周向浓淡旋流燃烧器空气动力场的试验研究及数值模拟

国内图书分类号： TK224
国际图书分类号： 621.18
工学硕士学位论文
周向浓淡旋流燃烧器空气动力场的试验研
究及数值模拟
硕士研究生：魏宏大
导师：李争起教授
申请学位：工学硕士
学科、专业：热能工程
所在单位：能源科学与工程学院
答辩日期：2008年7月
授予学位单位：哈尔滨工业大学
Classified Index：TK224
U.D.C.: 621.18
A Dissertation for the Degree of M. Eng.
EXPERIMENTAL STUDY AND NUMERICAL SIMULATION ON AERODYNAMIC FIELD OF TANGENTIAL BIAS SWIRL BURNER
Candidate：Wei Hongda
Supervisor：Prof. Li Zhengqi
Academic Degree Applied for：Master of Engineering Specialty：Thermal Energy Engineering Affiliation: School of Energy Science & Eng. Date of Defence：July, 2008
Degree-Conferring-Institution：Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
哈尔滨锅炉厂引进英国MBEL公司(英巴)公司技术的周向浓淡旋流燃烧器，前后墙对冲布置。

在锅炉实际运行中出现了燃烧器附近水冷壁结渣的问题。

针对这个问题，结合周向浓淡旋流燃烧器的工作原理，从试验和数值模拟两方面分析产生这些问题的可能原因，建立冷态模化试验台，通过试验和数值模拟的研究，力求寻找可行性方案。

在对周向浓淡旋流燃烧器空气动力场试验结果中可以看出，中心回流区分布均不对称，原燃烧器模型当燃烧器中心风率为设计值时，中心回流区起始于燃烧器喷口内，在一次风与内二次风喷口延长线之间，煤粉易在燃烧器预混段内着火燃烧。

原燃烧器模型一次风与二次风混和过早，造成携带煤粉的一次风被旋转的中心风和二次风带动旋转，在经过预混段后进入炉膛，易被甩到水冷壁上，造成燃烧器喷口及周围水冷壁的结渣。

试验中射流扩展角最大为90°，乙二醇烟雾示踪试验表明各结构的外二次风扩展角差别不大，均在60°左右，不存在气流飞边的现象。

将内二次风喷口向炉内推进使得中心回流区逐渐变小，当推进至外二次风扩口后端时中心回流区最小，中心回流区减小则卷吸的高温烟气量也相应减小，有利于减少燃烧器喷口结渣。

从周向浓淡旋流燃烧器空气动力场模拟结果中可以得出，通过中心线回流区分布不对称的原因是一次风与燃烧器中心线偏离一定距离切向进入，切向速度沿圆周方向分布不对称，导致整个流场的分布不对称，从而产生了中心回流区分布不对称这一现象。

从原型燃烧器喷口处轴向、切向、径向速度分析可知，原型燃烧器喷口结渣的原因同样是一次风在旋转的中心风和内二次风的带动下旋转运动并不断向喷口四周扩散，造成一次风携带的颗粒被甩到燃烧器喷口和水冷壁上，从而造成结渣。

切向速度差别不大，原型燃烧器模拟的结构轴向速度衰减的最快，径向速度最大，最容易结渣，而将内二次风喷口向炉内推进,径向速度的绝对值最小，有利于减少结渣，但是不能根除结渣，模拟中同样发现不存在气流飞边的现象。

