第13课时单元电厂热力设备及运行第04章燃烧过程

1、9.9.直流燃烧器切圆布置直流燃烧器切圆布置n四角切圆燃烧四角切圆燃烧图图4-14 4-14 四角切圆燃烧四角切圆燃烧n四角切圆燃烧火焰四角切圆燃烧火焰图图4-15 4-15 四角切圆燃烧火焰四角切圆燃烧火焰n四角切圆平面流场四角切圆平面流场图图4-16 4-16 四角切圆平面流场四角切圆平面流场n四角切圆垂直流场四角切圆垂直流场图图4-17 4-17 四角切圆垂直流场四角切圆垂直流场n四角布置直流燃烧器工作过程四角布置直流燃烧器工作过程: :煤粉气流卷吸高温烟气而被加热的过程。煤粉气流卷吸高温烟气而被加热的过程。射流的相互撞击、射流两侧的补气及压力平衡过程。射流的相互撞击、射流两侧的补气及压

2、力平衡过程。煤粉气流的着火过程。煤粉气流的着火过程。煤粉与二次风空气的混合过程。煤粉与二次风空气的混合过程。四股气流形成的切圆旋转过程。四股气流形成的切圆旋转过程。焦碳的燃尽过程。焦碳的燃尽过程。四角切圆炉内空气动力场特点四角切圆炉内空气动力场特点: :n优点：优点： 每一角的燃烧器喷口的出口射流都与一个假想切圆想每一角的燃烧器喷口的出口射流都与一个假想切圆想切，相切后变形成旋转气流。切，相切后变形成旋转气流。 每一角燃烧器喷出的煤粉气流都受到来自邻角剧烈燃每一角燃烧器喷出的煤粉气流都受到来自邻角剧烈燃烧火焰的冲击和加热，有利于煤粉的着火和燃烧。烧火焰的冲击和加热，有利于煤粉的着火和燃烧。n缺

3、点：缺点： 旋转气流使从燃烧器喷口出来的气流偏离喷口的几何旋转气流使从燃烧器喷口出来的气流偏离喷口的几何轴线，流产生偏斜现象。严重时，引起火焰冲墙贴壁轴线，流产生偏斜现象。严重时，引起火焰冲墙贴壁，引起水冷壁结渣引起水冷壁结渣。 炉膛出口烟温偏差炉膛出口烟温偏差。一次风煤粉气流的偏斜一次风煤粉气流的偏斜: :n定义定义：切圆燃烧方式实际气流并不能完全沿轴线方向前进，会出：切圆燃烧方式实际气流并不能完全沿轴线方向前进，会出现一定的偏斜，严重时会导致燃烧器出口射流贴墙或冲墙现一定的偏斜，严重时会导致燃烧器出口射流贴墙或冲墙，造成造成炉膛水冷壁结渣炉膛水冷壁结渣。n产生原因产生原因： 邻角气流的横向

4、推力邻角气流的横向推力：其大小取决于四：其大小取决于四角射流的旋转动量矩。其中二次风射流角射流的旋转动量矩。其中二次风射流动量矩起主要作用；一次风射流本身的动量矩起主要作用；一次风射流本身的动量动量( (刚性刚性) )则是维持气流不偏斜的内在则是维持气流不偏斜的内在因素。因素。 增加一次风动量或减少二次风动量，增加一次风动量或减少二次风动量，可减轻一次风射流的偏斜。但一次风速可减轻一次风射流的偏斜。但一次风速受着火条件限制，不能相应提高；而为受着火条件限制，不能相应提高；而为加强炉内气流的扰动，二次风速也不宜加强炉内气流的扰动，二次风速也不宜降低。降低。图图4-18 4-18 一次风煤粉气流的

