燃煤锅炉按其燃烧设备来分,可分为层燃炉,室燃炉(煤粉炉)和沸腾炉三大类。
层燃炉又叫火床炉。它的结构特点是有一个炉排(炉篦),炉排上有煤层,空气从炉排下送人,煤在炉排上燃烧,形成了“火床”。层燃炉的炉膛内储存了大量燃料,蓄热条件良好,保证了燃烧的稳定性。
层燃炉燃烧,煤炭无需特别破碎加工,在炉膛里具备了较好的着火条件,对经常开开停停的间断运行尤为适用;层燃炉还能适应各种不同煤炭的燃烧特点,因此工业锅炉几乎都是层燃炉;层燃炉的
锅炉房,布置简单,运行耗电少,管理亦比较简单。缺点是燃料与空气的混合不良,燃烧反应较慢,燃烧效率不高。
室燃炉,燃煤锅炉主要是煤粉炉。它是先把煤炭制备成煤粉(煤粉颗粒多小于100μm),预先和空气混合,通过喷燃器使其在悬浮状态下燃烧。细小的煤粉颗粒进入炉膛后,在高温火焰和烟气的加热下,煤粉中挥发分析出并燃烧,直至煤粒变成高温的焦炭颗粒,最后焦炭燃尽。这种悬浮燃烧,反应较为完全、迅速;煤种适应性广;机械化、自动化程度高;燃烧效率高。但设备庞大复杂,建设费用大;运行操作要求高,不适宜间断运行,低负荷运行的稳定性和经济性差。一般适用于较大容量的电站锅炉。
沸腾炉,沸腾燃烧又称硫化床燃烧。
沸腾炉中保持很厚的灼热料层,运行时沸腾料层的高度约1.0~1.5m,空气经布风板均匀地通过料层,刚加入的煤粒就迅速地和灼热料层中的大量灰渣粒混合,在一起上下翻腾运动。沸腾炉的名称就是因此而得名。
煤和灰渣的颗粒一般在8~10mm以下,大部分是0.2~3mm的碎屑,亦即比一般层燃炉所烧块煤小得多,但又比煤粉炉的细粉大得多。当进入布风板的空气速度较低时,料层在布风板上是静止不动的,空气流从料层缝隙中穿过,这种状态称为“固定床”,大床燃烧就是在这种状态下燃烧时。当进风速度不断提高,达到某一定值时,气流对料层向上的吹托力等于料层的重力,料层开始松动。随着风速的增加,料层开始膨胀,颗粒间隙加大,而在颗粒空隙的空气实际速度却保持不变,这种状态叫做流化床。从流化过程来看,随着风速的增加,通常会出现各种不同的流化工况。即细粒流态化,鼓泡流态化,弹状流态化,湍流化,快速亢态化等五种工况。
沸腾炉的主要优点是:燃料适应性能好,几乎能燃用各种然料。一般无法烧的劣质燃料亦能在沸腾炉燃烧,如煤矸石、炉渣等;由于沸腾炉炉蓖面积较小,燃烧温度较高,炉膛可做得较小,因而可以缩小锅炉体积,节省钢材.初投资小;炉内直接加入石灰石等脱硫剂,脱硫效率较高,当Ca/S=1.5~2.0时.脱硫效率可达85%~90%。沸腾炉的缺点是:飞灰量大,且含碳量较大。降低了锅炉效率;送风压头要求较高,耗电量较大;受热面易磨损等。