周向浓淡旋流燃烧器空气动力场试验和模拟结果分析，找到了燃烧器附近水冷壁结渣的部分原因，并提出了解决方案，在工程实践中具有一定的指导意义。

关键词旋流燃烧器；结渣；空气动力场；回流区；数值模拟
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Abstract
The circumferential bias swirl bunner(CBSB) imported from babcock UK by Harbin Boiler Company was applied in the opposed wall firing boiler and caused slagging nearby the burner. Cold model experiments and numerical simulation combined with analyse of the working principle of the CBSB was performed to explore the reasons of this problem and to search for feasible scheme.
Results of the aerodynamic experiments indicate that the central recirculation zone asymmetrically distributes. When the rate of the central air equal to design value, the recirculation zone started in the spout of CBSB, between the elongation line of the primary air and the secondary air spout and the pulverized coal fired easily in the premixing segment. Therefore, the primary air and the secondary air mix in advance ,which prompt the primary air with pulverized coal to rotate with the swiveling central air and secondary air and reach the water-wall after the premixing segment. That’s the reason of slaging in the water-wall around the nozzle of burner. The most expansion angle is 90°in the experiment. It is indicated that the expansion angle of the outer secondary air had little difference in the five Structures, which is about 60°in the smoke tracing experiment. The slagging is not caused by flash. The central recirculation zone became smaller while the nozzle of inner secondary air was moved towards furnace. The least central recirculation zone can be got while the nozzle of inner secondary air was just behind the flaring of outer secondary air. The high temperature flue gas entrained by the central recirculation zone reduces with the decrease of area of the central recirculation zone which helps to reduce slagging.
Results of numerical simulation of the aerodynamic field indicate that the reason of central recirculation zone unsymmetrical distribution is that the primary air is injected to the internal barrel in a tangential direction through the nozzle, and it had a certain distance deviation from the central line of the burner. Along the circumferential direction the tangential velocity distributed unsymmetrically causing the whole aerodynamic unsymmetrical distribution.
According to the figures of the axial velocity, radial velocity, tangential
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velocity at the nozzle of the CBSB, the conculsion can be drawn that the reason of slagging was also the primary air with pulverized coal driven to rotate with the swiveling central air and secondary air and the pulverized coal continuously diffusing widely near the water-wall. Tangential velocity had little difference. In the Structure 1, the axial velocity was the most fast attenuation, the radial velocity was the highest, it is the easiest slagging. While the nozzle of inner secondary air was moved towards furnace, the absolute value of radial velocity reduces, which is benefital to lessen slagging, but the movement of nozzle of inner secondary air can not eradicate slagging. It was also found that the jet was not flash in the simulation.
This paper studys the results of slagging through the expriments and numerical simulation of the aerodynamic field ,and puts forward solution of slagging, which has important guiding significance and application value in engineering practice.
Keywords Swirl burner; Slagging;Aerodynamic field;Recirculation zone; Numerical simulation
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目录
摘要 (I)
Abstract (II)
第1章绪论 (1)
1.1 课题背景 (1)
1.2 煤粉燃烧技术的研究意义 (2)
1.2.1 我国的煤粉燃烧技术发展 (2)
1.2.2 煤粉燃烧产生的环境问题 (4)
1.2.3 煤粉燃烧产生的结渣问题 (4)
1.3 旋流煤粉燃烧器的类型 (6)
1.3.1 普通型旋流燃烧器 (6)
1.3.2 分级型旋流燃烧器 (7)
1.3.3 浓缩型旋流燃烧器 (8)
1.4 课题来源及研究内容 (11)
1.5 本章小结 (11)
第2章 1956t/h电站锅炉概况及燃烧器工作特性 (12)
2.1 1956t/h电站锅炉概况 (12)
2.2 周向浓淡旋流燃烧器的结构及原理 (15)
2.3 周向浓淡旋流燃烧器出现的问题 (16)
2.4 本章小结 (16)
第3章实验室燃烧器模型及实验系统 (17)
3.1 实验系统及实验原理 (17)
3.1.1 实验系统 (17)
3.1.2 笛形管测量原理及其标定 (18)
3.2 燃烧器模化原理 (20)
3.2.1 模化原理的必要性 (20)
3.2.2 几何模化 (20)
3.2.3 自模化区 (21)
3.2.4 动量模化 (21)
3.2.5 实验模型参数的计算 (23)
3.3 实验工况排定 (27)
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3.4 本章小结 (28)
第4章周向浓淡旋流燃烧器的空气动力场试验 (29)
4.1 周向浓淡旋流燃烧器飘带试验分析 (29)
4.2 周向浓淡旋流燃烧器烟雾示踪试验分析 (32)
4.3 本章小结 (37)
第5章周向浓淡旋流燃烧器空气动力场的数值模拟 (38)
5.1 FLUENT软件介绍 (38)
5.1.1 FLUENT软件的结构及计算流程 (38)
5.1.2 FLUENT软件的求解器和边界条件 (39)
5.1.3 FLUENT软件的模型 (39)
5.1.4 FLUENT软件的特点 (40)
5.2 FLUENT软件应用情况 (40)
5.3 气相湍流模型 (41)
5.3.1 微观模拟 (41)
5.3.2 概率密度函数模拟 (42)
5.3.3 统观模拟 (42)
5.4 本文所采用的模型和条件 (42)
5.4.1 本文所采用的模型 (42)
5.4.2 边界条件 (45)
5.4.3 工况排定 (46)
5.5 周向浓淡旋流燃烧器空气动力场数值模拟分析 (47)
5.5.1 周向浓淡旋流燃烧器空气动力场数值模拟与试验对比 (47)
5.5.2 周向浓淡旋流燃烧器速度场分析 (49)
5.6 本章小结 (53)
结论 (54)
参考文献 (55)
攻读学位期间发表的学术论文 (60)
哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明 (61)
哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书 (62)
哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理 (63)
致谢 (64)
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第1章绪论
1.1课题背景
中国是煤炭生产和消费大国，目前煤炭提供了我国一次能源的70%左右[1]，在可预见的几十年内煤炭仍是我国主要的一次能源。

