煤粉炉与燃烧设备锅炉原理华中科技大学.pptx

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1、会计学1煤粉炉与燃烧设备锅炉原理华中科技大学煤粉炉与燃烧设备锅炉原理华中科技大学 炉膛是燃料燃烧和热交换炉膛是燃料燃烧和热交换（主要是辐射能交换）（主要是辐射能交换）的场所的场所 保证燃料燃烧完全保证燃料燃烧完全（燃料在炉膛内有足够的停留时间）（燃料在炉膛内有足够的停留时间）布置合适的受热面、合理组织炉内热交换布置合适的受热面、合理组织炉内热交换 满足锅炉容量的要求；同满足锅炉容量的要求；同时使烟气到达炉膛出口时被冷却到使其后的对流受热面不结渣和安全工时使烟气到达炉膛出口时被冷却到使其后的对流受热面不结渣和安全工作所允许的温度作所允许的温度 炉膛出口的炉膛出口的NONOX X和和SOSOX X

2、等排放量应符合环保要求等排放量应符合环保要求 炉膛结构紧凑，金属耗量少、；制造、安装、检修方便炉膛结构紧凑，金属耗量少、；制造、安装、检修方便煤粉炉炉煤粉炉炉膛的作用膛的作用 影响炉膛设计的主要因素影响炉膛设计的主要因素燃料特性、燃烧方式和排渣方式燃料特性、燃烧方式和排渣方式第1页/共39页煤粉锅炉煤粉锅炉炉膛型式炉膛型式 炉膛及燃烧器炉膛及燃烧器布置方式布置方式型炉型炉切向燃烧切向燃烧半开式半开式型炉型炉切向燃烧切向燃烧型炉型炉对冲（交错）燃烧对冲（交错）燃烧型炉型炉前墙燃烧前墙燃烧W型炉型炉W燃烧燃烧炉膛炉膛型式型式排渣方式排渣方式固态固态液态液态固态固态固态固态固态固态燃烧器燃烧器型式型

3、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第2页/共39页燃烧器的作燃烧器的作用与要求用与要求 燃燃烧烧器器的的作作用用是是将将燃燃料料与与燃燃烧烧所所需需空空气气按按一一定定的的比比例例、速度和混合方式经喷口送入炉膛速度和混合方式经喷口送入炉膛 保证燃料与空气充分混合、及时着火、稳定燃烧和燃尽，燃烧效率保证燃料与空气充分混合、及时着火、稳定燃烧和燃尽，燃烧效率较高较高 能形成良好的炉内空气动力场，火焰在炉内的充满程度好，且不会能形成良好的炉内空气动力场，火焰在炉内的充满程度好，且不会冲墙贴壁，避免结渣冲墙贴壁，避免结渣 有较好的燃料适应性和负荷调节范围有较好的

4、燃料适应性和负荷调节范围 能减少能减少NONOX X的生成，减少对环境的污染的生成，减少对环境的污染 结构简单，流动阻力较小结构简单，流动阻力较小第3页/共39页进进入入煤煤粉粉炉炉燃燃烧烧器器的的空空气气不不是是一一次次集集中中送送进进的的，按按对对着着火火、燃燃烧有利而合理组织、分批送入，按作用不同，可分为三种烧有利而合理组织、分批送入，按作用不同，可分为三种 一次风一次风 携带煤粉送入燃烧器的空气。主要作用是输送煤粉和满携带煤粉送入燃烧器的空气。主要作用是输送煤粉和满足燃烧初期对氧气的需要足燃烧初期对氧气的需要通过燃烧通过燃烧器的空气器的空气 二次风二次风 待煤粉气流着火后再送入的空气。

5、二次风补充煤粉继续燃待煤粉气流着火后再送入的空气。二次风补充煤粉继续燃烧所需要的空气，并起气流的扰动和混合的作用烧所需要的空气，并起气流的扰动和混合的作用 三次风三次风 对中间储仓式热风送粉系统，为充分利用细粉分离器排对中间储仓式热风送粉系统，为充分利用细粉分离器排出的含有出的含有10%10%15%15%细粉的乏气，由单独的喷口送入炉膛燃烧，这股乏细粉的乏气，由单独的喷口送入炉膛燃烧，这股乏气称为三次风气称为三次风第4页/共39页燃烧器的类燃烧器的类型与布置型与布置 直流燃烧器直流燃烧器v 直流射流直流射流v 直流燃烧器的类型直流燃烧器的类型v 直流燃烧器的布置直流燃烧器的布置 旋流燃烧器旋流

6、燃烧器 旋流射流旋流射流 v 旋流燃烧器的类型与布置旋流燃烧器的类型与布置 第5页/共39页1-1-喷口；喷口；2-2-核心区；核心区；3-3-边界层；边界层；4-4-外边界；外边界；5-5-内边界；内边界；6-6-源点；源点；7-7-扩展角；扩展角；8-8-速度分布速度分布等温自由射流的结构特性及速度分布等温自由射流的结构特性及速度分布W WH H=0=0，C CH H=0=0，T TH HTT0 0直流射流空直流射流空气动力特性气动力特性湍湍流流自自由由射射流流是是直直流流燃燃烧烧器器各各喷喷口口以以较较高高的的初初速速（ReRe10105 5）和和一一定定的的浓浓度度，射射入入尺尺寸寸很

