鍋爐原理-第四章燃燒設(shè)備

1、 燃燒器的作用是將燃料與燃燒所需空氣按燃燒器的作用是將燃料與燃燒所需空氣按一定的比例、速度和混合方式經(jīng)噴口送入爐膛一定的比例、速度和混合方式經(jīng)噴口送入爐膛其主要作用為：其主要作用為： 向鍋爐爐膛內(nèi)輸送燃料和空氣；向鍋爐爐膛內(nèi)輸送燃料和空氣； 組織燃料和空氣及時、充分地混合；組織燃料和空氣及時、充分地混合； 保證燃料進入爐膛后盡快、穩(wěn)定地著火，迅保證燃料進入爐膛后盡快、穩(wěn)定地著火，迅速、完全地燃盡。速、完全地燃盡。 一次風一次風 攜帶煤粉送入燃燒器的空氣。主要作攜帶煤粉送入燃燒器的空氣。主要作用是輸送煤粉和滿足燃燒初期對氧氣的需要用是輸送煤粉和滿足燃燒初期對氧氣的需要 二次風二次風 待煤粉氣流著

2、火后再送入的空氣。二待煤粉氣流著火后再送入的空氣。二次風補充煤粉繼續(xù)燃燒所需要的空氣，并起氣流次風補充煤粉繼續(xù)燃燒所需要的空氣，并起氣流的擾動和混合的作用的擾動和混合的作用 三次風三次風 對中間儲倉式熱風送粉系統(tǒng)，為充分利對中間儲倉式熱風送粉系統(tǒng)，為充分利用細粉分離器排出的含有用細粉分離器排出的含有10%10%15%15%細粉的乏氣，由細粉的乏氣，由單獨的噴口送入爐膛燃燒，這股乏氣稱為三次風單獨的噴口送入爐膛燃燒，這股乏氣稱為三次風 紊流自由射流紊流自由射流是直流燃燒器各噴口以較高是直流燃燒器各噴口以較高的初速（的初速（Re10Re106 6）和一定的濃度，射入尺寸很大）和一定的濃度，射入尺寸

3、很大的爐膛空間的爐膛空間（爐膛內(nèi)充滿高溫、靜止介質(zhì)（煙（爐膛內(nèi)充滿高溫、靜止介質(zhì)（煙氣），煤粉濃度為零）氣），煤粉濃度為零）的煤粉氣流的煤粉氣流 紊紊流自由射流流自由射流除了做整體運動外，流體微除了做整體運動外，流體微團還具有縱向脈動和橫向脈動，后者對熱質(zhì)交換團還具有縱向脈動和橫向脈動，后者對熱質(zhì)交換起著重要作用起著重要作用1-1-噴口；噴口；2-2-射流等速核心區(qū)；射流等速核心區(qū)；3-3-紊流邊界層；紊流邊界層；4-4-外外邊界；邊界；5-5-內(nèi)邊界；內(nèi)邊界；6-6-源點；源點；7-7-擴展角；擴展角；8-8-速度分布速度分布W WH H=0=0C CH H=0=0T TH HTT0 0W

4、W0 0C C0 0T T0 0射流橫斷面不斷擴展，射流橫斷面不斷擴展，流量流量Q Q增加；增加；煤粉濃度煤粉濃度C C下降；下降；溫度溫度T T升高；升高；軸向軸向速度速度W W逐漸減慢。逐漸減慢。 卷吸量卷吸量 Q Q 外邊界卷吸的高溫煙氣量外邊界卷吸的高溫煙氣量 圓形噴口的卷吸量大于矩形噴口；圓形噴口的卷吸量大于矩形噴口； 一個噴口分成總面積相等的若干個小噴口，一個噴口分成總面積相等的若干個小噴口，卷吸量是增加的卷吸量是增加的 直流直流Q Q旋流旋流Q Q；直流射流適用于無煙煤，后；直流射流適用于無煙煤，后期混合好期混合好 顯然，射流卷吸周圍氣體越多，衰減較快。顯然，射流卷吸周圍氣體越多

5、，衰減較快。 直流湍流自由射流的卷吸量相對較小，因而射流直流湍流自由射流的卷吸量相對較小，因而射流的衰減較慢的衰減較慢 射程射程 L L 射流軸向速度射流軸向速度w wm m與射流初始速度與射流初始速度w w0 0的的比值降低到某一不為零的數(shù)值（如比值降低到某一不為零的數(shù)值（如0.050.05）時的截）時的截面與噴口間的距離面與噴口間的距離 射程射程反映軸向速度反映軸向速度w wm m沿射流運動方向衰減的程度，沿射流運動方向衰減的程度，即射流對周圍氣體的穿透能力。直流射程即射流對周圍氣體的穿透能力。直流射程LL旋流旋流射程射程L L 射流的剛度射流的剛度 射流組的流動過程射流組的流動過程 射流

6、在有限空間內(nèi)，抵抗外界干擾不發(fā)生偏離軸線射流在有限空間內(nèi)，抵抗外界干擾不發(fā)生偏離軸線的能力。剛度不夠，射流偏移到爐墻，可能引起結(jié)渣；的能力。剛度不夠，射流偏移到爐墻，可能引起結(jié)渣；偏向其他射流，會干擾其正常工作偏向其他射流，會干擾其正常工作 射流的初始動量越大，剛度越大射流的初始動量越大，剛度越大 擴展角擴展角 可決定射流的形狀及兩相鄰射可決定射流的形狀及兩相鄰射流開始混合點，其位置對煤粉氣流流開始混合點，其位置對煤粉氣流著火和氧化劑的及時補充有很大影著火和氧化劑的及時補充有很大影響，直流湍流自由射流的響，直流湍流自由射流的相對較相對較小小 直流射流的主要特點：直流射流的主要特點： 沿流動方向