这种国情决定了我国
电力工业中燃煤发电占有主导地位。

2005年，我国煤炭生产总量为21.64亿吨，其中电煤耗量为11.6亿吨，占总产煤量的53.6%。

预计到2010年，我国煤炭生产总量将达到22亿吨，其中电煤耗量将达到13.5亿吨，占总产煤量的61%左右。

预计到2020年，我国煤炭生产总量将达到26亿吨，其中电煤耗量将达到17.6亿吨，占总产煤量的67%左右[2]。

因此，煤炭在我国经济社会发展中占有极其重要的地位。

在我国火力发电机组中，大容量、高参数机组比例偏低，结构不合理。

2005年全国发电装机总容量为5.172亿kW，火电装机容量3.91亿kW，占全国总装机容量的75.65%，200MW及以上机组仅占全国火电装机容量的58%。

全国火电机组平均供电标准煤耗374g/kW·h，比发达国家高出10%～12%[3]。

洁净煤发电技术应用总体水平低。

能源的生产利用对生态环境产生的损害是中国环境问题的核心之一。

2005年，全国SO2排放量达2549万吨，其中火力发电SO2排放量达1328万吨，占全国SO2排放总量的52%。

火力发电SO2排放量呈逐年上升趋势。

2005年,全国烟尘排放量达1182.5万吨，其中工业烟尘排放量为948.9万吨；火电厂烟尘排放约360万吨。

火电厂烟尘排放量占全国烟尘排放量的30%；占工业烟尘排放量的38%。

大气污染主要来自能源消耗，而我国的大气污染主要来自煤燃烧。

这一问题如不加治理，还将迅速恶化。

我国政府已经核准《京都议定书[4]》，对国际社会做出了承诺。

煤燃烧引起的环境问题已成为影响我国经济发展的一个制约因素。

能源的有效利用是当今相关学者的重点研究方向。

国内外很多专家都对煤粉的有效燃烧、洁净燃烧做了大量的研究工作[5,6]。

由于我国的煤质有着自身的特点。

因此，研究高效低污染燃烧技术势在必行[7]。

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1.2煤粉燃烧技术的研究意义
1.2.1我国的煤粉燃烧技术发展
我国动力用煤的特点是煤种多变、煤质差。

