燃烧系统资料优秀PPT.ppt

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1、目录目录锅炉的燃烧系统目录目录燃烧设备燃烧设备v燃烧设备包括：炉膛 燃烧器 点火装置目录目录对燃烧设备的要求：1、燃烧效率高；2、着火和燃烧稳定、牢靠；3、运行便利；4、制造、安装和检修简洁便利；目录目录vA、足够而又合适的空气量；vB、适当高的炉温；vC、足够的燃烧停留时间；vD、煤粉与空气良好的混合和扰动；完全燃烧的条件完全燃烧的条件目录目录一、炉膛 自然循环、四角切向燃烧方式、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢构架的型汽包炉1、结构：、结构：目录目录2 2、燃烧煤粉对炉膛的要求：1）创建良好的着火、稳燃条件，并使燃料在炉内完全燃尽；2）将烟气冷却至煤灰的熔点温度以下，

2、保证炉膛内全部的受热面不结渣；目录目录3）布置足够的蒸发受热面，并不发生传热恶化；4）尽可能削减污染物的生成量；5）对煤质和负荷变更有较宽的适应性能以及连续运行的牢靠性。目录目录1、作用：、作用：(1)向锅炉炉膛内输送燃料和空气；向锅炉炉膛内输送燃料和空气；(2)组织燃料和空气刚好、充分的混合；(3)保证燃料进入炉膛后尽快、稳定 的着火，快速、完全的燃尽。二、燃烧器二、燃烧器目录目录2、燃烧器的布置、燃烧器的布置1）直流式燃烧器的布置方式2）旋流燃烧器的布置方式）旋流燃烧器的布置方式目录目录1 1）直流式燃烧器的布置方式目录目录2 2）旋流燃烧器的布置方式：(a)(a)前墙布置 (b)(b)两

3、面墙布置 (c)(c)半开炉膛对冲(d)(d)炉底布置（e e）炉顶布置 (b-1)(b-1)两面墙交织布置(b)(b)两面墙交织布置目录目录3 3、直流式煤粉燃烧器直流燃烧器通常由一列矩形或圆形直流燃烧器通常由一列矩形或圆形喷口组成。煤粉气流和热空气从喷口射喷口组成。煤粉气流和热空气从喷口射出后，形成直流射流。出后，形成直流射流。直流射流的主要特点是沿流淌方向直流射流的主要特点是沿流淌方向的速度衰减比较慢，具有比较稳定射流的速度衰减比较慢，具有比较稳定射流核心区，且一次风和二次风的后期混合核心区，且一次风和二次风的后期混合比较强。比较强。目录目录 wx=0 Wx x w0 wm 初始段 基本

4、段 x1）湍流自由射流的动力学特征）湍流自由射流的动力学特征目录目录2）直流煤粉燃烧器的类型直流煤粉燃烧器的类型（1）均等配风直流式燃烧器）均等配风直流式燃烧器 （2）一次风集中布置的分级配风直流式燃烧器直流煤粉燃烧器的一、二次风喷口的布置方式大致上有两种类型。目录目录（1）均等配风直流式燃烧器适用于燃烧简洁着火的煤，如烟煤、褐煤等。这类燃烧器的一、二次风喷口通常交替间隔排列，相邻两个喷口的中心间距较小，称为均等配风直流燃烧器。目录目录目录目录（2 2）一次风集中布置的分级配风直流式燃烧器 分级配风直流煤粉燃烧器适用于燃烧着火比较困难的煤，如挥发分较低的贫煤、无烟煤或劣质烟煤。分级配风的目的是

5、：在燃烧过程不同分级配风的目的是：在燃烧过程不同时期的各个阶段，按须要送入适量空气，时期的各个阶段，按须要送入适量空气，保证煤粉稳定着火、完全燃烧。保证煤粉稳定着火、完全燃烧。目录目录特点特点：几个一次风喷口集中布置在一起，几个一次风喷口集中布置在一起，一、二次风喷口中心间距较大，如图所一、二次风喷口中心间距较大，如图所示。由于一次风中携带的煤粉着火比较示。由于一次风中携带的煤粉着火比较困难，一、二次风的混合过早，会使火困难，一、二次风的混合过早，会使火焰温度降低，引起着火不稳定。为了维焰温度降低，引起着火不稳定。为了维持煤粉火焰的稳定着火，希望推迟煤粉持煤粉火焰的稳定着火，希望推迟煤粉气流与