7、的速度衰減比較慢沿流動方向的速度衰減比較慢 具有比較穩(wěn)定的射流核心區(qū)具有比較穩(wěn)定的射流核心區(qū) 一次風和二次風的后期混合比較強一次風和二次風的后期混合比較強 直流燃燒器的一、二、三次風分別由垂直布置直流燃燒器的一、二、三次風分別由垂直布置的一組圓形或矩形的噴口以直流湍流自由射流的形的一組圓形或矩形的噴口以直流湍流自由射流的形式噴入爐膛，式噴入爐膛，根據(jù)根據(jù)燃煤特性燃煤特性不同，一、二次風噴口不同，一、二次風噴口的排列方式可分為的排列方式可分為均等配風和分級配風。均等配風和分級配風。 均等配風燃燒器均等配風燃燒器一、二次風噴口相間布一、二次風噴口相間布置，置，即在二個一次風噴口之間均等布置一個即在

8、二個一次風噴口之間均等布置一個或二個二次風噴口，各二次風噴口的風量分或二個二次風噴口，各二次風噴口的風量分配較均勻配較均勻 均等配風燃燒器均等配風燃燒器一、二次風口間距較小一、二次風口間距較?。?0-160mm80-160mm），），有利于一、二次風的較早混有利于一、二次風的較早混合，合，使一次風煤粉氣流著火后能迅速獲得足使一次風煤粉氣流著火后能迅速獲得足夠的空氣，達到完全燃燒夠的空氣，達到完全燃燒 均等配風均等配風適用于燃用高揮發(fā)分煤種，適用于燃用高揮發(fā)分煤種，常稱為常稱為煙煤、褐煤型配風方式煙煤、褐煤型配風方式 分級配風燃燒器分級配風燃燒器一次風噴口相對集中一次風噴口相對集中布置，布置，并

9、靠近燃燒器的下部，二次風噴口并靠近燃燒器的下部，二次風噴口則分層布置，一、二次風噴口間保持較大則分層布置，一、二次風噴口間保持較大的距離的距離(160-350mm)(160-350mm)，燃燒所需要的二次燃燒所需要的二次風分階段送入燃燒的煤粉氣流中，強化氣風分階段送入燃燒的煤粉氣流中，強化氣流的后期混合，流的后期混合，促使燃料燃燒與燃盡促使燃料燃燒與燃盡 分級配風燃燒器分級配風燃燒器一次風噴口高寬比大，一次風噴口高寬比大，卷吸量大；煤粉氣流相對集中，火焰中心卷吸量大；煤粉氣流相對集中，火焰中心溫度高，有利于低揮發(fā)分煤的著火、燃燒溫度高，有利于低揮發(fā)分煤的著火、燃燒 分級配風分級配風適合于燃用低

10、揮發(fā)分煤種或劣適合于燃用低揮發(fā)分煤種或劣質(zhì)煙煤，常稱為質(zhì)煙煤，常稱為無煙煤、貧煤及劣質(zhì)煙煤型無煙煤、貧煤及劣質(zhì)煙煤型配風方式配風方式 下二次風下二次風 防止煤粉離析，避免未燃燒的煤粉防止煤粉離析，避免未燃燒的煤粉直接落入灰斗；托住火焰不致過分下沖，避免冷直接落入灰斗；托住火焰不致過分下沖，避免冷灰斗結(jié)渣，灰斗結(jié)渣，風量較小風量較小 中二次風中二次風 是均等配風方式煤粉燃燒階段所需是均等配風方式煤粉燃燒階段所需氧氣和湍流擾動的主要風源，氧氣和湍流擾動的主要風源，風量較大風量較大 上二次風上二次風 提供適量的空氣保證煤粉燃盡，是提供適量的空氣保證煤粉燃盡，是分級配風方式煤粉燃燒和燃盡的主要風源，分

11、級配風方式煤粉燃燒和燃盡的主要風源，風量風量較大較大 燃盡風燃盡風 噴口位于整組燃燒器的最上部（三次噴口位于整組燃燒器的最上部（三次風噴口之上），送入剩余風噴口之上），送入剩余15%15%的空氣，實現(xiàn)富氧燃的空氣，實現(xiàn)富氧燃燒，抑制燃燒區(qū)段溫度，達到分級燃燒目的，有效燒，抑制燃燒區(qū)段溫度，達到分級燃燒目的，有效減少爐內(nèi)減少爐內(nèi)NONOX X生成量，有利于燃料的燃盡生成量，有利于燃料的燃盡 周界風周界風 位于一次風噴口的四周，周界風的風位于一次風噴口的四周，周界風的風層??；風量小；風速較高?？煞乐箛娍跓龎?，適應層薄；風量小；風速較高。可防止噴口燒壞，適應煤質(zhì)的變化煤質(zhì)的變化 夾心風夾心風 位于一

