第六章 燃烧设备和煤粉燃烧新技术
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(1) 受热面积灰、结渣； (2) 受热面金属表面的高温腐蚀； (3) 蒸发受热面中水动力的安全性； (4) 氧化氮等污染物的生成； (5) 火焰在炉膛容积中的充满程度。
第二节 直流煤粉燃烧器
一、煤粉燃烧器的作用
（1）向锅炉炉膛内输送燃料和空气 （2）组织燃料和空气及时、充分的混合 （3）保证燃料进入炉膛后尽快、稳定地着火，
迅速完全的燃烧
直流式煤粉燃烧器的特性
1.不旋转，射流扩展角小，卷吸能力小，有稳定的射流 核心区，单只燃烧器的着火性能差，炉膛充满度差；
2.射流衰减慢，射程远，后期混合好，有利于煤粉燃尽； 3.采用四角布置，相互配合时，相互点燃，着火好，混
合强烈； 4.多层布置（不少于三层）。
从喷口出来，具有角的速度， Re>106，程湍流状态。
点；7一扩展角；8一速度分布
等温自由射流的结构特性及
速度分布
煤粉燃烧时，为了减少着火所需要的热量，使 煤粉迅速加热到着火温度，一般将煤粉需要的空气 量分一二次风送入。
一次风的作用是将煤粉送入炉膛，并供给煤粉 着火间段中挥发分燃烧所需要的氧量。
二次风的作用是供给煤中焦炭和残留挥发分燃 烧所需要的氧量。
(1) 能使煤粉气流稳定地着火； (2) 着火以后，一、二次风能及时合理混合，确保较 高的燃烧效率； (3) 火焰在炉内的充满程度好，且不会冲墙贴壁，避 免结渣； (4) 有较好的燃料适应性和负荷调节范围； (5) 阻力较小；
(6) 能减少NOx的生成，减少对环境的污染。
三、 与炉内燃烧过程相关的问题
炉膛的截面形状：多为矩形。
二. 燃烧器
燃烧器是煤粉锅炉的主要燃烧设备。 作用： （1）向锅炉炉膛内输送燃料和空气。 （2）保证燃料和燃烧用空气在进入炉膛时能充分 混合、及时着火和稳定燃烧。 （3）空气，一般不集中送入，按对着火、燃烧有 利而合理组织、分批送入的。
按作用，一次风、二次风。
对煤粉炉燃烧器基本要求：
煤粉气流一般在 距离喷口0.3-0.5m处
背火的一侧也卷吸炉墙 附近的热烟气，但量少
开始着火；
一、二次风的
1-2m的范围内，煤
少量过早混合
粉中大部分挥发分析 煤粉气流向火的一侧，
出并烧完；
受到上游邻角，高温火
焦炭和剩余挥发 焰的直接撞击而被点燃 分的燃烧需要10-20m, 着火的主要条件
甚至更长的距离。到
达炉膛出口处燃料中
着火的热源：自卷吸热，邻角 火焰撞击及高温烟气辐射热，
98%以上的可燃物完 但主要来自卷席热，约占找火
全燃尽
热的60%-70%
四、四角切圆燃烧的气流偏斜及切圆直径
采用四角燃烧方式的锅炉，运行中容易发生气流 偏斜，而导致火焰贴墙，引起结渣及火焰不稳定现象。
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
第一节 概述
本书中我们主要讲解煤粉锅炉 锅炉炉内的燃烧过程是由燃烧设备实现的，
燃烧设备包括炉膛和燃烧器
一、 煤粉炉的炉膛
炉膛是锅炉最重要的部件之一。 因为： 是燃烧的场所，也是热交换(主要是辐射热交换)的场所。
要求：
(a) 合理布置燃烧器，确保燃烧良好。 (b) 足够的容积和高度，确保燃尽度。 (c) 能布置合适量的受热面，满足容量需要；确 保的对流受热面安全。 (d) 确保可靠的水动力特性。 (e) 结构紧凑；便于制造、安装、检修和运行。
第六章燃烧设备和煤粉燃烧新技术
张润霞 2014
主要内容
第一节 概述 第二节 直流煤粉燃烧器 第三节 旋流式煤粉燃烧器 第四节 煤粉炉炉膛 第五节 煤粉气流的燃烧 第六节 低负荷稳燃及低Nox煤粉燃烧技术 第七节 超临界参数锅炉燃烧器及配风技术 第八节 W型火焰燃烧技术 第九节 油燃烧器与点火器 第十节 等离子电话原理及煤粉点火燃烧器
在一次风口上加装 夹心风和周界风
三、四角布置直流燃烧器的工作原理
炉内四角切圆燃烧火焰
直流燃烧器及其布置
布置在炉膛的四个角，出口气流的几何轴线均切于炉膛 中心的假想圆。
四角射流着火后相交， 相互点燃，利于稳定着 火；
