锅炉燃烧设备概述
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⑵ 特点：
使着火区保持比较高的煤粉浓度， 以减少着火热；燃烧放热比较集中， 使着火区保持高温燃烧状态，适用于 难燃煤；煤粉气流刚性增强，不易偏 斜贴墙。同时卷吸高温烟气的能力加强。
图2 分级配风直流燃烧器
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
3 一次风集中布置的问题
着火区煤粉高度集中，可能造成着火区供氧不足，延缓 燃烧进程；
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
图3 直流燃烧器四角切圆布置
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
图4 四角切圆燃烧方式
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
图图65-5旋转旋火转焰火的焰形的状形状
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
图6 直流煤粉燃烧器受热着火示意图
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
2 周界风
周界风的作用是：
(1) 冷却一次风喷口，防止喷口烧坏或变形 (2) 少量热空气与煤粉火焰及时混合 (3) 周界风的速度比煤粉气流的速度要高，能增加一 次风气流的刚度，防止气流偏斜；并能托住煤粉，防止 煤粉从主气流中分离出来而引起不完全燃烧 ； (4) 高速周界风有利于卷吸高温烟气，促进着火，并 加速一、二次风的混合过程。
(1) 火焰容易贴墙，引起结渣；(2) 着火过于靠近喷口，容 易烧坏喷口；(3) 火焰旋转强烈时，产生的旋转动量矩大，同时 因为高温火焰的粘度很大，到达炉膛出处，残余旋转较大，这将 使炉膛出口烟温分布不均匀程度加大，因而既容易引起较大的热 偏差，也可能导致过热器结渣或超温。
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
1 三次风
概念： 在中储式制粉系统中，细粉分离器将煤粉和输送煤粉
的空气分离后，形成乏气。乏气中带有10%的细煤粉。这部 分乏气一般送入炉膛燃烧，形成三次风。三次风的特点是 温度低，水分大，煤粉细。
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
三次风对燃烧及汽温调节的不利影响：
(1) 使火焰温度降低，燃烧不稳定； (2) 火焰拖长，炉膛出口烟温升高，使过热汽温与再热汽温 偏高，汽温调节幅度增大同时增大过热器热偏差； (3) 三次风高速射入，使火焰残余旋转增大，同时飞灰可燃 物增加； (4) 三次风量较大时，风速也增大，易扰乱炉正常的空气流 动，引起火焰贴墙结渣。
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
5 二次风温
从燃烧角度看，二次风温愈高，愈能强化燃烧，并能在 低负荷运行时增强着火的稳定性。
二次风温的提高受到空气预热器传热面积的限制，传热 面积愈大，金属耗量就愈多，不但增加投资，而且将使预热 器结构庞大，不便布置。
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
三次风、周界风、夹心风
✓ 分类：直流燃烧器；旋流燃烧器。
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
直流式煤粉燃烧器
✓特性 ⑴ 不旋转，射流扩展角小，卷吸能力小，单只燃烧器的 着火性能差，炉膛充满度差； ⑵ 射流衰减慢，射程远，后期混合好，有利于煤粉燃尽； ⑶ 采用四角布置，相互配合时，相互点燃，着火好，混 合强烈；
⑷ 多层布置（不少于三层）。
四角切圆燃烧的气流偏斜及切圆直径
1 气流偏斜问题
引起燃烧器出口气流偏斜的主要原因是： （1）邻角气流的撞击是气流偏斜的主要原因； （2）射流偏斜还受射流两侧“补气”条件的影响； （3）燃烧器的高宽比(hr/b)对射流弯曲变形影响较大； （4）当燃烧器多层布置时，上层气流不断的被卷吸到下层气流 中，加上气流受热膨胀的影响，使气流容积流量增大，旋涡直径 相应增大，一般可使实际切圆直径膨胀到假想切圆直径的8～10倍。
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
图7 四角布风不均匀时对燃烧工况的影响
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
2 气流偏斜问题
✓优点： 上游邻角火焰向下游煤粉气流的根部靠近，煤粉的着火条件
较好。这时炉内气流旋转强烈，气流扰动大，使期燃烧阶段可燃 物与空气流的混合加强，有利于煤粉的燃尽。 ✓问题：
河北理工大学本科优秀课程
主讲：赵 斌 教授