12、次風噴口的中間，風速高于一位于一次風噴口的中間，風速高于一次風。補充火焰中心氧氣；提高一次風射流剛性，次風。補充火焰中心氧氣；提高一次風射流剛性，防止偏斜，增強擾動；減小擴展角，減輕貼壁，防防止偏斜，增強擾動；減小擴展角，減輕貼壁，防止結(jié)渣；變煤種、變負荷時燃燒調(diào)整的手段之一止結(jié)渣；變煤種、變負荷時燃燒調(diào)整的手段之一 十字風十字風 燃燒褐煤，作用類似于夾心風燃燒褐煤，作用類似于夾心風 四角切圓燃燒方式直流四角切圓燃燒方式直流燃燒器的布置燃燒器的布置 爐膛四角或接近四角布爐膛四角或接近四角布置，四個角燃燒器出口氣置，四個角燃燒器出口氣流的軸線與爐膛中心的一流的軸線與爐膛中心的一個或兩個假想圓相切

13、，使個或兩個假想圓相切，使氣流在爐內(nèi)強烈旋轉(zhuǎn)。氣流在爐內(nèi)強烈旋轉(zhuǎn)。 切圓燃燒方式的特點切圓燃燒方式的特點 煤粉氣流著火所需熱量，煤粉氣流著火所需熱量，除依靠本身外邊界卷吸煙氣除依靠本身外邊界卷吸煙氣和接受爐膛輻射熱以外，和接受爐膛輻射熱以外，主主要是靠來自上游鄰角正在劇要是靠來自上游鄰角正在劇烈燃燒的火焰的沖擊和加熱，烈燃燒的火焰的沖擊和加熱，著火條件好著火條件好 火焰在爐內(nèi)充滿度較好，火焰在爐內(nèi)充滿度較好，燃燒后期氣流擾動較強，燃燒后期氣流擾動較強，有有利于燃盡，煤種適應性強利于燃盡，煤種適應性強 風粉管布置復雜風粉管布置復雜 正四角布置：正四角布置：中小容量煤粉爐常采用。中小容量煤粉爐常采

14、用。燃燒器噴口燃燒器噴口的幾何軸線和爐膛兩側(cè)墻的夾角接近相等，射流兩側(cè)的幾何軸線和爐膛兩側(cè)墻的夾角接近相等，射流兩側(cè)的的補氣條件補氣條件差異很小，氣流向壁面的偏斜較小，因而差異很小，氣流向壁面的偏斜較小，因而煤粉火炬的充滿程度較好，熱負荷較均勻。煤粉火炬的充滿程度較好，熱負荷較均勻。（a a）正四角布置）正四角布置（b b）正八角布置）正八角布置（c c）大切角正）大切角正四角布置四角布置（a a）正四角布置）正四角布置（b b）正八角布置）正八角布置（c c）大切角正）大切角正四角布置四角布置 大切角正四角布置：大切角正四角布置：大容量鍋爐常采用。大容量鍋爐常采用。除具有除具有正四角布置的特

15、點正四角布置的特點外，還可形成外，還可形成切角形水冷壁切角形水冷壁。既。既可增大燃燒器噴口兩側(cè)的空間，使兩側(cè)補氣條件差可增大燃燒器噴口兩側(cè)的空間，使兩側(cè)補氣條件差異更小，射流不易偏斜；切角水冷壁形成燃燒器的異更小，射流不易偏斜；切角水冷壁形成燃燒器的水冷套，保護噴口不易被燒壞。水冷套，保護噴口不易被燒壞。 采用采用同向大小雙切圓方式同向大小雙切圓方式，可改變氣流偏斜，防，可改變氣流偏斜，防止實際切圓的橢圓度過大；采用止實際切圓的橢圓度過大；采用正反雙切圓方式正反雙切圓方式，兩股氣流反切，可減少實際切圓的橢圓度兩股氣流反切，可減少實際切圓的橢圓度；采用采用兩兩角相切，兩角對沖方式角相切，兩角對沖

16、方式，可減少氣流相切時實際假，可減少氣流相切時實際假想圓的直徑，減低氣流的旋轉(zhuǎn)強度，防止氣流的過想圓的直徑，減低氣流的旋轉(zhuǎn)強度，防止氣流的過分偏斜，但卻使燃燒后期的混合擾動變差。分偏斜，但卻使燃燒后期的混合擾動變差。 （d d）同向大小雙）同向大小雙切圓切圓（e e）正反雙切圓）正反雙切圓（f f）兩角相切，）兩角相切，兩角對沖置兩角對沖置 切圓燃燒方式切圓燃燒方式實際氣流并不能完全沿軸線方向前進，實際氣流并不能完全沿軸線方向前進，會出現(xiàn)一定的偏斜，嚴重時會導致燃燒器出口射流沖會出現(xiàn)一定的偏斜，嚴重時會導致燃燒器出口射流沖墻貼壁。造成爐膛水冷壁結(jié)渣墻貼壁。造成爐膛水冷壁結(jié)渣 鄰角氣流的撞擊（主

