旋流煤粉燃烧器
电站锅炉HT-NR旋流煤粉燃烧器
电站锅炉HT-NR旋流煤粉燃烧器1.HT-NR燃烧器与普通燃烧器的比较为了达到着火稳定和高燃烧效率的关键问题在于：1)高的火焰温度2)高的煤粉浓度3)很细的煤粉粒度然而，要同时都达到高的燃烧效率和低的NOx的排放是困难的。
为此，巴布科克公司-日立(Babcoak Hitachi k.k)在煤粉燃烧技器中发展了一种称为HT-NR燃烧的新原理。
图5表示了传统型式燃烧器同HT-NR燃烧器之间的比较。
HT-NR燃烧器应用NOx的焰内还原技术，在不降低火焰温度的同时使得NOx的排放急剧减少。
因此使NOx排放的减少和未燃尽碳损失的增加这一矛盾得到了很好的解决，可以达到高效率、低的NOx排放燃烧。
2.燃烧器的结构煤粉燃烧器主要由一次风弯头、文丘里管、煤粉浓缩器、燃烧器喷嘴、稳焰环、内二次风装置、外二次风装置（含调风器，执行器）及燃烧器壳体等零部件组成。
(见附图3“燃烧器结构示意图”)煤粉及其输送用风(即一次风)经煤粉管道、燃烧器一次风管、文丘里管、煤粉浓缩器、燃烧器喷嘴后喷入炉膛；二次风经二次风大风箱、燃烧器内、外二次风通道喷入炉膛；其中内二次风（内二次风兼作停运燃烧器的冷却风）为直流，通过手柄调节套筒位置来进行风量的调节；外二次风为旋流，依靠气动执行器进行风量的调节。
单只燃烧器内、外二次风的风量分配通过调节各内二次风套筒开度和外二次风调风器开度来实现。
各层燃烧器总风量的调节通过风箱入口风门执行器来实现调节。
锅炉总风量的调节应通过送风机来调节,不属于风门挡板的调节范围。
整个烟风系统至少需设置总风量测量装置及燃尽风风量测量装置。
图7侧燃尽风（SAP）结构示意图2)煤粉浓缩器及稳焰环为了提高燃烧器的低负荷稳燃、防止结渣及降低Nox排放，采用了煤粉浓缩器、火焰稳焰环及稳焰齿。
一次风气流的浓淡分离是靠安装于一次风管中的锥形煤粉浓缩器来实现的，并使气流在火焰稳焰环附近区域形成一定浓度的煤粉气流。
为了防止煤粉浓缩器的磨损，在煤粉浓缩器的迎风面上贴有耐磨陶瓷.3)燃烧器外二次风用气动执行器燃烧器外二次风用气动执行器布置简图参见图8“燃烧器外二次风气动执行器示意图”。
1000MW等级机组旋流燃烧器安全应用分析
1000MW等级机组旋流燃烧器安全应用分析一、1000MW等级机组旋流燃烧器的工作原理1000MW等级的机组通常采用煤为主要燃料，煤在燃烧时会产生大量的烟气，而传统的燃烧器在燃烧煤时往往会存在燃烧不充分、热效率低、排放污染物高等问题。
而旋流燃烧器则采用旋流技术，通过向燃烧器内加入旋流器，使空气和煤粉充分混合，形成旋流燃烧，使燃烧更加充分，提高热效率，减少污染物排放。
其工作原理如下：1. 旋流燃烧器通过旋流器，将煤粉和空气充分混合，形成旋流燃烧，使燃烧更加充分。
2. 旋流燃烧器采用高速旋转的方式，使煤粉和空气迅速混合，提高了燃烧速度和效率。
3. 旋流燃烧器在燃烧的过程中，烟气在旋流的作用下形成涡旋，使燃烧更加均匀，进一步降低了污染物排放。
二、1000MW等级机组旋流燃烧器的安全应用1. 安全设计在1000MW等级机组中应用旋流燃烧器需要进行严格的安全设计，包括燃烧器的结构设计、旋流器的选型和安装等。
燃烧器的结构设计需要保证其在高温、高压下能够稳定工作，并具有防爆、防震、防腐等性能。