相切于假想圆后， 使气流在炉内强烈旋转， 利于燃料与空气的扰动 混合；火焰在炉内的充 满程度较好。
直流燃烧器通常由一系列矩形或圆形喷口组成。 煤粉气流和热空气从喷口射入后，形成直流射流。
燃烧器布置图
二、直流煤粉燃烧器的类型
根据直流煤粉燃烧器一二次风口的布置 方式不同大致可分为： 1、均等配风直流燃烧器 2、一次集中布置的分级配风直流燃烧器
Leabharlann Baidu
1、均等配风直流燃烧器
一、二次风喷口交替间隔布置，相邻 两个喷口的中心间距较小，混合较快，适用 于挥发分较高的煤种。如，烟煤、褐褐煤。
2. 分级配风
分级配风直流燃烧器适用于燃烧着火比较 困难的煤种。其特点是一次风口集中布置在一 起，一二次风口中心间距较大，由于一次风中 携带的煤粉着火比较困难，一二次风混合过早 会使火焰温度降低。
(1)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。 (2)特点
射流摄入很大的炉膛空间， 没有任何阻碍，属于自由射流。
从喷口喷出来的 直流射流，是湍 流自由射流。
1一喷口；2一射流等速核心区；3一射流边界层；4一射流的外边 界；5一射流内边界；6一射流源点；7一扩展角；8一速度分布
等温自由射流的结构特性及速度分布
1一喷口；2一射流等速核心区； 3一射流边界层；4一射流的外边 界；5一射流内边界；6一射流源
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。
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；
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。
工作原理主要表现为几个过程：
(1) 煤粉气流卷吸高温烟气而被加热的过程； (2) 射流的相互撞击、射流两侧的补气及压力平
衡过程； (3) 煤粉气流的着火过程； (4) 煤粉与二次风空气的混合过程； (5) 四股气流形成的切圆旋转过程； (6) 焦炭的燃尽过程。
2、“自点燃”作用
四股气流相互撞击，相互点燃。
第二节 直流煤粉燃烧器
一、煤粉燃烧器的作用
（1）向锅炉炉膛内输送燃料和空气 （2）组织燃料和空气及时、充分的混合 （3）保证燃料进入炉膛后尽快、稳定地着火，
迅速完全的燃烧
直流式煤粉燃烧器的特性
1.不旋转，射流扩展角小，卷吸能力小，有稳定的射流 核心区，单只燃烧器的着火性能差，炉膛充满度差；
2.射流衰减慢，射程远，后期混合好，有利于煤粉燃尽； 3.采用四角布置，相互配合时，相互点燃，着火好，混
合强烈； 4.多层布置（不少于三层）。
从喷口出来，具有角的速度， Re>106，程湍流状态。
点；7一扩展角；8一速度分布
等温自由射流的结构特性及
速度分布
煤粉燃烧时，为了减少着火所需要的热量，使 煤粉迅速加热到着火温度，一般将煤粉需要的空气 量分一二次风送入。
一次风的作用是将煤粉送入炉膛，并供给煤粉 着火间段中挥发分燃烧所需要的氧量。
二次风的作用是供给煤中焦炭和残留挥发分燃 烧所需要的氧量。
(1) 能使煤粉气流稳定地着火； (2) 着火以后，一、二次风能及时合理混合，确保较 高的燃烧效率； (3) 火焰在炉内的充满程度好，且不会冲墙贴壁，避 免结渣； (4) 有较好的燃料适应性和负荷调节范围； (5) 阻力较小；
(6) 能减少NOx的生成，减少对环境的污染。
三、 与炉内燃烧过程相关的问题
炉膛的截面形状：多为矩形。
二. 燃烧器
燃烧器是煤粉锅炉的主要燃烧设备。 作用： （1）向锅炉炉膛内输送燃料和空气。 （2）保证燃料和燃烧用空气在进入炉膛时能充分 混合、及时着火和稳定燃烧。 （3）空气，一般不集中送入，按对着火、燃烧有 利而合理组织、分批送入的。
按作用，一次风、二次风。
对煤粉炉燃烧器基本要求：
煤粉气流一般在 距离喷口0.3-0.5m处
背火的一侧也卷吸炉墙 附近的热烟气，但量少
开始着火；
一、二次风的
1-2m的范围内，煤
少量过早混合
粉中大部分挥发分析 煤粉气流向火的一侧，