17、要原鄰角氣流的撞擊（主要原因）因） 撞擊點愈接近噴口，射撞擊點愈接近噴口，射流偏斜就愈大；撞擊動量愈大，流偏斜就愈大；撞擊動量愈大，氣流偏斜就愈嚴重。氣流偏斜就愈嚴重。 射流兩側(cè)射流兩側(cè)“補氣補氣”條件的條件的影響影響 燃燒器射流兩側(cè)卷吸燃燒器射流兩側(cè)卷吸煙氣形成負壓，向火側(cè)受到煙氣形成負壓，向火側(cè)受到上游鄰角氣流的撞擊，補氣上游鄰角氣流的撞擊，補氣充裕，壓力較高；背火側(cè)補充裕，壓力較高；背火側(cè)補氣條件差，壓力較低，射流氣條件差，壓力較低，射流兩側(cè)因此形成壓差，迫使射兩側(cè)因此形成壓差，迫使射流偏向壓力低的一側(cè)，甚至流偏向壓力低的一側(cè)，甚至迫使氣流貼墻，引起結(jié)渣。迫使氣流貼墻，引起結(jié)渣。 燃燒器

18、的高寬比（燃燒器的高寬比（h hr r/b/b）對射流彎曲變形影響較大對射流彎曲變形影響較大 高寬比愈大，射流形狀愈寬高寬比愈大，射流形狀愈寬而??；其而?。黄洹皠傂詣傂浴本陀?，就愈差，因而，射流愈容易彎曲變形。因而，射流愈容易彎曲變形。 假想切圓直徑假想切圓直徑d dJXJX 較大的較大的d dJXJX可使鄰角火炬的高溫煙氣更可使鄰角火炬的高溫煙氣更易達到下角射流的根部，擾動易達到下角射流的根部，擾動更強烈，有利于煤粉氣流著火、更強烈，有利于煤粉氣流著火、燃盡；燃盡； 但但d dJXJX過大，射流偏斜過大，射流偏斜增大，容易引起水冷壁結(jié)渣；增大，容易引起水冷壁結(jié)渣；爐膛出口較大的殘余旋轉(zhuǎn)會引

19、爐膛出口較大的殘余旋轉(zhuǎn)會引起煙溫和過熱汽溫偏差。起煙溫和過熱汽溫偏差。 旋流燃燒器出口氣流是一股繞燃燒器軸線旋旋流燃燒器出口氣流是一股繞燃燒器軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)射流轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)射流 一、二次風用不同管道與燃燒器連接，在燃一、二次風用不同管道與燃燒器連接，在燃燒器內(nèi)一、二次風通道隔開。燒器內(nèi)一、二次風通道隔開。二次風射流均為二次風射流均為旋轉(zhuǎn)射流旋轉(zhuǎn)射流, ,一次風射流可以是旋轉(zhuǎn)射流一次風射流可以是旋轉(zhuǎn)射流, ,也可以也可以是直流射流。是直流射流。 旋流燃燒器是一組圓形噴口。旋流燃燒器是一組圓形噴口。 旋流射流具有比直流射流大得多的擴展角，旋流射流具有比直流射流大得多的擴展角，射流中心形成回流區(qū)，射流內(nèi)

20、、外同時卷吸爐射流中心形成回流區(qū)，射流內(nèi)、外同時卷吸爐內(nèi)高溫煙氣，內(nèi)高溫煙氣，卷吸量大卷吸量大 從燃燒器噴出的氣流具有很從燃燒器噴出的氣流具有很高的切向速度和足夠大的軸向高的切向速度和足夠大的軸向速度，速度，早期湍動混合強烈早期湍動混合強烈 軸向速度衰減較快，射流軸向速度衰減較快，射流射程較短，射程較短，后期擾動較弱后期擾動較弱 表征旋轉(zhuǎn)射流旋轉(zhuǎn)程度的特征參數(shù)，隨著表征旋轉(zhuǎn)射流旋轉(zhuǎn)程度的特征參數(shù)，隨著n n的不的不同，旋流燃燒器形成三種不同的火焰形狀同，旋流燃燒器形成三種不同的火焰形狀 封閉式火焰封閉式火焰 n n 較小，較小，在火焰根部卷吸高溫煙氣，在火焰根部卷吸高溫煙氣，形成回流區(qū)；可卷吸

21、火焰自身燃燒放出的熱量，具有形成回流區(qū)；可卷吸火焰自身燃燒放出的熱量，具有一定的自穩(wěn)定著火能力。但回流量小，不適合燃燒難一定的自穩(wěn)定著火能力。但回流量小，不適合燃燒難燃的煤。燃的煤。 開放式火焰開放式火焰 n n 較大，較大，射流內(nèi)、外側(cè)的壓力差逐漸射流內(nèi)、外側(cè)的壓力差逐漸接近，射流中心形成較大回流區(qū)，延長到速度很低處接近，射流中心形成較大回流區(qū)，延長到速度很低處才封閉，其著火穩(wěn)定性主要依賴于爐內(nèi)煙氣溫度才封閉，其著火穩(wěn)定性主要依賴于爐內(nèi)煙氣溫度 飛邊火焰飛邊火焰 n n 很大，很大，射流外卷吸作用強烈，使外射流外卷吸作用強烈，使外側(cè)壓力小于中心壓力，整個射流向外全部張開，氣側(cè)壓力小于中心壓力