旋流器的选型和安装需要保证其能够与燃烧器完美匹配，确保煤粉和空气充分混合，燃烧效果更佳。
还需要对燃烧器进行全面的安全评估，确保其在运行过程中能够稳定可靠地工作。
2. 运行监测1000MW等级机组旋流燃烧器的安全应用还需要进行实时的运行监测，通过监测燃烧器的温度、压力、振动等参数，及时发现并排除潜在的安全隐患。
还需要对燃烧器的燃烧效果进行实时监测，确保煤粉和空气的混合比例恰当，燃烧效果良好。
运行监测还可以帮助发现运行过程中的异常情况，及时进行处理，确保安全生产。
3. 安全培训1000MW等级机组旋流燃烧器的安全应用还需要对相关人员进行专业的安全培训，包括操作人员、维护人员等。
培训内容包括燃烧器的结构、工作原理、运行参数等，帮助操作人员更加深入地了解燃烧器的工作情况，及时发现并处理异常情况。
还需要对维护人员进行维护知识培训，确保他们能够熟练地进行设备的日常维护和检修工作。
旋流燃烧器介绍
HT－NR3型旋流燃烧器介绍一、作用及特点：1、向炉内输送燃料和空气；2、组织燃料和空气及时、充分的混合；3、送入炉内的煤粉气流能迅速、稳定的着火，迅速、完全的燃尽；4、供应合理的二次风，使它与—次风能及时良好地混合，确保较高的燃烧效率；5、火焰在炉膛的充满程度较好，且不会冲墙贴壁，避免结渣；6、有较好的燃料适应性和负荷调节范围；7、流动阻力较小；8、能降低NOx的生成。
二、燃烧设备整体布置：采用前后墙布置、对冲燃烧、旋流式燃烧器系统，风、粉气流从投运的煤粉燃烧器、燃尽风喷进炉膛后，各只燃烧器在炉膛内形成一个独立的火焰。
前、后墙各布置3层HT－NR3燃烧器，每层8只；同时在前、后墙各布置一层燃尽风喷口，其中每层2只侧燃尽风（SAP）喷口，8只燃尽风（AAP）喷口。
每只煤粉燃烧器中心均配有点火油枪，油枪采用机械雾化，油枪总容量为锅炉B-MCR 所需热量的30%，单支油枪一般出力为1500kg/h。
燃烧设备的布置简图见图1 燃烧器布置示意图。
油枪布置简图见图2 油枪布置示意图。
图1 燃烧器布置示意图图2 油枪布置示意图每台磨煤机带 1 层中的 8 只燃烧器。
燃烧器层间距为 5.8198m，燃烧器列间距为 3.683m，上层燃烧器中心线距屏底距离约为 22.3m，下层燃烧器中心线距冷灰斗拐点距离约为 3.381m。
最外侧燃烧器中心线与侧墙距离为 4.0962m，燃尽风距最上层燃烧器中心线距离为7.1501m。
燃烧器配风分为一次风、内二次风和外二次风，分别通过一次风管，燃烧器内同心的内二次风、外二次风环形通道在燃烧的不同阶段分别送入炉膛。
其中内二次风为直流，外二次风为旋流。
三、燃烧器的结构1、煤粉燃烧器的结构煤粉燃烧器主要由一次风弯头、煤粉浓缩器、燃烧器喷嘴、稳焰环、内二次风装置、外二次风装置（含调风器、执行器）及燃烧器壳体等零部件组成。
(图3“燃烧器结构示意图”，图4“现场安装好后的燃烧器喉口部位”)。
低氮旋流燃烧器
• 每层燃烧器及燃尽风所需风量的分配是通过调节 安装在大风箱各层风室两侧入口处的风门挡板的 开度来实现的。锅炉前、后墙大风箱分别分隔为 几个独立的风室，数量与燃烧器及燃尽风的布置 层数相对应。每个风室入口左右两侧的风门挡板 分别配有1台执行器。燃烧器二次风风门和燃尽风 风门的调节采用单控方式，即燃烧器单层风室或 燃尽风单层风室入口的两个执行器可以单独控制， 所有执行器都可以连续调节，以实现燃烧器二次 风或燃尽风的调节。