7、很大大的的炉炉膛膛空空间间（炉炉膛膛内内充充满满高高温温、静静止止介介质质（烟烟气气），煤粉浓度为零），煤粉浓度为零）的煤粉气流的煤粉气流湍湍流流自自由由射射流流除除了了做做整整体体运运动动外外，流流体体微微团团还还具具有有纵纵向向脉脉动动和和横横向向脉动，后者对对热质交换起着重要作用脉动，后者对对热质交换起着重要作用第6页/共39页1-1-喷口；喷口；2-2-核心区；核心区；3-3-边界层；边界层；4-4-外边界；外边界；5-5-内边界；内边界；6-6-源点；源点；7-7-扩展角；扩展角；8-8-速度分布速度分布W WH H=0=0，C CH H=0=0，T TH HTT0 0直流射流空直流

8、射流空气动力特性气动力特性射流（煤粉气流）自喷口喷出后，沿着轴线方向运动，其边界上的流射流（煤粉气流）自喷口喷出后，沿着轴线方向运动，其边界上的流体微团不断与周围介质发生热质交换和动量交换，将部分周围高温、静止体微团不断与周围介质发生热质交换和动量交换，将部分周围高温、静止介质卷吸到射流中来，并随射流一起运动介质卷吸到射流中来，并随射流一起运动射流横断面不断扩展，射流横断面不断扩展，流量流量Q增加；煤粉浓度增加；煤粉浓度C下降；温度下降；温度T升高；轴升高；轴向速度向速度W逐渐减慢，逐渐减慢，最后射流的能量完全消失在空间介质中最后射流的能量完全消失在空间介质中第7页/共39页直流射流空直流射流

9、空气动力特性气动力特性 卷吸量卷吸量 Q Q 外边界卷吸的高温烟气量外边界卷吸的高温烟气量 圆形喷口的卷吸量大于矩形喷口；圆形喷口的卷吸量大于矩形喷口；一个喷口分成总面积相等的若干个小喷口，卷吸量是增加的一个喷口分成总面积相等的若干个小喷口，卷吸量是增加的 直流直流Q Q漩流漩流Q Q；直流射流适用于无烟煤，后期混合好；直流射流适用于无烟煤，后期混合好显然，射流卷吸周围气体越多，衰减较快。显然，射流卷吸周围气体越多，衰减较快。直流湍流自由射流的直流湍流自由射流的卷吸量相对较小，而射流的衰减较慢卷吸量相对较小，而射流的衰减较慢 射程射程 L L 射流轴向速度射流轴向速度w wm m与射流初始速度

10、与射流初始速度w w0 0的比值降低到某一不为零的比值降低到某一不为零的数值（如的数值（如0.05）时的截面与喷口间的距离）时的截面与喷口间的距离 射程射程反映轴向速度反映轴向速度w wm m沿射流运动方向衰减的程度，即射流对周围气体沿射流运动方向衰减的程度，即射流对周围气体的穿透能力的穿透能力。直流射程。直流射程L漩流射程漩流射程L第8页/共39页 射流的刚度射流的刚度 射流组的流动过程射流组的流动过程 射流在有限空间内，抵抗外界干扰不发生偏离轴线的能力。刚度不射流在有限空间内，抵抗外界干扰不发生偏离轴线的能力。刚度不够，射流偏移到炉墙，可能引起结渣；偏向其他射流，会干扰其正常工够，射流偏移

11、到炉墙，可能引起结渣；偏向其他射流，会干扰其正常工作作 射流的初始动量越大，刚度越大射流的初始动量越大，刚度越大 扩展角扩展角 可决定射流的形状及两相邻射流开始可决定射流的形状及两相邻射流开始混合点，其位置对煤粉气流着火和氧化剂的混合点，其位置对煤粉气流着火和氧化剂的及时补充有很大影响，直流湍流自由射流的及时补充有很大影响，直流湍流自由射流的相对较小相对较小直流射流空气直流射流空气动力特性动力特性第9页/共39页直流燃烧器直流燃烧器均等配风均等配风 均均等等配配风风燃燃烧烧器器一一、二二次次风风喷喷口口相相间间布布置置，即即在在二二个个一一次次风风喷喷口口之之间间均均等等布布置置一一个个或或二

12、二个个二二次次风风喷喷口口，各各二二次风喷口的风量分配较均匀次风喷口的风量分配较均匀均均等等配配风风燃燃烧烧器器一一、二二次次风风口口间间距距较较小小，有有利利于于一一、二二次次风风的的较较早早混混合合，使使一一次次风风煤煤粉粉气气流流着着火火后后能能迅迅速速获获得足够的空气，达到完全燃烧得足够的空气，达到完全燃烧 直直流流燃燃烧烧器器的的一一、二二、三三次次风风分分别别由由垂垂直直布布置置的的一一组组圆圆形形或或矩矩形形的的喷喷口口以以直直流流湍湍流流自自由由射射流流的的形形式式喷喷入入炉炉膛膛，根根据据燃燃煤煤特特性性不不同同，一一、二二次风喷口的排列方式可分为均等配风和分级配风次风喷口的