出并烧完；
受到上游邻角，高温火
焦炭和剩余挥发 焰的直接撞击而被点燃 分的燃烧需要10-20m, 着火的主要条件
甚至更长的距离。到
达炉膛出口处燃料中
着火的热源：自卷吸热，邻角 火焰撞击及高温烟气辐射热，
98%以上的可燃物完 但主要来自卷席热，约占找火
全燃尽
热的60%-70%
四、四角切圆燃烧的气流偏斜及切圆直径
采用四角燃烧方式的锅炉，运行中容易发生气流 偏斜，而导致火焰贴墙，引起结渣及火焰不稳定现象。
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
第一节 概述
本书中我们主要讲解煤粉锅炉 锅炉炉内的燃烧过程是由燃烧设备实现的，
燃烧设备包括炉膛和燃烧器
一、 煤粉炉的炉膛
炉膛是锅炉最重要的部件之一。 因为： 是燃烧的场所，也是热交换(主要是辐射热交换)的场所。
要求：
(a) 合理布置燃烧器，确保燃烧良好。 (b) 足够的容积和高度，确保燃尽度。 (c) 能布置合适量的受热面，满足容量需要；确 保的对流受热面安全。 (d) 确保可靠的水动力特性。 (e) 结构紧凑；便于制造、安装、检修和运行。
第六章燃烧设备和煤粉燃烧新技术
张润霞 2014
主要内容
第一节 概述 第二节 直流煤粉燃烧器 第三节 旋流式煤粉燃烧器 第四节 煤粉炉炉膛 第五节 煤粉气流的燃烧 第六节 低负荷稳燃及低Nox煤粉燃烧技术 第七节 超临界参数锅炉燃烧器及配风技术 第八节 W型火焰燃烧技术 第九节 油燃烧器与点火器 第十节 等离子电话原理及煤粉点火燃烧器
在一次风口上加装 夹心风和周界风
三、四角布置直流燃烧器的工作原理
炉内四角切圆燃烧火焰
直流燃烧器及其布置
布置在炉膛的四个角，出口气流的几何轴线均切于炉膛 中心的假想圆。
四角射流着火后相交， 相互点燃，利于稳定着 火；
相切于假想圆后， 使气流在炉内强烈旋转， 利于燃料与空气的扰动 混合；火焰在炉内的充 满程度较好。
直流燃烧器通常由一系列矩形或圆形喷口组成。 煤粉气流和热空气从喷口射入后，形成直流射流。
燃烧器布置图
二、直流煤粉燃烧器的类型
根据直流煤粉燃烧器一二次风口的布置 方式不同大致可分为： 1、均等配风直流燃烧器 2、一次集中布置的分级配风直流燃烧器
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1、均等配风直流燃烧器
一、二次风喷口交替间隔布置，相邻 两个喷口的中心间距较小，混合较快，适用 于挥发分较高的煤种。如，烟煤、褐褐煤。
2. 分级配风
分级配风直流燃烧器适用于燃烧着火比较 困难的煤种。其特点是一次风口集中布置在一 起，一二次风口中心间距较大，由于一次风中 携带的煤粉着火比较困难，一二次风混合过早 会使火焰温度降低。
(1)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。 (2)特点
射流摄入很大的炉膛空间， 没有任何阻碍，属于自由射流。
从喷口喷出来的 直流射流，是湍 流自由射流。
1一喷口；2一射流等速核心区；3一射流边界层；4一射流的外边 界；5一射流内边界；6一射流源点；7一扩展角；8一速度分布
等温自由射流的结构特性及速度分布
1一喷口；2一射流等速核心区； 3一射流边界层；4一射流的外边 界；5一射流内边界；6一射流源
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。
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；
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。
工作原理主要表现为几个过程：
(1) 煤粉气流卷吸高温烟气而被加热的过程； (2) 射流的相互撞击、射流两侧的补气及压力平
衡过程； (3) 煤粉气流的着火过程； (4) 煤粉与二次风空气的混合过程； (5) 四股气流形成的切圆旋转过程； (6) 焦炭的燃尽过程。
2、“自点燃”作用
四股气流相互撞击，相互点燃。