第六章 燃烧设备
1 煤粉燃烧器及其流体动力学特性 2 煤粉气流的着火 3 煤粉炉的点火装置 4 煤粉炉 5 层燃炉 6 沸腾炉
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
燃烧器的作用
✓ 作用：将煤粉与空气混合气流按有利的方式送 入炉膛，造成有利的空气动力场，保证煤粉气流 及时着火、强烈燃烧、洁净燃烧、良好燃尽。
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
直流燃烧器的类型
1 均等配风 一、二次风喷口间隔布
置，混合较快，适用于挥 发分较高的煤种。
图1 均等配风直流燃烧器
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
2 分级配风
⑴ 目的：
在燃烧过程不同时期的各个阶段， 按需要送入适量空气，保证煤粉既能稳 定着火、又能完全燃烧。
3 一次风温
提高一次风温，可降低着火热，使着火位置提前。提高 热风温度是提高煤粉着火速度和着火稳定性的必要措施之一。 根据煤质挥发分含量的大小，一次风温既应满足使煤粉尽快 着火，稳定燃烧的要求，又应保证煤粉输送系统工作的安全 性。
百度文库
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
4 二次风量和风速
二次风是在煤粉气流着火后混入的。由于高温火焰的粘 度很大，二次风必须以很高的速度才能穿透火焰，以增强空 气与焦碳粒子表面的接触和混合，故通常二次风速比一次风 速提高一倍以上。
一次风与二次风
1 一次风量
一次风量应该既能满足煤粉中挥发分着火燃烧所需 的氧量，又能满足输送煤粉的需要。如果同时满足这两 个条件有矛盾，则应首先考虑输送煤粉的需要。
一次风量通常用一次风量占总风量的比值表示，称 为一次风率。
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
2 一次风速
一次风速不但决定着火燃烧的稳定性，而且还影响着一 次风气流的刚度。
一次风喷嘴附近为高温区，喷嘴易变形，使喷嘴出口附 近气流速度分布不均，容易出现空气、煤粉分层现象。
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
四角布置直流燃烧器的工作原理
煤粉气流卷吸高温烟气而被加热的过程 射流的相互撞击、射流两侧的补气及压力平衡过程 煤粉气流的着火过程 煤粉与二次风空气的混合过程 四股气流形成的切圆旋转过程 焦碳的燃尽过程
使着火区保持比较高的煤粉浓度， 以减少着火热；燃烧放热比较集中， 使着火区保持高温燃烧状态，适用于 难燃煤；煤粉气流刚性增强，不易偏 斜贴墙。同时卷吸高温烟气的能力加强。
图2 分级配风直流燃烧器
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
3 一次风集中布置的问题
着火区煤粉高度集中，可能造成着火区供氧不足，延缓 燃烧进程；
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
图3 直流燃烧器四角切圆布置
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
图4 四角切圆燃烧方式
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
图图65-5旋转旋火转焰火的焰形的状形状
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
图6 直流煤粉燃烧器受热着火示意图
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
2 周界风
周界风的作用是：
(1) 冷却一次风喷口，防止喷口烧坏或变形 (2) 少量热空气与煤粉火焰及时混合 (3) 周界风的速度比煤粉气流的速度要高，能增加一 次风气流的刚度，防止气流偏斜；并能托住煤粉，防止 煤粉从主气流中分离出来而引起不完全燃烧 ； (4) 高速周界风有利于卷吸高温烟气，促进着火，并 加速一、二次风的混合过程。
(1) 火焰容易贴墙，引起结渣；(2) 着火过于靠近喷口，容 易烧坏喷口；(3) 火焰旋转强烈时，产生的旋转动量矩大，同时 因为高温火焰的粘度很大，到达炉膛出处，残余旋转较大，这将 使炉膛出口烟温分布不均匀程度加大，因而既容易引起较大的热 偏差，也可能导致过热器结渣或超温。
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
1 三次风
概念： 在中储式制粉系统中，细粉分离器将煤粉和输送煤粉
的空气分离后，形成乏气。乏气中带有10%的细煤粉。这部 分乏气一般送入炉膛燃烧，形成三次风。三次风的特点是 温度低，水分大，煤粉细。
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