13、排列方式可分为均等配风和分级配风 均均等等配配风风适适用用于于燃燃用用高高挥挥发发分分煤煤种种，常常称称为为烟煤、褐煤型配风方式烟煤、褐煤型配风方式第10页/共39页 分分级级配配风风燃燃烧烧器器一一次次风风喷喷口口相相对对集集中中布布置置，并并靠靠近近燃燃烧烧器器的的下下部部，二二次次风风喷喷口口则则分分层层布布置置，一一、二二次次风风喷喷口口间间保保持持较较大大的的距距离离，燃燃烧烧所所需需要要的的二二次次风风分分阶阶段段送送入入燃燃烧烧的的煤煤粉气流中，强化气流的后期混合，粉气流中，强化气流的后期混合，促使燃料燃烧与燃尽促使燃料燃烧与燃尽 分分级级配配风风燃燃烧烧器器一一次次风风喷喷口口

14、高高宽宽比比大大，卷卷吸吸量量大大；煤煤粉粉气气流流相相对对集集中中，火火焰焰中中心心温温度度高高，有有利利于于低低挥挥发发分分煤煤的的着火、燃烧着火、燃烧 直流燃烧器直流燃烧器分级配风分级配风 分分级级配配风风适适合合于于燃燃用用低低挥挥发发分分煤煤种种或或劣劣质质煤煤，常常称称为为无烟煤和贫煤配风方式无烟煤和贫煤配风方式 第11页/共39页 下二次风下二次风 防止煤粉离析，避免未燃烧的煤粉直接落入灰斗；托住火防止煤粉离析，避免未燃烧的煤粉直接落入灰斗；托住火焰不致过分下冲，避免冷灰斗结渣，风量较小焰不致过分下冲，避免冷灰斗结渣，风量较小 中二次风中二次风 是均等配风方式煤粉燃烧阶段所需氧气

15、和湍流扰动的主要是均等配风方式煤粉燃烧阶段所需氧气和湍流扰动的主要风源，风量较大风源，风量较大 上二次风上二次风 提供适量的空气保证煤粉燃尽，是分级配风方式煤粉燃烧提供适量的空气保证煤粉燃尽，是分级配风方式煤粉燃烧和燃尽的主要风源，风量较大和燃尽的主要风源，风量较大 燃尽风燃尽风 喷口位于整组燃烧器的最上部（三次风喷口之上），送入剩喷口位于整组燃烧器的最上部（三次风喷口之上），送入剩余余15%15%的空气，实现富燃料燃烧，抑制燃烧区段温度，达到分级燃烧目的空气，实现富燃料燃烧，抑制燃烧区段温度，达到分级燃烧目的，有效减少炉内的，有效减少炉内NONOX X生成量，有利于燃料的燃尽生成量，有利于燃

16、料的燃尽 周界风周界风 位于一次风喷口的四周，周界风的风层薄；风量小；风速较位于一次风喷口的四周，周界风的风层薄；风量小；风速较高。可防止喷口烧坏，适应煤质的变化高。可防止喷口烧坏，适应煤质的变化 此外，可布置的二次风还有侧二次风、中心十字二次风和夹心风等此外，可布置的二次风还有侧二次风、中心十字二次风和夹心风等 直流燃烧器各层直流燃烧器各层二次风的作用二次风的作用第12页/共39页直流燃烧器四角布直流燃烧器四角布置切圆燃烧方式置切圆燃烧方式 切圆燃烧方式直流燃烧器的布置切圆燃烧方式直流燃烧器的布置 炉膛四角或接近四角布置，四炉膛四角或接近四角布置，四个角燃烧器出口气流的轴线与炉膛中心的一个或

17、两个假想圆相切，使气个角燃烧器出口气流的轴线与炉膛中心的一个或两个假想圆相切，使气流在炉内强烈旋转（图流在炉内强烈旋转（图5-65-6）切圆燃烧方式的特点切圆燃烧方式的特点 煤粉气流着火所需热量，煤粉气流着火所需热量，除依靠除依靠本身外边界卷吸烟气和接受炉膛辐本身外边界卷吸烟气和接受炉膛辐射热以外，射热以外，主要是靠来自上游邻角主要是靠来自上游邻角正在剧烈燃烧的火焰的冲击和加热，正在剧烈燃烧的火焰的冲击和加热，着火条件好着火条件好 火火焰焰在在炉炉内内充充满满度度较较好好，燃燃烧烧后后期期气气流流扰扰动动较较强强，有有利利于于燃燃尽尽，煤煤种适应性强种适应性强 风粉管布置复杂风粉管布置复杂第1

18、3页/共39页一次风煤粉气一次风煤粉气流的偏斜流的偏斜 切切圆圆燃燃烧烧方方式式实实际际气气流流并并不不能能完完全全沿沿轴轴线线方方向向前前进进，会会出出现现一一定定的的偏斜，严重时会导致燃烧器出口射流贴墙或冲墙。造成炉膛水冷壁结渣偏斜，严重时会导致燃烧器出口射流贴墙或冲墙。造成炉膛水冷壁结渣 邻角气流的横向推力邻角气流的横向推力 其大小取决其大小取决于四角射流的旋转动量矩。其中二次风射于四角射流的旋转动量矩。其中二次风射流动量矩起主要作用；一次风射流本身的流动量矩起主要作用；一次风射流本身的动量（刚性）则是维持气流不偏斜的内在动量（刚性）则是维持气流不偏斜的内在因素因素。增增加加一一次次风风