喷口出处的稳燃环还可以增加煤粉气流的喘动度，进一步加 速煤粉气流的着火速度。一次风扩锥可以推迟二次风的混入， 提高回流区温度，因此，在上述因素的影响下，煤粉气流在 离开燃烧器喷口后能够快速、及时的着火，稳定燃烧。
• 2、 内二次风和外二次风 燃烧器大风箱为运行燃 烧器提供内二次风和外二次风，为停过燃烧器内 同心的内二次风、外二次风环形通道在燃烧的不 同阶段喷入炉内，实现分级配风，降低NOx生成 量。进入燃烧器的内二次风量可以通过燃烧器上 的套筒式二次风门进行调节。通过调节内二次风 门的开度可以得到适当的内二次风量。以获得最 佳的燃烧工况。即良好的着火稳燃性能，高效的 燃烧效率，低的NOx生成量及防止燃烧器结焦等。
一、燃烧器布置 燃烧设备采用前后墙对称燃烧方式的旋流煤粉燃烧器，总 共24只煤粉燃烧器分3层布置在前后墙上，每层4只旋流煤 粉燃烧器，配6台中速磨，每台磨煤机为同层的4只煤粉燃 烧器提供凤粉混合物。在前后墙旋流煤粉燃烧器的上方各 布置了1层燃尽风，其中每层2只侧燃尽风喷口，4只燃尽 风喷口。每层风室入口均设置二次风挡板 用以调节风室 的进风量，二次风挡板由气动执行器调节，每个燃烧器均 配有一个点火油枪及高能点火器。 每只燃烧器设置2套火焰检测装置，一套用于煤火焰检测， 另一套用于油火焰检测。燃烧器配风分为一次风、内二次 风、外二次风，分别通过一次风管、燃烧器内同心的内二 次风、外二次风环形通道在燃烧的不同阶段分别送入炉膛。 其中内、外二次风为旋流。
锅炉设备及运行教学课件：项目五 燃烧系统认知 任务四 旋流煤粉燃烧器及典型煤粉燃烧技术
C O N TA N T S
旋流煤粉燃烧器 典型煤粉燃烧技术
一、旋流煤粉燃烧器
（一）旋流燃烧器 利用旋流器使气流产生旋转运动的，其 喷口截面均为圆形，又称圆形燃烧器。
1、旋流燃烧器射流
◌旋流器产生气流旋转运动 ◌旋转离心力产生气流向四 周扩散 ◌辐射状空心旋转射流
2、旋流射流特性
5、旋流燃烧器空气动力特性-前后墙布置
优点： ◌对冲布置或交错相对布置 ◌对冲布置，火炬互撞，死滞旋 涡区缩小 ◌交错布置，火炬穿插，死滞旋 涡区基本消失
缺点： ◌风、粉管道复杂 ◌低负荷时产生烟温偏差 ◌不布置燃烧器侧易结渣
（c）前后墙布置
6、轴向叶轮型旋流燃烧器
①燃烧器有一根中心管，管中插点火油枪； ②中心管外是一次风环形通道，一次风直流或弱
（a）单排前墙布置；（b）双排前墙布置 1、4-停滞涡流区；2-回流区；3-火炬
5、旋流燃烧器空气动力特性-前墙布置
优点： ◌磨煤机炉前布置 ◌煤粉管道短且长度大体一致 ◌煤粉分配均匀 ◌烟气温度偏差较小
缺点： ◌火焰扰动较弱 ◌死滞旋涡区大 ◌前墙燃烧火炬可能直冲后 墙易结渣
（a）单排前墙布置；（b）双排前墙布置 1、4-停滞涡流区；2-回流区；3-火炬
3、燃料分级燃烧技术
◌炉膛内划分为主燃烧区、再燃还 原区和燃尽区； ◌80%左右燃料经送入主燃烧区； ◌20%左右燃料作为还原燃料送入 再燃还原区； ◌燃尽区送入燃尽风，△结构特点：
①设置一次风入口弯头，煤粉浓淡分离； ②一次风出口设置扩流锥，形成高温烟气 回流区。
2、钝体燃烧器
△结构特点：
①一次风喷口外安 装钝体，形成高温 烟气回流旋涡；
②尾迹区边界形成 高煤粉浓度区域；
