围的高温烟气，同时又受到炉膛四壁及高温火焰的辐射，被迅速加热，热量达到一定温度后就开始着火。
1．燃料的性质 挥发分：含量低，煤粉气流的着火温度高，着火热增大，着火所需时间长，着火点离燃烧器喷口的距离也增大。 水分：水分大，着火热也随之增大，炉内温度水平降低，从而使煤粉气流卷吸的烟气温度以及火焰对煤粉汽流的辐射热也相应降低，对着火不利。 灰分：灰分在燃烧过程中不能放热还要吸热，灰分在着火和燃烧过程中使得炉内烟气温度降低，同样使煤粉气流的着火推迟，并进一步影响了着火的稳定性。 煤粉细度： 煤粉愈细，着火愈容易。（这是因为在同样的煤粉浓度下，煤粉愈细，进行燃烧反应的表面积就会越大，而煤粉本身的热阻却减小，在加热时，细煤粉的温升速度就比粗煤粉要快，这样就可以加快化学反应速度，更快地着火。）
烟煤Vdaf=40%
650
烟煤Vdaf=30%
750
烟煤Vdaf=20%
840
贫煤Vdaf=14%
900
无烟煤Vdaf=4%
1000
挥发分越高的煤，着火温度越低，即越容易着火； 挥发分越低的煤，着火温度越高，越不容易着火。
着火热
一次风：现代大中容量锅炉广泛燃用煤粉，为了使煤粉气流被更快加热到煤粉颗粒的着火温度，总是不把煤粉燃烧所需的全部空气都与煤粉混合来输送煤粉，而只是用其中一部分来输送煤粉，这部分空气称为一次风。
只有粗煤粉在炉膛高温区才可能处于扩散。
其他区域为动力或过渡区，故提高炉膛温度可强化煤粉燃烧。
一次反应：式3-26；一次产物
燃烧机理：在碳粒的吸附表面进行的多相燃烧反应。
二次反应：式3-27；二次产物
碳粒的燃烧
02
不同温度下的碳粒燃烧过程：
图3-6 低于1200℃； 高于1200℃；
气流速度影响：
影响煤粉气流着火的因素
煤粉空气混合物经燃烧器喷入炉膛后，通过湍流扩散和回流，卷吸周围的高温烟气，同时又受到炉膛四壁及高温火焰的辐射，被迅速加热，热量达到一定温度后就开始着火。
1．燃料的性质 挥发分：含量低，煤粉气流的着火温度高，着火热增大，着火所需时间长，着火点离燃烧器喷口的距离也增大。 水分：水分大，着火热也随之增大，炉内温度水平降低，从而使煤粉气流卷吸的烟气温度以及火焰对煤粉汽流的辐射热也相应降低，对着火不利。 灰分：灰分在燃烧过程中不能放热还要吸热，灰分在着火和燃烧过程中使得炉内烟气温度降低，同样使煤粉气流的着火推迟，并进一步影响了着火的稳定性。 煤粉细度： 煤粉愈细，着火愈容易。（这是因为在同样的煤粉浓度下，煤粉愈细，进行燃烧反应的表面积就会越大，而煤粉本身的热阻却减小，在加热时，细煤粉的温升速度就比粗煤粉要快，这样就可以加快化学反应速度，更快地着火。）
燃烧基本理论
内容：燃烧基本理论一、燃烧的本质和条件（一）燃烧的本质燃烧是一种放热发光的化学反应。
燃烧同时具备三个特征，即化学反应、放热和发光，具备一个或两个特征不能称为燃烧。
（二）燃烧的条件1.必要条件：任何物质发生燃烧必须具备三个条件，即可燃物、助燃物（氧化剂）和着火源。
2.充分条件：一定的可燃物浓度，一定的氧气含量，一定的着火能量，三者相互作用。
二、燃烧类型燃烧类型主要有闪燃、自燃、着火、爆炸。
（一）闪燃在一定温度下，易燃、可燃液体表面上产生足够的可燃蒸汽，与空气混合遇着火源产生一闪即灭的燃烧现象叫作闪燃。
（二）自燃可燃物质在没有外部明火等火源的作用下，因受热或自身发热并蓄热所产生的自行燃烧现象称为自燃。
自燃包括受热自燃和本身自燃。
1、受热自燃。
可燃物质在空气中，连续均匀地加热到一定温度，在没有外部火源的作用下，发生自行燃烧的现象叫作受热自燃。
