1、11. 说明煤的化学组成、挥发份及灰分、水分、碳分等对煤质特性的影响？煤的化学组成主要由碳(C)、氢(H)、氧(O) 、氮(N)、硫(S)等元素组成：碳是煤中主要的可燃元素，在燃烧过程中放出大量的热；煤的炭化程度越高，含碳量就越大；含碳量高的煤难以着火与燃烬，但是发热量很高。氢也是煤中主要的可燃元素，有效氢的发热量很高，是碳发热量的 34 倍，煤中氢含量先随着炭化程度的增加而增加，当煤中含碳量为 85%时达到最大值，然后随着炭化程度的增加而下降。氧是煤中有害的不可燃元素，煤中含氧量随着炭化程度的增加而下降，煤中氧含量的存在会使煤发热量降低。氮是煤中的有害不可燃元素，其存在不但降低煤的发热量，而
2、且会生成NOx 等污染物；硫是煤中的有害元素，在煤燃烧过程中会生成 SOx 等有害污染物。挥发分是煤在隔绝空气条件下加热到 850时析出的气体。挥发分含量多的煤，着火容易，着火温度低，燃烬容易；挥发分含量少的煤，着火温度高，着火困难，燃烬非常困难。灰分是指煤中所含的矿物质在燃烧过程中经过高温分解和氧化作用后生成的一些固体残留物。灰分含量高的煤不仅使煤的发热量减小，而且影响煤的着火与燃烧。由于燃烧烟气中飞灰浓度大，使受热面易受污染影响传热、降低效率，并使受热面易磨损而减少寿命。同时，对排烟中的含尘量必须采用高效除尘措施，使排烟中含尘降低到合格的排放指标。在煤的使用过程中，一定要重视煤的灰熔点，否
3、则容易造成结渣，不利于燃烧过程中空气的流通和气流均匀分布，破坏燃烧过程的稳定运行。水分是煤中的不可燃成分，其存在不仅降低了燃料的可燃质含量，含水量大的燃料发热量低，不易着火、燃烧，而且在燃烧时还要消耗热量使其蒸发和将蒸发的水蒸气加热，降低燃烧室温度，使锅炉效率降低，并使排烟损失加大，还易在低温处腐蚀设备。含水量大的煤使得制粉设备制粉困难，需要高温空气或烟气干燥。同时，水分大的煤也不利于运输，并使成本增加。但是，在高温火焰中水蒸气对燃烧具有催化、媒介作用，可以加速煤粉焦碳的燃烧，可以提高火焰黑度，增加火焰及烟气的辐射放热强度，加强燃烧室炉壁的辐射换热。另外，水蒸气分解时产生的氢分子和氢氧根可以提
4、高火焰的热传导率。这样，水分使飞灰中碳粒减少，从而使机械不完全损失减少，TSP 减少，同时水分的蒸发有利于疏松煤层，增加孔隙率，改善燃烧。因此综合考虑，应以合适水分为好。煤中碳分包括固定碳和游离碳。固定碳是指在隔绝空气的情况下煤中挥发分析出后剩下的固体物质中的含碳量；游离碳是指挥发分中的含碳量。一般来说，煤的煤化程度越高，挥发分含量越少，固定碳含量越高。煤中固定碳含量高，不利于煤的着火和燃烧，煤难以燃烬。2. 什么是有效氢，什么是化合氢？2有效氢：与碳、硫结合在一起的氢，也叫可燃氢，可进行燃烧反应，并放出热量；化合氢：与氧结合在一起的氢，不能参与燃烧反应。在计算煤的发热量和理论空气需要量时，氢
5、的含量应该以有效氢为准。3. 何谓燃料的高位发热量和低位发热量？ 为什么在工程和设计计算中使用低位发热量？煤的高位发热量是指单位质量或单位体积的燃料完全燃烧后燃烧产物冷却到使其中的水蒸汽凝结成 0的水时所放出的热量；煤的低位发热量是指单位质量或单位体积的燃料完全燃烧后燃烧产物中的水蒸汽冷却到 20时放出的热量，不包括水蒸汽潜热的燃料发热量；因为热力设备的排烟温度一般大于 100，烟气中的水蒸气尚未冷凝而直接排出，使燃料燃烧后烟气中的水蒸汽潜热无法回收利用。4. 什么是标准煤？能源的种类很多，所含的热量也各不相同，为了便于相互对比和在总量上进行研究，我国规定应用基低位发热量 Qnet,ar=29
6、271kJ/kg(即 7000kcal/kg)的燃料为标准煤，也称煤当量。标准煤实际是不存在的，只是人为的规定。提出标准煤的主要目的是把不同燃料划归统一的标准，便于分析、比较热力设备的经济性。不同的煤具有不同的发热量，有时差别很大。因此，在相同容量、相同参数的锅炉，在相同运行条件下，不能仅仅依据消耗燃料量的多少，来衡量锅炉运行的经济性。如果把不同的燃煤都折算为统一的标准煤，那就容易判断：哪一台炉的标准煤耗量低，哪一台锅炉的运行经济性就好。5. 煤质分析主要包括哪些内容？工业分析(工分) ：灰分、水分、挥发份、固定碳、低位发热量、焦渣特性；元素分析(元分) ：碳、氢、氧、氮、硫。6. 煤的成分分