强旋流多通道煤粉燃烧器的特性
LHRG多风道强旋流煤粉燃烧器特性1、火焰形状可调性好：强旋流四通道煤粉燃烧器具有多种调节手段，内外风的不同比例及出口喷射流型可在总风量不变的条件下大范围无级调整，从而可获得能适应任意工况的火焰形状。
2、节能降耗：由于一次风量低，且直流风和旋流风可调至最佳比例，有利于煤粉完全燃烧，因而强旋流四通道煤粉燃烧器可有效降低煤耗，理论和实践表明每减少1%的一次风量可降低热耗8.70～10.46kJ/kg燃料。
同时，二次风温显著提高。
3、对煤的适应性强，可用于低挥发份煤或无烟煤：根据燃烧挥发份含量（%），适当调整煤粉细度（一般0.080mm筛余百分数控制在挥发份百分数的0.5～0.75倍），同时相应调节燃烧器的推力，可实现将低挥发分煤或无烟煤用于回转窑煅烧。
4、低NOx排放量：正常作业时强旋流四通道煤粉燃烧器头部有一高温烟气回流形成的负压区，可避免产生局部高温，沿窑长的温度曲线变化平稳，因而可有效抑制“燃烧NOx”和“高温NOx”的产生，降幅达20～30%，烟气排放达国家环保排放标准。
5、结构合理，整体性能优良：强旋流四通道煤粉燃烧器外型美观，配套设施齐全，系统阻力小，火焰调节灵便快捷，维修保养方便，总体性能达到国外多通道燃烧器水平。
6、新技术、新材料确保使用寿命：强旋流四通道煤粉燃烧器的易磨损部位，进行了特殊的耐磨喷涂技术，使燃烧器关键部位的耐磨寿命比普通钢提高了5~10倍。
强旋流四通道煤粉燃烧器的头部及喷嘴采用耐热钢材质，可保证燃烧器在1100℃的条件下，有两年以上的寿命。
7、定位调节方便灵活：强旋流四通道煤粉燃烧器的悬挂装置能根据窑内工况需要伸缩偏转，调节其在窑内的工作部位，使热工制度稳定可靠。
旋流风通道的内外套管都采用了轴向伸缩结构，可视工况需要实时调节，使喷口产生扩张延伸效果。
8、配用点火油燃烧器：可根据用户需求，设计配套DY-Z型油燃烧器，节能效果明显。
LHRG强旋流四通道煤粉燃烧器的产品结构是借鉴国外先进燃烧器的技术，通过分析国内众多厂家在三通道煤粉燃烧器使用实践中遇到的各类问题，经过大量冷态试验确定了EPIC四通道煤粉燃烧器的喷嘴结构。
旋流煤粉燃烧器讲解
从燃烧器喷出的气流具有很高的切向速度和足够大的轴向速度， 早期湍动混合强烈。
轴向速度衰减较快，射程短，后期扰动弱。 旋流燃烧器适用于含挥发分较高的煤种。
七台河职业学院
1、旋流射流空气动力特性
七台河职业学院
旋流射流空气动力特性
旋流强度(n): 表征旋转程度 (气流旋转动量矩/轴向动量)。
n M pL
七台河职业学院
旋流燃烧器的布置
燃烧器前后墙或两侧墙布置 两面墙上燃烧器喷出的火炬在炉膛中 央互相撞击后，火焰大部分向炉膛上方 运动，炉内的火焰充满程度较好，扰动 性也较强 若对冲的两个燃烧器负荷不相同，则 炉内高温火焰将向一侧偏移，造成结渣
旋流燃烧器炉顶布置 只在采用W火焰燃烧技术的较矮的下炉 膛中才应用, 后面讲述
Flame Stabilizing
Guide sleeve Ring
国内外几种多通道煤粉燃烧器介绍
（1）德国旋流式三通道煤粉燃烧器德国洪堡公司为适应采用低值燃料檄烧水泥热料的需要，对原生产的旋流式三通道煤粉燃烧器进行改进而设计了PYRNET型燃烧器，此燃烧器由四个同心管组成，形成四个通道，中心管为第一通道用作喷油，在启动和用混合燃料时采用；管1与管2之间为第二通道，内没有涡流元件，使空气以160m／s速度喷射并形成涡流，煤粉与输送空气以28m／s速度通过通道3的锥形环状扩口，呈倾斜形喷人容内。