5、偏斜一次风煤粉气流的偏斜 假想切圆直径假想切圆直径：较大的较大的假想切圆直径假想切圆直径可使邻角火炬的高温烟气更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；尽； 但但假想切圆直径假想切圆直径过大，射流偏斜增大，容易引起水冷壁结过大，射流偏斜增大，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渣；炉膛出口较大的残余旋转会引起烟温和过热汽温偏差。 炉膛和燃烧器的结构特性炉膛和燃烧器的结构特性 燃烧器燃烧器射流两侧卷吸烟气形成负压，内侧射流两侧卷吸烟气形成负压，内侧（向火侧）夹角（向火

6、侧）夹角1 1大，且有上游邻大，且有上游邻角气流横扫过来，补气条件充裕；角气流横扫过来，补气条件充裕；面向炉墙的一侧（外侧）夹角面向炉墙的一侧（外侧）夹角2 2小，小，且需从射流较远处回流烟气或由射且需从射流较远处回流烟气或由射流上下两端来补气，补气条件很差，流上下两端来补气，补气条件很差，射流两侧因此出现压差，迫使射流射流两侧因此出现压差，迫使射流偏向压力低的一侧偏向压力低的一侧。图图4-18 4-18 一次风煤粉气流的偏斜一次风煤粉气流的偏斜二、二、旋流燃烧器及炉内气流结构旋流燃烧器及炉内气流结构1.1.旋转射流空气动力特性旋转射流空气动力特性图图4-19 4-19 旋转射流速度分布旋转射

7、流速度分布2.2.旋流燃烧器工作原理旋流燃烧器工作原理图图4-20 4-20 旋流燃烧器工作原理旋流燃烧器工作原理外回流区外回流区外回流区外回流区内回流区内回流区3.3.旋流燃烧器类型旋流燃烧器类型4.4.双蜗壳旋流燃烧器双蜗壳旋流燃烧器图图4-21 4-21 双蜗壳旋流燃烧器双蜗壳旋流燃烧器5.5.轴向叶轮旋流燃烧器轴向叶轮旋流燃烧器图图4-22 4-22 轴向叶轮旋流燃烧器轴向叶轮旋流燃烧器5.5.轴向叶轮旋流燃烧器轴向叶轮旋流燃烧器6.6.双调风旋流燃烧器双调风旋流燃烧器图图4-23 4-23 双调风旋流燃烧器原理图双调风旋流燃烧器原理图6.6.双调风旋流燃烧器双调风旋流燃烧器图图4-2

8、4 4-24 双调风旋流燃烧器图双调风旋流燃烧器图6.6.双调风旋流燃烧器双调风旋流燃烧器图图4-25 4-25 美国美国B BW W公司公司DRBDRB型双调风燃烧器型双调风燃烧器7. 7. 旋流燃烧器布置旋流燃烧器布置图图4-26 4-26 旋流燃烧器前墙布置旋流燃烧器前墙布置7. 7. 旋流燃烧器布置旋流燃烧器布置图图4-27 4-27 旋流燃烧器两面墙对冲或交错布置旋流燃烧器两面墙对冲或交错布置8. 8. 旋流燃烧器炉内空气动力场旋流燃烧器炉内空气动力场图图4-28 4-28 旋流燃烧器炉内空气动力场旋流燃烧器炉内空气动力场(a)(a)前墙单排布置；前墙单排布置；(b)(b)前墙多排布

9、置；前墙多排布置；(c)(c)两面墙单排布置；两面墙单排布置；(d)(d)有折焰角有折焰角1,41,4死滞旋涡区；死滞旋涡区；2 2回流区；回流区；3 3火炬；火炬；4 4折焰角折焰角9. 9. 旋流燃烧器炉内流线旋流燃烧器炉内流线图图4-29 4-29 旋流燃烧器炉内流线旋流燃烧器炉内流线三、三、煤粉气流的着火煤粉气流的着火1.1.着火相关的基本概念着火相关的基本概念2.2.煤粉气流的着火热源煤粉气流的着火热源辐射吸热与对流吸热辐射吸热与对流吸热辐射热辐射热对流热对流热对流热对流热辐射热只有辐射热只有对流热的对流热的0.05-0.2图图4-30 4-30 煤粉气流的辐射吸热与对流吸热煤粉气流

