第五節(jié)新型煤粉爐燃燒器的種類及原理

1、第五節(jié)第五節(jié) 新型煤粉爐燃燒器的種新型煤粉爐燃燒器的種類及原理類及原理燃燒穩(wěn)定性的技術(shù)措施可歸納如下：燃燒穩(wěn)定性的技術(shù)措施可歸納如下：一、制粉系統(tǒng)方面一、制粉系統(tǒng)方面1.1.加強(qiáng)燃煤的統(tǒng)籌調(diào)度和管理，盡量避加強(qiáng)燃煤的統(tǒng)籌調(diào)度和管理，盡量避免煤質(zhì)的大幅度變化。免煤質(zhì)的大幅度變化。2.2.根據(jù)煤質(zhì)特性、磨煤機(jī)型式、燃燒方根據(jù)煤質(zhì)特性、磨煤機(jī)型式、燃燒方式、爐膛結(jié)構(gòu)和熱負(fù)荷等因素，選擇經(jīng)式、爐膛結(jié)構(gòu)和熱負(fù)荷等因素，選擇經(jīng)濟(jì)的煤粉細(xì)度。濟(jì)的煤粉細(xì)度。3.3.提高一次風(fēng)粉混合物溫度。提高一次風(fēng)粉混合物溫度。4.4.提高風(fēng)粉混合物中煤粉濃度。提高風(fēng)粉混合物中煤粉濃度。二、爐膛設(shè)計(jì)方面合理選擇爐型。爐膛的結(jié)

2、構(gòu)對爐內(nèi)空氣動力特性和傳熱條件有直接影響。它關(guān)系到爐內(nèi)煙氣溫度水平、一次風(fēng)粉氣流與高溫?zé)煔獾臒崃亢唾|(zhì)量交換等，即直接影響煤粉氣流的著火和穩(wěn)燃。 三、燃燒方面三、燃燒方面 （1 1）在燃燒器出口建立起有利的）在燃燒器出口建立起有利的著火區(qū)。著火區(qū)。 （2 2）合理的噴口布置和配風(fēng)。）合理的噴口布置和配風(fēng)。 （3 3）增加預(yù)燃室點(diǎn)火穩(wěn)燃裝置，）增加預(yù)燃室點(diǎn)火穩(wěn)燃裝置，提供穩(wěn)定的著火和穩(wěn)燃熱源。提供穩(wěn)定的著火和穩(wěn)燃熱源。 在上述各項(xiàng)技術(shù)措施中，最關(guān)鍵的是燃燒在上述各項(xiàng)技術(shù)措施中，最關(guān)鍵的是燃燒器的作用。器的作用。四、新型煤粉燃燒器的主要類型介四、新型煤粉燃燒器的主要類型介紹如下紹如下 1 1、煤粉預(yù)

3、燃室燃燒器、煤粉預(yù)燃室燃燒器 這是我國研究最早、目前應(yīng)用最廣泛這是我國研究最早、目前應(yīng)用最廣泛的新型煤粉燃燒器裝置。的新型煤粉燃燒器裝置。 預(yù)燃室燃燒器是由耐火材料或耐熱鋼預(yù)燃室燃燒器是由耐火材料或耐熱鋼板制造的前置燃燒室。板制造的前置燃燒室。 2 2、鈍體燃燒器、鈍體燃燒器 該型燃燒器是華中理工大學(xué)于該型燃燒器是華中理工大學(xué)于8080年代初研制的，年代初研制的，其應(yīng)用范圍僅次于預(yù)燃室燃燒器。多用在燃用劣其應(yīng)用范圍僅次于預(yù)燃室燃燒器。多用在燃用劣質(zhì)煙煤、貧煤和無煙煤的鍋爐上，用作穩(wěn)定火焰質(zhì)煙煤、貧煤和無煙煤的鍋爐上，用作穩(wěn)定火焰和改善燃燒。和改善燃燒。 它是在角置式煤粉燃燒器每個角一次風(fēng)噴口出

4、口它是在角置式煤粉燃燒器每個角一次風(fēng)噴口出口處，設(shè)置一個非流線形物體處，設(shè)置一個非流線形物體鈍體，使煤粉氣鈍體，使煤粉氣流在鈍體的尾跡區(qū)產(chǎn)生回流，卷吸高溫?zé)煔?，以流在鈍體的尾跡區(qū)產(chǎn)生回流，卷吸高溫?zé)煔?，以利于燃料的著火和火焰的穩(wěn)定。著火后的煤粉火利于燃料的著火和火焰的穩(wěn)定。著火后的煤粉火炬在爐膛內(nèi)組成四角切圓燃燒。炬在爐膛內(nèi)組成四角切圓燃燒。 3 3、火焰穩(wěn)定船燃燒器、火焰穩(wěn)定船燃燒器 又稱船型煤粉燃燒器是由清華大學(xué)于又稱船型煤粉燃燒器是由清華大學(xué)于8080年代中期年代中期研制成功的。研制成功的。 其結(jié)構(gòu)為在常規(guī)直流煤粉燃燒器一次風(fēng)口內(nèi)加裝其結(jié)構(gòu)為在常規(guī)直流煤粉燃燒器一次風(fēng)口內(nèi)加裝一個船型火焰