员外因即通道4为喷射空气用，以350一440m／s速度喷射入窑内。
其特点是：燃油点火装置的油枪放置在中心，外风（喷射风）由8—18个均匀分布的小团孔喷出，使出口面积大大减小，提高了外风的喷出速度，风速最高可达440m／s，超过音速，所以有人称为“超音速煤粉燃烧器”。
因出口面积减小，风量降低，所以必须提高风压，才能满足动量要求。
常用压力为o.1MFa，所以也称为“高压煤粉燃烧器”。
外风采用小圆孔喷出，除风速提高外，还保证不易变形，延长使用寿命。
德国洪堡公司把这种燃烧器命名为PY—RNET型，每个通道的风量分配和风速如图6.8所示。
该燃烧器与通常的三通道燃烧器相比，具有以下优点①火焰温度高。
火焰短而稳定；②可采用20％一80g6的石油焦作燃料。
③有减少结圈次数的趋势；④NO‘可减少30％以上；⑤一次风量很低，一般为6％一8％，最小可降到4％，（2）法国Rotaflam型煤粉燃烧器法国皮拉德公司是专门制造各种燃烧器的公司，Rotaflam型是皮拉德公司于20世纪80年代末期在原有三通道燃烧器基础上研制的。
该燃烧器是带火焰稳定器和拢焰罩的四通道煤场燃挠器，其结构示意见图6.7。
Rotaflam 燃烧器与传统的三通道燃烧器相比，其特点如下：①油或气枪中心套管配有火焰稳定器，使火焰根部能保持稳定的涡流循环内风的旋转，可使火焰根部形成一个回流区，从而使一次风量降低一半。
⑧采用拢焰罩，可避免气流迅速扩张，产生“盆状效应”，使火焰形状更加合理。
TC型旋流式四风道煤粉燃烧器
TC型旋流式四风道煤粉燃烧器(1) 结构特点(见图6-5和图6-6)四通道，是指中问的煤通道、内部的中心通道和外部的旋流通道及旋流风外部的轴流通道。
主要结构特点如下。
①与普通三通道煤粉燃烧器相比，其旋流风风速与轴流风风速均提高30％～50％，在不改变一次风量的情况下，燃烧器的推力得到大大提高。
②旋流风与轴流风的出口截面可调节比大，达到6倍以上，即对外风出口风速调节比大，所以对火焰的调整非常③喷头外环前端设置拢焰罩,以减少火焰扩散,对保护窑皮,点火有好处,能起到稳燃保焰的作用.④喷头部分采用耐高温、抗高温氧化的特殊耐热钢铸件机加工制成，提高了头部的抗高温变形能力。
⑤煤粉入口处采用高抗磨损的特殊材料，且易于更换。
(2 )其主要的燃烧特点①火焰形状规整适宜，活泼有力温度高，窑内温度分布合理。
②热力集中稳定，卷吸二次风能力强。
③火焰调节灵活，简单方便，可调范围大，达1:6以上。
④热工制度合理，对煤质适应性强，可烧劣质煤、低挥发分煤、无烟煤和烟煤。
(3) 四通道煤粉燃烧器的操作①喷煤管的点燃点火后，先将喷油量适当加大，同时开启进煤风机，以保护喷煤管，开启窑尾废气排风机，以保持窑头有微负压。
待窑尾温度升到200℃时可以加煤，油煤混烧，同时开启净风机，保持火焰顺畅．在燃烧过程中逐渐减少用油量，待窑尾温度达到400℃时．撒油将净风量加大，点燃燃烧器。
②燃烧器位置的调整燃烧器位置，到定时检修的时间都必须停窑检查和调整，窑头截面调整为中心偏斜50~60mm，下偏50mm，窑尾截面偏斜为700mm，偏下至砖面-两点连成一线，即为燃烧器的原始位置(见图6-7)。