近年来，由于电力生产用煤的长期供应不足，发电用煤品质进一步下降。

在煤质、燃烧技术、运行水平等多方面因素的影响下，煤粉燃烧中存在如下主要问题：锅炉稳燃(包括劣质煤稳燃及低负荷稳燃)能力差、燃烧效率低、NO x排放高、结渣及高温腐蚀，这些问题的解决往往是互相矛盾的[8]；近年来，世界环保意识不断增强，使得对煤粉燃烧器在污染物排放方面的要求更加严格，研究也更加深入。

同时，电力行业及工业的发展使得对煤粉燃烧[9]的要求越来越高：高燃烧效率、稳燃性好、低污染等。

煤粉燃烧主要是靠燃烧器实现的。

近年来，燃烧器在结构和性能的研究正处于迅速发展的阶段。

煤粉的稳定燃烧归根结底要满足良好燃烧的基本条件：充足的着火热、最佳煤粉浓度和气粉扩散混合的强度，使火焰中心位于炉膛空间的合理位置[13]。

燃烧器的稳定运行直接关系到电站锅炉运行的可靠性和高效率。

随着电力需求量的日益增长，锅炉的容量和参数也在不断发展。

因此相应的燃烧器技术也随之不断提高与更新。

煤粉燃烧技术的发展集中体现在燃烧器不断的发展。

煤粉锅炉燃烧器应能够适应煤种变化和负荷变动[14]。

近年来，国内外有关研究单位和专业公司在煤粉燃烧器的稳燃性能方面进行了大量的研究和应用，如华中科技大学早期研究的钝体燃烧及后来发展的开缝式钝体燃烧器[15,16]；浙江大学研究的浓淡分离型燃烧器[17]；清华大学在80年代研究的船型燃烧器，目前亦从事富集型煤粉燃烧器[18]的研究与应用；美国CE燃烧公司研究的综合了钝体和浓淡分离两类技术的WR燃烧器[19,20]；B&W公司研究的二次风双调节旋流燃烧器[21]等。

现有的大型电站锅炉煤燃烧仍以煤粉形式为主，四角布置直流式燃烧器、单面墙或双面墙对冲布置旋流式煤粉燃烧器是煤粉燃烧器中两种主要布置方式。

传统上，我国电站锅炉煤粉燃烧技术是以直流燃烧器四角切圆燃烧方式为主要方式。

这是因为在上世纪八十年代之前的能源政策强调使用劣质煤，而在当时机组容量水平下，直流燃烧器切圆燃烧技术可很好地适应劣质煤的燃烧。

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此后随着锅炉参数的提高，我国一方面引进国外的如三菱WR型、CE-PM型等[10]先进燃烧器技术，另一方面自主开发了如哈尔滨工业大学的水平浓淡燃烧器[11,12]等。

这些先进的直流燃烧技术普遍采用了煤粉浓缩和分级燃烧等设计思想，具有良好的低NO x排放和低负荷稳燃性能，被广泛应用到高参数大型电站锅炉机组上。

旋流燃烧器的大量应用归因于上世纪九十年代开始的先进火电机组技术的大量引进。

一方面，国外先进成熟的旋流煤粉燃烧技术能满足迅速发展的电力行业对新建机组必须具备劣质煤的稳定高效燃烧、低负荷稳燃和低NO x排放等性能的要求。

另一方面，采用四角切圆燃烧的大机组(主要是300MW~600MW 级)容易出现因切圆的残余扭转所造成的高温对流受热面热偏差和气温偏差的问题，而采用旋流燃烧器的锅炉的炉膛出口热负荷分布均匀，很少存在热偏差问题。