2、本身自燃。
可燃物质在空气中，自然发热经一定时间的积蓄使物质达到自燃点而燃烧的现象，叫作本身自燃。
（三）着火可燃物质与空气（氧化剂）共存，达到某一温度时与火源接触即发生燃烧，当火源移去后，仍能继续燃烧，直到可燃物燃尽为止，这种持续燃烧的现象叫作着火。
（四）爆炸物质从一种状态迅速转变成另一种状态，并在瞬间放出大量能量，同时产生声响的现象叫爆炸。
爆炸浓度极限：可燃气体、蒸气或粉尘与空气的混合物，遇火源能够发生爆炸的浓度。
遇火源能够发生爆炸的最低浓度叫作爆炸浓度下限（也称为爆炸下限）；遇火源能发生爆炸的最高浓度叫作爆炸浓度上限（也称为爆炸上限）。
在火场上，常见的爆炸主要有以下三种：1. 气体爆炸：可燃气体与空气混合后遇到明火或电火花等火源时发生爆炸的现象。
气体爆炸必须具备三个条件：气体本身具有可燃性；气体必须与空气混合达到一定的浓度；有点火源的存在。
2、粉尘爆炸：悬浮于空气中的可燃粉尘遇到明火或电火花等火源时发生爆炸的现象。
粉尘爆炸必须具备三个条件：粉尘本身具有可燃性；粉尘必须悬浮在空气中并与气混合达到爆炸浓度；有足以引起粉尘爆炸的点火能量。
燃烧过程的基本理论
煤粉着火的主要加热源
• 要使煤粉着火。必须要有热源将煤粉加热到足够 高的温度。这个热源主要包括：煤粉气流卷吸回 流的高温烟气；火焰、炉墙等对煤粉的辐射；燃 料进行化学反应释放的热量 • 建模，研究结果表明：煤粉气流中，只有表面一 层煤粉可以接受辐射加热，考虑到这一影响，说 明煤粉气流的着火主要靠高温烟气回流 • 为了使煤粉气流更快加热到煤粉颗粒着火温度， 不能把燃烧所需要的空气全部用来输送煤粉，而 是用一部分输送煤粉，这部分为一次风，其余的 为二次风和三次风
活化能 E 破坏原有化学键并建立新化学键所必须消耗的能量，具有活化能 的分子为活化分子。活化能 E与反应物种类有关，挥发分含量小的煤，E大 在一定的温度下，活化能 E越大，则反应速度常数 k值越小，反应速率越小； 而在一定的活化能 E下，温度越高，则反应速度常数k值越大，反应速率越 大 不同反应活化能不同，而且正反应和逆反应的活化能也不同。（见书119页）
§6-2煤、焦炭和煤粉的燃烧
一、煤粉燃烧燃烧的四个阶段 预热、干燥(吸热) 挥发分析出(热解),并着火 燃烧(挥发分、焦炭)(保证O2、足够温度 ) 燃尽（残余焦炭→灰渣）影响q4 着火是前提、燃尽是目的 如何强化着火→第四节 如何强化燃烧、燃尽→第五节 煤粉的燃烧，四个阶段往往交错进行，挥发分析出几乎延续 到煤粉燃烧的最后阶段，甚至是更小的粒子先着火
M M ar M mf 2510 cq T0 100 (6 45) Br ar 2510 cq Tzh 100 100 M 100 mf
第一项为加热煤粉和一次风所需热量 第二项为煤粉中水分蒸发、过热所需热量 请问第二项中两个水分的意思？为什么要减？ 着火热大，着火所需时间长，着火点离开燃烧器喷口的距离大，着火困难
02燃烧基本理论及火灾基础知识
燃烧基本理论
可燃物质状态不同， 燃烧过程也不同。
任何可燃物质的燃 烧都经历氧化分解、着火、 燃烧等阶段。
应急救援和消防技能提升工程
燃烧基本理论
应急救援和消防技能提升工程
三、燃烧的特征参数
1、燃烧温度 可燃物质燃烧所产生的热量在火焰燃烧区域释放出来，火焰温度即燃烧温度。
表2 一些常见物质的燃烧温度
燃烧基本理论
应急救援和消防技能提升工程
2、燃烧速率 (1)气体燃烧速率 气体燃烧速率很快。