保证既不冲刷窑皮又能压着料层煅烧，在正常生产中，还要根据窑况对燃烧器进行适当调整，保证火焰顺畅，既不刷窑皮，又能将料烧好。
③火焰调节与窑皮控制回转窑生产过程中，火焰必须保持稳定，避免出现陡峭的峰值温度，火焰较长，才能形成稳定的窑皮，从而保护烧成带耐火砖的使用周期。
旋流式煤粉燃烧器应用分析
燃烧器型式
HG- STW - I 型
工作特点
燃用煤种 运行评价
中心风供燃油或燃煤需要的风量 ,还有 冷却喷口作用 。一次风为直流 。二次 风分两股 ,内二次风利用轴向固定叶片 使气流旋转同时带动一次风旋转 。外 二次风为直流 ,以较高速度喷入炉膛。 外二次风速度的调节通过改变风道入 口挡板开度的大小来实现 。
燃烧器型式
ZXKD - XL 型
工作特点
一次风为直流 。二次风经轴向叶轮产 生旋转进入炉膛 ,可用拉杆移动轴向叶 轮 ,改变二次风风道中的直流和旋流风 量配比来调节二次风的旋流强度 。叶 轮朝炉膛方向移动时旋流强度加大 ,反 之旋流强度减小 。
燃用煤种 褐煤 、烟煤 运行评价 HG- 410Π100 - 1 型锅炉 ,燃用徐州淮北
0 前 言
随着锅炉容量的不断增大 ,四角切圆燃煤锅炉 炉膛出口烟温偏差有增大的趋势 ,而对冲布置的旋 流式煤粉燃烧器锅炉有缓解烟温偏差带来的不利影 响 ,因此旋流式煤粉燃烧器受到国内外锅炉制造厂 家的重视 。
哈锅早在 20 世纪 50 年代即开始设计生产旋流 式煤粉燃烧器 。当时制造的是蜗壳式旋流燃烧器 , 分别在 75 tΠh 、120 tΠh 和 220 tΠh 等中 、高压锅炉上应 用 。80 年代 ,哈锅总结了过去设计制造旋流燃烧器 的经验 ,开发了 HG - STW - I 型 (双通道外混式) 旋 流燃烧器 ,在长山热电厂和新华电厂 410 tΠh 锅炉上 应用 ,取得较好效果 。以后又在 HG - STW - I 型旋 流燃烧器基础上进一步开发了 HG - STW - Ⅱ旋流
第 22 卷 第 6 期 黑龙江电力 2000 年 12 月
表 5 低 NOX 双调风燃烧器
图 7 Babcock 第三代 DS 旋流式煤粉燃烧器
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
如图为一次风旋转切向叶片旋流煤粉燃烧器。 他的一次风通过蜗壳旋流器形成旋流射流， 以便在一次风出口处形成中心回流区，用以 稳定燃烧。
旋流燃烧器的布置
旋流燃烧器布置方式对炉内 空气动力工况有很大影响。 为了提高炉膛效率和有效利 用率，应注意改善炉膛火焰 充满度。 旋流让烧器布置方式有三种， 前墙布置，前后墙对冲布置， 前后墙交错布置。如下图所 示，燃烧器前墙布置时，煤 粉管道布置方便，各个燃烧 器煤粉量和风量分布均匀。 但炉内火焰充满度差，煤粉 气流在后期扰动小，后期混 合性差。而燃烧器前后墙布 置恰恰相反，颅内气流充满 程度好，气流扰动强烈，混 合强烈，但煤粉管道布置复 杂。
旋流燃烧器的布置
旋流燃烧器可布置在前后墙，也可布置在两 侧，他们又可分为对冲布置和错列布置，当 对冲布置时，由于两方火炬在中央对冲，气 流大部分向上，会有少部分下冲到冷灰斗， 形成死滞旋涡区。如果燃烧时火炬一侧过强 时，有可能导致水冷壁结渣，如果交错布置 可以改善这种情况，由于火焰相互穿梭所以 避免死漩涡区，这就改善了，火焰充满度和 火焰混合度。缺点：当有一侧磨煤机出现故 障时，或者切换低负荷运行时沿炉膛宽度方 向容易引起温度不均，另外不布置 叶片式三大类，常用有以下几种：