19、动动量量或或减减少少二二次次风风动动量量，可可减减轻轻一一次次风风射射流流的的偏偏斜斜。但但一一次次风风速速受受着着火火条条件件限限制制，不不能能相相应应提提高高；而而为为加加强强炉炉内内气气流流的的扰扰动动，二二次次风风速速也也不不宜宜降降低低。一、二次风速推荐值见一、二次风速推荐值见P80表表5-5第14页/共39页假想切圆直径假想切圆直径d dJXJX 较大的较大的d dJXJX可使邻角火炬的高温烟气更易达到下角可使邻角火炬的高温烟气更易达到下角射流的根部，扰动更强烈，有利于煤粉气流着火、燃尽；射流的根部，扰动更强烈，有利于煤粉气流着火、燃尽；但但d dJXJX过大，射过大，射流偏斜增大

20、，容易引起水冷壁结渣；炉膛出口较大的残余旋转会引起烟流偏斜增大，容易引起水冷壁结渣；炉膛出口较大的残余旋转会引起烟温和过热汽温偏差温和过热汽温偏差一次风煤粉气一次风煤粉气流的偏斜流的偏斜 炉膛和燃烧器的结构特性炉膛和燃烧器的结构特性 燃烧燃烧器射流两侧卷吸烟气形成负压，内侧器射流两侧卷吸烟气形成负压，内侧（向火侧）夹角（向火侧）夹角1 1大，且有上游邻角气大，且有上游邻角气流横扫过来，补气条件充裕；面向炉墙流横扫过来，补气条件充裕；面向炉墙的一侧（外侧）夹角的一侧（外侧）夹角2 2小，且需从射流小，且需从射流较远处回流烟气或由射流上下两端来补较远处回流烟气或由射流上下两端来补气，补气条件很差，

21、射流两侧因此出现气，补气条件很差，射流两侧因此出现压差，迫使射流偏向压力低的一侧压差，迫使射流偏向压力低的一侧第15页/共39页 旋流燃烧器出口气流是一股绕燃烧器轴线旋转的旋转射流旋流燃烧器出口气流是一股绕燃烧器轴线旋转的旋转射流 一、二次风用不同管道与燃烧器连接，在燃烧器内一、二次风通道隔一、二次风用不同管道与燃烧器连接，在燃烧器内一、二次风通道隔开。开。二次风射流均为旋转射流二次风射流均为旋转射流,一次风射流可以是旋转射流一次风射流可以是旋转射流,也可以是直流也可以是直流射流射流 旋流射流空气旋流射流空气动力特性动力特性 旋流旋流射流具有比直流射流大得多的扩展角，射流中心形成回流射流具有比

22、直流射流大得多的扩展角，射流中心形成回流区，射流内、外同时卷吸炉内高温烟气，区，射流内、外同时卷吸炉内高温烟气，卷吸量大卷吸量大 旋流燃烧器适用于旋流燃烧器适用于含挥发分较高的煤种含挥发分较高的煤种 从燃烧从燃烧器喷出的气流具有很高的切向速度器喷出的气流具有很高的切向速度和足够大的轴向速度，和足够大的轴向速度，早期湍动混合强烈早期湍动混合强烈轴向速度衰减较快，射流射程较短，后期轴向速度衰减较快，射流射程较短，后期扰动较弱扰动较弱第16页/共39页旋流射流空旋流射流空气动力特性气动力特性旋旋流流强强度度n n 表表征征旋旋转转射射流流旋旋转转程程度度的的特特征征参参数数，随随着着n n的的不不同

23、同，旋旋转转射流有三种不同的流动状态射流有三种不同的流动状态封闭气流封闭气流 n n 较小，较小，弱旋或不旋，中心没有回流区或回流区较小，回流弱旋或不旋，中心没有回流区或回流区较小，回流区负压小，主射流受到压缩，旋转射流呈封闭状态，其特性接近直流射流区负压小，主射流受到压缩，旋转射流呈封闭状态，其特性接近直流射流开放气流开放气流n较大，较大，射流内、外侧的压力差逐渐接近，射流中心形成较射流内、外侧的压力差逐渐接近，射流中心形成较大回流区，延长到速度很低处才封闭，形成开放式的结构大回流区，延长到速度很低处才封闭，形成开放式的结构全扩散气流全扩散气流n和扩展角很大，和扩展角很大，射流外卷吸作用强烈