7、析有几种基准？各有什么意义？各用于什么场合？应用基(收到基，as received basisar)：以收到状态下包括全部组分在内(包括全部水分和灰分) 的燃料成分总量作为计算基准，用于煤的燃烧产物计算。 10arrarara MASNOHC空气干燥基(分析基，air dry basis-ad)：以除去外在水分后的燃料成分总量为计算基准，燃料被 60oC 的空气干燥至风干状态，外在水分已经逸出，燃料中仅剩下内在水分，常用于实验室煤质分析。 10adadadadS干燥基(dry basis-d)：以除去全部水分后的燃料成分总量为计算基准。燃料在烘箱(102-105 )中烘干失去全部水分，表示煤中
8、的稳定成分，用于不同煤种的质量比较。310dddASNOHC干燥无灰基(可燃基，dry ash free basis-daf)：以除去水分和灰分后的燃料成分总量为计算基准。常用于确切地说明煤的化学组成特点。 daffdaffdaf7. 煤中水分有几种存在方式（内水分，外水分）？请用应用基（收到基）表示出分析基内水分？煤中水分有外水分和内水分之分。外水分为环境条件下机械地附在燃料表面的水分，与环境空气湿度、温度等外界条件有关；内水分为实验室条件下的燃料达到风干状态而失去外在水分后的剩余水分，主要为化学吸附水及矿物质结晶水。全水分为外水分和内水分之和；外水分的基准为应用基(收到基)；内水分的基准为
9、分析基(空气干燥基)。M 外 M 外 ar； M 内 M 内 ad； Mar=M 内 arM 外 ar M 内 ar= M 内 ad(100-M外 ar)/100水分是煤中的不可燃成分，其存在降低了燃料的可燃质含量，含水量大的燃料发热量低，不易着火、燃烧，而且在燃烧时还要消耗热量使其蒸发和将蒸发的水蒸气加热，降低燃烧室温度，影响燃料的着火与燃尽，使锅炉效率降低，并使排烟损失加大，易在低温处腐蚀设备，还会造成堵灰等问题。含水量大的煤是的制粉设备制粉困难，需要高温空气或烟气干燥。同时，水分大的煤也不利于运输，并使成本增加。但是水分使飞灰中碳粒减少，从而使机械不完全损失减少，TSP 减少，同时水分的
10、蒸发有利于疏松煤层，增加孔隙率，改善燃烧。因此综合考虑，应以合适水分为好。8. 煤中硫分有几种存在方式？硫在煤中的存在形式主要有三种：有机硫、黄铁矿硫和硫酸盐硫。有机硫是含于燃料有机体中的硫，其均匀分布在煤中，与其它元素(C、H 、O) 结合形成复杂的有机化合物；黄铁矿硫为含于金属硫化物中的无极硫，以金属硫化物(FeS2、 CuS、ZnS 等)的形式存在，主要形式为 FeS2；硫酸盐硫主要以CaSO4、MgSO 4、FeSO 4 等无机盐形式存在。有机硫与黄铁矿硫均可以燃烧放出热量，二者合称可燃硫或挥发硫。硫酸盐硫已经充分氧化，不能参与燃烧反应，4是燃料燃烧后所形成灰渣的一部分。9. 油的闪点
11、和燃点及着火点？闪点：当燃料油加热至一定温度时，其中分子量较小，沸点低的成分将先由油的表面气化逸出，形成油蒸气。油温升高，油蒸气越多，油表面附近的油蒸汽浓度越大。此时，有外来火源的情况下，在油面上会出现闪火现象(时间不超过 5s)，但是未构成持续燃烧；燃点：当燃料油加热至一定温度时，其中分子量较小，沸点低的成分将先由油的表面气化逸出，形成油蒸气。油温升高，油蒸气越多，油表面附近的油蒸汽浓度越大。当油的蒸发速度很快时，在有外来火源情况下，在油面上闪火后持续燃烧(5s)；着火点：当燃料油加热至一定温度时，其中分子量较小，沸点低的成分将先由油的表面气化逸出，形成油蒸气。油温升高，油蒸气越多，油表面附
12、近的油蒸汽浓度越大。在无外来火源的情况下，在油面上形成的持续燃烧。10.什么叫粘度？重油粘度有几种表示方法？运动粘度的单位及其换算？粘度是表示流体质点之间摩擦力大小的物理指标，可以用来衡量燃油的流动性，是影响燃料油输送、雾化质量的主要因素。重油的粘度随温度的升高而降低，压力增加，液体粘度增加，但是影响不大。其表示方法有动力粘度、运动粘度、恩氏粘度。运动粘度的单位及其换算：运动粘度与恩氏粘度之间的换算关系：11.说明燃气干湿成分的表示方法及换算方法？湿成分：包括燃料中水蒸气组分的表示基准。干成分：不包括燃料中水蒸气组分的表示基准。干、湿成分换算关系：进行燃烧计算时要用气体燃料的湿成分来算。12.
