第5章 煤粉爐及燃燒設備=鍋爐原理 =華中科技大學

1、第五章煤粉爐與燃燒設備第五章煤粉爐與燃燒設備煤粉爐的爐膛煤粉爐的爐膛爐膛的作用與型式爐膛的作用與型式煤粉燃燒器煤粉燃燒器燃燒器的作用與要求燃燒器的作用與要求 燃燒器的類型與布置燃燒器的類型與布置 煤粉火炬的穩(wěn)燃技術煤粉火炬的穩(wěn)燃技術W型火焰燃燒方式型火焰燃燒方式W W型火焰爐膛結構型火焰爐膛結構 W W型火焰燃燒方式的特點型火焰燃燒方式的特點燃燒污染物的控制方法燃燒污染物的控制方法NONOx x、S SO Ox x的控制技術的控制技術 爐膛是燃料燃燒和熱交換爐膛是燃料燃燒和熱交換（主要是輻射能交換）（主要是輻射能交換）的場所的場所 保證燃料燃燒完全保證燃料燃燒完全（燃料在爐膛內有足夠的停留時間

2、）（燃料在爐膛內有足夠的停留時間） 布置合適的受熱面、合理組織爐內熱交換布置合適的受熱面、合理組織爐內熱交換 滿足鍋爐容量的要求；同滿足鍋爐容量的要求；同時使煙氣到達爐膛出口時被冷卻到使其后的對流受熱面不結渣和安全工時使煙氣到達爐膛出口時被冷卻到使其后的對流受熱面不結渣和安全工作所允許的溫度作所允許的溫度 爐膛出口的爐膛出口的NONOX X和和SOSOX X等排放量應符合環(huán)保要求等排放量應符合環(huán)保要求 爐膛結構緊湊，金屬耗量少、；制造、安裝、檢修方便爐膛結構緊湊，金屬耗量少、；制造、安裝、檢修方便煤粉爐爐膛的作用煤粉爐爐膛的作用 影響爐膛設計的主要因素影響爐膛設計的主要因素 燃料特性、燃燒方式

3、和排渣方式燃料特性、燃燒方式和排渣方式煤粉鍋爐爐膛型式煤粉鍋爐爐膛型式 爐膛及燃爐膛及燃燒器燒器布置方式布置方式型爐型爐切向燃切向燃燒燒半開式半開式型爐型爐切向燃燒切向燃燒型爐型爐對沖（交錯）對沖（交錯）燃燒燃燒型爐型爐前墻燃前墻燃燒燒W型爐型爐W燃燒燃燒 爐膛爐膛 型式型式 排渣方式排渣方式固態(tài)固態(tài)液態(tài)液態(tài)固態(tài)固態(tài)固態(tài)固態(tài)固態(tài)固態(tài)燃燒器燃燒器型式型式直流式直流式直流式直流式旋流式旋流式旋流式旋流式旋流式旋流式直流式直流式燃燒器的作用與要求燃燒器的作用與要求 燃燒器的作用是將燃料與燃燒所需空氣按一定的比例、燃燒器的作用是將燃料與燃燒所需空氣按一定的比例、速度和混合方式經(jīng)噴口送入爐膛速度和混合方

4、式經(jīng)噴口送入爐膛 保證燃料與空氣充分混合、及時著火、穩(wěn)定燃燒和燃盡，燃燒效率保證燃料與空氣充分混合、及時著火、穩(wěn)定燃燒和燃盡，燃燒效率較高較高 能形成良好的爐內空氣動力場，火焰在爐內的充滿程度好，且不會能形成良好的爐內空氣動力場，火焰在爐內的充滿程度好，且不會沖墻貼壁，避免結渣沖墻貼壁，避免結渣 有較好的燃料適應性和負荷調節(jié)范圍有較好的燃料適應性和負荷調節(jié)范圍 能減少能減少NONOX X的生成，減少對環(huán)境的污染的生成，減少對環(huán)境的污染 結構簡單，流動阻力較小結構簡單，流動阻力較小 進入煤粉爐燃燒器的空氣不是一次集中送進的，按對著火、燃燒進入煤粉爐燃燒器的空氣不是一次集中送進的，按對著火、燃燒有

5、利而合理組織、分批送入，按作用不同，可分為三種有利而合理組織、分批送入，按作用不同，可分為三種 一次風一次風 攜帶煤粉送入燃燒器的空氣。主要作用是輸送煤粉和滿攜帶煤粉送入燃燒器的空氣。主要作用是輸送煤粉和滿足燃燒初期對氧氣的需要足燃燒初期對氧氣的需要通過燃燒器的空氣通過燃燒器的空氣 二次風二次風 待煤粉氣流著火后再送入的空氣。二次風補充煤粉繼續(xù)待煤粉氣流著火后再送入的空氣。二次風補充煤粉繼續(xù)燃燒所需要的空氣，并起氣流的擾動和混合的作用燃燒所需要的空氣，并起氣流的擾動和混合的作用 三次風三次風 對中間儲倉式熱風送粉系統(tǒng)，為充分利用細粉分離器排對中間儲倉式熱風送粉系統(tǒng)，為充分利用細粉分離器排出的含