6、二次风的混合，所以将二次风分气流与二次风的混合，所以将二次风分为先后两批送入着火后的煤粉气流中。为先后两批送入着火后的煤粉气流中。目录目录目录目录3 3）、四角布置直流燃烧器的工作原理（1）、煤粉气流在射出喷口时，是直流射流，但当四股气流到达炉膛中心部位时，以切圆形式汇合，形成旋转燃烧火焰，称为四角切圆燃烧方式。同时在炉膛内形成一个自下而上的旋涡状气流目录目录目录目录（2）煤粉气流着火的热源不仅来自卷吸热烟气和邻角火焰的撞击，而且还来自炉内高温火焰的辐射加热，但着火的主要热源来自卷吸加热，约占总着火热源的6070%。目录目录（3）煤粉气流在正常燃烧时，一般）煤粉气流在正常燃烧时，一般在距离喷口

7、在距离喷口0.30.5米处起先着火，米处起先着火，在离开喷口在离开喷口12米的范围内，煤粉中米的范围内，煤粉中大部分挥发分析出并烧完，此后是焦大部分挥发分析出并烧完，此后是焦炭和剩余挥发份的燃烧，须要持续炭和剩余挥发份的燃烧，须要持续1020米甚至更长的距离。当燃料到达米甚至更长的距离。当燃料到达炉膛出口处时，燃料中炉膛出口处时，燃料中98以上的可以上的可燃物可以完全燃尽。燃物可以完全燃尽。目录目录四角切圆燃烧目录目录4 4）四角切圆燃烧锅炉的残余旋转在四角切圆燃烧锅炉中，火焰不但在四角切圆燃烧锅炉中，火焰不但旋转稳定、猛烈，而且粘性很大。一般旋转稳定、猛烈，而且粘性很大。一般烟温偏差达烟温偏

8、差达100左右，偏差严峻的甚左右，偏差严峻的甚至达到至达到300。在沿炉膛出口过热器区域的高度方在沿炉膛出口过热器区域的高度方向上，也存在着烟温偏差和烟速偏差。向上，也存在着烟温偏差和烟速偏差。目录目录5）四角切圆燃烧的气流偏斜 及切圆直径接受四角燃烧方式的锅炉，运行中简接受四角燃烧方式的锅炉，运行中简洁发生气流偏斜而导致火焰贴墙，引起结洁发生气流偏斜而导致火焰贴墙，引起结渣以及燃烧不稳定现象。渣以及燃烧不稳定现象。（1）气流偏斜问题）气流偏斜问题（2）切圆直径）切圆直径目录目录（1）气流偏斜问题）气流偏斜问题引起燃烧器出口气流偏斜的主要缘由是：1、邻角气流的撞击2、射流两侧“补气”（卷吸）（

9、卷吸）条件3、燃烧器的高宽比(hr/b)4、切圆直径的膨胀目录目录（2 2）切圆直径 炉内假想切圆直径影响着气流贴墙、结渣状况和燃烧稳定性，还影响着汽温调整和炉膛容积中火焰的充溢程度。切圆直径的调整特别重要。当切圆直径较大时，煤粉的着火条件较好，气流旋转猛烈，气流扰动大，可燃物与空气流的混合加强，有利于煤粉的燃尽。目录目录但是，切圆直径过大，会带来下但是，切圆直径过大，会带来下述的问题：述的问题：(1)火焰简洁贴墙，引起结渣；(2)着火过于靠近喷口，简洁烧坏喷口；(3)火焰旋转猛烈时，产生的旋转动量矩大，这将使炉膛出口烟温分布不匀整程度加大，引起较大的热偏差，导致过热器结渣或超温。目录目录6

10、6）一次风与二次风（1）一次风量）一次风量 一次风量主要取决于煤质的挥发分含量一次风量主要取决于煤质的挥发分含量和挥发分的发热量。当煤质确定时，一次风和挥发分的发热量。当煤质确定时，一次风量是影响煤粉气流着火速度和着火稳定性的量是影响煤粉气流着火速度和着火稳定性的主要因素。一次风量愈大，煤粉气流加热至主要因素。一次风量愈大，煤粉气流加热至着火所需的热量就越多，即着火热愈多，使着火所需的热量就越多，即着火热愈多，使着火推迟，燃料在炉内的有效燃烧时间削减，着火推迟，燃料在炉内的有效燃烧时间削减，导致燃烧不完全。导致燃烧不完全。一次风量通常用一次风量占总风量的一次风量通常用一次风量占总风量的比值表示

