热力设备及系统亚临界机组( 锅炉5 6 7 8)PPT课件

褐煤取90～150。
大容量锅炉取低值
第一节 炉膛
一、设计参数
2. 炉膛截面热负荷qa kW/m2 按燃烧器区域炉膛单位截面计算，单位时间送入炉膛的热量
qA
BQar.net A
qa高，A小，炉膛横截面周界也小，炉膛呈瘦高形。燃烧器附 近温度高，对着火有利。但容易结渣、水冷壁发生膜态沸腾
qa低，炉膛呈矮胖形，则烟气冷却不足，炉膛出口以后的受热 面结渣；燃烧器区域温度降低，对着火不利。
锅炉原理
(参照北仑1号炉）
锅炉简史 第一章 锅炉设备整体介绍 第二章 蒸发设备及水冷壁 第三章 锅炉过热器和再热器 第四章 磨煤机及制粉系统 第五章 燃烧设备 第六章 点火器及燃烧器点熄火控制 第七章 燃烧中的问题 第八章 空气预热器 ………………
第一节 炉膛
煤粉锅炉燃烧设备的组成：炉膛+燃烧器+点火装置 燃烧设备的要求： 燃烧效率高； 着火和燃烧稳定、可靠，不发生熄火和回火等故障； 运行、操作方便； 制造、安装和检修简单、方便； 尽可能减少污染物的排放； 满足生产运行要求。
第一节 炉膛
二、炉膛与燃烧器
本锅炉设计及校核煤种为水城贫瘦煤 燃烧器共设置六层煤粉喷嘴，每台磨煤机的出口由四根煤粉 管接至炉膛四角的同一层煤粉喷嘴，锅炉MCR和ECR负荷时均 投五层，另一层备用。 燃烧器的一、二次风喷嘴呈间隔排列，顶部设有2层OFA二次 风。连同煤粉喷嘴的周界风，每组燃烧器各有二次风挡板17组， 均由电动执行器单独操作。 汽温调节：燃烧器喷嘴采用摆动结构，除OFA2喷嘴由一台气 动执行器驱动作上下单独摆动外，其余喷嘴由内外连杆组成一 个摆动系统，由另一台气动执行器集中带动作上下摆动， 燃烧器二次风室中配置了三层共12支轻油枪，采用机械压力 雾化方式，燃油容量按24%MCR负荷设计。
第一节 炉膛
一、设计参数
4 炉膛辐射受热面热负荷 qf
炉壁热流密度
qf：单位时间内单位炉膛辐射受热面吸收的平均热量
qf
BjQar.net F
qf：取决于燃料性质 结渣 qf：数值也可判断膜态沸腾是否会发生。
第一节 炉膛
二、炉膛与燃烧器
燃烧器作用：将燃料和空气送入炉膛，组织合理的空气动力 工况，保证充分混合、及时着火和稳定燃烧。 按送入空气的作用不同，空气分为一次风、二次风和三次风 对煤粉炉燃烧器的基本要求： 1) 能使煤粉气流稳定地着火； 2) 着火后，一、二次风能及时合理混合，确保高燃烧效率； 3) 火焰在炉内的充满程度好，且不会冲墙贴壁，避免结渣； 4) 较好的燃料适应性和负荷调节；5)减少NOx ；6)阻力较小 按其出口气流特性分两大类： 1)直流燃烧器：其出口气流为直流射流或直流射流组； 2)旋流燃烧器：其出口气流为旋转射流。
qa选取：燃料性质、燃烧方式和排渣方式 3260-4650
燃烧器为多层布置，每层燃烧器的qac，→各层燃烧器局部区域
的温度水平。
qac
qa n
,kW/
m2
第一节 炉膛
一、设计参数
3. 燃烧器区域壁面热负荷 qr 减少NOx，趋向于采用单个热功率较小的燃烧器，多层布置 qr→ 反 映 燃 烧 器 分 层 或 集 中 布 置 时 的 火 焰 分 散 和 集 中 情 况 、 燃烧器区域的温度水平 qr：按照燃烧器区域炉膛单位炉壁面积来计算，单位时间送 入炉膛的平均热量
第二节 直流燃烧器 一、直流射流结构及基本特性
直流射流射入很大的不受约束的空间 自由射流
喷口尺寸相对于炉膛宽度和深度是很小的，近似自由射流。
自由射流结构图
湍流射流
射流与周围介质进行热质交换，带动周围介质，射流质量逐渐
增加，横截面积不断扩大，同时射流速度逐渐减小。
射流外边界：射流与周围气体的边界(流速=0)。
二、直流燃烧器
1．四角布置的切圆燃烧方式 布置在炉膛四角 有的墙形成切角 两侧墙或前后墙 双炉膛双四角布置 六角或八角布置 正反双切圆布置 同向双切圆布置 两角对冲两角相切
正四角布置 中小容量煤粉炉
射流两侧的补气条件差异很小，气流向壁面的偏斜较小，因 而煤粉火炬在炉膛的充满程度较好，炉内的热负荷也比较均匀， 而且煤粉管道也可以对称布置。
第一节 炉膛
炉膛是锅炉中组织燃料燃烧的空间，也称燃烧室 炉膛的任务：燃烧的场所，热交换(辐射)的场所。 炉膛的设计应满足下列要求： (a)足够的容积和高度，合理布置燃烧器，保证燃料完全燃烧。 (b)良好的炉内空气动力场 (c) 能够布置合适的蒸发受热面 (d)炉膛结构紧凑。 (e)辐射受热面应具有可靠的水动力特性 炉膛的几何特性：宽度a、深度b、高度h和几何形状 炉膛的热力特性：每小时输入炉膛的燃料热量，炉膛热负荷
二、直流燃烧器
一次风和二次风从一组矩形或圆形喷口以直线形式喷入炉膛。 各喷口之间保持一定的距离。直射流多为水平方向，也有向上 或向下倾斜某一角度，有的运行时上下摆动一定的角度。 布置在炉膛四角、炉膛顶部或炉膛中部，形成四角布置切圆燃 烧方式，W火焰燃烧方式和U型火焰燃烧方式。 四角切圆燃烧：某一角上燃烧器煤粉气流着火所需要的热量， 除依靠射流本身卷吸的高 温烟气和接受炉膛火焰的 辐射热以外，主要靠四角 布置中来自上游邻角正在 剧烈燃烧的火焰横扫过来 的混合和加热作用。 燃烧器间的相互作用
射流等速核心区：中心
保持初速的三角形区域
内边界：核心区的边界
湍流边界层：内外边界间
初始段：射流转折截面
基本段：轴心速度衰减
扩展角：外边界线夹角
第二节 燃烧器出口风粉射流特性 一、直流射流结构及基本特性
初始段很短，喷口直径的2~4倍，煤粉尚处于着火准备阶段。 因此，主要研究基本段的射流特性。 射程：轴向速度衰减到0.05w0时，射流经过的距离 喷口尺寸越大，射程越远，即射流对周围介质的穿透力越大 基本段内主要特性参数的变化 不等温射流 结果相似
第一节 炉膛
一、设计参数
1. 炉膛容积热负荷 kW/m3
定义：单位时间送入炉膛单位容积中的热量
qV
BQar,net Vl
保证燃烧完全和足够的受热面/冷却
维持炉内温度水平
qv的选取：锅炉容量，燃烧方式、燃料特Fra Baidu bibliotek 固态排渣煤粉炉，燃用无烟煤时， 取110～140；
贫煤取120～165，
烟煤取140～200；