6、有出的含有10%10%15%15%細粉的乏氣，由單獨的噴口送入爐膛燃燒，這股乏細粉的乏氣，由單獨的噴口送入爐膛燃燒，這股乏氣稱為三次風氣稱為三次風燃燒器的類型與布置燃燒器的類型與布置 直流燃燒器直流燃燒器v 直流射流直流射流v 直流燃燒器的類型直流燃燒器的類型v 直流燃燒器的布置直流燃燒器的布置 旋流燃燒器旋流燃燒器v 旋流射流旋流射流 v 旋流燃燒器的類型與布置旋流燃燒器的類型與布置1-1-噴口；噴口；2-2-核心區(qū)；核心區(qū)；3-3-邊界層；邊界層；4-4-外邊界；外邊界；5-5-內邊界；內邊界；6-6-源點；源點；7-7-擴展角；擴展角；8-8-速度分布速度分布等溫自由射流的結構特等溫自由

7、射流的結構特性及速度分布性及速度分布W WH H=0=0，C CH H=0=0，T TH HTT0 0直流射流空氣動力特性直流射流空氣動力特性 湍流自由射流湍流自由射流是直流燃燒器各噴口以較高的初速（是直流燃燒器各噴口以較高的初速（ReRe10105 5）和一定）和一定的濃度，射入尺寸很大的爐膛空間的濃度，射入尺寸很大的爐膛空間（爐膛內充滿高溫、靜止介質（煙（爐膛內充滿高溫、靜止介質（煙氣），煤粉濃度為零）氣），煤粉濃度為零）的煤粉氣流的煤粉氣流 湍流自由射流除了做整體運動外，流體微團還具有縱向脈動和橫向湍流自由射流除了做整體運動外，流體微團還具有縱向脈動和橫向脈動，后者對對熱質交換起著重要作

8、用脈動，后者對對熱質交換起著重要作用1-1-噴口；噴口；2-2-核心區(qū)；核心區(qū)；3-3-邊界層；邊界層；4-4-外邊界；外邊界；5-5-內邊界；內邊界；6-6-源點；源點；7-7-擴展角；擴展角；8-8-速度分布速度分布W WH H=0=0，C CH H=0=0，T TH HTT0 0直流射流空氣動力特性直流射流空氣動力特性 射流（煤粉氣流）自噴口噴出后，沿著軸線方向運動，其邊界上的流體射流（煤粉氣流）自噴口噴出后，沿著軸線方向運動，其邊界上的流體微團不斷與周圍介質發(fā)生熱質交換和動量交換，將部分周圍高溫、靜止介質微團不斷與周圍介質發(fā)生熱質交換和動量交換，將部分周圍高溫、靜止介質卷吸到射流中來，

9、并隨射流一起運動卷吸到射流中來，并隨射流一起運動 射流橫斷面不斷擴展，射流橫斷面不斷擴展，流量流量Q增加；煤粉濃度增加；煤粉濃度C下降；溫度下降；溫度T升高；軸升高；軸向速度向速度W逐漸減慢，逐漸減慢，最后射流的能量完全消失在空間介質中最后射流的能量完全消失在空間介質中直流射流空氣動力特性直流射流空氣動力特性 卷吸量卷吸量 Q Q 外邊界卷吸的高溫煙氣量外邊界卷吸的高溫煙氣量 圓形噴口的卷吸量大于矩形噴口；圓形噴口的卷吸量大于矩形噴口； 一個噴口分成總面積相等的若干個小噴口，卷吸量是增加的一個噴口分成總面積相等的若干個小噴口，卷吸量是增加的 直流直流Q Q漩流漩流Q Q；直流射流適用于無煙煤，

10、后期混合好；直流射流適用于無煙煤，后期混合好 顯然，射流卷吸周圍氣體越多，衰減較快。顯然，射流卷吸周圍氣體越多，衰減較快。 直流湍流自由射流的直流湍流自由射流的卷吸量相對較小，而射流的衰減較慢卷吸量相對較小，而射流的衰減較慢 射程射程 L L 射流軸向速度射流軸向速度w wm m與射流初始速度與射流初始速度w w0 0的比值降低到某一不為零的比值降低到某一不為零的數(shù)值（如的數(shù)值（如0.05）時的截面與噴口間的距離）時的截面與噴口間的距離 射程射程反映軸向速度反映軸向速度w wm m沿射流運動方向衰減的程度，即射流對周圍氣體沿射流運動方向衰減的程度，即射流對周圍氣體的穿透能力的穿透能力 。直流射

11、程。直流射程L漩流射程漩流射程L 射流的剛度射流的剛度 射流組的流動過程射流組的流動過程 射流在有限空間內，抵抗外界干擾不發(fā)生偏離軸線的能力。剛度不射流在有限空間內，抵抗外界干擾不發(fā)生偏離軸線的能力。剛度不夠，射流偏移到爐墻，可能引起結渣；偏向其他射流，會干擾其正常工夠，射流偏移到爐墻，可能引起結渣；偏向其他射流，會干擾其正常工作作 射流的初始動量越大，剛度越大射流的初始動量越大，剛度越大 擴展角擴展角 可決定射流的形狀及兩相鄰射流開始可決定射流的形狀及兩相鄰射流開始混合點，其位置對煤粉氣流著火和氧化劑的混合點，其位置對煤粉氣流著火和氧化劑的及時補充有很大影響，直流湍流自由射流的及時補充有很大