单质气体如氢气的燃烧只需受热、氧化等过程； 化合物气体如天然气、乙炔等的燃烧则需要经过受热、分解、氧化等过程。 单质气体的燃烧速率要比化合物气体的快。 在通常情况下，混合燃烧速率高于扩散燃烧速率。 管道中气体的燃烧速率与管径有关。当管径小于某个小的量值时，火焰在管 中不传播。若管径大于这个小的量值，火焰传播速率随管径的增加而增加，但当 管径增加到某个量值时，火焰传播速率便不再增加，此时即为最大燃烧速率。
燃烧基本理论
应急救援和消防技能提升工程
二、燃烧过程
气体最易燃烧，燃烧所需要的热量只用于本身的氧化分解，并使其达到着火点。 气体在极短的时间内就能全部燃尽。
液体在火源作用下，先蒸发成蒸气，而后氧化分解进行燃烧。与气体燃烧相比， 液体燃烧多消耗液体变为蒸气的蒸发热。
固体燃烧有两种情况：对于硫，磷等简单物质，受热时首先熔化，而后蒸发为蒸 气进行燃烧，无分解过程；对于复合物质，受热时首先分解成其组成部分，生成气态 和液态产物，而后气态产物和液态产物蒸气着火燃烧。
应急救援和消防技能提升工程
燃 烧 基 本 理 论 及 火 天灾燃基气础管知道识连接图
应急救援和消防技能提升工程
燃 烧 基 本 理 论 及 火 灾选基择础金知属识软管
燃气供应工程 第9章 燃气燃烧基本理论
tth 是燃气燃烧过程控制的一个重要指标，它表明某种 燃气在一定条件下燃烧，其烟气所能达到的最高温度。
4、实际燃烧温度tact：
实际燃烧温度与理论燃烧温度的差值随工艺过程 和炉窑结构的不同而不同，很难精确计算出来。经验 公式为：
tact tth
μ—高温系数。对一般工业炉窑可取0.65～0.85，无焰 燃烧器的火道可取0.9。
干空气中N 2与O2 的容积比为：
yN2 : yO2 79: 21 3.76
燃气燃烧所需的理论空气量为： 1 n V0 0.5H 2 0.5CO (m )Cm H n 1.5H 2 S O2 0.21 4
一般情况下，燃气的热值越高，燃烧所需的理论 空气量越多，还可用以下近似公式进行估算： 对于天然气和LPG：
三、燃气燃烧的火焰传播
（一）火焰的传播方式：
正常的火焰传播 爆炸 爆燃
燃气在工业与民用燃烧设备中的燃烧过程都属于 正常的火焰传播过程,在工业中常见的是紊流状态下 的火焰传播。
（二）火焰传播速度Sn：
当管径大到一定程度时，管壁散热对火焰传播速 度的影响消失，这时火焰传播速度走近于一最大值， 该最大值称为法向火焰传播速度Sn。
二、燃气热值的确定：
1、定义：1 m 3燃气完全燃烧后所放出的全部热量。 2、燃气热值的计算： ①直接用实验方法测定；
②用各单一气体的热值根据混合法则计算。
H H1 y1 H 2 y2 H n yn
三、燃烧所需空气量：
（一）理论空气需要量：
3 按燃烧反应计量方程式，1 m（或 1kg）燃气完全 燃烧所需的空气量，是实现燃气完全燃烧所需要的最 小空气量。单位为： m3 / m3干燃气或 m3 / kg
燃烧学基本理论_PPT课件
➢计算步骤：
C pi
➢先假定一个理论燃烧温度t1，从“平均恒压热容”表
中查出相应的 C pi代入上述公式，求出相应的Ql1 ；
➢然后再假定第二个理论燃烧温度t2，求出相应的
和Ql2；
t
t1
t2 Ql 2
t1 Ql1
Ql
Ql1
➢然后用插值法求出理论燃烧温度t
• 燃烧温度计算举例
第一节 化学热力学基础
• 一、化合物的生成焓
1 C 2 O2 CO
1 2
H2
1 2
I2
HI
√ h f 298,CO
110.59KJ
/
mol
√ h f 298,HI