11、，称为比值表示，称为一次风率一次风率。目录目录（2）一次风速）一次风速一次风速过高，会推迟着火，引一次风速过高，会推迟着火，引起燃烧不稳定。当一次风速大于火焰起燃烧不稳定。当一次风速大于火焰传播速度时，就会吹灭火焰或者引起传播速度时，就会吹灭火焰或者引起“脱火脱火”。一次风速过低，对稳定燃。一次风速过低，对稳定燃烧和防止结渣也是不利的。烧和防止结渣也是不利的。目录目录（3）一次风温）一次风温 一次风温对煤粉气流的着火、燃一次风温对煤粉气流的着火、燃烧速度影响较大。提高一次风温，可烧速度影响较大。提高一次风温，可降低着火热，使着火位置提前，还能降低着火热，使着火位置提前，还能在低负荷运行时稳定燃

12、烧。提高热风在低负荷运行时稳定燃烧。提高热风温度是提高煤粉着火速度和着火稳定温度是提高煤粉着火速度和着火稳定性的必要措施之一。性的必要措施之一。目录目录（4 4）二次风量和风速二次风是在煤粉气流着火后混入二次风是在煤粉气流着火后混入的。通常二次风速比一次风速提高一的。通常二次风速比一次风速提高一倍以上。倍以上。二次风量、风速、风温顺投入位置对着火稳定性和燃尽过程起着重要作用。对于大容量锅炉尤其要留意二次风穿透火焰的实力。目录目录（5）二次风温）二次风温 从燃烧角度看，二次风温愈高，愈能强化燃烧。但是二次风温的提高受到空气预热器传热面积的限制，不但增加投资，而且将使预热器结构浩大，不便布置。目录

13、目录7 7）摇摆式燃烧器直流式煤粉燃烧器的喷口可做成固定式的，也可做成摇摆式的。摇摆式燃烧器的各喷口一般可同步上、下摇摆2030度，用来变更火焰中心位置的高度，调整再热蒸汽温度。便于在启动和运行中进行燃烧调整，限制炉膛出口烟温，避开炉膛内受热面结渣。目录目录摇摆式燃烧器一般适用于燃烧烟煤，也可燃烧较易着火的贫煤，但不适用于燃烧难着火的无烟煤、贫煤、劣质烟煤。目录目录摇摆式燃烧器的摇摆机构目录目录 浓淡燃烧器利用离心力或惯性力将一次风煤粉气流分成富粉流和贫粉流两股气流，分别通过不同喷口进入炉膛内燃烧。这样，可在一次风总量不变的条这样，可在一次风总量不变的条件下，分别出一股高煤粉浓度的富粉件下，分

14、别出一股高煤粉浓度的富粉流。由于高浓度煤粉气流具有良好的流。由于高浓度煤粉气流具有良好的着火和稳燃性，因此它不须要特殊强着火和稳燃性，因此它不须要特殊强的热回流。的热回流。8 8）水平浓淡燃烧器）水平浓淡燃烧器目录目录这样，不仅实现强化着火在技术上简洁易行，还可避开热回流强度带来的弊端。这样燃烧器有较宽的煤种适应性，不仅用于燃用高灰分劣质烟煤和高水分褐煤，也用于燃用无烟煤和贫煤。目录目录CE公司直流式煤粉燃烧器目录目录浓淡燃烧器原理浓淡燃烧器原理1.所谓浓淡燃烧器，就是接受将煤所谓浓淡燃烧器，就是接受将煤粉粉空气混合物气流，即一次风气流空气混合物气流，即一次风气流分别成富粉流和贫粉流两股气流，