12、影響，直流湍流自由射流的相對較小相對較小直流射流空氣動力特性直流射流空氣動力特性直流燃燒器均等配風直流燃燒器均等配風 均等配風均等配風燃燒器燃燒器一、二次風噴口相間布置，一、二次風噴口相間布置，即在二個即在二個一次風噴口之間均等布置一個或二個二次風噴口，各二一次風噴口之間均等布置一個或二個二次風噴口，各二次風噴口的風量分配較均勻次風噴口的風量分配較均勻 均等配風均等配風燃燒器燃燒器一、二次風口間距較小，一、二次風口間距較小，有利于一、有利于一、二次風的較早混合，二次風的較早混合，使一次風煤粉氣流著火后能迅速獲使一次風煤粉氣流著火后能迅速獲得足夠的空氣，達到完全燃燒得足夠的空氣，達到完全燃燒 直

13、流燃燒器的一、二、三次風分別由垂直布置的一組圓形或矩形的直流燃燒器的一、二、三次風分別由垂直布置的一組圓形或矩形的噴口以直流湍流自由射流的形式噴入爐膛，噴口以直流湍流自由射流的形式噴入爐膛，根據(jù)燃煤特性不同，一、二根據(jù)燃煤特性不同，一、二次風噴口的排列方式可分為均等配風和分級配風次風噴口的排列方式可分為均等配風和分級配風 均等配風均等配風適用于燃用高揮發(fā)分煤種，常稱為適用于燃用高揮發(fā)分煤種，常稱為煙煤、褐煤型配風方式煙煤、褐煤型配風方式 分級配風燃燒器分級配風燃燒器一次風噴口相對集中布置，并靠近燃燒一次風噴口相對集中布置，并靠近燃燒器的下部，二次風噴口則分層布置，一、二次風噴口間保器的下部，二

14、次風噴口則分層布置，一、二次風噴口間保持較大的距離，持較大的距離，燃燒所需要的二次風分階段送入燃燒的煤燃燒所需要的二次風分階段送入燃燒的煤粉氣流中，強化氣流的后期混合，粉氣流中，強化氣流的后期混合，促使燃料燃燒與燃盡促使燃料燃燒與燃盡 分級配風燃燒器分級配風燃燒器一次風噴口高寬比大，卷吸量大；煤一次風噴口高寬比大，卷吸量大；煤粉氣流相對集中，火焰中心溫度高，有利于低揮發(fā)分煤的粉氣流相對集中，火焰中心溫度高，有利于低揮發(fā)分煤的著火、燃燒著火、燃燒 直流燃燒器分級配風直流燃燒器分級配風 分級配風分級配風適合于燃用低揮發(fā)分煤種或劣質煤，常稱為適合于燃用低揮發(fā)分煤種或劣質煤，常稱為無煙煤和貧煤配風方式

15、無煙煤和貧煤配風方式 下二次風下二次風 防止煤粉離析，避免未燃燒的煤粉直接落入灰斗；托住火防止煤粉離析，避免未燃燒的煤粉直接落入灰斗；托住火焰不致過分下沖，避免冷灰斗結渣，風量較小焰不致過分下沖，避免冷灰斗結渣，風量較小 中二次風中二次風 是均等配風方式煤粉燃燒階段所需氧氣和湍流擾動的主要是均等配風方式煤粉燃燒階段所需氧氣和湍流擾動的主要風源，風量較大風源，風量較大 上二次風上二次風 提供適量的空氣保證煤粉燃盡，是分級配風方式煤粉燃燒提供適量的空氣保證煤粉燃盡，是分級配風方式煤粉燃燒和燃盡的主要風源，風量較大和燃盡的主要風源，風量較大 燃盡風燃盡風 噴口位于整組燃燒器的最上部（三次風噴口之上）

16、，送入剩噴口位于整組燃燒器的最上部（三次風噴口之上），送入剩余余15%15%的空氣，實現(xiàn)富燃料燃燒，抑制燃燒區(qū)段溫度，達到分級燃燒目的，的空氣，實現(xiàn)富燃料燃燒，抑制燃燒區(qū)段溫度，達到分級燃燒目的，有效減少爐內有效減少爐內NONOX X生成量，有利于燃料的燃盡生成量，有利于燃料的燃盡 周界風周界風 位于一次風噴口的四周，周界風的風層?。伙L量??；風速較位于一次風噴口的四周，周界風的風層?。伙L量?。伙L速較高。可防止噴口燒壞，適應煤質的變化高?？煞乐箛娍跓龎模m應煤質的變化 此外，可布置的二次風還有側二次風、中心十字二次風和夾心風等此外，可布置的二次風還有側二次風、中心十字二次風和夾心風等 直流燃燒器