25.12KJ
/ mol
CO
1 2
O2
CO2
× h f 298,CO2
283.10KJ
/ mol
第一节 化学热力学基础
• 一、化合物的生成焓
➢n mol物质在恒压（恒容）下，由T1升高到T2所需的 热量用Qp（Qv）来表示。
T2
Qp n T1 CpdT
T2
QV n T1 CV dT
➢Cp大于Cv，对于理想气体： Cp－Cv＝R；
➢对于液体和固体： Cp＝Cv。
➢热容比：气体的恒压热容和恒容热容之比，用K表示，
第一节 化学热力学基础
• 一、化合物的生成焓
➢燃烧温度的计算
➢计算方法
Ql
T
ni 298 C pi dT
Ql Vi Cpi T 298
恒压平均热容 C取pi 决于温度，只在某一个温度 范围内是常数
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技术比武讲义 第一节 化学反应速度及其影响因素
广义来讲影响化学反应速度的因素 燃烧本质上是一种发光发热的化学反应
一、均相反应与多相反应
同一相态 不同相态
均相反应 交界面上发生反应
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
技术比武讲义 二、化学反应速度 对任一化学反应，可写出其化学计量方程式：
a A+bB ⇔ gG + hH
η r = 100 − (q3 + q4 ) , %
安全（不结渣、不出现膜态沸腾)） 1、最佳的炉膛出口过量空气系数 使 q2＋q3＋q4 之和最小 q q2＋q3＋q4 q2 q4 q3 能源动力与机械工程学院
α l′′
α l′′
华北电力大学
技术比武讲义 2、适当高的炉温： 不产生水冷壁结渣和膜态沸腾 根据煤种，采用适当的炉膛截面热负荷 3、有足够的燃烧时间 主要取决于炉膛容积、炉膛截面积、炉膛高度 及烟气在炉内的流动速度，即与炉膛容积热负荷、 炉膛截面热负荷有关，在锅炉设计时要适当选取， 在运行中不要超负荷运行。 不同煤种 不同的炉膛形状(瘦、胖) 4、空气和煤粉的良好挠动和混合 燃烧器的结构特性 能源动力与机械工程学院 华北电力大学
0
T
华北电力大学
技术比武讲义
3、压力的影响
P ↑ C ↑ W ↑
与系统压力的 n 次方成正比 PFBC-CC 增压循环流化床锅炉蒸汽燃气联合循环 可快，可慢 改变了反应物的活化能 自动连续加速进行 挥发分对煤燃烧的影响 华北电力大学
4、催化作用
实质
5、链锁反应
达到一定温度时，氢的燃烧反应 能源动力与机械工程学院
燃料品质 燃烧器
结构
炉膛 锅炉负荷
运行 能源动力与机械工程学院
调节方式
华北电力大学
1、燃料性质
技术比武讲义
Vdaf
Mar
Ad
Rx
2、散热条件：无烟煤 卫燃带(结渣) 3、煤粉气流初温：无烟煤 热风送粉 能源动力与机械工程学院 华北电力大学
4、一次风量和风速 太大太小均不合适，应控制在一定范围内 (煤质差时应大还是小??) 5、燃烧器的特性：
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
技术比武讲义 ③对于高温燃烧下的反应，若散热加大（斜率）到一定 程度，交于4、5点，系统温度随之下降达到不稳定的4 点，只要温度稍微下降，反应温度会急剧自动下降，直 到5点（缓慢氧化状态）稳定。 4点对应温度即熄火温度Txh 熄火热力条件：在一定的放热、散热下，只要系统温 度小于熄火温度，燃烧反应即会自动中断
三、碳的多相燃烧反应
