煤粉炉炉膛.
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三、煤粉炉的结渣
㈠结渣的危害 ㈡影响结渣的因素 ㈢防止结渣的措施
1、煤粉炉炉膛的作用、要求和形状
炉膛的作用：炉膛是煤粉燃烧的空间，也是锅炉的换热部件。 对炉膛的要求： 具有合适的热强度，以保证炉内足够的高温，使煤粉进入炉膛后 能迅速稳定地着火；同时能满足煤粉气流在炉内充分发展、均匀混 合和完全燃烧（即燃料在炉膛内有足够的停留时间）。
煤粉锅炉炉膛型式
旋流煤粉燃烧器的布置形式， 如图6-16所示的几种形式：
有折焰角的前墙布置方式
有折焰角的 前后墙对冲布置方式
旋流燃烧器的 布置方式有：
①前墙布置 （L形火焰） ②两面墙对冲布置 （双L形火焰） ③两面墙交错布置 （双L形火焰）
前 后 墙 对 冲 燃 烧 煤 粉 锅 炉
前 墙 燃 烧 器 后 墙 燃 烧 器
W型火焰炉膛
锅 炉 设 备 整 体 布 置 图 片
4、W型火焰燃烧方式的特点
炉膛温度高
煤粉喷嘴出口处于燃烧中心
炉顶拱的辐射传热可提供部分着火热，同时 可减少对燃尽室的放热
着火区水冷壁敷设卫燃带
较低的NOx生成量
空气沿着火焰行程逐步加入，易实现分级配风， 分段燃烧 。可控制较低的过剩空气系数
四角布置切圆燃烧方式——一、二次风不等切圆布置
• 一次风靠向火侧布置，二次
风靠炉墙侧布置，二次风与 一次风之间偏转一定角度。 其优点是： ①保持了邻角气流相互点燃的 优势； ②将火焰与炉墙“隔开”，形 成“气幕”，使火焰不贴墙， 减轻或避免水冷壁结渣； ③降低NOx的生成量。 • 其缺点是： 容易引起煤粉气流与二次风 的混合不良、可燃物的燃烧 不充分。
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
§4 煤粉炉炉膛
一、固态排渣煤粉炉的炉膛
㈠炉膛的作用、要求和形状 ㈡炉膛结构参数
二、燃烧器布置及其炉内空气动力特性
㈠直流煤粉燃烧器的布置及其炉内空气动力特性 ㈡旋流煤粉燃烧器的布置及其炉内空气动力特性
四角布置切圆燃烧方式——切圆燃烧的炉内空气动力特性
◆ 影响一次风煤粉气流偏斜的主要因素有： ⑴上游邻角射流的横向推力与一次风射流的刚性 ⑵炉膛的断面形状——会影响射流两侧的补气条件，如 图6-15所示。 ⑶燃烧器的结构特性：高度和高宽比越大，越不利 ⑷假想切圆直径的影响： 切圆直径大的好处：①可使邻角火炬的高温烟气更易于 到达下角射流根部，有利于煤粉气流着火；②可使炉 膛内旋转气流的旋转强度也大，扰动更强烈，使燃烧 后期混合加强，有利于燃尽过程。 切圆直径大的坏处：①一次风射流的偏斜也增大，更容 易引起水冷壁结渣；②会因炉内旋转气流到达炉膛出 口时，仍有较大的残余旋转而引起烟温和过热器汽温 偏差。 ◆ 四角切圆燃烧方式存在的主要问题 ⑴炉内容易结渣； ⑵炉膛出口及水平烟道两侧烟温的偏差较大，大容量锅 炉这一问题更加严重。 ⑶运行中各角二次风分配不均，影响炉内火焰中心位置， 影响煤粉的燃尽度。 ⑷采用摆动式燃烧器需经常维护，影响其灵活性。
具有良好的炉内空气动力特性，一是避免火焰冲撞炉墙，保证水 冷壁不结渣；二是使火焰在炉膛中有较好的充满程度，减少炉内停 滞旋涡区，减少不完全燃烧热损失；三是尽可能减少污染物的生成 量（炉膛出口的NOX和SOX等排放量应符合环保要求），保护环境。
炉膛空间内能布置足够的受热面，将炉膛出口烟浊降到灰分软化 温度ST以下，保证炉膛出口及其受热面不结渣。 炉膛结构紧凑，金属耗量少，便于制造、安装、检修。
• 对固态排渣煤粉炉，炉膛容积热强度 qV 大
致在90～200kW/m3之间。
适用于无烟煤等低挥发分煤的燃烧
一、固态排渣煤粉炉的炉膛
㈡炉膛结构参数——⒈ 炉膛容积热强度
• 炉膛容积热强度是指在单位时间、单位炉膛容积内，燃料
完全燃烧释放的热量，即
qV
式中
BQar ,net , p Vl
B
——燃料消耗量，kg/h；
Qar ,net , p ——燃料收到基低位发热量，kJ/kg；