17、各層二次風的作用直流燃燒器各層二次風的作用直流燃燒器四角布置切圓燃燒方式直流燃燒器四角布置切圓燃燒方式 切圓燃燒方式直流燃燒器的布置切圓燃燒方式直流燃燒器的布置 爐膛四角或接近四角布置，爐膛四角或接近四角布置，四個角燃燒器出口氣流的軸線與爐膛中心的一個或兩個假想圓相切，使四個角燃燒器出口氣流的軸線與爐膛中心的一個或兩個假想圓相切，使氣流在爐內強烈旋轉（圖氣流在爐內強烈旋轉（圖5-65-6） 切圓燃燒方式的特點切圓燃燒方式的特點 煤粉氣流著火所需熱量，煤粉氣流著火所需熱量，除依靠除依靠本身外邊界卷吸煙氣和接受爐膛輻本身外邊界卷吸煙氣和接受爐膛輻射熱以外，射熱以外，主要是靠來自上游鄰角主要是靠來自

18、上游鄰角正在劇烈燃燒的火焰的沖擊和加熱，正在劇烈燃燒的火焰的沖擊和加熱，著火條件好著火條件好 火焰在爐內充滿度較好，燃燒后火焰在爐內充滿度較好，燃燒后期氣流擾動較強，期氣流擾動較強，有利于燃盡，煤有利于燃盡，煤種適應性強種適應性強 風粉管布置復雜風粉管布置復雜一次風煤粉氣流的偏斜一次風煤粉氣流的偏斜 切圓燃燒方式切圓燃燒方式實際氣流并不能完全沿軸線方向前進，會出現(xiàn)一定的實際氣流并不能完全沿軸線方向前進，會出現(xiàn)一定的偏斜，嚴重時會導致燃燒器出口射流貼墻或沖墻。造成爐膛水冷壁結渣偏斜，嚴重時會導致燃燒器出口射流貼墻或沖墻。造成爐膛水冷壁結渣 鄰角氣流的橫向推力鄰角氣流的橫向推力 其大小取決其大小取

19、決于四角射流的旋轉動量矩。其中二次風射于四角射流的旋轉動量矩。其中二次風射流動量矩起主要作用；一次風射流本身的流動量矩起主要作用；一次風射流本身的動量（剛性）則是維持氣流不偏斜的內在動量（剛性）則是維持氣流不偏斜的內在因素因素 。 增加一次風動量或減少二次風動量，增加一次風動量或減少二次風動量，可減輕一次風射流的偏斜。但一次風速受可減輕一次風射流的偏斜。但一次風速受著火條件限制，不能相應提高；而為加強著火條件限制，不能相應提高；而為加強爐內氣流的擾動，二次風速也不宜降低。爐內氣流的擾動，二次風速也不宜降低。一、二次風速推薦值見一、二次風速推薦值見P80表表5-5 假想切圓直徑假想切圓直徑d d

20、JXJX 較大的較大的d dJXJX可使鄰角火炬的高溫煙氣更易達到下角可使鄰角火炬的高溫煙氣更易達到下角射流的根部，擾動更強烈，有利于煤粉氣流著火、燃盡；射流的根部，擾動更強烈，有利于煤粉氣流著火、燃盡； 但但d dJXJX過大，射過大，射流偏斜增大，容易引起水冷壁結渣；爐膛出口較大的殘余旋轉會引起煙流偏斜增大，容易引起水冷壁結渣；爐膛出口較大的殘余旋轉會引起煙溫和過熱汽溫偏差溫和過熱汽溫偏差一次風煤粉氣流的偏斜一次風煤粉氣流的偏斜 爐膛和燃燒器的結構特性爐膛和燃燒器的結構特性 燃燒燃燒器射流兩側卷吸煙氣形成負壓，內側器射流兩側卷吸煙氣形成負壓，內側（向火側）夾角（向火側）夾角1 1大，且有上

21、游鄰角氣大，且有上游鄰角氣流橫掃過來，補氣條件充裕；面向爐墻流橫掃過來，補氣條件充裕；面向爐墻的一側（外側）夾角的一側（外側）夾角2 2小，且需從射流小，且需從射流較遠處回流煙氣或由射流上下兩端來補較遠處回流煙氣或由射流上下兩端來補氣，補氣條件很差，射流兩側因此出現(xiàn)氣，補氣條件很差，射流兩側因此出現(xiàn)壓差，迫使射流偏向壓力低的一側壓差，迫使射流偏向壓力低的一側 旋流燃燒器出口氣流是一股繞燃燒器軸線旋轉的旋轉射流旋流燃燒器出口氣流是一股繞燃燒器軸線旋轉的旋轉射流 一、二次風用不同管道與燃燒器連接，在燃燒器內一、二次風通道隔一、二次風用不同管道與燃燒器連接，在燃燒器內一、二次風通道隔開。開。二次風射

22、流均為旋轉射流二次風射流均為旋轉射流, ,一次風射流可以是旋轉射流一次風射流可以是旋轉射流, ,也可以是直流也可以是直流射流射流 旋流射流空氣動力特性旋流射流空氣動力特性 旋流旋流射流具有比直流射流大得多的擴展角，射流中心形成回流射流具有比直流射流大得多的擴展角，射流中心形成回流區(qū)，射流內、外同時卷吸爐內高溫煙氣，區(qū)，射流內、外同時卷吸爐內高溫煙氣，卷吸量大卷吸量大 旋流燃燒器適用于旋流燃燒器適用于含揮發(fā)分較高的煤種含揮發(fā)分較高的煤種 從燃燒從燃燒器噴出的氣流具有很高的切向速度器噴出的氣流具有很高的切向速度和足夠大的軸向速度，和足夠大的軸向速度，早期湍動混合強烈早期湍動混合強烈 軸向速度衰減較

