煤粉燃燒器.ppt

1、16,35-1,第三節(jié) 煤粉燃燒器,本節(jié)重點 直流煤粉燃燒器 結構 特點 適用范圍,16,35-2,煤粉爐的燃燒設備包括： 煤粉燃燒器（也稱為噴燃器） 點火裝置 爐膛 煤粉燃燒器的作用： 輸送煤粉和空氣 組織煤粉迅速穩(wěn)定地著火 組織煤粉迅速完全地燃燒,16,35-3,燃燒器的性能要求： 一、二次風的風速比要適當 著火迅速穩(wěn)定，火焰充滿程度好 風粉混合強烈，燃燒迅速 流動阻力小 較大的調節(jié)范圍,16,35-4,一、直流煤粉燃燒器的類型及特點 （一）直流煤粉燃燒器的射流特性 幾個專業(yè)術語 射流 直流自由射流 湍流（紊流）自由射流 直流燃燒器各個噴口出來的射流，一般都具有比較高的初速，其雷諾數Re都

2、較高，一般Re106，因而射流都是湍流。而且射流射入爐膛的空間尺寸總是遠遠大于噴口的尺寸，射流離開噴口后就不再受任何固體壁面的限制,所以直流燃燒器出來的射流都是湍流自由射流，如下圖所示。,16,35-5,16,35-6,煤粉空氣射流在噴口以初速、初溫 、煤粉初始濃度狀態(tài)射人爐膛后，爐內高溫煙氣就是射流的周圍介質，在湍流擴散的作用下，射流邊界上的流體微團就與周圍介質發(fā)生質量交換和動量交換，將一部分周圍介質(高溫煙氣)卷吸到射流中來，并隨同射流一起向前運動。 卷吸使射流的橫截面擴大，流量增加，速度逐漸減慢，煤粉濃度也逐漸降低。,16,35-7,16,35-8,射流的結構及術語 等速核心區(qū) 射流外邊

3、界 射流內邊界 射流的轉折截面 射流初始段 射流主體段 射流擴散（展）角 因為射流的始段一般很短，僅為噴口直徑的24倍，這段距離在煤粉爐內往往處于尚未著火階段，因此，我們主要研究主體段內的射流特性。,16,35-9,16,35-10,16,35-11,16,35-12,對于矩形噴口，其高寬比ho/2bo對射流特性也有一定的影響。當射流初速和噴口通流截面不變時， ho/2bo愈大，射流的外邊界面也增大，從而使射流卷吸周圍介質的能力增加，但射流軸線速度衰減加快，射程將縮短。 為組織燃燒和混合過程，要求射流具有一定的射程。另外，射程對于確定燃燒器的功率和爐膛尺寸等也是一個重要的依據。直流煤粉燃燒器中

4、，空氣和燃料是通過幾只噴口噴入爐膛的。噴口的幾何形狀和尺寸以及氣流出口速度對爐膛內氣流特性有很大影響。,16,35-13,至于直流射流的擴展角，一般不大，只有1522。射流的擴展角決定了射流的外邊界，也就決定了射流的形狀。在直流燃燒器中，射流擴展角的大小，決定了相鄰兩股氣流的開始混合點，直接影響煤粉的著火和燃燒情況。,16,35-14,（二）直流煤粉燃燒器,直流煤粉燃燒器的出口是由一組圓形、矩形或多邊形的噴口所組成。煤粉氣流、燃燒所需空氣以及由制粉系統(tǒng)來的乏氣（三次風）分別由不同噴口以直流射流形式噴進爐膛。 直流煤粉燃燒器大多布置在爐膛四角上，由四角的燃燒器噴出的四股氣流在爐膛中心形成一個或兩

5、個“假想切圓”。這種組織燃燒的方法常稱為“切圓燃燒”。我國采用直流煤粉燃燒器的鍋爐很多，大都采用此種“四角布置切圓燃燒”的方式。,16,35-15,16,35-16,根據煤種的不同，直流煤粉燃燒器的一次風噴口和二次風噴口有各種不同的布置方式，使燃料穩(wěn)定地著火、煤粉與空氣有效地混合、完全燃燒和避免結渣。 直流燃燒器可分為均等配風燃燒器和分級配風燃燒器兩種形式。,16,35-17,1.均等配風直流煤粉燃燒器 均等配風方式是指一、二次風噴口相間布置，即在兩個一次風噴口之間均等布置一個或兩個二次風噴口，或者在每個一次風噴口的背火側均等布置二次風噴口。 在均等配風方式中，由于一、二次風噴口間距相對較近，

6、一、二次風處自噴口流出后能很快得到混合，使煤粉氣流著火后不致由于空氣跟不上而影響燃燒，故一般適用于煙煤和褐煤，所以又叫做煙煤褐煤型直流煤粉燃燒器。 典型的均等配風直流煤粉燃燒器噴口布置方式如圖53所示。,16,35-18,分清圖(b)中的“向火側”、“背火側”,16,35-19,向火側,背火側,16,35-20,2.分級配風直流煤粉燃燒器 分級配風方式是指把燃燒所需要的二次風分級分階段地送入燃燒的煤粉氣流中，即將一次風噴口較集中地布置在一起，而二次風噴口分層而置，且一、二次風噴口保持較大的距離，以便控制一、二次風的混合時間，這對于無煙煤的著火與燃燒是有利的。故此種燃燒器適用于無煙煤、貧煤和劣質