22、，整個射流向外全部張開，氣流離開燃燒器后，貼墻運動，引起結(jié)渣。流離開燃燒器后，貼墻運動，引起結(jié)渣。 旋流燃燒器旋流燃燒器 根據(jù)根據(jù)旋流器旋流器的結(jié)構(gòu)不同，旋流燃的結(jié)構(gòu)不同，旋流燃燒器分為蝸殼式、切向葉片式、軸向葉片式。燒器分為蝸殼式、切向葉片式、軸向葉片式。 旋流燃燒器通常前后墻布置（對沖或交錯）旋流燃燒器通常前后墻布置（對沖或交錯） 不受爐膛截面寬、深比限制，布置方便，與不受爐膛截面寬、深比限制，布置方便，與磨煤機聯(lián)接煤粉管道短磨煤機聯(lián)接煤粉管道短 燃燒器前后墻或兩側(cè)墻布置燃燒器前后墻或兩側(cè)墻布置 兩面墻上燃燒器噴出的火炬在爐膛中兩面墻上燃燒器噴出的火炬在爐膛中央互相撞擊后，火焰大部分向爐膛

23、上方央互相撞擊后，火焰大部分向爐膛上方運動，爐內(nèi)的火焰充滿程度較好，擾動運動，爐內(nèi)的火焰充滿程度較好，擾動性也較強性也較強 若對沖的兩個燃燒器負荷不相同，則若對沖的兩個燃燒器負荷不相同，則爐內(nèi)高溫火焰將向一側(cè)偏移，造成結(jié)渣爐內(nèi)高溫火焰將向一側(cè)偏移，造成結(jié)渣 旋流燃燒器爐頂布置旋流燃燒器爐頂布置只在采用只在采用W W火焰火焰燃燒技術(shù)的較矮的下爐膛中才應用燃燒技術(shù)的較矮的下爐膛中才應用式中式中 B Br r每臺燃燒器的燃料消耗量，每臺燃燒器的燃料消耗量，kg/hkg/h； V V1 1一次風量，一次風量，m3/kgm3/kg；c cK K 、 c cq q 、 c cr rg g 一次風一次風、蒸

24、汽及煤的比熱，、蒸汽及煤的比熱，( (kJ/mkJ/m3 3） kJ/kgkJ/kg； M M 原煤在制粉系統(tǒng)中蒸發(fā)掉的水分，原煤在制粉系統(tǒng)中蒸發(fā)掉的水分，% %； t tzhzh著火溫度，著火溫度，；t t1 1煤粉一次風氣流初溫，煤粉一次風氣流初溫， 1002510)100(19. 4)100(100100111zhqarrgrzfgrzfzhqargrkrzhtctMMBQQttMcMccVBQ將煤粉氣流加熱到著火溫度所需的熱量將煤粉氣流加熱到著火溫度所需的熱量 影響煤粉氣流著火的因素主要分為三個方面：影響煤粉氣流著火的因素主要分為三個方面：燃料、設(shè)備結(jié)構(gòu)燃料、設(shè)備結(jié)構(gòu)與與運行。運行。

25、燃料的性質(zhì)燃料的性質(zhì) 揮發(fā)分含量揮發(fā)分含量V Vdaf daf ??；?。凰?、灰分含量高；水分、灰分含量高；煤煤粉細度大，粉細度大，則煤粉氣流著火溫度提高，著火熱則煤粉氣流著火溫度提高，著火熱增大，著火所需時間長，著火點離開燃燒器噴增大，著火所需時間長，著火點離開燃燒器噴口的距離增大口的距離增大 設(shè)備結(jié)構(gòu)（爐膛、燃燒器）設(shè)備結(jié)構(gòu)（爐膛、燃燒器） 爐內(nèi)散熱條件爐內(nèi)散熱條件 減少爐內(nèi)散熱，有利于著火。減少爐內(nèi)散熱，有利于著火。在燃燒器區(qū)域在燃燒器區(qū)域敷設(shè)衛(wèi)燃帶敷設(shè)衛(wèi)燃帶是穩(wěn)定低揮發(fā)分煤著火的有效措施，但是穩(wěn)定低揮發(fā)分煤著火的有效措施，但需預防結(jié)渣需預防結(jié)渣 一次風溫一次風溫 提高一次風溫，可減少著

26、火熱。提高一次風溫，可減少著火熱。燃用低揮發(fā)燃用低揮發(fā)分煤時應采用熱風送粉系統(tǒng)，提高預熱空氣溫度分煤時應采用熱風送粉系統(tǒng)，提高預熱空氣溫度 一次風量一次風量V V1 1 （V V0 0 r rr r1 1） V V1 1過大，過大，著火熱增加，著火熱增加，著火延遲；著火延遲；V V1 1過低，過低，燃燒燃燒初期由于缺氧，初期由于缺氧，化學反應速度減慢，化學反應速度減慢，阻礙著火繼續(xù)阻礙著火繼續(xù)擴展。擴展。r r1 1在最佳值范圍內(nèi)選取，見表在最佳值范圍內(nèi)選取，見表4-3,4-3,表表4-44-4。 一次風速一次風速w w1 1 w w1 1過高，過高，通過單位截面積的流量增大，通過單位截面積的