10、的辐射吸热与对流吸热3.3.煤粉气流着火热的计算煤粉气流着火热的计算。挥发分热解所需热量，。水蒸汽定压比热，。一次风温度，。煤粉气流着火温度，。干燃料定压比热，。空气定压比热，。一次风量，。着火热，）（算：着火热可近似按下式计kgkjqKkgkjcKTKTKkgkjcKNmkjckgNmVkgkjqkgkjqTcWTTWccVqvOHigdfaigvigOHigdfaig/)/()/()/(/914/)100(2500100)(100100(221331114.4.影响煤粉气流着火的因素影响煤粉气流着火的因素一次风量一次风量Vdaf30%烟 煤褐煤贫煤25-40热风送粉20-4525-3525

11、-3020-2520-25乏气送粉Vdaf=30%无 烟 煤煤 种4.4.影响煤粉气流着火的因素影响煤粉气流着火的因素一次风速一次风速4.4.影响煤粉气流着火的因素影响煤粉气流着火的因素一次风煤粉气流的初温一次风煤粉气流的初温4.4.影响煤粉气流着火的因素影响煤粉气流着火的因素燃料性质燃料性质图图4-31 4-31 煤粒着火温度与煤粒着火温度与V Vdafdaf的关系的关系 4.4.影响煤粉气流着火的因素影响煤粉气流着火的因素煤粉细度煤粉细度4.4.影响煤粉气流着火的因素影响煤粉气流着火的因素燃烧器特性燃烧器特性4.4.影响煤粉气流着火的因素影响煤粉气流着火的因素着火区域炉膛温度水平着火区域炉

12、膛温度水平4.4.影响煤粉气流着火的因素影响煤粉气流着火的因素锅炉负荷锅炉负荷5.5.稳定煤粉气流着火的措施稳定煤粉气流着火的措施6.6.强化煤粉气流燃尽的措施强化煤粉气流燃尽的措施四、四、炉膛结构要求炉膛结构要求1.1.炉膛结构炉膛结构图图4-32 4-32 炉膛结构炉膛结构2.2.炉膛结构要求炉膛结构要求3.3.评价炉膛结构的参数评价炉膛结构的参数炉膛结构着火稳定性参数炉膛结构着火稳定性参数。积，燃烧器区域炉膛横截面。量，燃料收到基的低位发热。燃料消耗量，）（2,2,/924/mAkgkjQskgBmkwABQqfnetarfnetarf3.3.评价炉膛结构的参数评价炉膛结构的参数炉膛结构

13、着火稳定性参数炉膛结构着火稳定性参数。米处的距离，口上方米处和下层一次风喷取上层一次风喷口上方燃烧器区域高度，一般。炉膛深度、宽度，、。量，燃料收到基的低位发热。燃料消耗量，）（mHmbakgkjQskgBmkwHbaBQqrnetarrnetarr1.51/934/)(2,2,n推荐值：无烟煤、贫煤推荐值：无烟煤、贫煤q qr r=1.4=1.42.1MW/m2.1MW/m2 2 ， 烟煤烟煤q qr r=1.28=1.281.40MW/m1.40MW/m2 2， 褐煤褐煤q qr r=0.93=0.931.96MW/m1.96MW/m2 2。3.3.评价炉膛结构的参数评价炉膛结构的参数炉膛结构燃尽性参数炉膛结构燃尽性参数。炉膛容积，。量，燃料收到基的低位发热。燃料消耗量，）（3,3,/944/mVkgkjQskgBmkwVBQqfnetarfnetarvn推荐值：无烟煤推荐值：无烟煤q qv v=110=110140kW/m140kW/m3 3 ， 烟煤烟煤q qv v=140=140200kW/m200kW/m3 3， 贫煤贫煤q qv v=120=120165kW/m165kW/m3 3， 褐煤褐煤q qv v=90=901