旋流式燃烧器的类型及结构图
单蜗壳旋流煤粉燃烧器结构图
单蜗壳旋流煤粉燃烧器
如上图，一次风为直流，经中心一次风管喷入炉 膛。一次风管出口装有扩流锥使气流扩散，扩流 锥的位置可前后调节，能改变一次风出口的速度 和气流扩散角的大小，并能调整一二次风气流混 合的位置。二次风气流通过蜗壳旋流器产生旋转 运动，以旋转射流方式喷入炉膛，二次风蜗壳进 口处装有蛇形挡板，能改变二次风射流旋转强度， 从而改变整个气流旋转强度。 优点：对煤种适应性较双蜗壳式好，可燃用挥发 分较低的贫煤，一次风阻力小。 缺点：扩流锥处于高温中心回流区，且直接受到 炉内火焰辐射，因而易烧坏和结渣。目前该燃烧 器在我国很少使用。
轴向叶片旋流煤粉燃烧器结构图
轴向叶片旋流煤粉燃烧器
轴向叶片旋流煤粉燃烧器，一次风为旋转
射流，二次风通过同心环状双通道轴向叶 片旋流叶轮送入。双环状通道中轴向叶片 的旋流强度不同，通过调节双通道风量比 例，即可达到调节燃烧器出口二次风旋流 强度的目的。一次风通过蜗壳式旋流器， 形成选转射流，中心装有油枪和油的配风 器这种燃烧器主要用于燃烧挥发分大于 25%发热量大于16.8MJ|kg的褐煤和烟煤。
王梓安
旋流煤粉燃烧器应用及类型
我国国产的中小容量锅炉多采用旋流
式煤粉燃烧器，如国产100MW机组， 125MW机组以及200MW机组都应用过旋 流燃烧器。 常见的旋流煤粉燃烧器有以下几种: 双蜗壳旋流煤粉燃烧器，单蜗壳-推 锥形煤粉燃烧器，轴向叶片旋流煤粉 燃烧器和切向叶片旋流煤粉燃烧器
旋流煤粉燃烧器工作原理
旋流燃烧器的布置
当一台锅炉上装有几台 旋流燃烧器时，相邻燃 烧气流会相互影响，如 下图，相邻燃烧器气流 合成的切向速度分布。 由图可知，当两个燃烧 器旋转方向相反时，气 流高度和切向速度相当 于单个燃烧器的气流两 倍，当两个燃烧器气流 旋转方向相同时，气流 在燃烧器的切向速度很 小，但梯度很大，传热、 传质较为强烈。
双蜗壳型旋流煤粉燃烧器结构图
双蜗壳旋流煤粉燃烧器
如上图所示，一次风在蜗壳内产生旋转运动，二 次风再大蜗壳内产生旋转运动，两股气流旋转方 向相同。在一次风管中间有一个中心管，其中装 有点火油枪。二次风蜗壳进出口装有一蛇形挡板， 用以调节二次风旋流强度，当蛇形挡板管小时， 二次风被挤向外侧，二次风旋流强度增加，反之 减小。通过旋流强度来改变回流特性，以便适应 不同煤种着火需要，但气流经射型挡板立即扩散， 因此调节性能不理想。 特点：一次风阻力大；出口气流速度和煤粉浓度 分布不均匀，对煤种适应能力较差。难以适应劣 质煤燃烧。
切向叶片式旋流煤粉燃烧器结构图
如图为切向叶片式旋流煤粉燃烧器，一次风为直流风，二 次风通过可动切向叶片形成旋流后送入炉膛，切向叶片一 般8~16片，改变叶片的角度可是二次风产生不同的旋流强 度。为了使一次风能在出口形成中心回流区，常在一次风 出口中心装设一个多层式稳燃器，稳燃器结构如下图。
切向叶片式旋流煤粉燃烧器
旋流燃烧器的发展潜力