13、何谓理论空气量？5单位质量或单位体积的燃料完全燃烧(无剩余可燃组分和 CO)时所需要的最小空气量( 燃烧产物中氧气为零)，即从燃烧化学反应式出发计算出的 1kg(或1m3)燃料所含可燃元素完全燃烧所需的空气量称为理论空气量。一般来说，燃料的理论空气量与其发热量大致成正比关系。1000kcal 热量的燃料燃烧时约需1Nm3 空气量。13.何谓理论烟气量？何谓实际烟气量？其烟气成分中有何差别？为什么？理论烟气量：1kg 或 1m3 燃料在=1 的情况下完全燃烧，所生成的烟气量为理论烟气量。实际烟气量：1kg 或 1m3 燃料在1 的情况下完全燃烧，所生成的烟气量为实际烟气量。与理论烟气量相比，实际
14、烟气组分上多了一项 O2；在烟气总量上，多了过量空气( )V0 以及随过量空气带入烟气中的水蒸气，这部分过量空气包括0.21()V0 的氧气和 0.79()V0 的氮气。理论烟气量只与燃料的成分有关，而实际烟气量不但与燃料成分有关，还与空气消耗系数有关。在理论燃烧状态下，空气中的氧被全部消耗，因此烟气中没有氧；而实际燃烧过程中，当空气过量时( 1)，烟气中多了一部分过剩空气量( )V0。14.何谓过量空气系数(空气消耗系数)？过量空气系数的大小对燃烧及设备效率有何影响？过量空气系数为实际空气量 Vk 与理论空气量 V0 之比( )，其大小0k直接影响燃烧效率和设备效率。实际煤正常的燃烧过程中空
15、气消耗系数通常大于 1，而实际煤气化过程中空气消耗系数通常小于 1。在燃烧设备中，燃烧过程一般在炉膛出口处结束，因此对燃烧有重大影响的是炉膛出口处的过量空气系数 。 太大会造成过大的排烟热损失，使得设备效率降低，并使炉温偏低，不利于炉内燃烧； 太小会造成固体及气体燃料不完全燃烧损失过大，使得燃烧效率降低，污染物排放浓度高；对于不同燃料和不同的燃烧方式， 大不相同，存在一个最佳值，应在设计和运行中接近此值。15.不同的过量空气系数情况下的燃烧产物有何区别？1：完全燃烧时，燃烧产物中除了 CO2、H 2O、SO 2、NOx 之外，还有剩余的氧；不完全燃烧时，燃烧产物中除了 CO2、H 2O、SO
16、2、Nox、O 2之外，还有不完全燃烧产物 CO 和 H2以及 CH4等。此时，不完全燃烧程度越严重，燃烧产物体积增加的也就越多。6000 ，微团平均尺寸 L L，微团脉动速度 u6000 ，微团平均尺寸 L L，脉动速度u层流火焰传播速度 uL。容积燃烧理论：在大尺度强湍流条件下，燃烧的可燃预混气体微团中，并不存在着能够将未燃气体和已燃气体截然分开的正常火焰前沿面，燃烧反应不仅仅局限在火焰前沿面厚度内；每个湍动的气团内，温度和浓度是均匀的，但是不同气团的温度和浓度是不同的；在每个湍动的微团中，不同成分和温度的物质激烈混合，并进行着不同快慢程度的化学反应，达到着火条件的微团整体燃烧，没有着火的
17、微团，则在其脉动和其它已燃微团作用下，达到着火条件而燃烧，或与其它微团结合，形成新微团；每个微团以及同一个微团内的各个部分的脉动速度不同，各部分的位移不同，火焰不能保持连续的、很薄的火焰前沿面。36.提高可燃预混气体燃烧速度的措施是什么？使用火焰传播速度大的可燃预混气体；提高湍流强度；提高混合气体的压力与温度。37.何为火焰稳定性？何谓回火？何谓脱火？工程上如何防止回火和脱火？火焰稳定性：火焰传播速度与新鲜可燃混合气的流动速度两者大小相等，方向相反。回火：预混可燃气体的火焰传播速度 UL 大于新鲜可燃混合气的流动速率W，火焰前沿位置将向新鲜可燃物的上游方向移动，则火焰向预混气体内部烧去称为回火