这些客观因素共同导致了旋流燃烧器和燃烧技术机组的大量引进和应用。

旋流式煤粉燃烧器可采用单面墙或者双面墙对冲布置形式，每只燃烧器形成的气流对周围介质具有很高的卷吸率，在出口处各股气流能快速混合，有利于缩短火焰长度。

气流强烈旋转在射流中心形成高温烟气回流区，作为稳定的点火源来引燃风粉混合物，提高火焰稳定性。

单只燃烧器可以独立稳定自身火焰。

旋转射流轴向速度衰减较快，射程较短，这就减少了火焰碰撞、冲刷水冷壁的机会，使炉膛结渣及腐蚀易于控制。

同时炉膛截面尺寸确定比较自由，便于和对流烟道的尺寸及锅筒长度相配合。

当机组容量较大时，单只燃烧器热功率可不必增加，而只增加燃烧器个数。

采用二次风分隔式风箱，根据煤质变化和燃烧需要来精确调节风煤比。

与四角布置相比，锅炉炉膛横截面内烟气温度和速度比较均匀，使过热蒸汽温度偏差较小，并可降低整个过热器和再热器的管壁最高温度。

但长期以来，我国电站锅炉的煤粉燃烧主要以直流切圆燃烧为主，对旋流燃烧器的应用和研究不够充分，并且由于我国电力工业用煤以劣质煤为主且煤质多变。

从国外进口的300MW及其以上容量机组在运行时，普遍存在一些问题，如高温腐蚀、低负荷稳燃能力差等。

因此，有必要对旋流煤粉燃烧器的流动、混合机理以及实际运行状况进行深入研究，开发出适合中国国情的新型旋流煤粉燃烧器，来解决大型电站煤粉燃烧过程中出现的问题。

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1.2.2煤粉燃烧产生的环境问题
煤粉燃烧产生的污染物主要有NO x和SO x，它们所形成的酸雨对环境造成的污染已经受到全世界的关注。

控制氮氧化物排放的任务十分紧迫。

因此，洁净化已经成为煤粉燃烧的又一重大研究方向[22]。

现行洁净煤燃烧的研究方向主要有流化床燃烧、型煤燃烧和煤气化技术等。

虽然目前脱硫也是大气污染控制的一个主题，但SO x主要存在于烟气中，它一般用其它装置来进行脱除。

目前控制NO x排放的措施大致分为两类：一类是低NO x燃烧技术(炉内脱氮技术)，即通过运行方式的改进或者对燃烧过程进行特殊的控制，抑制燃烧过程中NO x的生成反应，从而降低NO x的最终排放量；另一类是烟气净化技术，即把已经生成的NO x还原为N2，从而脱除烟气中的NO x。

由于我国经济水平的制约，目前主要通过发展低NO x燃烧技术来控制NO x的排放量；而在西方发达国家主要采用烟气净化技术和低NO x燃烧技术联合控制NO x的排放量[23]。