四角布置燃烧方式要求由同一磨煤机供粉的一层燃烧器在同一标高, 炉膛断面必须为正方形或接近正方形, 以便能形成切圆燃烧。这种布 置方式对于中小容量的机组不存在问题, 但随着机组容量进一步增大, 炉膛尺寸随之增大, 要维持一二次风的良好混合就需要气流有更高的 动量, 这就使风机的压头必须进一步增加, 而且气流的刚度很难保证。 而对于墙式布置燃烧方式, 由于炉膛不要求为正方形, 所以随着机组 容量的增加, 只需增加炉膛的宽度, 而不必增加炉膛的深度, 锅炉的容 量并不受炉膛截面积的限制, 同时也给尾部受热面的布置带来很大方 便。从试验研究方面考虑, 旋流燃烧器比直流燃烧器要方便简单的多。 旋流燃烧器靠卷吸周围的热烟气来点燃煤粉, 与周围燃烧器关系不大, 因此旋流燃烧器可对单个燃烧器进行试验, 可以建成与实际燃烧器同 样尺寸的燃烧器试验台。而直流燃烧器要靠切圆来点燃煤粉, 试验时 必须同样有切圆存在, 因此要建立与实物同等大小的试验台必须耗资 巨大, 所以实际中也不太可行。
旋流燃烧器的布置
燃烧器前墙布置时沿炉膛高度方向可以布置成 一排或两排。从每个燃烧器射出的旋流射流在 炉内各自独立的扩展，依靠中心回流卷吸高温 烟气，以保证煤粉气流迅速着火，由于炉内射 流衰减的很快，因而气流是直接上升的，这样 炉墙上部和底部形成两个死漩涡区，燃烧双排 布置要比单排好一些。前墙布置的优点是：磨 粉机可以直接布置在炉前。煤粉管路短，且各 个长度大致相同，所以煤粉均匀，沿炉膛宽度 方向烟温偏差小。缺点：炉内火焰充满度差， 煤粉气流在后期扰动小，后期混合性差。死漩 涡区较差，前墙的火焰可以直接冲到后墙易结 渣。可以布置折焰角改善其充满度。
区的内边缘向外传播。与此同时，在旋转气流的外围也形成回
流区，这个回流区叫外回流区。外回流区也卷吸高温烟气来加 热空气和煤粉气流。由于二次风也形成气流，二次风与一次风 的混合比较强烈，使燃烧过程连续进行，不断发展，直至燃尽。
旋流煤粉燃烧器工作原理结构图
旋流式燃烧器的类型
按照旋流燃烧器的结构，旋流式燃烧
旋流燃烧器由喷口组成，燃烧器中装有各种型式的旋流发 生器(简称旋流器)。煤粉气流空气或热空气通过旋流器时发生 旋转，从喷口射出后形成旋转射流。利用旋转射流，能形成有 利于着火的高温烟气回流区，并使气流强烈混合。
射出喷口在气流中心形成回流区，这个回流区叫做内回流
区。内回流区卷吸炉内的高温烟气来加热煤粉气流，当煤粉气 流拥有一定热量并达到着火温度后就开始着火，火焰从内回流
利用轴向叶片使气流产生旋转的燃烧器称为 轴向叶片式旋转燃烧器。此种燃烧器是通过 轴向叶片的导向，形成旋转气流的，轴向叶 片可以是固定的，也可以是移动可调的，一 次风有不旋转和旋转两种。
轴向叶片旋流煤粉燃烧器
如图所示，为一次风不旋转，二次风旋转的旋流燃烧器。 该燃烧器出口处装有一次风扩流锥，二次风通过可调的轴 向叶轮控制，移动轴向移动拉杆，可以调节叶轮在二次风 通道中的位置，当叶轮退出时，叶轮和二次风通道圆锥出 现间隙，部分二次风通过此间隙绕过叶轮以直流风的形式 直接经旁路流出，这股直流二次风与经叶轮流出来的旋转 二次风混合后，进入炉膛。调节叶轮位置间隙大小就会改 变，直流二次风和旋转二次风比例就会发生变化，混合后 的二次风旋流强度就会发生改变，故此调节方法可用于调 节二次风的强度。但这种燃烧器回流区小，因此只适用于 挥发分较高的煤 适用于Vdaf≥25%，Qar,net,p ≥ 16800kJ/kg的烟煤和褐煤