18、。回火不仅仅发生于预混可燃气体的燃烧过程中，在固体燃料如煤粉燃烧过程中，也会发生回火。在工程上采用小孔或缩口等方法减小喷口直径、均匀喷口流速及冷却喷口等措施防止回火。具体措施如下：可燃混合气体从烧嘴流出的速度必须大于某一临界速度，后者与煤气成分、预热温度、烧嘴口径及气流性质等有关；当空气或煤气预热时，其出口速度还应该提高；注意保证出口断面上速度的均匀分布，避免使气流受到外界的扰动；对于燃烧能力大的13烧嘴，需用气冷或水冷将烧嘴头进行冷却。脱火：预混可燃气体的火焰传播速度 UL 远小于新鲜可燃混合气的流动速率 W，火焰前沿位置将向燃烧产物的下游方向移动，则火焰被吹息或吹脱称为脱火。工程上采用各种
19、形式的气流稳焰器或组织大小适中的高温回流区、合理控制预混气体流速 W、各种形式的钝体等综合措施来防止脱火。具体措施如下：使气体的喷出速度与火焰传播速度相适应；采取措施构成强有力的点火源，如：燃烧通道突扩保证部分高温烟气回流到火焰根部；采用带涡流稳定器或带点火环的烧；在燃烧器上安装辅助点火烧嘴或者在烧嘴前方设置起点火作用的高温砌体。38.层流预混火焰稳定的条件？层流预混火焰稳定的条件：法向稳定条件符合余弦定律 ；切向coswuL稳定条件，存在着点火圈。39.影响层流预混火焰长度的因素有哪些，是如何影响的？体积流量增加，火焰长度增加：速度不变时，管径增加，火焰长度增加；管径不变，气流速度增加，火焰
20、长度增加。喷嘴流量不变时，火焰传播速度增加，火焰长度减小。40.影响湍流预混火焰长度的主要因素有哪些？如何保证其稳定性？主要因素：湍流预混火焰的长度与气流速度、燃烧传播速度以及喷嘴尺寸有关。气流速度增加，火焰长度增加；燃烧传播速度增加，火焰长度缩短；当烧嘴尺寸变大时，如果气流速度不变，则流量增加，火焰长度增加。湍流预混火焰的稳定性问题主要是脱火问题，因为此时气流速度已经增大到回火临界速度之上，不会再发生回火。湍流预混气体燃烧时，由于质点向不同方向的脉动，正在燃烧的微团或高温燃烧产物，可能返回新鲜的可燃混合物中，因此，这些高温质点便起到连续点火的热源的作用。但是，在高强度燃烧时，即气流速度更大的
21、情况下，单靠火焰内部自然形成的回流微团的点火将不足以维持火焰的稳定。此时，通常采用一些附加手段，如采用稳定火焰的装置“稳焰器” ，使燃烧产物更多低循环回流到火焰根部，或采用附加的点火小烧嘴，以强化点火。41.影响湍流扩散火焰长度的主要因素有哪些？如何保证其稳定性？主要因素：湍流扩散火焰的长度主要取决于煤气的种类和燃烧器的结构尺寸。热值高的燃料，燃烧时所需的理论空气需要量越大，火焰越长；当喷口尺寸增加时，火焰长度增加，因为如果流量一定，则流速减小，燃气与氧化剂的扩散混合减弱，火焰变长，流速一定，煤气流量增加，必然需要更长的路程才能与所需要的空气量混合，火焰长度增加；旋流火焰长度比不旋流的短，其减
22、少的数值与旋流数成正比。湍流扩散火焰的稳定性问题主要是脱火问题。煤气或空气的流出速度过大，喷口直径过小，都会产生脱火。因此必须采取稳定火焰的措施，如高温燃烧产物回流、旋转气流、采用稳焰器等。在提高扩散火焰的燃烧强度的时候，必须保证火焰的稳定性。1442.什么叫无焰燃烧？无焰燃烧的特征与特点是什么？燃气与空气预先混合均匀后，再送入燃烧室燃烧，称为预混可燃气体的燃烧。此时，预混气体的燃烧速度主要取决于着火和燃烧反应速度，此时的火焰没有明显的轮廓，又称为无焰燃烧。特征：无焰燃烧属于动力燃烧，其燃烧速度主要取决于预混可燃气体的化学反应速度。特点：没有明显的火焰轮廓，火焰很短，几乎看不见，火焰温度高，火
23、焰黑度低；空气消耗系数小(1.021.05) ，预混均匀，属于动力燃烧；燃烧速度快，燃烧室热强度比有焰燃烧大 1001000 倍；容易回火，燃烧稳定性差；空气与煤气温度不能预热过高以防止回火；为了防止回火和爆炸，烧嘴的燃烧能力不能太大；常用于小容量燃烧室燃机燃气燃烧，高炉燃气燃烧。43.什么叫有焰燃烧？有焰燃烧的特征与特点是什么？燃气和氧化剂预先不混合，而是通过各自的单独管道分别进入燃烧室，此时燃气内部无一次空气，燃气与空气在燃烧室内边混合边燃烧，燃烧速度受气体扩散混合速度的限制，为气相扩散燃烧。扩散燃烧的火焰比预混火焰长，亮度大，有明显的轮廓，又称为有焰燃烧。特征：扩散燃烧大都属于有焰燃烧，
