可燃挥发分气体的着火温度比较低，当氧气供应充足时，大约加热到450～550℃以上就可着火、燃烧，同时释放热量，加热焦碳。焦碳同时从挥发分燃烧的局部高温处和炉内高温烟气区吸收热量，温度升高，当达到焦碳的着火温度时，即着火燃烧，并放出大量热量。
当焦碳大半烧掉之后，内部灰分将对燃尽过程产生影响。其原因是：焦碳粒中内部灰分均匀分布在可燃质中，在焦碳粒从外表面到中心一层一层地燃烧的过程中，外层的内在灰分裹在内层焦碳上，形成一层灰壳，甚至形成渣壳。从而阻碍氧向焦碳表面的扩散，使燃尽时间拖长。因此，灰分对燃尽过程的影响主要表现在内部灰分的作用上，而绝大部分单独存在的外部灰分对可燃层的燃尽不产生直接的妨碍作用。
煤粉气流的着火温度也随煤粉细度而变化，煤粉越细，加热速度越快，越容易着火。这是因为煤粉越细，燃烧反应的表面积越大。所以在煤粉气流燃烧时，细煤粉首先着火。
煤粉在炉内的燃烧情况更为复杂。因为煤粉颗粒有粗有细，挥发分析出时，所需的时间也长短不一。当细粒煤粉已进入焦碳燃烧过程，而粗粒煤粉还在析出挥发分。即细的煤粒已经烧完，粗的煤粒才刚刚开始燃烧。
实验研究发现，煤粉在炉内的加热升温速度很快，升温速度为(0.5～1.0)*10 4℃/S，仅在0.1～0.2秒的时间内就能达到炉内燃烧时的温度水平1500℃左右。在这种条件下，挥发分燃烧和焦碳燃烧这两个环节很难截然分开，在很大程度上可能是同时进行的。
经验表明，可燃挥发分大的煤，还是比较容易着火和燃尽的，因为挥发分析出燃烧毕竟比焦碳的燃烧迅速得多，而且挥发分析出后可增大焦碳粒子与氧气接触的面积，提高焦碳粒子的反应活性。可燃挥发分仍对煤粉着火起着决定性的作用。煤的挥发分愈多，挥发分着火燃烧时释放的热量也愈多，这样焦碳得到充分加热并增加了与氧气接触的机会，因而燃烧的稳定性也愈高。
第九节 碳粒的燃烧
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一．温度低于1200℃时碳粒表面的燃烧 二．温度高于1200℃时碳粒表面的燃烧
OO2 2 C CO2 CO CO2 O2 CO 图5-5碳粒的低温燃烧 三． 影响碳粒燃烧速度的主要因素 O2C CO COCO22浓度 CO2 CO O2 图5-5碳粒的低温燃烧
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1．碳粒表面上进行的化学反应速度 2．氧向碳粒表面的扩散速度
四．碳粒燃烧的动力区、扩散区、过渡区
1．动力区：
温度低于900～1000℃时，化学反应速度小于氧气向碳粒表面的扩散速度，氧气的供应十分充足，提高扩散速度对燃烧速度影响不大，燃烧速度取决于温度。
2．扩散区：
温度高于1200℃时，化学反应速度大于氧气向碳粒表面的扩散速度，以至于扩散到碳粒表面的氧气立刻被消耗掉，碳粒表面处的氧浓度接近于0，提高温度对燃烧速度影响不大，燃烧速度取决于氧气向碳粒表面的扩散速度。
3．过渡区：
介于动力区和扩散区之间，提高温度和提高扩散速度都可以提高燃烧速度。若扩散速度不变，只提高温度，燃烧过程向扩散区转化；若温度不变，只提高扩散速度，燃烧过程向动力区转化。
五．碳粒燃烧的动力区、扩散区、过渡区模型分析
在碳粒表面上发生反应的氧量＝扩散气流向表面输送的氧量，即可利用化学反应速度和气流的扩散速度表示燃烧速度：
ω＝kC＝αks（Co—C） 式中：k—反应速度常数；
Co、C—气流中和反应表面氧浓度；
αks—扩散速度系数，与气流的相对速度成正比，与粒子直径成反比。
??Co1k?1?kzCo?ks
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kz----考虑了扩散和化学反应后，燃烧反应的总速度常数；
当 时，kz≈k，燃烧处于动力区； ??1k1?ks
?? 当 时，kz≈αks，燃烧处于扩散区。
k11?ks
第六章 燃烧设备 第一节 直流煤粉燃烧器
一．煤粉燃烧器的作用
煤粉燃烧器是燃煤锅炉燃烧设备的主要部件。其作用是： (1) 向炉内输送燃料和空气；
(2) 组织燃料和空气及时、充分的混合；
(3) 保证燃料进入炉膛后尽快、稳定的着火，迅速、完全的燃尽。
在煤粉燃烧时，为了减少着火所需的热量，迅速加热煤粉，使煤粉尽快达到着火温度，以实现尽快着火。故将煤粉燃烧所需的空气量分为一次风和二次风。一次风的作用是将煤粉送进炉膛，并供给煤粉初始着火阶段中挥发分燃烧所需的氧量。二次风在煤粉气流着火后混入，供给煤中焦炭和残留挥发分燃尽所需的氧量，以保证煤粉完全燃烧。
直流燃烧器通常由一列矩形喷口组成。煤粉气流和热空气从喷口射出后，形成直流射流。
二．直流煤粉燃烧器的类型
直流煤粉燃烧器的一、二次风喷口的布置方式大致上有两种类型。一类适用于燃烧容易着火的煤，如烟煤、挥发分较高的贫煤以及褐煤。这类燃烧器的一、二次风喷口通常交替间隔排列，相邻两个喷口的中心间距较小。
因一次风携带的煤粉比较容易着火，故希望在一次风中煤粉着火后及时、迅速地和相邻二次风喷口射出的热空气混合。这样，在火焰根部不会因为缺乏空气而燃烧不完全，或导致燃烧速度降低。因而沿高度相间排列的二次风喷口的风量分配就接近均匀。
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二次风
一次风
二次风
图6-1直流喷燃器配风图
2．一次风集中布置的分级配风直流式燃烧器
适用于燃烧着火比较困难的煤，如贫煤、无烟煤或劣质煤。这种燃烧器的特点是：几个一次风喷口集中布置在一起，一、二次风喷口中心间距较大。
由于一次风中携带的煤粉着火比较困难，一、二次风的混合过早，会使火焰温度降低，引起着火不稳定。为了维持煤粉火焰的稳定着火，希望推迟煤粉气流与二次风的混合，所以进一步将二次风分为先后两批送入着火后的煤粉气流中，这种配风方式称为分级配风。
分级风
二次风
一次风
二次风
图6-2分级配风图
分级配风的目的是：在燃烧过程不同时期的各个阶段，按需要送入适量空气，保证煤粉既能稳定着火、又能完全燃烧。
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