24、，使外侧压力小射流外卷吸作用强烈，使外侧压力小于中心压力，整个射流向外全部张开，外侧回流区全部消失于中心压力，整个射流向外全部张开，外侧回流区全部消失第17页/共39页旋流燃烧旋流燃烧器的类型器的类型旋流燃烧器旋流燃烧器根据旋流器的结构不同，旋流燃烧器分为根据旋流器的结构不同，旋流燃烧器分为蜗壳式旋流燃烧器蜗壳式旋流燃烧器采用蜗壳作旋流器采用蜗壳作旋流器叶片式旋流燃烧器叶片式旋流燃烧器采用叶片作旋流器采用叶片作旋流器型型 式式旋旋 流流 器器一一 次次 风风二二 次次 风风蜗壳型蜗壳型双蜗壳双蜗壳单蜗壳单蜗壳叶片叶片+蜗壳蜗壳旋转旋转直流，带中心扩流锥直流，带中心扩流锥经蜗壳旋转经蜗壳旋转旋转

25、旋转旋转旋转经叶片旋转经叶片旋转叶片型叶片型轴向叶片轴向叶片切向叶片切向叶片直流或弱旋直流或弱旋直流或弱旋直流或弱旋旋转旋转旋转旋转第18页/共39页旋流燃烧器旋流燃烧器的类型的类型 直流蜗壳式直流蜗壳式 双蜗壳式双蜗壳式 轴向可动叶轮式轴向可动叶轮式 第19页/共39页旋流燃烧旋流燃烧器的布置器的布置 旋流燃烧器前墙布置旋流燃烧器前墙布置不不受受炉炉膛膛截截面面宽宽、深深比比限限制制，布布置置方方便便，与与磨磨煤煤机机联联接接煤粉管道短煤粉管道短主主气气流流上上下下两两端端形形成成明明显显的的停停滞滞旋旋涡涡区区，炉炉膛膛火火焰焰的的充充满满程程度度较较差差，炉炉内内火火焰焰的的扰扰动动较较

26、差差，不不利利于于燃燃烧烧后后期期的的扰扰动动和混合和混合 第20页/共39页旋流燃烧旋流燃烧器的布置器的布置燃烧器前后墙或两侧墙布置燃烧器前后墙或两侧墙布置两面墙上燃烧器喷出的火炬在炉膛中两面墙上燃烧器喷出的火炬在炉膛中央互相撞击后，火焰大部分向炉膛上方运央互相撞击后，火焰大部分向炉膛上方运动，炉内的火焰充满程度较好，扰动性也动，炉内的火焰充满程度较好，扰动性也较强较强若对冲的两个燃烧器负荷不相同，则若对冲的两个燃烧器负荷不相同，则炉内高温火焰将向一侧偏移，造成结渣炉内高温火焰将向一侧偏移，造成结渣 旋流燃烧器炉顶布置旋流燃烧器炉顶布置只在采用只在采用W W火焰燃烧技术的较矮的下炉膛中才应火

27、焰燃烧技术的较矮的下炉膛中才应用用第21页/共39页煤粉火炬的煤粉火炬的稳燃技术稳燃技术 利用燃烧器的各种结构产生局部烟气的回流，增强对煤粉利用燃烧器的各种结构产生局部烟气的回流，增强对煤粉气流供热能力气流供热能力 用饨体产生回流，如钝体燃烧器等；用饨体产生回流，如钝体燃烧器等；用速度差产生回流，如大速差同轴射流燃烧器；用速度差产生回流，如大速差同轴射流燃烧器；用叶片产生回流，如旋流预燃室；用叶片产生回流，如旋流预燃室；采用各种方法使煤粉气流在进入采用各种方法使煤粉气流在进入炉膛之前进行浓缩分离，炉膛之前进行浓缩分离，浓相浓相(0.8(0.8 1.2kg1.2kg煤粉煤粉/kg/kg空气空气)

28、处于炉膛内的向火处于炉膛内的向火面，有利于着火和燃烧，煤粉淡相面，有利于着火和燃烧，煤粉淡相(0.2(0.20.4kg0.4kg煤粉煤粉/kg/kg空气空气)处于水冷壁面，可减缓处于水冷壁面，可减缓水冷壁遭受煤粉的冲刷磨损、高温腐蚀和水冷壁遭受煤粉的冲刷磨损、高温腐蚀和结渣结渣第22页/共39页钝钝 体体 燃燃 烧烧 器器 钝钝体体燃燃烧烧器器是是在在直直流流燃燃烧烧器器靠靠近近一一次次风风喷喷口口1 1出出口口处处安安装装一个三角形的非流线形物体一个三角形的非流线形物体钝体钝体2 2 煤粉空气流经钝体后，在钝体后面煤粉空气流经钝体后，在钝体后面产生一个较大的高温回流区产生一个较大的高温回流区

29、3 3 煤粉气流由喷口射出，遇到钝体后，由于煤粉颗粒惯性大，在回流区煤粉气流由喷口射出，遇到钝体后，由于煤粉颗粒惯性大，在回流区边缘附近集聚，边缘附近集聚，形成一个高煤粉浓度区域形成一个高煤粉浓度区域 在钝体的导流下，一次风射流的扩展角显著增大，射流在钝体的导流下，一次风射流的扩展角显著增大，射流外边界卷吸高外边界卷吸高温烟气的能力有所增加温烟气的能力有所增加 第23页/共39页高浓度煤粉的高浓度煤粉的稳燃作用稳燃作用提高煤粉化学反应速度提高煤粉化学反应速度降低煤粉气流着火温度降低煤粉气流着火温度减少减少煤粉气流的煤粉气流的着火热着火热增加辐射吸热量增加辐射吸热量降低污染物降低污染物Nox的排