1、研究对象：固相表面上进行的多相反应 2、过程 (1)氧分子扩散到反应表面； (2)氧分子吸附于表面上；
技术比武讲义
(3)在表面上发生燃烧反应，放出CO2等燃烧产物； (4)燃烧产物解吸附； (5)产物扩散到周围。 这些过程中哪些是瓶颈呢？ (2)、(4)、(5)均快 (1)、(3)较慢 能源动力与机械工程学院 当 (1)较慢 (3)较慢 扩散燃烧区 动力燃烧区 华北电力大学
华北电力大学
四、煤与煤粉燃烧的特点
1、煤：比碳复杂 1)有H2O 2)有挥发分 3)多孔性 4)有灰 2、煤粉 极细的煤粉可能先于挥发分燃烧 30-100μm 0.1s—0.2s 达到1500℃ 催化；
技术比武讲义
提高系统温度、形成多孔性、耗氧； 不仅是表面过程； 影响反应表面。
能源动力与机械工程学院
ω1 = k1 C C
a A
b B
k : 反应速度常数，与温度等因素有关 能源动力与机械工程学院 华北电力大学
2、温度的影响
技术比武讲义
阿累尼乌斯定律: 温度T 与化学反应速度常数 k 的关系 k
k = k0 e
−
E RT
k0
活化能 E 达到活化状态所需能量 活化能 反应活泼性，是否易 于反应， E ↓ 易反应 E 的大小与煤种有关 能源动力与机械工程学院
则： 可以用反应物浓度减少的速度表示：
d CA ωA = − dt d CG ωG = dt
华北电力大学
可以用生成物浓度增加的速度表示：
能源动力与机械工程学院
技术比武讲义 三、影响化学反应速度的因素 反应物浓度 温度 压力 催化作用 连锁反应
1、反应物浓度的影响 质量作用定律：一定温度下，如下关系 正反应速度：
技术比武讲义
燃烧过程的基本理论
重要性
燃烧过程对火力发电机组安全 经济运行的影响 稳定燃烧 高效燃烧
能源动力与机械工程学院 华北电力大学
技术比武讲义
重点
掌握“动力燃烧区域”、“扩散燃烧区域” 了解燃烧过程着火与熄火的热力条件 掌握影响煤粉气流着火的因素 掌握燃烧完全的条件
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
技术比武讲义
一、二次风的混合情况：低挥发分煤，适当推迟 6、锅炉负荷 负荷降低时，散热量相对增加，使散热曲线向左移 限制了煤粉炉不投油稳燃的范围＞70% 新型低负荷稳燃燃烧器 循环流化床锅炉调节范围大 能源动力与机械工程学院 华北电力大学
燃烧完全的条件
经济（q3、q4 最小） 燃烧效率
技术比武讲义
技术比武讲义 综上可知，要想提高燃烧速度： 1)在温度低的动力区，应提高反应系统的温度 提高炉膛温 度； 2)在温度高的扩散区，应增大O2扩散 粒径、粒子与气流的相 对速度，加强扰动； 3)在过渡区，两者都应增大。 不同燃料、细度、燃烧空气动力场 区域是变化的，用准则Sm 或 R 来区分
能源动力与机械工学院
二、碳的燃烧反应
技术比武讲义
碳是固体燃料的主要成分，对着火、燃尽、发热量 等均有影响 学术界的三种理论: 1、一次反应 二次反应 2、一次反应 二次反应 3、一次反应 C+O2 ⇔ 2C+O2 ⇔ CO2 2CO
C+CO2 ⇔ 2CO 2CO+O2 ⇔ 2CO2 C+O2 ⇔ CxOy(络合物)
二次反应 络合物分解为CO、CO2 只要有足够 O2 CO2 能源动力与机械工程学院 华北电力大学
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燃烧过程着火和熄火的热力条件 技术比武讲义