15、这样分别成富粉流和贫粉流两股气流，这样可在一次风总量不变的前提下提高富粉可在一次风总量不变的前提下提高富粉流中的煤粉浓度。流中的煤粉浓度。目录目录2.富粉流中燃料在过量空气系数远富粉流中燃料在过量空气系数远小于小于1的条件下燃烧，贫粉流中燃料则的条件下燃烧，贫粉流中燃料则在过量空气系数大于或接近在过量空气系数大于或接近1的条件下的条件下燃烧，两股气流合起来使燃烧器出口的燃烧，两股气流合起来使燃烧器出口的总过量空气系数仍保持在合理的范围内。总过量空气系数仍保持在合理的范围内。目录目录水平浓淡风煤粉燃烧器目录目录3.3.浓淡分别原理浓淡分别原理 （1 1）离心式煤粉浓缩器用在W W型火焰锅炉上。（

16、2 2）利用管道转弯所产生的离心力使煤粉浓缩，在四角切圆燃烧的炉膛上得到应用（4 4）带有旋流叶片的煤粉浓缩器，用于燃用高水分褐煤的风扇磨煤机直吹式燃烧系统中（3 3）百叶窗锥形轴向分别器；）百叶窗锥形轴向分别器；目录目录4.4.稳燃原理稳燃原理富粉流中煤粉浓度的提高，即该股气流一次风分额降低，将使着火热削减，火焰传播速度提高，燃料着火提前。但是，煤粉浓度并非越高越好。假如煤粉浓度过高，则会因氧量不足影响挥发分燃烧，颗粒升温速度降低，反而使火焰转播速度下降，着火距离拉长，并会产生煤烟。最佳煤粉浓度值与煤种有关低挥发分煤和劣质烟煤的最佳值高于烟煤。目录目录富粉流着火后，为贫粉流供应了着火热源，后

17、者随之着火，整个火炬的燃烧稳定性增加，从而扩大了锅炉不投油助燃的负荷调整范围及煤种适应性。目录目录5.5.削减污染削减污染煤粉燃烧时有煤粉燃烧时有NO和极少量的和极少量的NO2生成，生成，它们统称为氮氧化合物，用它们统称为氮氧化合物，用NOX表示，是一表示，是一种有害的气体排放物。要降低种有害的气体排放物。要降低NOX的生成量，的生成量，要求火焰温度低，燃烧区段内氧浓度小，燃料要求火焰温度低，燃烧区段内氧浓度小，燃料在高温区内的停留时间短。在高温区内的停留时间短。浓淡燃烧器因能降低燃烧产物中浓淡燃烧器因能降低燃烧产物中NOX的排放量，所以也是一种低的排放量，所以也是一种低NOX燃烧器。燃烧器。

18、目录目录6.6.防止结渣防止结渣煤粉颗粒在高温还原性气氛下，煤灰煤粉颗粒在高温还原性气氛下，煤灰的灰熔点将大大降低，这样当烟中的灰粒的灰熔点将大大降低，这样当烟中的灰粒接触到受热面或炉墙时，仍可能保持软化接触到受热面或炉墙时，仍可能保持软化状态或熔化状态，会粘结在壁面上，形成状态或熔化状态，会粘结在壁面上，形成结渣。结渣。目录目录对于浓淡型煤粉燃烧器，将一次风煤粉气流对于浓淡型煤粉燃烧器，将一次风煤粉气流沿水平方向进行浓淡分别，淡煤粉气流位于背火侧，沿水平方向进行浓淡分别，淡煤粉气流位于背火侧，即水冷壁一侧，使水冷壁旁边煤粉浓度降低，氧浓即水冷壁一侧，使水冷壁旁边煤粉浓度降低，氧浓度提高，还原

19、性气氛水平下降，提高了灰粒的熔化度提高，还原性气氛水平下降，提高了灰粒的熔化温度，可削减炉膛结渣的可能性。同时，浓煤粉气温度，可削减炉膛结渣的可能性。同时，浓煤粉气流位于向火侧，有利于获得着火热，稳定燃烧。流位于向火侧，有利于获得着火热，稳定燃烧。目录目录三、点火装置 大型工业煤粉锅炉的点火和稳燃传统上都是接受燃烧重油或自然气等稀有燃料来实现的，近年来，随着世界性的能源惊惶，原油价格不断上涨，火力发电燃油愈来愈受到限制。因此锅炉点火和稳燃用油被做为一项重要的指标来考核，为了削减重油（自然气）的耗量，所接受的做法是提高煤粉的磨细度，提高风粉混合物和二次风的预热温度，接受预燃室燃烧器，选用小油枪点火、少油点火、等离子点火等等。