对煤质和负荷的变化有较宽的适应性。
1、煤粉炉炉膛的作用、要求和形状
影响炉膛设计的主要因素：
燃料特性、燃烧方式、排渣方式。 影响炉膛的形状尺寸设计的主要因素： 燃料种类、燃烧方式、燃烧器布置及火焰的 形状和行程等。
2、煤粉锅炉炉膛型式
炉膛燃烧器 布置方式 Π型炉 切向燃烧 半开式Π型 炉切向燃烧 Π型炉对冲 （交错）燃烧 Π型炉 前墙燃烧 W型炉 W燃烧
Vl
——炉膛容积，m3。
1.炉膛容积热强度
• 炉膛容积热强度在一定程度上反映了煤粉和烟气
在炉内停留时间的长短和出口烟气被冷却的程度。 ↑，qV ↓，煤粉在炉内停留时间缩短，燃烧可 Vl 能不完全；同时由于 ↓炉内所能布置的受热 Vl 面少，烟气冷却不够可能引起炉膛出口受热面结 qV 渣。相反， ↓， ↑，不仅会使锅炉造价和 Vl 金属耗量增加，还会导致炉膛温度过低，燃烧速 度减慢，燃烧不完全。
炉膛内的火焰行程长，增加了煤粉在炉内的 停留时间
W型火焰燃烧方式的特点
烟气中的飞灰含量少
火焰在下部着火炉膛底部转弯180°向上流动时， 可使烟气中部分飞灰分离出来
有利于组织良好的着火、燃烧过程
可以采用直流燃烧器或轴向可动叶片旋流燃烧 器，也可采用高浓度煤粉燃烧器 有良好的负荷调节性能
负荷变化时，下部着火炉膛火焰中心温度变化不大
烟气
3、W型火焰炉膛结构
W形火焰炉膛由下部的拱型着火炉膛（燃烧 室）和上部的辐射炉膛（燃尽室）组成。前 者的深度比后者约大80～120%
燃尽室前后墙向外扩展构成炉顶拱，并布置 燃烧器，煤粉气流和二次风从炉顶拱向下喷射， 在燃烧室下部与三次风相遇后，再1800 转弯向 上流经燃尽室炉膛，形成W形火焰。
炉膛
型式
排渣方式
固态
液态
固态
固态
固态
燃烧器 型式
直流式
直流式
旋流式
Байду номын сангаас旋流式
旋流式 直流式
煤粉锅炉炉膛型式
直流燃烧器的布置，如图6-12所示的几种形式：
low NOx concentric firing system 低NOx同轴燃烧系统
typical overfire air boiler 典型的过热空气锅炉
㈠结渣的危害 ㈡影响结渣的因素 ㈢防止结渣的措施
1、煤粉炉炉膛的作用、要求和形状
炉膛的作用：炉膛是煤粉燃烧的空间，也是锅炉的换热部件。 对炉膛的要求： 具有合适的热强度，以保证炉内足够的高温，使煤粉进入炉膛后 能迅速稳定地着火；同时能满足煤粉气流在炉内充分发展、均匀混 合和完全燃烧（即燃料在炉膛内有足够的停留时间）。
煤粉锅炉炉膛型式
旋流煤粉燃烧器的布置形式， 如图6-16所示的几种形式：
有折焰角的前墙布置方式
有折焰角的 前后墙对冲布置方式
旋流燃烧器的 布置方式有：
①前墙布置 （L形火焰） ②两面墙对冲布置 （双L形火焰） ③两面墙交错布置 （双L形火焰）
前 后 墙 对 冲 燃 烧 煤 粉 锅 炉
前 墙 燃 烧 器 后 墙 燃 烧 器
W型火焰炉膛
锅 炉 设 备 整 体 布 置 图 片
4、W型火焰燃烧方式的特点
炉膛温度高
煤粉喷嘴出口处于燃烧中心
炉顶拱的辐射传热可提供部分着火热，同时 可减少对燃尽室的放热
着火区水冷壁敷设卫燃带
较低的NOx生成量
空气沿着火焰行程逐步加入，易实现分级配风， 分段燃烧 。可控制较低的过剩空气系数
四角布置切圆燃烧方式——一、二次风不等切圆布置
• 一次风靠向火侧布置，二次
风靠炉墙侧布置，二次风与 一次风之间偏转一定角度。 其优点是： ①保持了邻角气流相互点燃的 优势； ②将火焰与炉墙“隔开”，形 成“气幕”，使火焰不贴墙， 减轻或避免水冷壁结渣； ③降低NOx的生成量。 • 其缺点是： 容易引起煤粉气流与二次风 的混合不良、可燃物的燃烧 不充分。
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
§4 煤粉炉炉膛
一、固态排渣煤粉炉的炉膛
㈠炉膛的作用、要求和形状 ㈡炉膛结构参数
二、燃烧器布置及其炉内空气动力特性
㈠直流煤粉燃烧器的布置及其炉内空气动力特性 ㈡旋流煤粉燃烧器的布置及其炉内空气动力特性