30、放的排放第24页/共39页稳燃腔煤稳燃腔煤粉燃烧器粉燃烧器 稳燃腔煤粉燃烧器由稳燃腔腔体、钝体和煤粉浓淡分离三角滑块组成稳燃腔煤粉燃烧器由稳燃腔腔体、钝体和煤粉浓淡分离三角滑块组成 稳燃腔腔体稳燃腔腔体 腔体使钝体后腔体使钝体后回流区封闭，回流区封闭，煤粉气流经钝体后一段距离煤粉气流经钝体后一段距离仍汇合成一股气流，不致改变炉内气体动力场；将钝体置于腔体内，钝体仍汇合成一股气流，不致改变炉内气体动力场；将钝体置于腔体内，钝体前腔体有一渐扩段，相对减低了气流的速度，可避免前腔体有一渐扩段，相对减低了气流的速度，可避免钝体烧坏，减轻磨损钝体烧坏，减轻磨损 三角形滑块三角形滑块一次风直管段中的一次风

31、直管段中的三角形滑块三角形滑块可可进行煤粉的浓淡分离进行煤粉的浓淡分离，在燃烧器出口得到所需的煤粉浓相在燃烧器出口得到所需的煤粉浓相和淡相进入炉膛燃烧和淡相进入炉膛燃烧 钝体钝体置于稳燃腔腔体中，煤粉气流流经钝体后置于稳燃腔腔体中，煤粉气流流经钝体后形成一个回流区，形成一个回流区，卷卷吸炉内的高温烟气加热煤粉气流，强化着火、燃烧吸炉内的高温烟气加热煤粉气流，强化着火、燃烧第25页/共39页双通道煤粉双通道煤粉燃烧器燃烧器 原燃烧器原燃烧器一次风喷口上、下侧各开一个一次风口，形成双一次风通道一次风喷口上、下侧各开一个一次风口，形成双一次风通道两股一次风以贴壁射流形式进入一突扩室，两股一次风以贴壁

32、射流形式进入一突扩室，其间形成高温烟气回流，其间形成高温烟气回流，稳定煤粉的着火和燃烧稳定煤粉的着火和燃烧 两个一次风喷口两侧壁腰部布置腰部二次风两个一次风喷口两侧壁腰部布置腰部二次风腰部风全开，可屏蔽一次风形成的高温烟气回流，腰部风全开，可屏蔽一次风形成的高温烟气回流，用于调节煤粉着火用于调节煤粉着火点位置，避免燃烧器两侧壁过热与结渣点位置，避免燃烧器两侧壁过热与结渣第26页/共39页双通道煤双通道煤粉燃烧器粉燃烧器 下一次风口两侧各装下一次风口两侧各装1 1个直径为个直径为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音速之间调节。高速气流产生的强烈回流与一次风射

33、流音速之间调节。高速气流产生的强烈回流与一次风射流产生的烟气回流重合，进一步强化下一次风粉的着火；根据不同煤种对着产生的烟气回流重合，进一步强化下一次风粉的着火；根据不同煤种对着火热的要求，火热的要求，通过改变高速蒸汽射流的压力可改变高温烟气回流量。通过改变高速蒸汽射流的压力可改变高温烟气回流量。适用于极难燃煤种。适用于极难燃煤种。双通道煤粉燃烧器是通过改变腰部二次风风量和高速射流蒸汽压力来双通道煤粉燃烧器是通过改变腰部二次风风量和高速射流蒸汽压力来控制煤粉着火，达到低负荷稳燃和适应煤种变化的目的控制煤粉着火，达到低负荷稳燃和适应煤种变化的目的第27页/共39页水平浓缩煤水平浓缩煤粉燃烧器粉燃

34、烧器 燃烧器一次风管内采用百叶窗式浓缩器燃烧器一次风管内采用百叶窗式浓缩器百叶窗百叶窗将一次风在水平方向上分成浓、淡两股气流，百叶窗的最后一将一次风在水平方向上分成浓、淡两股气流，百叶窗的最后一级叶片可调，用来调节煤粉的浓缩比，以满足各种负荷和煤种变化的需要级叶片可调，用来调节煤粉的浓缩比，以满足各种负荷和煤种变化的需要 燃烧器出口设置钝体和侧面风燃烧器出口设置钝体和侧面风钝体钝体用来形成一定的烟气回流起稳燃作用，用来形成一定的烟气回流起稳燃作用，侧面风侧面风可保护水冷壁避免可保护水冷壁避免高温腐蚀和结渣高温腐蚀和结渣第28页/共39页WR WR 燃燃 烧烧 器器 煤粉气流通过管道弯头时，受离

