当原煤磨成煤粉时,受热面积和单位质量表面积大大增加。当煤的密度为1000kg/m3时,1Kg煤的球形颗粒在不同尺寸具有的表面积。
不同颗粒尺寸的1Kg煤的单位质量比面积
煤颗粒状况
颗粒直径(mm)
单位质量表面积(m2/Kg)
在冷空气中的相对
速度(m/s)
块状煤
30
0.05
-
粗煤粉
300×10-3
5
3.5×10-3
细煤粉
30×10-3
50
3.5×10-5
当煤粉的平均颗粒直径很小时,单位质量的表面积很大,而煤粉和空气流之间的相对速度很小,这样煤粉颗粒将悬浮在空气流中。
当煤粉随空气通过燃烧器送入回转窑中,在回转窑空间内以悬浮状态燃烧。煤粉必须加热到一定的温度才能着火。着火温度与煤粉受热后挥发物开始析出的温度有关,即温度越低就越容易着火。
不同煤种的挥发物开始析出温度
煤种
泥煤
褐煤
烟煤
贫煤
无烟煤
Vdaf(%)
约70
>37
>42
37-42
26-37
16-26
12-18
10-11
2-10
T(℃)
100-110
130-170
170
210
260
300
320
390
280-400
贫煤与无烟煤较难着火,挥发物含量高的煤,其挥发份开始析出的温度低,易着火,煤粉气流着火后,火焰会以一定速度向逆着气流方向扩展,若此速度等于从燃烧器喷出的煤粉气流某处的流速时,则火焰稳定于该处。反之,则火焰被气流吹向下游,在气流速度衰减到一定程度的地方稳定下来,可能导致火焰被吹灭,着火不稳定。(油煤混烧时,容易导致火焰吹灭)。
煤粉气流的及时、稳定着火是燃烧器安全经济运行的重要条件,一般煤粉气流在距燃烧器200~300mm着火,Zui多不超过500mm。
煤粉气流在喷入回转窑中,会卷吸窑内高温烟气及二次风产生对流换热,另外还有高温烟气辐射换热。通过这两种热交换,使煤粉气流温度迅速提高,当温度达到某一数据时,煤粉开始燃烧,这个过程称着火过程。着火过程的工业控制:1、降低煤粉细度;2、降低一次风量;3、增加煤粉气流的卷吸高温烟气的能力。
为使煤粉完全燃烧,必须保证火焰有足够长度,即煤粉在回转窑内飞行的时间,煤粉气流一般在吹入窑内0.3~0.5m处开始着火,到1-2m处大部分挥发物已析出,余下的焦炭颗粒却往往到10~3
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