旋流煤粉燃烧器

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1、旋流射流空气动力特性
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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)。
•
M
M n pL
——气流的切向旋转动量矩；
p ——气流的轴向旋转动量；
L
——燃烧器喷口的特性尺寸。
旋转射流的扩展角一般比直流射流大， 而且随着旋转强度的增大而增大。
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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
随着n的不同，旋转射流有三种不同的流动状态:
封闭气流: n较小，弱旋或不旋，中心没有回流区或回流区较小，回流 区负压小，主射流受到压缩，旋转射流呈封闭状态，特性接近直流射流. 全扩散气流 n 和扩展角很大，射流外卷吸作用强烈，使外侧压力小 于中心压力，整个射流向外全部张开，外侧回流区全部消失 开放气流 n 较大，射流内、外侧的压力差逐渐接近，射流中心形成 较大回流区，延长到速度很低处才封闭，形成开放式的结构
进入煤粉炉燃烧器的空气不是一次集中送进的，按对着火、 燃烧有利而合理组织、分批送入，按作用不同，可分为三种: 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
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2、旋流燃烧器的结构与形式
旋流燃烧器根据结构不同，分为: 蜗壳式旋流燃烧器: 采用蜗壳作旋流器 叶片式旋流燃烧器: 采用叶片作旋流器
型 式
旋 流 器 双蜗壳 单蜗壳 叶片+蜗壳 轴向叶片 切向叶片
一 次
风
二 次
风
蜗壳型
叶片型
旋转 直流，带中心扩流锥 经蜗壳旋转 直流或弱旋 直流或弱旋
气流没有切向 流动速度分量
旋流燃烧器
浓淡燃烧器
一次旋流
一次直流+二次旋流
气流有切向 流动速度分量
一次直流+二次旋流+三次旋流
一次旋流+二次旋流+三次旋流
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燃烧器的作用与要求
作用：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。
要求：
①保证充分混合、迅速着火、稳定燃烧，燃尽；炉温分布
合理，受热面不结渣；
②有较好的燃料适应性，以满足煤种在一定范围内变化时，
仍能保证机组安全、稳定、经济运行；
③有良好的负荷调节性能和较大的调节范围，以适合电网
调峰的需要；
④能通过燃烧控制NOX的生成，以满足环境保护的要求；
⑤流动阻力较小，运行可靠，不易烧坏和磨损，便于维修
和更换部件。
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通过燃烧器的空气
燃烧设备的基本概念
自冷灰斗至炉膛 出口的燃烧空间
燃 烧 设 备
• 炉膛（燃烧室）
• 燃烧器
一次风喷嘴 二次风喷嘴 三次风喷嘴
直流燃烧器 旋流燃烧器
空气雾化 蒸汽雾化
煤粉燃烧器 油燃烧器 点火装置
电火花点火 电弧点火 半导体高能点火
直流一次风、二次风 旋流二、三次风
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煤粉燃烧器种类
直流燃烧器 回流型燃烧器
*一、二次风用 不同管道与燃烧 器连接，燃烧器 内一、二次风通 道隔开。 *二次风射流为 旋转射流,一次风 射流可以是旋转 射流,也可以是直 流。
1、旋流射流空气动力特性
旋流射流的特点：
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旋流射流具有比直流射流大得多的扩展角，射流中心形成回流区， 射流内、外同时卷吸炉内高温烟气，卷吸量大。 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。
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四通道煤粉燃烧器结构示意
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双调风旋流煤粉燃烧器
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3、旋流燃烧器的布置方式
(a) 前墙布置； （b）两面墙对冲或交错布置； （b-1）两面墙交错布置； （b-2）两面墙对冲布置； （c）半开式炉膛对冲布置； （d）炉底布置； （e）炉顶布置
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3、旋流燃烧器的布置
旋流燃烧器
m
三次风 二次风
左侧墙
P.C. Concentrator
A
煤粉浓缩器 导流环
B
C
D
右侧墙
燃尽风口
燃烧器
Y X
Z
X ：
Y ： Z ：
离前墙的距离
离炉膛底部的距离 离左侧墙的距离
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1、旋流射流空气动力特性
*旋流燃烧器:出口气流包含绕燃烧器轴线旋转的旋转射流。
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气流旋转的结果是在射流中心产生一个低压区，造成了径向和轴向的压力梯度。 这将吸引中心部分的烟气沿轴线反射运动，在旋转射流内部产生回流区。这样， 旋转射流就从内外两个边界卷吸高温烟气，这对煤粉的着火十分有利，特别是内 回流区，是着火的主要热源。
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。
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旋流燃烧器
• 出口气流包含有旋流
射流的燃烧器；其出
口气流可为几个同轴
旋流射流组合，也可
是旋流射流与直流射
流的组合。
旋流燃烧器的原理图
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导流筒
Guide sleeve
煤粉+一次风
Flame Stabilizing Ring ＋Baffle Plate
旋转 旋转 经叶片旋转 旋转 旋转
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旋流燃烧器的形式
直流蜗壳式
双蜗壳式
轴向可动叶轮式
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旋流燃烧器的结构
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旋流燃烧器图片
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旋流煤粉燃烧器的结构
前墙旋流燃烧器及油枪
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旋流煤粉燃烧器的结构
• 2、简述旋流煤粉燃烧器的形式和结构特点。
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
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烟气
前 墙 燃 烧 器
后 墙 燃 烧 器
前 后 墙 对 冲 燃 烧 煤 粉 锅 炉
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作业与思考题
• 1、旋流射流的特点是什么 ?
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第六章 燃烧原理和燃烧设备
§1 燃料燃烧的基本原理 §2 直流煤粉燃烧器
§3 旋流煤粉燃烧器
§4 煤粉炉炉膛
§5 煤粉炉点火系统
§6 煤粉燃烧新技术
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§3 旋流燃烧器
旋流燃烧器:出口气流包含有绕燃烧器轴线旋转的旋转射流。
一、旋流射流 二、旋流煤粉燃烧器的形式
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旋流燃烧器前墙布置：
不受炉膛截面宽、深比限制，布置方便，与 磨煤机联接煤粉管道短。
主气流上下两端形成明显的停滞旋涡区，炉
膛火焰的充满程度较差。 炉内火焰的扰动较差，不利于燃烧后期的扰 动和混合。
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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