35、心力的作用分成浓淡两股，煤粉气流通过管道弯头时，受离心力的作用分成浓淡两股，喷嘴中间喷嘴中间的水平肋片将其保持到离开喷口以后的一段距离，形成煤粉浓淡偏差燃烧的水平肋片将其保持到离开喷口以后的一段距离，形成煤粉浓淡偏差燃烧 煤粉喷嘴出口处的波纹扩流锥，可在喷嘴出口形成一个稳定的回流区，煤粉喷嘴出口处的波纹扩流锥，可在喷嘴出口形成一个稳定的回流区，将高温烟气不断回流到煤粉火炬的根部，以维持煤粉气流的稳着火将高温烟气不断回流到煤粉火炬的根部，以维持煤粉气流的稳着火WR WR 燃烧器又称直流式宽调节比摆动燃烧器，是一种高浓度煤粉燃烧器燃烧器又称直流式宽调节比摆动燃烧器，是一种高浓度煤粉燃烧器结构简单，

36、由喷嘴前端板、波纹扩流锥及喷嘴整体套装而成结构简单，由喷嘴前端板、波纹扩流锥及喷嘴整体套装而成 一次风喷嘴设有周界风，可避免一次风喷口烧坏；一次风喷嘴设有周界风，可避免一次风喷口烧坏；由于周界风和一次由于周界风和一次风首先混合，还可调节一次风煤粉浓度，以适应煤种变化风首先混合，还可调节一次风煤粉浓度，以适应煤种变化第29页/共39页W W型火焰炉膛型火焰炉膛结构结构 W W形火焰炉膛由下部的拱型着火炉膛形火焰炉膛由下部的拱型着火炉膛（燃烧室）和（燃烧室）和上部的辐射炉膛上部的辐射炉膛（燃尽室）（燃尽室）组成。前者的深度比后者约大组成。前者的深度比后者约大8080120%120%燃尽室前后墙向外

37、扩展构成炉顶拱，燃尽室前后墙向外扩展构成炉顶拱，并布置燃烧器，并布置燃烧器，煤粉气流和二次风从炉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顶拱向下喷射，在燃烧室下部与三次风相遇后，再相遇后，再1800转弯向上流经燃尽室炉转弯向上流经燃尽室炉膛，形成膛，形成W W形火焰。形火焰。第30页/共39页W W型火焰燃烧型火焰燃烧方式的特点方式的特点炉膛温度高炉膛温度高煤粉喷嘴出口处于燃烧中心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可减少对燃尽室的放热着火区水冷壁敷设卫燃带着火区水冷壁敷设卫燃带 较低的较低的NO

38、xNOx生成量生成量空气沿着火焰行程逐步加入，易实现分级空气沿着火焰行程逐步加入，易实现分级配风，分段燃烧配风，分段燃烧。可控制较低的过剩空气系数可控制较低的过剩空气系数 炉膛内的火焰行程长，增加了煤粉在炉膛内的火焰行程长，增加了煤粉在炉内的停留时间炉内的停留时间第31页/共39页W W型火焰燃烧方型火焰燃烧方式的特点式的特点烟气中的飞灰含量少烟气中的飞灰含量少火焰在下部着火炉膛底部转弯火焰在下部着火炉膛底部转弯180180向上流动时，向上流动时，可使烟气中部分飞灰分离出来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

39、燃烧器，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也可采用高浓度煤粉燃烧器有良好的负荷调节性能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负荷变化时，下部着火炉膛火焰中心温度变化不大适用于无烟煤等低挥发分煤的燃烧适用于无烟煤等低挥发分煤的燃烧第32页/共39页旋风分离式旋风分离式煤粉燃烧器煤粉燃烧器 5050的空气和少量（约占的空气和少量（约占10102020）煤粉组成的低浓度煤粉气流）煤粉组成的低浓度煤粉气流从从旋风分离器上部的抽气管通过燃烧器乏气喷嘴送入炉膛旋风分离器上部的抽气管通过燃烧器乏气喷嘴送入炉膛（三次风）（三次风）5050的空气和的空

40、气和80%以上的煤粉形成的高浓以上的煤粉形成的高浓度煤粉气流度煤粉气流从旋风分离器下部流出，然后垂从旋风分离器下部流出，然后垂直向下通过主燃烧器进入炉膛直向下通过主燃烧器进入炉膛（一次风）（一次风）调节乏气量是适应煤种变化的一种手段调节乏气量是适应煤种变化的一种手段煤质变差，开大乏气调节挡板，抽出的煤质变差，开大乏气调节挡板，抽出的乏气量增加，煤粉浓度随之增加，有利于煤乏气量增加，煤粉浓度随之增加，有利于煤粉气流的着火，燃烧粉气流的着火，燃烧 主燃烧器两侧有高速主燃烧器两侧有高速二次风二次风气流同时喷入气流同时喷入第33页/共39页N0N0X X X X、S0S0X X X X的控的控制技术制

41、技术影响影响NONOx x生成的主要因素生成的主要因素温度温度燃烧过程中，温度越高，生成的燃烧过程中，温度越高，生成的NONOx x量越大量越大过过剩剩空空气气系系数数=1.1=1.11.21.2范范围围内内，NONOx x的的生生成成量量最最大大，偏偏离离这这个个范范围围NONOx x的生成量明显减少的生成量明显减少燃煤性质燃煤性质 燃煤中的含燃煤中的含N N 量越高，燃烧过程中转化为量越高，燃烧过程中转化为NONOx x也就越多也就越多 低低NONOx x的燃烧技术的燃烧技术主要有主要有分级燃烧，再燃烧法，浓淡偏差燃烧，低氧燃烧分级燃烧，再燃烧法，浓淡偏差燃烧，低氧燃烧和和烟气再循环等烟气