5、穩(wěn)定器，并在其中心設(shè)有點(diǎn)火小油一個船型火焰穩(wěn)定器，并在其中心設(shè)有點(diǎn)火小油槍。槍。 采用這種結(jié)構(gòu)后，上煤粉氣流繞過它以后射入爐采用這種結(jié)構(gòu)后，上煤粉氣流繞過它以后射入爐膛，在離一次風(fēng)噴口不遠(yuǎn)處形成一個束腰射流。膛，在離一次風(fēng)噴口不遠(yuǎn)處形成一個束腰射流。在束腰部的兩側(cè)外緣形成高溫、高煤粉濃度和有在束腰部的兩側(cè)外緣形成高溫、高煤粉濃度和有適當(dāng)氧氣濃度的區(qū)域，成為點(diǎn)燃煤粉氣流的良好適當(dāng)氧氣濃度的區(qū)域，成為點(diǎn)燃煤粉氣流的良好著火熱源，從而穩(wěn)定爐內(nèi)燃燒。著火熱源，從而穩(wěn)定爐內(nèi)燃燒。4 4、濃淡燃燒器、濃淡燃燒器濃淡燃燒器利用離心力或慣性力將一次風(fēng)煤粉濃淡燃燒器利用離心力或慣性力將一次風(fēng)煤粉氣流分成富粉流和

6、貧粉流兩股氣流，分別通過氣流分成富粉流和貧粉流兩股氣流，分別通過不同噴口進(jìn)入爐膛內(nèi)燃燒。不同噴口進(jìn)入爐膛內(nèi)燃燒。這樣，可在一次風(fēng)總量不變的條件下，分離出這樣，可在一次風(fēng)總量不變的條件下，分離出一股高煤粉濃度的富粉流。由于高濃度煤粉氣一股高煤粉濃度的富粉流。由于高濃度煤粉氣流具有良好的著火和穩(wěn)燃性，因此它不需要特流具有良好的著火和穩(wěn)燃性，因此它不需要特別強(qiáng)的熱回流。別強(qiáng)的熱回流。這樣，不僅實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化著火在技術(shù)上簡單易行，這樣，不僅實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化著火在技術(shù)上簡單易行，還可避免熱回流強(qiáng)帶來的弊端。這樣燃燒器有還可避免熱回流強(qiáng)帶來的弊端。這樣燃燒器有較寬的煤種適應(yīng)性，不僅用于燃用高灰分劣質(zhì)較寬的煤種適應(yīng)性，不

7、僅用于燃用高灰分劣質(zhì)煙煤和高水分褐煤，也用于燃用無煙煤和貧煤。煙煤和高水分褐煤，也用于燃用無煙煤和貧煤。 五、濃淡燃燒器原理五、濃淡燃燒器原理 1.1.所謂濃淡燃燒器，就是采用將煤粉所謂濃淡燃燒器，就是采用將煤粉空氣混空氣混合物氣流，即一次風(fēng)氣流分離成富粉流和貧粉流合物氣流，即一次風(fēng)氣流分離成富粉流和貧粉流兩股氣流，這樣可在一次風(fēng)總量不變的前提下提兩股氣流，這樣可在一次風(fēng)總量不變的前提下提高富粉流中的煤粉濃度。高富粉流中的煤粉濃度。 2.2.富粉流中燃料在過量空氣系數(shù)遠(yuǎn)小于富粉流中燃料在過量空氣系數(shù)遠(yuǎn)小于1 1的條件下的條件下燃燒，貧粉流中燃料則在過量空氣系數(shù)大于或接燃燒，貧粉流中燃料則在過量

8、空氣系數(shù)大于或接近近1 1的條件下燃燒，兩股氣流合起來使燃燒器出口的條件下燃燒，兩股氣流合起來使燃燒器出口的總過量空氣系數(shù)仍保持在合理的范圍內(nèi)。的總過量空氣系數(shù)仍保持在合理的范圍內(nèi)。 3.3.濃淡分離原理，濃淡分離原理， (1)(1)離心式煤粉濃縮器用在離心式煤粉濃縮器用在W W型火焰鍋爐上；型火焰鍋爐上； (2)(2)利用管道轉(zhuǎn)彎所產(chǎn)生的離心力使煤粉濃利用管道轉(zhuǎn)彎所產(chǎn)生的離心力使煤粉濃縮，在四角切圓燃燒的爐膛上得到應(yīng)用；縮，在四角切圓燃燒的爐膛上得到應(yīng)用； 百葉窗錐形軸向分離器；百葉窗錐形軸向分離器； (3)(3)帶有旋流葉片的煤粉濃縮器，用于燃用帶有旋流葉片的煤粉濃縮器，用于燃用高水分褐煤

