2.4.1 块煤的层状燃烧

块煤是指粒径较大的煤块，其燃烧方式主要是层状燃烧，相应的燃烧装置是层燃炉。

层状燃烧的特征是将固体燃料置于固定的或移动的炉篦上，与通过炉篦送入燃料层的空气进行燃烧，生成的高温燃烧产物离开燃料层而进入炉膛，如图2-7。在燃烧过程中燃料不离开燃料层，故称为层燃。绝大部分燃料是在炉篦上燃烧，少量细煤末和挥发分在炉膛空间燃烧，灰渣则排到坑里。

图2-7  层状燃烧示意图
1—灰渣层；2—燃料层；3—空气；4—燃烧产物；5—灰渣；6—炉篦

采用层状燃烧法时，固体燃料在自身重力的作用下彼此堆积成致密的料层。为了保持燃料在炉篦上稳定，煤块的质量必须大于气流作用在煤块上的动压冲力。对于一定直径的煤块，如果气流速度太高，当煤块的质量和气流对煤块的动压相等时，煤块将失去稳定性，如果再提高空气流速，煤块将被吹走，造成不完全燃烧。

为了能在单位炉篦上燃烧更多的燃料，必须提高气流速度，因此也必须保证有一定直径的煤块。另外，煤块越小，反应面积越大，燃烧反应越强烈。因此，应当同时考虑上述两个方面，确定一个合适的块度。例如，烧烟煤时，煤块最合适的尺寸约为20～30mm，这样大小的煤块可以保证燃烧的稳定性，同时也可以保证有足够的反应面积。

层燃炉的应用历史悠久，从一般的人工加煤燃烧室发展到复杂的机械加煤燃烧室。根据燃烧炉的用途和生产工艺特点的不同，燃烧室的结构也有所不同。常见的层燃炉有固定炉排燃烧炉、振动炉排燃烧炉、往复推动式炉排燃烧炉和链式炉排燃烧炉。

层状燃烧法是一种最简单和最普通的块煤燃烧法，优点是燃料的点火热源比较稳定，因此燃烧过程也比较稳定。缺点是鼓风速度不能太大，而且，机械化程度较差，因此燃烧强度不能太高，从发展来看，层状燃烧法不能满足大型工业炉的需要，而且不能完全机械化和自动化。