24、其燃烧速度主要取决于煤气与空气的混合扩散速度。特点：煤气与空气的混合速度控制，与可燃气体的物理化学性质无关；有明显的火焰轮廓，火焰较长；由于燃料中的碳氢化合物的热解，火焰中碳黑粒子多，火焰黑度大，辐射强；不会产生回火，火焰稳定性好，安全、易控制；单机功率大，应用广泛；煤气与空气可分别预热以提高温度，烧嘴能力范围大。44.为什么有焰燃烧时的火焰比无焰燃烧时稳定，不容易发生脱火？在扩散燃烧时，烧嘴出口附近的煤气和空气在混合过程中能形成各种浓度的可燃混合气体，其中包括火焰传播速度最大的气体，因而有利于构成稳定的点火热源；而无焰燃烧时，从烧嘴流出的是已经按照化学当量比例混合好的可燃气体，甚至是稍贫的气
25、体(空气过剩系数大于 1)，这种气体由于受到燃烧后气体的冲淡，火焰传播速度显著下降，容易造成火焰的脱离和熄灭。45.试分析油滴燃烧主要过程及特点，强化油滴燃烧有哪些途径？油滴燃烧的主要过程：油经油喷嘴雾化为油雾滴群喷入炉内(雾化)；油滴群在炉内吸热蒸发，表面形成油蒸汽(蒸发)；油滴继续被加热蒸发，空气向油气表面扩散( 扩散混合 )；达到着火温度后猛烈着火和燃烧(着火燃烧)；油滴残炭的异相扩散燃烧，并燃烬(燃烬)。特点：油燃烧使油雾化炬(油滴群)的蒸发燃烧；油滴的燃烬时间与油滴的直径的平方成正比；大油滴或重油油滴的燃烧大部分为油气的蒸发燃烧，也还有相当部分为固态油焦的异相扩散燃烧；如局部空气不足
26、，会热解为炭墨的异相扩散燃烧。强化油滴燃烧的途径：提高雾化质量，使油滴群粒度小；强化空气与油滴15群间的混合；采用旋流方式加大油气间相对速度，控制合理的回流区，保证燃烧区内高温和足够的空气，特别是根部风，以防止油气高温分解。46.强化和稳定重油燃烧的基本途径有哪些？燃料油在燃烧时有可能发生回火或脱火，因此，需要采取如下措施保证其燃烧稳定：a. 改善雾化质量，保证良好的雾化。b. 供给适量的空气，强化空气与油雾的混合，如火焰根部必须供给足够的一次风，防止燃料油高温热裂解，同时防止发生回火；一次风与二次风与燃料油雾要混合均匀；采用旋转气流；加强风、油后期混合。c. 保证点火区和燃烧室的高温，形成稳
27、定的点火源，防止脱火；d. 着火区和喷口之间需要保持适当的距离，不能太近，以免烧坏烧嘴，发生回火，也不能太远，以免影响着火。47.油滴燃尽的时间及其与哪些因素有关？或 。201)(rTLKkdB20油粒雾化程度，雾化好，油滴尺寸降低，燃烧速度快，燃尽所需时间降低；周围介质温度高，传热速度快，油滴温度上升的快，燃尽所需时间降低；油的蒸发潜热下降，容易气化，燃尽所需时间降低；油的密度降低，燃尽所需时间降低；油的导热系数增加，燃尽所需时间降低。在油粒燃烧后期所剩余 5的油粒，由于其反应活性等原因，需要用掉总反应时间的 50才能反应掉。此时，可以通过提高周围介质温度和增强扰动来强化其燃烧。48.强化燃
28、料油燃烧的途径有哪些？加强雾化，减小油滴直径，选用合适的雾化器；增加空气与油滴的相对速度。相对速度越大，越有利于燃料和空气之间的扩散、混合，加强燃烧；及时、适量供风，及时供风，避免高温、缺氧造成燃料热分解，适量供风，提高燃烧效率；供风原则：a. 少量一次风送入火焰根部，在着火前与燃料混合，防止油在高温下热分解；b. 燃烧中保证油雾与空气强烈混合，气流雾化角与油雾扩散角相适应；c. 保证后期混合，提高风速，使射流衰减变慢；d. 在着火区制造适当的回流区，保证着火。49.雾化原理与雾化方法有哪些？雾化原理：是液体自身内力与其所受到的外力相互作用的结果，当外力大于内力时，油膜失去稳定性而发生破碎。雾
