锅炉原理及设备第四章燃烧设备

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一次风煤粉气流的偏斜
切圆燃烧方式实际气流并不能完全沿轴线方向前进，会出现 一定的偏斜，严重时会导致燃烧器出口射流冲墙贴壁，造成炉 膛水冷壁结渣。
邻角气流的撞击（主要原因） 炉内 气流围绕假想切圆旋转所产 生的旋转动量矩有关，其中二次风 射流的动量矩其主要作用。适当增 加一次风动量或减小二次风动量， 都会减小旋转动量矩，减弱气流的 偏斜。
（a）正四角布置 （b）正八角布置 （c）大切角正四角布置 （d）同向大小双切圆 （e）正反双切圆 （f）两角相切，两角对冲置 （g）双室炉膛切圆方式 （h）大切角双室炉膛方式 LOGO
正四角布置：中小容量煤粉炉常采用。炉膛截面为正 方形或接近正方形的巨型，燃烧器布置在四个角上，燃烧 器喷口的几何轴线和炉膛两侧墙的夹角接近相等，射流两 侧的补气条件差异很小，气流向壁面的偏斜较小，因而煤 粉火炬的充满程度较好，热负荷较均匀。 大切角正四角布置：大容量锅炉常采用。把炉膛四角 切去，在四个切角上安装燃烧器。除具有正四角布置的特 点外，还可形成切角形水冷壁。既可增大燃烧器喷口两侧 的空间，使两侧补气条件差异更小，射流不易偏斜；切角 水冷壁形成燃烧器的水冷套，保护喷口不易被烧坏。
中二次风 是均等配风方式煤粉燃烧阶段所需氧气和 湍流扰动的主要风源，风量较大 上二次风 提供适量的空气保证煤粉燃尽，是分级配 风方式煤粉燃烧和燃尽的主要风源，风量较大
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4.直流燃烧器四角布置切圆燃烧方式
四角切圆燃烧方式直流 燃烧器的布置 炉膛四角或接近四角布 置，四个角燃烧器出口气 流的轴线与炉膛中心的一 个或两个假想圆相切，使 气流在炉内强烈旋转。
W型火焰燃烧技术的特 点
4.1 电站锅炉的燃烧设备
性能良好的燃烧设备应满足的条件：
将燃料和燃烧用空气送入炉膛，形成良好的空气 动力场，保证燃料迅速稳定着火。
及时供应空气，与燃料适时混合，使燃料达到完 全燃烧。
燃烧稳定，炉内不结焦。
良好的燃料适应性。
NOX的生产量控制在允许范围内。
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四角切圆燃烧方式
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切圆燃烧方式的特点
煤粉气流着火所需热量，除
依靠本身外边界卷吸烟气和接受 炉膛辐射热以外，主要是靠来自 上游邻角正在剧烈燃烧的火焰的 冲击和加热，着火条件好。 火焰在炉内充满度较好，燃烧 后期气流扰动较强，有利于燃尽， 煤种适应性强 风粉管布置复杂
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切圆燃烧方式直流燃烧器的布置
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1.均等配风直流燃烧器
均等配风燃烧器一、二次风喷口相间布置， 即在两个一次风喷口之间均等布置一个或两个 二次风喷口，或在每个一次风口的背火侧均等 布置二次风口，各二次风喷口的风量分配较均 匀
均等配风燃烧器一、二次风口间距较小 （ 80-160mm ），有利于一、二次风的较早混合， 使一次风煤粉气流着火后能迅速获得足够的空 气，达到完全燃烧 均等配风适用于燃用高挥发分煤种，常称 为烟煤、褐煤型配风方式
锅炉原理与设备
石 油 天 然 气 工 程 学 院
王 春 华
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第四章 燃烧设备
煤粉燃烧器 燃烧器的作用 直流燃烧器 低负荷稳燃及低NOx煤 粉燃烧技术 低负荷稳燃技术
旋流燃烧器
煤粉炉炉膛 炉膛的要求 评价炉膛结构的参数
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低NOx煤粉燃烧技术 W型火焰燃烧技术
W型火焰炉膛结构
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采用同向大小双切圆方式，适用于截面深宽比较大的炉 膛或由于炉膛四角有柱子，而不能四角布置，燃烧器只能布 置在两侧墙靠角的位置。可改变气流偏斜，防止实际切圆的 椭圆度过大；采用正反双切圆方式，两股气流反切，可减少 实际切圆的椭圆度；采用两角相切，两角对冲方式，可减少 气流相切时实际假想圆的直径，减低气流的旋转强度，防止 气流的过分偏斜，但却使燃烧后期的混合扰动变差。
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2.分级配风直流燃烧器
分级配凤是指把二次风分级分阶段地送入燃烧
的煤粉气流中。
分级配风燃烧器一次风喷口相对集中布置，并 靠近燃烧器的下部，二次风喷口则分层布置，一、 二次风喷口间保持较大的距离 (160-350mm) ，燃烧 所需要的二次风分阶段送入燃烧的煤粉气流中，强 化气流的后期混合，促使燃料燃烧与燃尽。
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射流两侧“补气”条件的 影响 燃烧器射流两侧卷吸 烟气形成负压，向火侧受到 上游邻角气流的撞击，补气 充裕，压力较高；背火侧补 气条件差，压力较低，射流 两侧因此形成压差，迫使射 流偏向压力低的一侧，甚至 迫使气流贴墙，引起结渣。
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分级配风燃烧器一次风喷口高宽比大， 卷吸量大；煤粉气流相对集中，火焰中心 温度高，有利于低挥发分煤的着火、燃
烧 。
分级配风适合于燃用低挥发分煤种或
劣质烟煤，常称为无烟煤、贫煤型配风方
式 。
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3.直流燃烧器各层二次风的作用
下二次风 防止煤粉离析，避免未燃烧的煤粉直接落 入灰斗；托住火焰不致过分下冲，避免冷灰斗结渣，风量 较小
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三、直流燃烧器
直流燃烧器的一、二、三次风分别由垂直布置的 一组圆形或矩形的喷口以直流湍流自由射流的形式 喷入炉膛，根据燃煤特性不同，一、二次风喷口的 排列方式可分为均等配风和分级配风。
直流射流的主要特点：
沿流动方向的速度衰减比较慢
具有比较稳定的射流核心区
一次风和二次风的后期混合比较强
4.2 煤粉燃烧器的射流特点
一、燃烧器的作用
燃烧器的作用是将燃料与燃烧所需空气按一 定的比例、速度和混合方式经喷口送入炉膛。 其主要作用为：
向锅炉炉膛内输送燃料和空气；
组织燃料和空气及时、充分地混合； 保证燃料进入炉膛后尽快、稳定地着火，迅 速、完全地燃尽。
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二、通过燃烧器的空气
一次风 携带煤粉送入燃烧器的空气。主要作用是输送 煤粉和满足燃烧初期挥发分燃烧对氧气的需要。 二次风 待煤粉气流着火后再送入的空气。二次风补充 煤粉继续燃烧所需要的空气，并起气流的扰动和混合的作 用。 三次风 对中间储仓式热风送粉系统，为充分利用细粉 分离器排出的含有 10%～ 15% 细粉的乏气，由单独的喷口送 入炉膛燃烧，这股乏气称为三次风。