23、快，射流射程較短，后期擾軸向速度衰減較快，射流射程較短，后期擾動較弱動較弱旋流射流空氣動力特性旋流射流空氣動力特性 旋流強度旋流強度n n 表征旋轉射流旋轉程度的特征參數(shù)，隨著表征旋轉射流旋轉程度的特征參數(shù)，隨著n n的不同，旋轉的不同，旋轉射流有三種不同的流動狀態(tài)射流有三種不同的流動狀態(tài) 封閉氣流封閉氣流 n n 較小，較小，弱旋或不旋，中心沒有回流區(qū)或回流區(qū)較小，回流弱旋或不旋，中心沒有回流區(qū)或回流區(qū)較小，回流區(qū)負壓小，主射流受到壓縮，旋轉射流呈封閉狀態(tài)，其特性接近直流射流區(qū)負壓小，主射流受到壓縮，旋轉射流呈封閉狀態(tài)，其特性接近直流射流 開放氣流開放氣流 n 較大，較大，射流內、外側的壓力

24、差逐漸接近，射流中心形成較射流內、外側的壓力差逐漸接近，射流中心形成較大回流區(qū)，延長到速度很低處才封閉，形成開放式的結構大回流區(qū)，延長到速度很低處才封閉，形成開放式的結構 全擴散氣流全擴散氣流 n 和擴展角很大，和擴展角很大，射流外卷吸作用強烈，使外側壓力小射流外卷吸作用強烈，使外側壓力小于中心壓力，整個射流向外全部張開，外側回流區(qū)全部消失于中心壓力，整個射流向外全部張開，外側回流區(qū)全部消失旋流燃燒器的類型旋流燃燒器的類型旋流燃燒器旋流燃燒器 根據(jù)旋流器的結構不同，旋流燃燒器分為根據(jù)旋流器的結構不同，旋流燃燒器分為 蝸殼式旋流燃燒器蝸殼式旋流燃燒器 采用蝸殼作旋流器采用蝸殼作旋流器 葉片式旋流

25、燃燒器葉片式旋流燃燒器 采用葉片作旋流器采用葉片作旋流器旋流燃燒器的類型旋流燃燒器的類型 直流蝸殼式直流蝸殼式 雙蝸殼式雙蝸殼式 軸向可動葉輪式軸向可動葉輪式 旋流燃燒器的布置旋流燃燒器的布置 旋流燃燒器前墻布置旋流燃燒器前墻布置 不受爐膛截面寬、深比限不受爐膛截面寬、深比限制，布置方便，與磨煤機聯(lián)接制，布置方便，與磨煤機聯(lián)接煤粉管道短煤粉管道短 主氣流上下兩端形成明顯主氣流上下兩端形成明顯的停滯旋渦區(qū)，爐膛火焰的充的停滯旋渦區(qū)，爐膛火焰的充滿程度較差，爐內火焰的擾動滿程度較差，爐內火焰的擾動較差，不利于燃燒后期的擾動較差，不利于燃燒后期的擾動和混合和混合 旋流燃燒器的布置旋流燃燒器的布置 燃

26、燒器前后墻或兩側墻布置燃燒器前后墻或兩側墻布置 兩面墻上燃燒器噴出的火炬在爐膛中兩面墻上燃燒器噴出的火炬在爐膛中央互相撞擊后，火焰大部分向爐膛上方運央互相撞擊后，火焰大部分向爐膛上方運動，爐內的火焰充滿程度較好，擾動性也動，爐內的火焰充滿程度較好，擾動性也較強較強 若對沖的兩個燃燒器負荷不相同，則若對沖的兩個燃燒器負荷不相同，則爐內高溫火焰將向一側偏移，造成結渣爐內高溫火焰將向一側偏移，造成結渣 旋流燃燒器爐頂布置旋流燃燒器爐頂布置只在采用只在采用W W火火焰燃燒技術的較矮的下爐膛中才應用焰燃燒技術的較矮的下爐膛中才應用煤粉火炬的穩(wěn)燃技術煤粉火炬的穩(wěn)燃技術 利用燃燒器的各種結構產(chǎn)生局部煙氣的回

27、流，增強對煤粉利用燃燒器的各種結構產(chǎn)生局部煙氣的回流，增強對煤粉氣流供熱能力氣流供熱能力 用飩體產(chǎn)生回流，如鈍體燃燒器等；用飩體產(chǎn)生回流，如鈍體燃燒器等； 用速度差產(chǎn)生回流，如大速差同軸射流燃燒器；用速度差產(chǎn)生回流，如大速差同軸射流燃燒器； 用葉片產(chǎn)生回流，如旋流預燃室；用葉片產(chǎn)生回流，如旋流預燃室； 采用各種方法使煤粉氣流在進入采用各種方法使煤粉氣流在進入爐膛之前進行濃縮分離，爐膛之前進行濃縮分離，濃相濃相(0.8 (0.8 1.2kg1.2kg煤粉煤粉/kg/kg空氣空氣) )處于爐膛內的處于爐膛內的向火面，有利于著火和燃燒，煤粉淡相向火面，有利于著火和燃燒，煤粉淡相(0.2(0.20.4