29、化方法：介质雾化方法；压力雾化方法或机械雾化法；组合式雾化法(转杯式雾化喷嘴、超声波雾化喷嘴；蒸汽-机械雾化喷嘴)。50.油雾化特性的主要指标有哪些？影响油雾化特性的因素有哪些？油雾化性能指标：雾化细度(最大油粒直径、索太尔平均直径(S.M.D.)、质量中间直径(M.M.D.)及均匀性指数；流量特性曲线；雾化角 (条件雾化角及出口雾化角) ，雾化角越大，油雾异相火焰越短，燃烧强度越大；流量密度分布；油雾射程；调节比；对于介质雾化还有气耗率等。16影响因素：a. 油温：提高油温可降低粘度，改善雾化质量；b. 雾化剂压力与流量：提高压力，喷出速度增加，颗粒平均直径减小。低压烧嘴，雾化剂流速不大，需
30、要雾化剂多；当雾化剂量少时，影响雾化质量；高压时，对雾化影响不大，需雾化剂单位耗量稍小些。c. 油压力：对于气体介质雾化式，油压不宜过高，速度太高不利雾化；但油压应高于雾化剂反压力，否则油喷不出。d. 烧嘴结构：雾化剂 / 油的出口面积、夹角、旋转度、孔数、孔形状 (雾化角出口断面，油出口断面，雾化剂与油流股交角，油旋转角度，雾化剂旋转角度，雾化剂与油相遇位置，雾化剂或油出口孔数，各孔的形状，各孔之间的相对位置，烧嘴调节方法)等等，要实际试验，还要考虑制造、油嘴堵塞等问题。51.改善油雾化特性有哪些措施？改善雾化性能的措施：减小油的粘度；增加雾化动力如雾化气量或雾化压力(机械式雾化时，油压高好
31、)；改进喷嘴结构，适当增加雾化剂与油的交角，造成流股的旋转、分级雾化、多孔流出、内部混合等；提高加工质量等。52.试分析大碳粒异相燃烧主要过程、机理及特点？强化煤炭燃烧有哪些途径？大碳粒燃烧的主要过程：气相反应介质向碳颗粒外表面反应表面传递；气相反应介质由碳颗粒外表面向颗粒内反应表面传递；气相反应介质吸附到反应表面；表面化学反应；反应产物从反应表面脱附；反应产物由反应表面向颗粒外表面传递；反应产物由颗粒外表面向气相中的传递。机理：低温区沿氧化反应的动力曲线进行；10001100左右按扩散曲线进行；继续提高温度按还原反应动力曲线进行，燃烧速度随温度的升高而急剧增加；再提高温度当温度足够高时将按扩
32、散曲线进行。特点：异相反应：反应不仅发生在外表面，而且在碳粒内孔隙表面进行；对于碳的燃烧，温度始终有显著影响；不同温度段，碳的燃烧反应机理不同。强化途径：碳粒的粒径 R0 下降，燃烧表面积大大增加，燃尽所需时间 下降( 成平方关系) 粉状燃烧；氧气浓度 C0 增加，则燃尽所需时间 下降，可强化燃烧富氧燃烧；加大风速，使扩散系数增加，则燃尽所需时间下降，可强化燃烧强制通风；减少颗粒中灰的含量 Aar，则燃尽所需时间下降低灰优质燃烧选煤技术；提高燃烧温度，可使反应速率常数增加，则燃尽所需时间下降炉拱技术。53.碳粒的燃尽时间及其与哪些因素有关？碳粒的燃尽时间： ， ，式中 2()为空min2)(1
33、20100i krDmCAr气过量系数的函数，空气过量系数 越大；A 为煤中的灰分含量，A%； r 为碳的密度(g/cm 3)；r 0 为颗粒的初始直径；m 为燃烧的碳量与消耗的碳量之比；C0 为鼓风中的氧浓度；D 为扩散系数；k 为反应速度常数。影响因素：提高空气过量系数，碳粒燃尽时间降低；减少碳粒直径，燃尽17时间降低，但是对煤层燃燃烧时，煤的粒径不能太小，否则会影响氧化剂与煤的混合，降低氧的扩散速率；氧气浓度 C0 增加，则燃尽所需时间 下降；加大风速，使扩散系数增加，则燃尽所需时间下降；提高燃烧温度，可使反应速率常数增加，则燃尽所需时间下降；减少颗粒中灰的含量 Aar，则燃尽所需时间下