国外自50年代起就开始了燃烧过程中NO x生成机制和控制NO x排放技术[24]的研究。

总体上看，低NO x燃烧技术大致分为运行方式的调整、低NO x 燃烧器和燃料再燃烧技术等三类。

而在国内，低NO x燃烧器和燃料再燃烧技术占到了重要的地位。

低NO x排放已经成为燃烧器质量的一个重要指标，这也是发展适合我国国情的燃烧器的重要研究方向。

1.2.3煤粉燃烧产生的结渣问题
锅炉结渣[25]就是在锅炉炉膛内进行的燃烧过程中受热面上黏结软化或半熔融灰粒，并生长和积累形成硬结的渣体覆盖层的现象。

燃煤锅炉中发生结渣的部位，通常在燃烧器布置区域和炉膛出口折焰角处，严重时还会在过热器屏及其后的对流管束入口等处发生，也有时在炉膛下部冷灰斗处结渣或堆渣。

炉膛结渣致使炉膛辐射吸热量下降，炉内烟温水平上升，反过来更促使结渣过程加速发展；同时引起后部受热面上积灰加剧。

在炉内和燃烧器区域严重结渣，会影响炉内良好的空气动力结构，使燃烧进一步恶化。

局部地区堵渣或堵灰也会形成烟气走廊，导致局部受热面严重磨损或过热。

由于以上种种因素，最终会导致降低负荷运行或被迫停炉。

炉膛上部水冷壁上结成的大渣块往往会脱落下来，破坏炉底管。

分析结渣机理可知，在固态排渣炉上影响结渣过程的因素主要有：○1煤中
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矿物质成分及结构的初始组成和参与燃烧过程后的变化；○2煤灰颗粒的粒度分布；○3同一颗粒中各种矿物质组分间的相互作用；○4颗粒吸热速率；○5最大颗粒温度；○6炉内颗粒随时间变化的全过程；○7管壁和炉烟温度；○8炉管表面的物性变化；○9灰颗粒的着璧速度；○10壁面附近烟气中还原性气体组分。

结渣过程的关键阶段是形成壁面初始结渣层阶段。

近年来，通过使用黏着试验台、煤粉燃烧结渣试验炉和滴渣着璧过程模拟模拟探枪等手段所做的研究发现：飞灰颗粒在组成上并不是均相的，其中某些类型颗粒具有适当比例的黄铁矿和可生成玻璃质的成分，能在相对低的温度水平下熔化，并有很强的侵润和黏着锅炉钢材氧化表层的特性。

灰渣黏着过程中有三项温度参数是关键的，即○1钢材机体温度越高，则黏着作用越强；○2烟温越高，颗粒越黏；○3煤灰初始结渣温度(火焰温度)越高，以黏性的过冷玻璃体状态持续存在的颗粒组分越多。

最后一项温度参数说明了为什么在较高的热负荷强度下运行的燃烧室会产生结渣的原因，而不管灰颗粒停留时间长短，即使长到足以使炉膛出口烟温降到灰熔点以下。

从锅炉的运行经验可知，导致结渣的因素是多方面的，主要有：○1锅炉炉膛及燃烧设备设计不良，例如炉膛容积热强度及断面热强度过高，燃烧器结构设计和空气动力参数选择不当，燃烧器火焰冲墙等；○2燃用燃料与设计燃料不符，特别是灰熔点低，燃料中钠、钾、钛及铁等的氧化物含量高等；○3炉内燃烧结构调整不当，风量过小，烟气中氧量过低，一、二次风风量风速及制粉系统调整不当，煤粉过粗等；○4燃烧设备存在严重缺陷，如燃烧器烧嘴烧损，炉膛水冷壁管翘曲变形，严重漏风等；○5缺少足够的吹灰手段，吹灰器数量不足，安装不良或损坏；○6锅炉负荷过高或给水温度太低等。

对已经投入运行的锅炉，对待结渣应采取针对措施予以消除。

根据经验，可采取的措施主要有：○1进行必要的燃烧结构优化调整，消除引起严重结渣的不合理运行结构因素，包括调整燃烧器配风方式，维持最佳的过量空气系数和煤粉细度，防止火焰偏斜和冲刷炉壁等；○2进行全面的燃料特性分析，特别是灰的成分分析及灰熔点和结渣特性测定；必要时进行混煤配比试验，寻求提高灰熔点的配比；○3当确认由于燃烧设备设计不良所致时，进行适当的技术改造，例如采用偏置二次风燃烧器，调整直流燃烧器喷口间距，更换新型旋流燃烧器或避免燃烧过分集中，减少燃烧器区域壁面热强度等等；○4对于燃用低挥发份煤种的锅炉，炉膛水冷壁敷有耐火材料的燃烧带时，可适当拆除部分或全部卫燃带；○5配置足够数量运行效果较好的吹灰器，及时吹灰，切勿等到积灰严重时再吹，否则吹灰效果将会大大下降；○6彻底消除燃烧设备缺陷，认真消
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除炉膛及制粉系统漏风；○7作为临时性措施，可适当降低负荷或周期性的减负荷运行。