三次风对燃烧及汽温调节的不利影响：
(1) 使火焰温度降低，燃烧不稳定； (2) 火焰拖长，炉膛出口烟温升高，使过热汽温与再热汽温 偏高，汽温调节幅度增大同时增大过热器热偏差； (3) 三次风高速射入，使火焰残余旋转增大，同时飞灰可燃 物增加； (4) 三次风量较大时，风速也增大，易扰乱炉正常的空气流 动，引起火焰贴墙结渣。
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
5 二次风温
从燃烧角度看，二次风温愈高，愈能强化燃烧，并能在 低负荷运行时增强着火的稳定性。
二次风温的提高受到空气预热器传热面积的限制，传热 面积愈大，金属耗量就愈多，不但增加投资，而且将使预热 器结构庞大，不便布置。
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
三次风、周界风、夹心风
✓ 分类：直流燃烧器；旋流燃烧器。
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
直流式煤粉燃烧器
✓特性 ⑴ 不旋转，射流扩展角小，卷吸能力小，单只燃烧器的 着火性能差，炉膛充满度差； ⑵ 射流衰减慢，射程远，后期混合好，有利于煤粉燃尽； ⑶ 采用四角布置，相互配合时，相互点燃，着火好，混 合强烈；
⑷ 多层布置（不少于三层）。
四角切圆燃烧的气流偏斜及切圆直径
1 气流偏斜问题
引起燃烧器出口气流偏斜的主要原因是： （1）邻角气流的撞击是气流偏斜的主要原因； （2）射流偏斜还受射流两侧“补气”条件的影响； （3）燃烧器的高宽比(hr/b)对射流弯曲变形影响较大； （4）当燃烧器多层布置时，上层气流不断的被卷吸到下层气流 中，加上气流受热膨胀的影响，使气流容积流量增大，旋涡直径 相应增大，一般可使实际切圆直径膨胀到假想切圆直径的8～10倍。
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
图7 四角布风不均匀时对燃烧工况的影响
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
2 气流偏斜问题
✓优点： 上游邻角火焰向下游煤粉气流的根部靠近，煤粉的着火条件
较好。这时炉内气流旋转强烈，气流扰动大，使期燃烧阶段可燃 物与空气流的混合加强，有利于煤粉的燃尽。 ✓问题：
河北理工大学本科优秀课程
主讲：赵 斌 教授
第六章 燃烧设备
1 煤粉燃烧器及其流体动力学特性 2 煤粉气流的着火 3 煤粉炉的点火装置 4 煤粉炉 5 层燃炉 6 沸腾炉
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
燃烧器的作用
✓ 作用：将煤粉与空气混合气流按有利的方式送 入炉膛，造成有利的空气动力场，保证煤粉气流 及时着火、强烈燃烧、洁净燃烧、良好燃尽。
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
直流燃烧器的类型
1 均等配风 一、二次风喷口间隔布
置，混合较快，适用于挥 发分较高的煤种。
图1 均等配风直流燃烧器
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
2 分级配风
⑴ 目的：
在燃烧过程不同时期的各个阶段， 按需要送入适量空气，保证煤粉既能稳 定着火、又能完全燃烧。
3 一次风温
提高一次风温，可降低着火热，使着火位置提前。提高 热风温度是提高煤粉着火速度和着火稳定性的必要措施之一。 根据煤质挥发分含量的大小，一次风温既应满足使煤粉尽快 着火，稳定燃烧的要求，又应保证煤粉输送系统工作的安全 性。
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第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
4 二次风量和风速
二次风是在煤粉气流着火后混入的。由于高温火焰的粘 度很大，二次风必须以很高的速度才能穿透火焰，以增强空 气与焦碳粒子表面的接触和混合，故通常二次风速比一次风 速提高一倍以上。
一次风与二次风
1 一次风量
一次风量应该既能满足煤粉中挥发分着火燃烧所需 的氧量，又能满足输送煤粉的需要。如果同时满足这两 个条件有矛盾，则应首先考虑输送煤粉的需要。
一次风量通常用一次风量占总风量的比值表示，称 为一次风率。
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
2 一次风速
一次风速不但决定着火燃烧的稳定性，而且还影响着一 次风气流的刚度。
一次风喷嘴附近为高温区，喷嘴易变形，使喷嘴出口附 近气流速度分布不均，容易出现空气、煤粉分层现象。
第一节 煤粉燃烧器及其流体动力学特性
四角布置直流燃烧器的工作原理
煤粉气流卷吸高温烟气而被加热的过程 射流的相互撞击、射流两侧的补气及压力平衡过程 煤粉气流的着火过程 煤粉与二次风空气的混合过程 四股气流形成的切圆旋转过程 焦碳的燃尽过程