34、降。54.煤层燃烧的主要过程是什么？如何提高其燃烧效率？过程：煤的预热；水分析出；挥发份析出；挥发份着火及燃烧；焦炭的着火和燃烧；焦炭的燃烬。提高燃烧效率的措施：分段送风，按煤的不同燃烧过程需要风量合理配风及送风：分段送风(分仓送风)，按煤的不同燃烧过程需要风量合理配风及送风，宽度均匀送风；提高炉膛温度：加前后炉拱，确保前部适时稳定的着火，后部保温促燃；加二次风，增加炉内气体扰动，利于混合与燃烬；合理的煤层厚度和炉排行进速度。55.试简述煤粉炉燃烧的原理及特点？原理：是将煤磨细到一定的细度(2070 m)的煤粉，被预热空气连续不断地送入炉内，使其在悬浮运动过程中完成燃烧反应，并能形成象气体燃料
35、那样的具有明显轮廓的火炬。由于颗粒很小，煤粉与空气的接触面积大大增加，二者混合好，容易着火，燃烧剧烈，燃尽绿高，过量空气系数较低，热效率高。特点：可以大量地使用难着火或质量较差的燃料，如劣质煤和煤屑，甚至可以掺用一部分无烟煤和焦炭，煤种适应性广，最好使用挥发分高的煤，同时控制原煤的含水量；煤磨成煤粉(2070 微米)，增加了反应表面积(几百倍)，促进混合扩散，显著地改善了煤粉和空气在炉膛中的混合和着火条件，有利于燃烧，强化了燃烧强度，并有利于气体输送；燃烧速度快，炉温高，炉温容易调节，便于燃烧过程组织的机械化与自动化；燃烬效率高(9799)；分级送风：一次空气用来输送煤粉，约占 1520，二次
36、空气直接进入炉内，可预热，利于回收余热和节约燃料；在煤粉炉内，燃料和烟气的停留时间是相同的；容量不受限制。56.影响煤粉气流着火的主要因素有哪些？a 燃煤特性：挥发份含量越高的煤，着火所需热量越少，火焰传播速度越高，着火越容易、稳定；水分、灰分含量越高，着火所需热量越多，着火越困难；灰分含量高的煤，其火焰传播速度越低，着火越不稳定。b 煤粉气流的初始温度：煤粉气流初始温度越高，着火所需热量越少，着火越容易。c 煤粉细度：煤粉越细，温升越快，着火越容易；同时，由于煤粉表面积大，燃烧释放的热量越多，着火越迅速。d 一次风风率：一次风风率为一次风量占炉膛总风量(包括炉膛漏风在内)的百分比。一次风风率
37、增大，煤粉气流着火所需热量增加，着火延迟。对于着火困难的煤，一次风风率应选得很低，但是必须满足输送煤粉及煤粉着火后燃烧的需要。e 着火区的烟气温度：着火区烟气温度越高，着火越迅速稳定。f 炉内高温烟气组织：组织好炉内高温烟气的合理流动是改善着火性能的重要措18施。57.煤粉炉燃烧器基本要求是什么？常用煤粉燃烧器有几类？旋流式粉煤燃烧器：蜗壳型旋流式燃烧器，分为单蜗壳、双蜗壳和三蜗壳型；叶片型旋流式粉煤燃烧器，分为切向叶片型和轴向叶片型直流式煤粉燃烧器：按一、二次风喷口的布置方式分为均等配风、分级配风和侧二次风等。煤粉炉燃烧的基本要求：组织良好的空气动力场，使煤粉气流能够及时稳定地着火；着火以后
38、，一、二次风能及时合理混合，确保较高的燃烧效率；炉内温度场及热负荷均匀，火焰在炉内的充满程度好，且不会冲墙贴壁，避免结渣和高温腐蚀；有较好的燃料适应性和负荷调节范围，运行可靠；阻力较小；能减少 NOx 的生成，减少对环境的污染。对于大型煤粉锅炉，炉膛的深度和宽度较大，宜采用矩形喷口燃烧器。因为由于大型煤粉锅炉炉膛深度和宽度较大，必须保证射流具有足够的穿透深度，因此，射流衰减速度必须降低。为了减弱射流速度的衰减，宜采用直流式煤粉燃烧器。根据动量守恒原理，射流每个断面上的动量总和不变，射流范围扩大，卷入射流的气体量增加，射流流速就会衰减。但是，如果继续降低射流的衰减速度，则可采用喷口是扁矩形的喷口
39、燃烧器，此时起主要作用的是矩形两个短边，扩散角很小，只能从气流外边缘的边界层卷吸热烟气，射流卷吸能力差，被带入射流的周围气体数量少，早期混合较弱；燃烧器结构简单，通风阻力小，气流出口速度高，射流动量大，刚性大，衰减较慢，射流穿透深度大，气流在炉内的后期混合较好。58.试简述旋风燃烧的原理及特点？原理：利用旋风分离器的工作原理，使燃料空气流沿燃烧室内壁的切线方向，以高达 100200m/s 的速度作旋转运动。较细的煤粉在旋风筒中作悬浮燃烧，较大的颗粒在离心力的作用下甩向筒壁，燃料颗粒在强烈旋转气流中和空气紧密接触、良好混合，迅速着火燃烧。特点：改善了燃料和空气的混合条件，大大增加了相对速度，显著