42、再循环等 硫的脱除技术硫的脱除技术主要有主要有煤炭脱硫、燃烧过程脱硫和烟气脱硫煤炭脱硫、燃烧过程脱硫和烟气脱硫对于电站锅炉设备，炉内喷钙脱硫是一种较简便的方法对于电站锅炉设备，炉内喷钙脱硫是一种较简便的方法 第34页/共39页分级（空气）分级（空气）燃烧燃烧空气分级燃烧空气分级燃烧 将燃烧所需的空气分两阶段从燃烧器送入将燃烧所需的空气分两阶段从燃烧器送入第第一一级级送送入入理理论论空空气气量量的的80%80%左左右右，使使燃燃料料在在缺缺氧氧、富富燃燃条条件件下下燃燃烧烧，燃烧速度和炉膛温度降低，抑制了，燃烧速度和炉膛温度降低，抑制了NoNox x 的生成的生成 第第二二级级以以二二次次风风形

43、形式式送送入入剩剩余余空空气气，使使燃燃料料在在空空气气过过剩剩区区域域燃燃尽尽，空空气量虽多，但火焰温度较低，生成的气量虽多，但火焰温度较低，生成的NONOx x也较少也较少 总的总的NONOx x生成量降低生成量降低第35页/共39页分级（空气）燃分级（空气）燃烧的类型烧的类型燃烧室中的分级燃烧燃烧室中的分级燃烧 主燃烧器上主燃烧器上部设部设OFAOFA空气喷口空气喷口主燃烧器送入约主燃烧器送入约80%80%的的空气量（空气量（111），使燃料燃尽），使燃料燃尽燃烧室沿高度分成富燃区和燃尽区燃烧室沿高度分成富燃区和燃尽区燃烧器分级燃烧燃烧器分级燃烧 二次风分成两部二次风分成两部分送入分送入

44、一部分二次风在煤粉着火后及时送入一部分二次风在煤粉着火后及时送入(111），形成了燃尽区，促进煤粉），形成了燃尽区，促进煤粉燃尽燃尽第36页/共39页再燃烧法（燃料再燃烧法（燃料分级燃烧）分级燃烧）炉内燃烧分成三个区域炉内燃烧分成三个区域一次燃烧区（主燃烧区）一次燃烧区（主燃烧区）(8085)%的燃料以正常过剩空气系数的燃料以正常过剩空气系数（1 1）配置空气进行燃烧，为氧化性或稍还原性气氛）配置空气进行燃烧，为氧化性或稍还原性气氛再燃烧区（第二燃烧区）再燃烧区（第二燃烧区）其余其余(1520)%的的燃料以再燃燃料（二次燃料）的形式被喷入，形燃料以再燃燃料（二次燃料）的形式被喷入，形成富燃料（

45、成富燃料（1 1）、还原性气氛。、还原性气氛。燃烧生成碳燃烧生成碳氢化合物基团，并与一次燃烧区内生成的氢化合物基团，并与一次燃烧区内生成的NONOX X 反反应，应，NONOX X 被还原为被还原为N N2 2燃尽区燃尽区送入二次风（顶部燃尽风），送入二次风（顶部燃尽风），保保证燃料燃尽（证燃料燃尽（1 1）第37页/共39页炉内喷炉内喷钙脱硫钙脱硫 炉内钙基脱硫剂炉内钙基脱硫剂石灰石（石灰石（CaCOCaCO3 3）石灰石进入炉膛后，受热石灰石进入炉膛后，受热分解的分解的CaOCaO和和COCO2 2，CaOCaO与炉内与炉内SOSO2 2 反应形成固体反应形成固体CaSOCaSO4 4，经

46、除尘器脱除，经除尘器脱除 炉内脱硫剂送入位置炉内脱硫剂送入位置 炉内温度为炉内温度为950950 12001200范围处，避免范围处，避免CaSOCaSO4 4在高温下分解在高温下分解 炉内脱硫剂送入方式炉内脱硫剂送入方式 从从一一次次风风或或三三次次风风喷喷口口送送入入，脱脱硫硫剂剂在在炉炉内内停停留留的的时时间间较较长长，有有充充分分的反应时间，的反应时间，但炉内高温区会使部分已形成的但炉内高温区会使部分已形成的CaSOCaSO4 4分解分解 从从炉炉膛膛出出口口附附近近送送入入，温温度度较较适适合合CaOCaO与与SOSO2 2反反应应，生生成成的的CaSOCaSO4 4也也不不会会被分解，但反应时间较短，可导致反应减缓或终止被分解，但反应时间较短，可导致反应减缓或终止 存在的主要问题存在的主要问题 烟气中含灰量增加，导致受热面沾污、结渣与磨烟气中含灰量增加，导致受热面沾污、结渣与磨损加重；灰中的钙与酸液反应生成不溶于水的损加重；灰中的钙与酸液反应生成不溶于水的CaSOCaSO4 4，造成空预器堵塞，造成空预器堵塞 第38页/共39页