9、的風(fēng)扇磨煤機(jī)直吹式燃燒系統(tǒng)高水分褐煤的風(fēng)扇磨煤機(jī)直吹式燃燒系統(tǒng)中。中。 4.4.穩(wěn)燃原理穩(wěn)燃原理 富粉流中煤粉濃度的提高，即該股氣流一次風(fēng)分富粉流中煤粉濃度的提高，即該股氣流一次風(fēng)分額降低，將使著火熱減少，火焰轉(zhuǎn)播速度提高，額降低，將使著火熱減少，火焰轉(zhuǎn)播速度提高，燃料著火提前。燃料著火提前。 但是，煤粉濃度并非越高越好。如果煤粉濃度過但是，煤粉濃度并非越高越好。如果煤粉濃度過高，則會因氧量不足影響揮發(fā)分燃燒，顆粒升溫高，則會因氧量不足影響揮發(fā)分燃燒，顆粒升溫速度降低，反而使火焰轉(zhuǎn)播速度下降，著火距離速度降低，反而使火焰轉(zhuǎn)播速度下降，著火距離拉長，并會產(chǎn)生煤煙。最佳煤粉濃度值與煤種有拉長，并會

10、產(chǎn)生煤煙。最佳煤粉濃度值與煤種有關(guān)低揮發(fā)分煤和劣質(zhì)煙煤的最佳值高于煙煤。關(guān)低揮發(fā)分煤和劣質(zhì)煙煤的最佳值高于煙煤。 富粉流著火后，為貧粉流提供了著火熱源，后者富粉流著火后，為貧粉流提供了著火熱源，后者隨之著火，整個火炬的燃燒穩(wěn)定性增強(qiáng)，從而擴(kuò)隨之著火，整個火炬的燃燒穩(wěn)定性增強(qiáng)，從而擴(kuò)大了鍋爐不投油助燃的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍及煤種適應(yīng)大了鍋爐不投油助燃的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍及煤種適應(yīng)性。性。 5.5.減少污染減少污染 煤粉燃燒時有煤粉燃燒時有NONO和極少量的和極少量的NO2NO2生成，它們生成，它們統(tǒng)稱為氮氧化合物，用統(tǒng)稱為氮氧化合物，用NOXNOX表示，是一種有表示，是一種有害的氣體排放物。要降低害的氣體排放

11、物。要降低NOXNOX的生成量，要的生成量，要求火焰溫度低，燃燒區(qū)段內(nèi)氧濃度小，燃求火焰溫度低，燃燒區(qū)段內(nèi)氧濃度小，燃料在高溫區(qū)內(nèi)的停留時間短。料在高溫區(qū)內(nèi)的停留時間短。 濃淡燃燒器因能降低燃燒產(chǎn)物中濃淡燃燒器因能降低燃燒產(chǎn)物中NOXNOX的排放的排放量，所以也是一種低量，所以也是一種低NOXNOX燃燒器。燃燒器。 6.6.防止結(jié)渣防止結(jié)渣 煤粉顆粒在高溫還原性氣氛下，煤灰的灰熔點(diǎn)將煤粉顆粒在高溫還原性氣氛下，煤灰的灰熔點(diǎn)將大大降低，這樣當(dāng)煙中的灰粒接觸到受熱面或爐大大降低，這樣當(dāng)煙中的灰粒接觸到受熱面或爐墻時，仍可能保持軟化狀態(tài)或熔化狀態(tài)，會粘結(jié)墻時，仍可能保持軟化狀態(tài)或熔化狀態(tài)，會粘結(jié)在壁

12、面上，形成結(jié)渣。在壁面上，形成結(jié)渣。 對于濃淡型煤粉燃燒器，將一次風(fēng)煤粉氣流沿水對于濃淡型煤粉燃燒器，將一次風(fēng)煤粉氣流沿水平方向進(jìn)行濃淡分離，淡煤粉氣流位于背火側(cè)，平方向進(jìn)行濃淡分離，淡煤粉氣流位于背火側(cè)，即水冷壁一側(cè)，使水冷壁附近煤粉濃度降低，氧即水冷壁一側(cè)，使水冷壁附近煤粉濃度降低，氧濃度提高，還原性氣氛水平下降，提高了灰粒的濃度提高，還原性氣氛水平下降，提高了灰粒的熔化溫度，可減少爐膛結(jié)渣的可能性。同時，濃熔化溫度，可減少爐膛結(jié)渣的可能性。同時，濃煤粉氣流位于向火側(cè)，有利于獲取著火熱，穩(wěn)定煤粉氣流位于向火側(cè)，有利于獲取著火熱，穩(wěn)定燃燒。燃燒。 六、鈍體燃燒器六、鈍體燃燒器 華中工學(xué)院首先提出在四角直流燃燒器咖華中工學(xué)院首先提出在四角直流燃燒器咖裝鈍體來適應(yīng)劣質(zhì)煤的著火和燃燒。裝鈍體來適應(yīng)劣質(zhì)煤的著火和燃燒。 通常鈍體安裝在一次風(fēng)出口處截面形狀為通常鈍體安裝在一次風(fēng)出口處截面形狀為等腰三角形，加裝鈍體后，對爐內(nèi)著火及等腰三角形，加裝鈍體后，對爐內(nèi)著火及空氣動力特性具有如下影響：空氣動力特性具有如下影響： 1.1.在鈍體后形成內(nèi)回流區(qū)。在鈍體后