四角布置切圆燃烧方式——切圆燃烧的炉内空气动力特性
◆ 影响一次风煤粉气流偏斜的主要因素有： ⑴上游邻角射流的横向推力与一次风射流的刚性 ⑵炉膛的断面形状——会影响射流两侧的补气条件，如 图6-15所示。 ⑶燃烧器的结构特性：高度和高宽比越大，越不利 ⑷假想切圆直径的影响： 切圆直径大的好处：①可使邻角火炬的高温烟气更易于 到达下角射流根部，有利于煤粉气流着火；②可使炉 膛内旋转气流的旋转强度也大，扰动更强烈，使燃烧 后期混合加强，有利于燃尽过程。 切圆直径大的坏处：①一次风射流的偏斜也增大，更容 易引起水冷壁结渣；②会因炉内旋转气流到达炉膛出 口时，仍有较大的残余旋转而引起烟温和过热器汽温 偏差。 ◆ 四角切圆燃烧方式存在的主要问题 ⑴炉内容易结渣； ⑵炉膛出口及水平烟道两侧烟温的偏差较大，大容量锅 炉这一问题更加严重。 ⑶运行中各角二次风分配不均，影响炉内火焰中心位置， 影响煤粉的燃尽度。 ⑷采用摆动式燃烧器需经常维护，影响其灵活性。
具有良好的炉内空气动力特性，一是避免火焰冲撞炉墙，保证水 冷壁不结渣；二是使火焰在炉膛中有较好的充满程度，减少炉内停 滞旋涡区，减少不完全燃烧热损失；三是尽可能减少污染物的生成 量（炉膛出口的NOX和SOX等排放量应符合环保要求），保护环境。
炉膛空间内能布置足够的受热面，将炉膛出口烟浊降到灰分软化 温度ST以下，保证炉膛出口及其受热面不结渣。 炉膛结构紧凑，金属耗量少，便于制造、安装、检修。
• 对固态排渣煤粉炉，炉膛容积热强度 qV 大
致在90～200kW/m3之间。
适用于无烟煤等低挥发分煤的燃烧
一、固态排渣煤粉炉的炉膛
㈡炉膛结构参数——⒈ 炉膛容积热强度
• 炉膛容积热强度是指在单位时间、单位炉膛容积内，燃料
完全燃烧释放的热量，即
qV
式中
BQar ,net , p Vl
B
——燃料消耗量，kg/h；
Qar ,net , p ——燃料收到基低位发热量，kJ/kg；
对煤质和负荷的变化有较宽的适应性。
1、煤粉炉炉膛的作用、要求和形状
影响炉膛设计的主要因素：
燃料特性、燃烧方式、排渣方式。 影响炉膛的形状尺寸设计的主要因素： 燃料种类、燃烧方式、燃烧器布置及火焰的 形状和行程等。
2、煤粉锅炉炉膛型式
炉膛燃烧器 布置方式 Π型炉 切向燃烧 半开式Π型 炉切向燃烧 Π型炉对冲 （交错）燃烧 Π型炉 前墙燃烧 W型炉 W燃烧
Vl
——炉膛容积，m3。
1.炉膛容积热强度
• 炉膛容积热强度在一定程度上反映了煤粉和烟气
在炉内停留时间的长短和出口烟气被冷却的程度。 ↑，qV ↓，煤粉在炉内停留时间缩短，燃烧可 Vl 能不完全；同时由于 ↓炉内所能布置的受热 Vl 面少，烟气冷却不够可能引起炉膛出口受热面结 qV 渣。相反， ↓， ↑，不仅会使锅炉造价和 Vl 金属耗量增加，还会导致炉膛温度过低，燃烧速 度减慢，燃烧不完全。
炉膛内的火焰行程长，增加了煤粉在炉内的 停留时间
W型火焰燃烧方式的特点
烟气中的飞灰含量少
火焰在下部着火炉膛底部转弯180°向上流动时， 可使烟气中部分飞灰分离出来
有利于组织良好的着火、燃烧过程
可以采用直流燃烧器或轴向可动叶片旋流燃烧 器，也可采用高浓度煤粉燃烧器 有良好的负荷调节性能
负荷变化时，下部着火炉膛火焰中心温度变化不大
烟气
3、W型火焰炉膛结构
W形火焰炉膛由下部的拱型着火炉膛（燃烧 室）和上部的辐射炉膛（燃尽室）组成。前 者的深度比后者约大80～120%
燃尽室前后墙向外扩展构成炉顶拱，并布置 燃烧器，煤粉气流和二次风从炉顶拱向下喷射， 在燃烧室下部与三次风相遇后，再1800 转弯向 上流经燃尽室炉膛，形成W形火焰。
炉膛
型式
排渣方式
固态
液态
固态
固态
固态
燃烧器 型式
直流式
直流式
旋流式
Байду номын сангаас旋流式
旋流式 直流式
煤粉锅炉炉膛型式
直流燃烧器的布置，如图6-12所示的几种形式：
low NOx concentric firing system 低NOx同轴燃烧系统
typical overfire air boiler 典型的过热空气锅炉