28、kg0.4kg煤粉煤粉/kg/kg空氣空氣) )處于水冷壁面，處于水冷壁面，可減緩水冷壁遭受煤粉的沖刷磨損、高溫可減緩水冷壁遭受煤粉的沖刷磨損、高溫腐蝕和結渣腐蝕和結渣鈍鈍 體體 燃燃 燒燒 器器 鈍體燃燒器是在直流燃燒器靠近一次風噴口鈍體燃燒器是在直流燃燒器靠近一次風噴口1 1出口處安裝出口處安裝一個三角形的非流線形物體一個三角形的非流線形物體鈍體鈍體2 2 煤粉空氣流經(jīng)鈍體后，在鈍體后面煤粉空氣流經(jīng)鈍體后，在鈍體后面產(chǎn)生一個較大的高溫回流區(qū)產(chǎn)生一個較大的高溫回流區(qū)3 3 煤粉氣流由噴口射出，遇到鈍體后，由于煤粉顆粒慣性大，在回流區(qū)煤粉氣流由噴口射出，遇到鈍體后，由于煤粉顆粒慣性大，在回流區(qū)

29、邊緣附近集聚，邊緣附近集聚，形成一個高煤粉濃度區(qū)域形成一個高煤粉濃度區(qū)域 在鈍體的導流下，一次風射流的擴展角顯著增大，射流在鈍體的導流下，一次風射流的擴展角顯著增大，射流外邊界卷吸高外邊界卷吸高溫煙氣的能力有所增加溫煙氣的能力有所增加 高濃度煤粉的穩(wěn)燃作用高濃度煤粉的穩(wěn)燃作用提高煤粉化學反應速度提高煤粉化學反應速度降低煤粉氣流著火溫度降低煤粉氣流著火溫度減少減少煤粉氣流的煤粉氣流的著火熱著火熱增加輻射吸熱量增加輻射吸熱量降低污染物降低污染物Nox的排放的排放穩(wěn)燃腔煤粉燃燒器穩(wěn)燃腔煤粉燃燒器 穩(wěn)燃腔煤粉燃燒器由穩(wěn)燃腔腔體、鈍體和煤粉濃淡分離三角滑塊組成穩(wěn)燃腔煤粉燃燒器由穩(wěn)燃腔腔體、鈍體和煤粉濃淡

30、分離三角滑塊組成 穩(wěn)燃腔腔體穩(wěn)燃腔腔體 腔體使鈍體后腔體使鈍體后回流區(qū)封閉，回流區(qū)封閉，煤粉氣流經(jīng)鈍體后一段距離煤粉氣流經(jīng)鈍體后一段距離仍匯合成一股氣流，不致改變爐內氣體動力場；將鈍體置于腔體內，鈍體仍匯合成一股氣流，不致改變爐內氣體動力場；將鈍體置于腔體內，鈍體前腔體有一漸擴段，相對減低了氣流的速度，可避免前腔體有一漸擴段，相對減低了氣流的速度，可避免鈍體燒壞，減輕磨損鈍體燒壞，減輕磨損 三角形滑塊三角形滑塊 一次風直管段中的三一次風直管段中的三角形滑塊角形滑塊可可進行煤粉的濃淡分離進行煤粉的濃淡分離，在，在燃燒器出口得到所需的煤粉濃相和淡燃燒器出口得到所需的煤粉濃相和淡相進入爐膛燃燒相進入

31、爐膛燃燒 鈍體鈍體 置于穩(wěn)燃腔腔體中，煤粉氣流流經(jīng)鈍體后置于穩(wěn)燃腔腔體中，煤粉氣流流經(jīng)鈍體后形成一個回流區(qū)，形成一個回流區(qū)，卷吸卷吸爐內的高溫煙氣加熱煤粉氣流，強化著火、燃燒爐內的高溫煙氣加熱煤粉氣流，強化著火、燃燒 雙通道煤粉燃燒器雙通道煤粉燃燒器 原燃燒器原燃燒器一次風噴口上、下側各開一個一次風口，形成雙一次風通道一次風噴口上、下側各開一個一次風口，形成雙一次風通道 兩股一次風以貼壁射流形式進入一突擴室，兩股一次風以貼壁射流形式進入一突擴室，其間形成高溫煙氣回流，其間形成高溫煙氣回流，穩(wěn)定煤粉的著火和燃燒穩(wěn)定煤粉的著火和燃燒 兩個一次風噴口兩側壁腰部布置腰部二次風兩個一次風噴口兩側壁腰部布