40、延长了燃料在炉内的停留时间，扩散掺混和燃烧过程强烈，燃烧效率高达 99以上；可在低过量空气下燃烧(1.05)；可燃用粗煤粉(R90=6570%)；燃烧强度大，炉内热负荷高达 1225106 kJ/m3，所以可大大减小炉膛体积；燃烧温度高，烟气中 NOx 浓度高；由于燃烧温度高，所以采用液态排渣，从而带来液态排渣的问题：析铁、氢爆危险、高温腐蚀、粘结灰等。59.试简述沸腾燃烧的原理及特点？原理：利用空气动力使煤在沸腾床层内以流化态形式完成燃烧、传热和传质的反应过程。沸腾燃烧所燃用的煤的粒度一般为 810mm 以下(平均粒径2mm)，大部分为 0.23mm 的碎屑。运行时，刚加入的煤粒受到气流的作
41、用而迅速与灼热料层中的灰渣粒子强烈混合，并与之一起上下翻滚运动，从而迅速升温并着火燃烧。特点：低温燃烧，在 8501050的温度范围内能够稳定、高效燃烧，燃烧效率达 99。同时，燃烧所需空气可以分一、二次风分别供给，分段组织燃烧，可以控制 NOx 排放，NOx 排放低；燃料适应性好，可烧劣质燃料；将石19灰石喷入床内，可炉内脱硫，脱硫效率高达 80-90%，SOx 排放低；负荷调节范围大；炉内传热、传质强，温度均匀性好；磨损大，飞灰多，需要除尘装置。60.为什么鼓泡流化床燃烧具有燃料适应性广的特点？鼓泡床中有大量的炽热料层作为热源，新加入的煤粒和床料在沸腾段内剧烈混合，很容易加热到着火温度；沸
42、腾段碳量分布均匀，空气和煤粒的混合和接触情况良好；煤粒在沸腾段停留时间长。61.为什么要控制流化床炉燃烧的气流速度？气流速度降低，造成的夹带和扬析减少，以减少飞灰热损失，提高燃烧效率；气流速度降低，有利于减少料层内的混合强度，降低颗粒之间的摩擦，这样可以一定程度上控制小颗粒的产生机会；气流速度降低，有利于降低颗粒对沸腾段埋管的磨损。但是，气流速度必须保证床内处于良好的流化状态。62.循环流化床燃烧的优点是什么？存在的问题是什么？优点：运行流化速度为鼓泡流化床的 23 倍，不再有鼓泡流化床那样清晰的界面，固体颗粒充满整个上升段空间；有强烈的物料返混，颗粒团不断形成和解体，并且向各个方向运动，形成
43、良好的颗粒内部循环和横向混合，使得整个上升段内温度分布均匀；颗粒与气体之间的相对速度大，且与床层空隙率和颗粒循环流量有关；由于循环床内气固两相热容量大，沿炉膛高度基本上处于恒温状态(850 oC)，延长了燃烧和脱硫反应的时间；被烟气带出炉膛的物料经分离器分离出来后再送入炉膛中燃烧，延长了燃料和脱硫剂颗粒的停留和反应时间，燃烧效率高；同时，850 oC 的床温是石灰石脱硫的最佳温度，因此，在Ca/S(mol)=1.52.5 的情况下，脱硫效率高达 90%；由于循环流化床内的燃烧过程是在整个炉膛高度上进行的，因此可以很方便地组织分级燃烧，可以有效地控制 NOx 的生成与排放；由于循环床的炉膛截面热负荷比鼓泡床大得多，因此循环床较易实现大型化；由分离器分离出来的固体颗粒经过适当冷却后再送回炉膛，可以控制床温，避免了设置埋管受热面导致的磨损问题。缺点：高速颗粒循环对管道的磨损和腐蚀；物料颗粒循环量的控制技术；高效分离器技术；低 NOx 燃烧技术。63.循环流化床燃烧系统是有哪些部分组成的？飞灰回送装置的作用是什么？炉膛；布风装置(布风板和风室)；飞灰分离收集装置；飞灰回送装置；外置式流化床换热器；底渣处理系统。飞灰回送装置：将分离器分离并捕集的固体颗粒由压力较低的分离器出口，输送到压力较高的炉膛中，并防止炉膛中的烟气反串进入分离器。