27、流量增大，降低煤粉降低煤粉氣流的加熱速度，氣流的加熱速度，著火距離加長，著火推遲；著火距離加長，著火推遲；w w1 1過低，過低，燃燒器噴口易燒壞，煤粉管道堵塞。燃燒器噴口易燒壞，煤粉管道堵塞。w w1 1在最佳值范圍在最佳值范圍內(nèi)選取。內(nèi)選取。 鍋爐負荷鍋爐負荷D D（鍋爐低負荷運行）（鍋爐低負荷運行） D D降低，降低，煤耗量煤耗量 B B 相應減少，水冷壁總的吸相應減少，水冷壁總的吸熱量熱量Q Q 也減少，但減少的幅度較小，故也減少，但減少的幅度較小，故Q/BQ/B反而反而增加，增加，爐膛平均煙溫及燃燒器區(qū)域煙溫降低，對爐膛平均煙溫及燃燒器區(qū)域煙溫降低，對煤粉氣流著火不利，煤粉氣流著火不

28、利，當鍋爐負荷降到一定程度時，當鍋爐負荷降到一定程度時，會危及著火的穩(wěn)定性，甚至可能引起熄火。會危及著火的穩(wěn)定性，甚至可能引起熄火。 爐膛是燃料燃燒和熱交換爐膛是燃料燃燒和熱交換（主要是輻射熱交換）（主要是輻射熱交換）的場所的場所 有利于著火、穩(wěn)燃，并使燃料燃燒完全；有利于著火、穩(wěn)燃，并使燃料燃燒完全； ST-100,ST-100,所有受熱面不結(jié)渣所有受熱面不結(jié)渣; ; 水冷壁不發(fā)生傳熱惡化水冷壁不發(fā)生傳熱惡化; ; 降低降低NOxNOx生成量生成量; ; 對煤質(zhì)和負荷變化有較好的適應性。對煤質(zhì)和負荷變化有較好的適應性。l 3./,mkwVBQqLnetarv 過大過大 過小，過小，H Hf

29、f 過小，過小，鍋爐達不到出力鍋爐達不到出力; ; 爐膛及爐膛出口煙氣溫度爐膛及爐膛出口煙氣溫度 偏高，易結(jié)偏高，易結(jié)渣；渣； 偏高，偏高，q q2 2 增大；增大；py vq 、aLV 爐膛容積熱強度爐膛容積熱強度q qV V 表示單位時間、單位爐膛表示單位時間、單位爐膛容積內(nèi)，燃料燃燒釋熱的熱量。容積內(nèi)，燃料燃燒釋熱的熱量。 過大過大 煤粉氣流在爐膛停留的時間煤粉氣流在爐膛停留的時間過小，（過小，（q q3 3、q q4 4）增大，）增大，均使均使 減小減小g vq 過小過小 過大，過大， 偏低，著火困難，燃燒不穩(wěn)定；偏低，著火困難，燃燒不穩(wěn)定；造價高造價高 vqLVa 過大，過大，水冷壁

30、少，火焰溫度高，有利于穩(wěn)定水冷壁少，火焰溫度高，有利于穩(wěn)定著火，易引起結(jié)渣；著火，易引起結(jié)渣；Aq2./,mkwABQqnetarA 爐膛截面熱強度爐膛截面熱強度 表示單位時間、燃燒器區(qū)表示單位時間、燃燒器區(qū)域爐膛單位橫截面上，燃料燃燒釋熱的熱量。域爐膛單位橫截面上，燃料燃燒釋熱的熱量。 Aq 過小，過小，水冷壁多，火焰溫度低，不利于穩(wěn)定水冷壁多，火焰溫度低，不利于穩(wěn)定著火，減輕結(jié)渣，減少污染物生成。著火，減輕結(jié)渣，減少污染物生成。Aq鍋爐容量增加，鍋爐容量增加，q qA A與與q qV V值的變化趨勢如下圖所示值的變化趨勢如下圖所示 式中式中 H HR R燃燒器區(qū)域高度，一般取上層一次風噴口

31、上燃燒器區(qū)域高度，一般取上層一次風噴口上方方1.5m1.5m處和下層一次風噴口下方處和下層一次風噴口下方1m1m處的距離處的距離2./,2mkwHbaBQqRnetarR 燃燒器區(qū)域壁面熱強度燃燒器區(qū)域壁面熱強度 表示單位時間、燃表示單位時間、燃燒器區(qū)域單位爐壁面積上，燃料燃燒釋熱的熱量。燒器區(qū)域單位爐壁面積上，燃料燃燒釋熱的熱量。 Rq q qR R愈大，說明火焰愈集中，燃燒器區(qū)域的溫愈大，說明火焰愈集中，燃燒器區(qū)域的溫度水平就愈高，對燃料的穩(wěn)定著火有利，但易造度水平就愈高，對燃料的穩(wěn)定著火有利，但易造成燃燒器區(qū)域的壁面結(jié)渣成燃燒器區(qū)域的壁面結(jié)渣 式中式中 Q Qf f爐膛煙氣放熱量，爐膛煙

32、氣放熱量，kJ/kg;F-kJ/kg;F-爐膛水冷壁面積，爐膛水冷壁面積，m m2 2。2/,mkwFBQqff 爐膛壁面熱強度爐膛壁面熱強度 表示單位時間、單位爐壁表示單位時間、單位爐壁面積上，燃料燃燒釋熱的熱量（熱流密度）。面積上，燃料燃燒釋熱的熱量（熱流密度）。 fq q qf f愈大，爐膛單位壁面所吸收的熱量就越大，愈大，爐膛單位壁面所吸收的熱量就越大，說明爐內(nèi)平均煙溫水平越高；但過高，易造成爐說明爐內(nèi)平均煙溫水平越高；但過高，易造成爐膛結(jié)渣膛結(jié)渣 LappjyyysmabBVsL 9 . 0 /,273273,min 燃料在爐內(nèi)的停留時間燃料在爐內(nèi)的停留時間 關(guān)鍵是上排一次風噴關(guān)鍵是