32、置腰部二次風 腰部風全開，可屏蔽一次風形成的高溫煙氣回流，腰部風全開，可屏蔽一次風形成的高溫煙氣回流，用于調節(jié)煤粉著火用于調節(jié)煤粉著火點位置，避免燃燒器兩側壁過熱與結渣點位置，避免燃燒器兩側壁過熱與結渣雙通道煤粉燃燒器雙通道煤粉燃燒器 下一次風口兩側各裝下一次風口兩側各裝1 1個直徑為個直徑為6 68mm8mm的高速蒸汽射流管的高速蒸汽射流管 流速可在流速可在0 0音速之間調節(jié)。高速氣流產(chǎn)生的強烈回流與一次風射流音速之間調節(jié)。高速氣流產(chǎn)生的強烈回流與一次風射流產(chǎn)生的煙氣回流重合，進一步強化下一次風粉的著火；根據(jù)不同煤種對著產(chǎn)生的煙氣回流重合，進一步強化下一次風粉的著火；根據(jù)不同煤種對著火熱的要

33、求，火熱的要求，通過改變高速蒸汽射流的壓力可改變高溫煙氣回流量。通過改變高速蒸汽射流的壓力可改變高溫煙氣回流量。 適用于極難燃煤種。適用于極難燃煤種。 雙通道煤粉燃燒器是通過改變腰部二次風風量和高速射流蒸汽壓力來雙通道煤粉燃燒器是通過改變腰部二次風風量和高速射流蒸汽壓力來控制煤粉著火，達到低負荷穩(wěn)燃和適應煤種變化的目的控制煤粉著火，達到低負荷穩(wěn)燃和適應煤種變化的目的水平濃縮煤粉燃燒器水平濃縮煤粉燃燒器 燃燒器一次風管內采用百葉窗式濃縮器燃燒器一次風管內采用百葉窗式濃縮器 百葉窗百葉窗將一次風在水平方向上分成濃、淡兩股氣流，百葉窗的最后一將一次風在水平方向上分成濃、淡兩股氣流，百葉窗的最后一級葉

34、片可調，用來調節(jié)煤粉的濃縮比，以滿足各種負荷和煤種變化的需要級葉片可調，用來調節(jié)煤粉的濃縮比，以滿足各種負荷和煤種變化的需要 燃燒器出口設置鈍體和側面風燃燒器出口設置鈍體和側面風 鈍體鈍體用來形成一定的煙氣回流起穩(wěn)燃作用，用來形成一定的煙氣回流起穩(wěn)燃作用，側面風側面風可保護水冷壁避免可保護水冷壁避免高溫腐蝕和結渣高溫腐蝕和結渣WR WR 燃燃 燒燒 器器 煤粉氣流通過管道彎頭時，受離心力的作用分成濃淡兩股，煤粉氣流通過管道彎頭時，受離心力的作用分成濃淡兩股，噴嘴中間噴嘴中間的水平肋片將其保持到離開噴口以后的一段距離，形成煤粉濃淡偏差燃燒的水平肋片將其保持到離開噴口以后的一段距離，形成煤粉濃淡偏

35、差燃燒 煤粉噴嘴出口處的波紋擴流錐，可在噴嘴出口形成一個穩(wěn)定的回流區(qū)，煤粉噴嘴出口處的波紋擴流錐，可在噴嘴出口形成一個穩(wěn)定的回流區(qū)，將高溫煙氣不斷回流到煤粉火炬的根部，以維持煤粉氣流的穩(wěn)著火將高溫煙氣不斷回流到煤粉火炬的根部，以維持煤粉氣流的穩(wěn)著火 WR WR 燃燒器又稱直流式寬調節(jié)比擺動燃燒器，是一種高濃度煤粉燃燒器燃燒器又稱直流式寬調節(jié)比擺動燃燒器，是一種高濃度煤粉燃燒器結構簡單，由噴嘴前端板、波紋擴流錐及噴嘴整體套裝而成結構簡單，由噴嘴前端板、波紋擴流錐及噴嘴整體套裝而成 一次風噴嘴設有周界風，可避免一次風噴口燒壞；一次風噴嘴設有周界風，可避免一次風噴口燒壞；由于周界風和一次由于周界風和

36、一次風首先混合，還可調節(jié)一次風煤粉濃度，以適應煤種變化風首先混合，還可調節(jié)一次風煤粉濃度，以適應煤種變化W W型火焰爐膛結構型火焰爐膛結構 W W形火焰爐膛由下部的拱型著火爐膛形火焰爐膛由下部的拱型著火爐膛（燃燒室）和（燃燒室）和上部的輻射爐膛上部的輻射爐膛（燃盡室）（燃盡室）組成。前者的深度比后者約大組成。前者的深度比后者約大8080120%120% 燃盡室前后墻向外擴展構成爐頂拱，燃盡室前后墻向外擴展構成爐頂拱，并布置燃燒器，并布置燃燒器，煤粉氣流和二次風從爐煤粉氣流和二次風從爐頂拱向下噴射，在燃燒室下部與三次風頂拱向下噴射，在燃燒室下部與三次風相遇后，再相遇后，再1800 轉彎向上流經(jīng)燃