7、煤，所以又叫做無煙煤型直流煤粉燃燒器。 典型的分級配風直流煤粉燃燒器噴口布置方式如圖54所示。,16,35-21,16,35-22,分級配風直流燃燒器的特點是： （1）一次風噴口狹長，即高寬比ho/2bo比較大，這樣可以增大煤粉氣流的迎火周界，從而增加對高溫煙氣的卷吸能力，有利于煤粉氣流著火。但狹長噴口會使氣流的剛性減弱，造成成氣流過分偏斜而貼墻，形成爐墻結渣。 （2）一次風噴口集中布置，由于煤粉燃燒器放熱集中，火焰中心高溫會有所提高，這就有利于煤粉的著火與燃燒。 （3）一、二次風噴口各自集中在一起，且一、二次風噴口的間距較大，使一、二次風混合較遲，對于煙煤和劣質煤的著火有利。,16,35-2

8、3,（4）二次風分層布置，即按著火和燃燒需要分級分階段將二次風送入燃燒的煤粉氣流中，這既有利于煤粉氣流的前期著火，又有利于煤粉氣流后期的燃燒。 （5）一次風噴口的周圍或中間還布置有一股二次風，分別稱為周界風夾心風，如圖54所示。 （6）三次風溫度低，約為100左右，實踐證明，如三次風噴口布置不當，不僅影響主氣流著火與燃燒，而且還會惡化燃盡。此外還會使火焰中心上移，爐膛出口煙溫升高，從而引起爐膛出口附近結渣，過熱器超溫等事故。 為此，三次風噴口一般布置在燃燒器的最上方，距相鄰二次風噴口有較大間距，并應有一定的傾角，此外，三次風速不宜過低，一般為5060m/s。,16,35-24,二、直流燃燒器的

9、布置工作特性 直流燃燒器多為四角布置的切圓燃燒方式，通常有如下幾種布置方式： (1)單切圓布置，即四角燃燒器一、二次風口的幾何軸線相切于爐膛中心一個同徑圓，如圖5-5(a)； (2)兩角對沖，兩角切圓或一次風對沖，二次風切圓，如圖5-5(b)； (3)雙切圓布置，即四角一、二次風口各自切于不同直徑的圓或對角燃燒器自成不同直徑的圓，如圖5-5（c）。,16,35-25,16,35-26,四角布置的直流燃燒器射出的四股氣流在爐膛中心形成一個穩(wěn)定的強烈旋轉火炬。氣流由四角噴入爐內后，一方面由于氣流在爐膛中心發(fā)生旋轉，另一方面由于引風機吸力，迫使氣流上升，結果在爐膛中心形成一股螺旋上升的氣流。 從著火

10、角度來看，每股煤粉氣流除依靠本身卷吸高溫煙氣和接受爐膛輻射熱外，由于每只燃燒器都能將一部分高溫火焰吹向相鄰燃燒器的根部，形成相鄰煤粉氣流互相引燃。,16,35-27,16,35-28,氣流在爐膛中心強烈旋轉燃燒，使爐膛中心形成一個高溫火球，而且煤粉與空氣的混合也較好這就加速了煤粉的燃燒， 由于旋轉上升氣流既改善了爐內氣流的充滿度，又延長了煤粉在爐內停留的時間，這對于煤粉的燃盡是有利的。 由于切圓燃燒具有良好的爐內空氣動力場，因而對煤種具有較廣泛的適應性，但應注意氣流偏斜沖擊爐墻帶來的結渣問題。,16,35-29,三、四角切圓燃燒的氣流偏斜及切圓直徑,16,35-30,1.氣流偏斜問題 射流偏斜

11、產生的原因及其危害： 四角布置的直流燃燒器，由于射流與假想的切圓相切，使射流軸線與兩邊爐墻的夾角不等，常常是一邊大，一邊小，如下圖所示。射流兩邊同時卷吸煙氣，在其周圍形成負壓區(qū)，爐膛中的煙氣則不斷地向負壓區(qū)補充。如果兩側的補氣條件不同，一側的壓力將大于另一側的壓力，使射流向一側偏斜，這就是射流產生偏斜的原因。 射流偏斜的危害是：當射流偏斜嚴重時，會形成射流貼墻，導致爐墻結渣和水冷壁磨損。,16,35-31,16,35-32,影響射流偏斜的因素及其防止措施： 在四角布置燃燒器的爐室中，由于一次風煤粉氣流動量最小，剛性最差，因此一次風射流的偏斜也最歷害。另外結渣往往是由于一次風煤粉射流貼壁沖墻造成

12、的。所以從防止爐墻結渣的角度來看，應盡量減小一次風煤粉射流的偏斜。影響一次風煤粉射流偏斜的主要因素有： （1）假想切圓直徑 （2）鄰角氣流的橫向推力 （3）燃燒器高寬比與一次風口本身的高寬比 （4）燃燒器噴口的排列密度 （5）爐膛斷面形狀,16,35-33,（1）假想切圓直徑 國內外的試驗和運行證實，爐內實際切圓直徑遠比設計的假想切圓直徑大得多，如下圖所示。 較大的切圓可使鄰角火炬的高溫煙氣更易于達到下角射流的根部，有利于煤粉氣流的著火；擾動更強烈，使燃燒后期混合加強，有利燃盡。但切圓直徑過大，易使一次風射流偏斜貼墻，引起水冷壁結渣，而且中間有較大的無風區(qū)，使火焰的充滿程度不好。 爐膛橫截面呈正方形或接近正方形（a/b1.2）時，切圓直徑和爐膛寬度之比為0.050.10。采用“切角形水冷壁”，能改善氣流出口兩側補氣條件，減小射流偏斜。,16,35-34,熱態(tài)時為6-9倍,冷態(tài)時為8-12倍,16,35-35,（2）鄰角氣流的橫向推力 橫向推力的大小與爐內氣流的旋轉強度，即爐膛四角射流的旋轉動量矩有關