1.3旋流煤粉燃烧器的类型
旋流煤粉燃烧器根据不同的分类标准[26]，得出不同的分类型式。

按旋流器的型式，可分为蜗壳式、轴向叶片式和切向叶片式三类。

根据二次风的供入方式及一次风粉中煤粉浓度的不同可分为：普通型、分级燃烧型和浓缩型三类。

1.3.1普通型旋流燃烧器
普通型旋流燃烧器是指二次风通过燃烧器集中送入炉内，一次风粉混合物没有浓缩的旋流燃烧器，具备此特征的有：
(1)双蜗壳旋流煤粉燃烧器：一、二次风分别经过一次风蜗壳、二次风蜗壳后以旋流的形式进入炉内。

在一、二次风蜗壳的入口装有舌形挡板，用以调节气流的旋流强度，但调节性能不好。

中心风有的以直流的形式进入炉内，有的经过蜗壳以旋流的形式进入炉内。

运行表明：能燃用烟煤、褐煤和贫煤，阻力系数大，低负荷稳燃能力差。

(2)切向可动叶片燃烧器：二次风通过可动的切向叶片送入炉膛，改变叶片的角度可使二次风产生不同的旋流强度。

一次风不旋转和旋转两种。

Babcock公司的燃烧器一次风不旋转，一次风口处设有多层盘式稳焰器，稳焰器后形成一个高温烟气的回流区。

稳焰器可通过遥控气缸沿轴向移动，有的一次风管内壁铸有凸起的螺旋线，其旋向与一次风的旋向相同。

运行表明，叶片易卡死，调节性能差，低负荷稳燃能力差。

(3)轴向可动叶轮燃烧器：二次风一部分经叶轮产生旋转，另一部分旁路过叶轮，作直流电，一次风基本上是直流的，但通过调节一次风入口处的舌形挡板，可以使一次风产生微弱的旋转运动。

利用拉杆移动叶轮，可以改变直流气流和旋转气流的比例，从而改变气流的总旋转强度。

它主要用于燃用烟煤和褐煤。

(4)轴向可动叶片——蜗壳型燃烧器：二次风的旋流器为叶片，调节直叶片的倾角，可以改变二次风的旋流强度。

一次风经过蜗壳进入炉膛。

燃烧器段一次风管内壁铸有螺旋线，与一次风的旋向相同。

一次风管铸螺旋线。

与光管结构相比，中心回流区变小。

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1.3.2分级型旋流燃烧器
分级燃烧型旋流燃烧器是指二次风通过燃烧器分两级或两级以上送入炉内，一次风风粉混合物没有浓缩的旋流燃烧器，具备此特征的有：
(1)双通道外混式旋流燃烧器：燃烧器中心装有中心管，管内装有点火装置，在中心管头部加装一扩锥，一次风以直流的形式喷入炉膛，二次风分成两部分，其中旋流二次风通道内有旋流器，二次风经过旋流器后旋转。

旋转的二次风与中心扩锥配合可产生回流区[27]，卷吸炉内的高温烟气，保证煤粉及时着火及火焰稳定。

大部分经过轴向固定叶片由旋流二次风道进入炉内，另一小部分以直流的形式由直流二次风道以较高速度喷入炉膛。

通过改变旋流和直流二次风入口挡板的开度调节其风量比例，从而调节燃烧结构。

－导向器 2－均流装置 3－调风盘操作杆 4－内二次风轴向叶片
5－外二次风切向叶片 6－外二次风通道 7－内二次风通道 8－窥视孔
图1-1双调风旋流燃烧器的结构示意图
Figure 1-1 Structure of the dual channel swirl burner
(2)双调风燃烧器：B&W公司的双调风型系列旋流燃烧器[28~35](结构参见图1-1)。

煤粉气流在一次风管内经导向器和圆锥导向器使煤粉分布均匀。

一次风粉混合物以直流的形式喷入炉膛。

二次风分成两部分，内二次风道中设有轴向可动叶片，外二次风道中安装可调节的切向或轴向叶片，使内、外二次风旋转。

一般，一次风量占15%~30%，内二次风量占35%~45%，外二次风量占55%~65%。

调节内外二次风的比例和气流的旋转强度，可以调节一、二次风的
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