37、盡室爐轉彎向上流經(jīng)燃盡室爐膛，形成膛，形成W W形火焰。形火焰。W W型火焰燃燒方式的特點型火焰燃燒方式的特點 爐膛溫度高爐膛溫度高 煤粉噴嘴出口處于燃燒中心煤粉噴嘴出口處于燃燒中心 爐頂拱的輻射傳熱可提供部分著火熱，同時爐頂拱的輻射傳熱可提供部分著火熱，同時可減少對燃盡室的放熱可減少對燃盡室的放熱 著火區(qū)水冷壁敷設衛(wèi)燃帶著火區(qū)水冷壁敷設衛(wèi)燃帶 較低的較低的NOxNOx生成量生成量 空氣沿著火焰行程逐步加入，易實現(xiàn)分級配空氣沿著火焰行程逐步加入，易實現(xiàn)分級配風，分段燃燒風，分段燃燒 。可控制較低的過?？諝庀禂?shù)可控制較低的過剩空氣系數(shù) 爐膛內的火焰行程長，增加了煤粉在爐膛內的火焰行程長，增加了煤

38、粉在爐內的停留時間爐內的停留時間 W W型火焰燃燒方式的特點型火焰燃燒方式的特點 煙氣中的飛灰含量少煙氣中的飛灰含量少火焰在下部著火爐膛底部轉彎火焰在下部著火爐膛底部轉彎180180向上流動時，向上流動時，可使煙氣中部分飛灰分離出來可使煙氣中部分飛灰分離出來 有利于組織良好的著火、燃燒過程有利于組織良好的著火、燃燒過程可以采用直流燃燒器或軸向可動葉片旋流燃燒器，可以采用直流燃燒器或軸向可動葉片旋流燃燒器，也可采用高濃度煤粉燃燒器也可采用高濃度煤粉燃燒器 有良好的負荷調節(jié)性能有良好的負荷調節(jié)性能負荷變化時，下部著火爐膛火焰中心溫度變化不大負荷變化時，下部著火爐膛火焰中心溫度變化不大適用于無煙煤等

39、低揮發(fā)分煤的燃燒適用于無煙煤等低揮發(fā)分煤的燃燒旋風分離式煤粉燃燒器旋風分離式煤粉燃燒器 5050的空氣和少量（約占的空氣和少量（約占10102020）煤粉組成的低濃度煤粉氣流從）煤粉組成的低濃度煤粉氣流從旋風分離器上部的抽氣管通過燃燒器乏氣噴嘴送入爐膛旋風分離器上部的抽氣管通過燃燒器乏氣噴嘴送入爐膛（三次風）（三次風） 5050的空氣和的空氣和80%以上的煤粉形成的高濃以上的煤粉形成的高濃度煤粉氣流度煤粉氣流從旋風分離器下部流出，然后垂從旋風分離器下部流出，然后垂直向下通過主燃燒器進入爐膛直向下通過主燃燒器進入爐膛（一次風）（一次風） 調節(jié)乏氣量是適應煤種變化的一種手段調節(jié)乏氣量是適應煤種變化

40、的一種手段 煤質變差，開大乏氣調節(jié)擋板，抽出的煤質變差，開大乏氣調節(jié)擋板，抽出的乏氣量增加，煤粉濃度隨之增加，有利于煤乏氣量增加，煤粉濃度隨之增加，有利于煤粉氣流的著火，燃燒粉氣流的著火，燃燒 主燃燒器兩側有高速主燃燒器兩側有高速二次風二次風氣流同時噴入氣流同時噴入N0N0X X、S0S0X X的控制技術的控制技術 影響影響NONOx x生成的主要因素生成的主要因素溫度溫度 燃燒過程中，溫度越高，生成的燃燒過程中，溫度越高，生成的NONOx x量越大量越大過?？諝庀禂?shù)過剩空氣系數(shù) =1.1=1.11.21.2范圍內，范圍內，NONOx x的生成量最大，偏離這個范圍的生成量最大，偏離這個范圍NO

41、NOx x的生成量明顯減少的生成量明顯減少燃煤性質燃煤性質 燃煤中的含燃煤中的含N N 量越高，燃燒過程中轉化為量越高，燃燒過程中轉化為NONOx x也就越多也就越多 低低NONOx x的燃燒技術的燃燒技術 主要有主要有分級燃燒，再燃燒法，濃淡偏差燃燒，低氧燃燒分級燃燒，再燃燒法，濃淡偏差燃燒，低氧燃燒和和煙氣再循環(huán)等煙氣再循環(huán)等 硫的脫除技術硫的脫除技術 主要有主要有煤炭脫硫、燃燒過程脫硫和煙氣脫硫煤炭脫硫、燃燒過程脫硫和煙氣脫硫 對于電站鍋爐設備，爐內噴鈣脫硫是一種較簡便的方法對于電站鍋爐設備，爐內噴鈣脫硫是一種較簡便的方法 分級（空氣）燃燒分級（空氣）燃燒 空氣分級燃燒空氣分級燃燒 將燃燒所需的空氣分兩階段從燃燒器送入將燃燒所需的空氣分兩階段從燃燒器送入 第一級第一級 送入理論空氣量的送入理論空氣量的80%80%左右，使燃料在缺氧、富燃條件下燃左右，使燃料在缺氧、富燃條件下燃燒燒 ，燃燒速度和爐膛溫度降低，抑制了，燃燒速度和爐膛溫度降低，抑制了NoNox x 的生成的