33、上排一次風噴口中心至爐膛出口（大屏下端）的距離?？谥行闹翣t膛出口（大屏下端）的距離。 爐膛及燃爐膛及燃燒器燒器布置方式布置方式型爐型爐切向燃切向燃燒燒半開式半開式型爐型爐切向燃燒切向燃燒型爐型爐對沖（交錯）對沖（交錯）燃燒燃燒型爐型爐前墻燃前墻燃燒燒W型爐型爐W燃燒燃燒 爐膛爐膛 型式型式 排渣方式排渣方式固態(tài)固態(tài)液態(tài)液態(tài)固態(tài)固態(tài)固態(tài)固態(tài)固態(tài)固態(tài)燃燒器燃燒器型式型式直流式直流式直流式直流式旋流式旋流式旋流式旋流式旋流式旋流式直流式直流式 NO NOx x生成機理生成機理 熱力型熱力型NOxNOx：空氣中的氮氣在高溫下（空氣中的氮氣在高溫下（15001500以上）以上）氧化而生成，占氧化而生成，

34、占NOxNOx總量的總量的10%-20%10%-20%。 燃料型燃料型NOxNOx：燃料中含有的氮化合物（主要是揮發(fā)燃料中含有的氮化合物（主要是揮發(fā)分中的氮化合物）在燃燒過程中熱分解而又接著被氧分中的氮化合物）在燃燒過程中熱分解而又接著被氧化而生成，占化而生成，占NOxNOx總量的總量的80%-90%80%-90%。 快速型快速型NOxNOx：燃燒中的燃燒中的CmHnCmHn與空氣中的與空氣中的N2N2預混燃燒預混燃燒生成。以極快的反應速率生成。占生成。以極快的反應速率生成。占NOxNOx總量的總量的5%5%左右。左右。 影響影響NONOx x生成的主要因素生成的主要因素 溫度溫度 燃燒過程中

35、，溫度越燃燒過程中，溫度越高，生成的高，生成的NONOx x量越大量越大 過剩空氣系數(shù)過剩空氣系數(shù) =1.1=1.11.21.2范圍內(nèi)，范圍內(nèi)，NONOx x的生成量最大，的生成量最大，偏離這個范圍偏離這個范圍NONOx x的生成量明顯的生成量明顯減少減少 燃煤性質(zhì)燃煤性質(zhì) 燃煤中的含燃煤中的含N N量越高，燃燒過程中量越高，燃燒過程中轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為NONOx x也就越多也就越多 可能會使飛灰可燃物增多，降低燃燒效率，對可能會使飛灰可燃物增多，降低燃燒效率，對大幅度降低大幅度降低NOxNOx效果有限。效果有限。低氧燃燒。使燃低氧燃燒。使燃料在爐內(nèi)總體過量空氣系數(shù)較低的工況下燃燒。料在爐內(nèi)總體過量

36、空氣系數(shù)較低的工況下燃燒。 該方法使?jié)饷悍蹥饬髟谶€原氣氛下燃燒；使淡該方法使?jié)饷悍蹥饬髟谶€原氣氛下燃燒；使淡煤粉氣流在煙溫相對較低條件下燃燒；抑制煤粉氣流在煙溫相對較低條件下燃燒；抑制NOxNOx生成。生成。同時，濃煤粉氣流還可以降低煤粉氣流的著火熱。同時，濃煤粉氣流還可以降低煤粉氣流的著火熱。將煤粉氣流分離成濃、淡將煤粉氣流分離成濃、淡2 2股，股，使?jié)饷悍蹥饬髟诳諝獠蛔銞l件下，形成使?jié)饷悍蹥饬髟诳諝獠蛔銞l件下，形成“富燃富燃”燃燒；使淡煤粉氣流在空氣過量條件下，形成燃燒；使淡煤粉氣流在空氣過量條件下，形成“富氧富氧”燃燒。燃燒。 第一級第一級 送入理論空氣量的送入理論空氣量的80%80%左

37、右，使燃料在左右，使燃料在缺氧、富燃條件下燃燒缺氧、富燃條件下燃燒 ，燃燒速度和爐膛溫度降低，燃燒速度和爐膛溫度降低，抑制了抑制了NONOx x 的生成的生成將燃燒所需的空氣分兩階段從燃將燃燒所需的空氣分兩階段從燃燒器送入燒器送入 第二級第二級 以二次風形式送入剩余空氣，使燃以二次風形式送入剩余空氣，使燃料在空氣過剩區(qū)域燃盡，空氣量雖多，但火焰溫料在空氣過剩區(qū)域燃盡，空氣量雖多，但火焰溫度較低，生成的度較低，生成的NONOx x也較少也較少 總的總的NONOx x生成量降低生成量降低 PM PM型濃淡燃燒器型濃淡燃燒器 通過彎頭將煤粉氣通過彎頭將煤粉氣流分為濃、淡兩股氣流分為濃、淡兩股氣流，彎