1、着火：由缓慢的氧化状态转变到反应能自动加速到高 速燃烧状态的瞬间过程，此时反应系统的温度为着火温度 2、着(熄)火条件分析： 以燃烧室内煤粉、空气混合物的燃烧为对象 1)燃烧时的放热量Q1 根据有关化学反应速度的原理：
n Q1 = k0 exp(− E / RT )C O2 VQr
3、燃烧区域
技术比武讲义
根据氧扩散到表面 及 在表面上消耗(即化学反应速度k)， 按温度变化，分成三个区域： (1)当温度较低时(t<1000℃)，化学反应速度较低，而扩散到 表面的氧气比消耗的多得多。此时燃烧速度主要决定于化学 反应动力因素(温度、燃料的反应特性)，氧气扩散速度β影响 很小，故称动力燃烧区； ( k << β ) (2)当温度很高时(t>1400℃)，由于k因T升高面大大增加，此 时扩散速度相对太低，成为制约因素，故称扩散燃烧区； ( k >> β ) (3)上述两者之间的温度区域，两个速度相近，称为过渡区。 能源动力与机械工程学院 华北电力大学
Q1
化学反应速度
T
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技术比武讲义
2)向周围介质散热量Q2 考虑一个综合了辐射、对流的换热过程
Q2
Q2 = αS (T − Tb )
3)不同热力条件下，Q1与Q2的关系
Tb
T
能源动力与机械工程学院
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技术比武讲义
能源动力与机械工程学院
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技术比武讲义 ①当壁面温度较低时：会达到一个稳定的放热、散热 平衡点 交点1： 所以：低温下，只会缓慢氧化，不会着火 ②当壁温提高到一定值，会交于2、3两点。 反应初期，向2点靠近；达到2点(不稳定)后只要稍 加提高系统温度，反应将自动加速而转变到高速燃烧 状态(着火)，最后稳定于高温燃烧状态3。 2点对应温度即着火温度Tzh 着火热力条件：在一定的放热、散热下，只要系统 温度大于着火温度，燃烧反应会自动加速进行
第二节 煤、焦炭和煤粉的燃烧 一、煤燃烧的四个阶段
1. 预热、干燥(吸热) 2. 挥发分析出(热解)，并着火 3. 燃烧(挥发分、焦炭)(保证O2、足够温度) 4. 燃尽(残余焦炭 灰渣) 如何强化着火 如何强化燃烧、燃尽 q4 第四节 第五节
技术比武讲义
而煤粉的燃烧，四个阶段往往交错进行，挥发分析 出几乎延续到煤粉燃烧的最后阶段，甚至是更小的粒子 先着火 能源动力与机械工程学院 华北电力大学
能源动力与机械工程学院
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影响煤粉气流着火的主要因素 技术比武讲义 煤粉气流的着火温度要比煤的着火温度高
为何要分为一次风与二次风??
提高煤粉浓度可以强化着火 能源动力与机械工程学院 浓淡燃烧器 华北电力大学
技术比武讲义
着火太早
烧喷口，附近结渣
着火推迟
炉膛出口处受热面(??)的结渣 汽温升高 q4 增大
ϑl′′ < DT (50 − 100) ℃
炉膛出口烟温低于灰的变形温度50-100 ℃ 能源动力与机械工程学院 华北电力大学
着火热：加热到着火温度所需热量 加热煤、空气、水分（蒸发、过热）
技术比武讲义
燃料性质 运行工况 能源动力与机械工程学院 华北电力大学
影响煤粉气流着火的因素 燃料品质
燃料
技术比武讲义