38、頭內(nèi)側(cè)有調(diào)節(jié)流，彎頭內(nèi)側(cè)有調(diào)節(jié)裝置，用來調(diào)節(jié)煤粉裝置，用來調(diào)節(jié)煤粉濃度的大小濃度的大小 設(shè)置再循環(huán)煙氣噴口（設(shè)置再循環(huán)煙氣噴口（SGPSGP噴口），推遲一、二噴口），推遲一、二次風以及濃、淡煤粉氣流的混合，從而在濃煤粉氣次風以及濃、淡煤粉氣流的混合，從而在濃煤粉氣流噴口附近形成還原性氣氛，并降低燃燒中心的溫流噴口附近形成還原性氣氛，并降低燃燒中心的溫度，既可穩(wěn)定燃燒，也抑制了度，既可穩(wěn)定燃燒，也抑制了NOxNOx的生成。的生成。 A-PM A-PM燃燒器燃燒器 將將PMPM型濃、淡燃燒器改為型濃、淡燃燒器改為A-PMA-PM型濃、淡、濃燃燒器。型濃、淡、濃燃燒器。 將單個噴嘴的火焰形成同軸對稱

39、火焰，使局部過于將單個噴嘴的火焰形成同軸對稱火焰，使局部過于集中的濃煤粉氣流分解為火焰中心是淡煤粉氣流，外集中的濃煤粉氣流分解為火焰中心是淡煤粉氣流，外圍是濃煤粉氣流。這樣，不僅降低了局部高熱強度，圍是濃煤粉氣流。這樣，不僅降低了局部高熱強度，而且在火焰中心區(qū)形成而且在火焰中心區(qū)形成NOxNOx的還原反應，大幅度降低的還原反應，大幅度降低了了NOxNOx的生成量，同時外圍的濃煤粉氣流區(qū)維持了火的生成量，同時外圍的濃煤粉氣流區(qū)維持了火焰的穩(wěn)定性。焰的穩(wěn)定性。 WR WR燃燒器燃燒器 又稱寬調(diào)節(jié)比燃燒又稱寬調(diào)節(jié)比燃燒器，是一種高濃度煤器，是一種高濃度煤粉燃燒器。主要性能粉燃燒器。主要性能是在低負荷

40、下不投油是在低負荷下不投油仍能穩(wěn)定燃燒。仍能穩(wěn)定燃燒。 煤粉氣流通過管道彎頭時，煤粉氣流通過管道彎頭時，受離心力的作用分成受離心力的作用分成濃淡兩股，濃淡兩股，噴嘴中間的水平肋片將其保持到離開噴噴嘴中間的水平肋片將其保持到離開噴口以后的一段距離，形成煤粉濃淡偏差燃燒口以后的一段距離，形成煤粉濃淡偏差燃燒 煤粉噴嘴出口處的煤粉噴嘴出口處的擴流錐，擴流錐，可在噴嘴出口可在噴嘴出口形成一個穩(wěn)定的回流區(qū)，形成一個穩(wěn)定的回流區(qū)，將高溫煙氣不斷回流到將高溫煙氣不斷回流到煤粉火炬的根部，以維煤粉火炬的根部，以維持煤粉氣流的穩(wěn)定著火持煤粉氣流的穩(wěn)定著火 一次風噴嘴設(shè)有周界風，一次風噴嘴設(shè)有周界風，可避免一次風

41、噴口燒壞；可避免一次風噴口燒壞；由于周界風和一次風首先混合，還可調(diào)節(jié)一次風煤粉由于周界風和一次風首先混合，還可調(diào)節(jié)一次風煤粉濃度，以適應煤種變化濃度，以適應煤種變化 巴布科克巴布科克- -日立公司日立公司的的HT-NRHT-NR燃燒器燃燒器 在燃燒器一次風管中在燃燒器一次風管中設(shè)置調(diào)節(jié)桿，可沿軸向設(shè)置調(diào)節(jié)桿，可沿軸向移動，控制火焰位置；移動，控制火焰位置；一次風管出口裝有環(huán)形一次風管出口裝有環(huán)形穩(wěn)焰器，可確保著火區(qū)穩(wěn)焰器，可確保著火區(qū)的高溫煙氣回流，促使的高溫煙氣回流，促使煤粉快速、穩(wěn)定著火；煤粉快速、穩(wěn)定著火； 巴布科克巴布科克- -日立公司的日立公司的HT-NRHT-NR燃燒器燃燒器 在環(huán)

42、形二次風管內(nèi)裝有在環(huán)形二次風管內(nèi)裝有隔板，將二次風分成兩股，隔板，將二次風分成兩股，從不同位置送入著火后的從不同位置送入著火后的煤粉氣流，實際上推遲了煤粉氣流，實際上推遲了二次風與火焰的混合，以二次風與火焰的混合，以利于形成還原性氣氛和寬利于形成還原性氣氛和寬廣的還原區(qū)，促進廣的還原區(qū)，促進NOxNOx的的還原。還原。 W W形火焰爐膛形火焰爐膛由下部的由下部的拱型著火爐膛拱型著火爐膛（燃燒室）（燃燒室）和和上部的輻射爐膛上部的輻射爐膛（燃盡（燃盡室）組成。前者的深度比室）組成。前者的深度比后者約大后者約大8080120%120% 燃盡室前后墻向外擴展構(gòu)燃盡室前后墻向外擴展構(gòu)成爐頂拱，并布置燃燒器，