第五章煤粉燃烧理

1、第五章第五章 煤粉燃烧理论基础及燃烧设备煤粉燃烧理论基础及燃烧设备第一节第一节 燃烧的基本理论燃烧的基本理论一、化学反应速度一、化学反应速度1、化学反应速度：可以用某一反应物浓度减少的速度表、化学反应速度：可以用某一反应物浓度减少的速度表示，也可以用生成物浓度增加的速度表示，其常用的单示，也可以用生成物浓度增加的速度表示，其常用的单位是位是 mol(m3s)。 C2H4+3O2=2CO2+2H2O bBaAhHgG dtdCAAdtdCBBdtdCGGdtdCHH2、影响化学反应因素（重要的条件）：反应物的浓度；温度; 活化能;压力; 是否有催化反应或连锁反应。1、浓度对化学反应速度的影响根据

2、质量作用定律，对于均相反应，在一定温度下化学反应速度与参加化学反应的各反应物的浓度成正比，而各反应物浓度项的方次等于化学反应式中相应的反应系数。 C+O2=CO2 bBaAACCkdtdCbBBBkCdtdC2、温度对化学反应速度的影响 阿累尼乌斯定律表示：RTEekk0RTEbBBeCkw03、活化能的影响：在一定温度下，活化能越大，活化分子数越少，则化学速度越慢；反之，若活化能越小，化学反应速度就越快。在相同条件下，不同燃料的焦碳的燃烧反应，其活化能是不同的，高挥发分煤的活化能较小，低挥发分煤的活化能较大。各类煤的焦炭按方程反应的活化能的值(MJ/kmol) 分别为：褐煤：92105；烟煤

3、：117134；无烟煤：1401474、压力对化学反应速度的影响 在反应容积不变的情况下，反应系统压力的增高，就意味着反应物浓度增加，从而使反应速度加快。化学反应速度与反应系统压力的次方成正比： nnAnRTPxk)(4、催化反应：催化剂可影响化学反应速度，但化学反应却不能影响催化剂本身。5、连锁反应：连锁反应可以使化学反应自动连续加速进行。二、煤的燃烧二、煤的燃烧 燃烧一般是指燃料与氧化剂进行的发热与发光的高速化学反应。燃烧是指燃料与氧的剧烈化学反应。燃料与氧化剂可以是同一形态的，如气体燃料在空气中的燃烧，称为单相（或均相）反应，燃料与氧化剂也可以是不同形态的，如固体燃料在空气中的燃烧，称为

4、多相（或异相）燃烧。 炭粒的燃烧速度是指炭粒单位表面上的实际反应速度。炭粒表面按完全燃烧反应的化学反应速度，氧向炭粒表面的扩散速度。当燃烧过程稳定时，氧的扩散速度与化学反应速度应该相等，并都等于燃烧速度，即 rksB00111CkCkzksr三、燃烧反应区域（阶段）三、燃烧反应区域（阶段） 炭粒的多相燃烧反应过程：炭粒的多相燃烧反应过程：（1）参加燃烧的氧气从周围环境扩散到炭粒的反应表面；）参加燃烧的氧气从周围环境扩散到炭粒的反应表面；（2）氧气被炭粒表面吸附；）氧气被炭粒表面吸附；（3）在炭粒表面进行燃烧化学反应；）在炭粒表面进行燃烧化学反应；（4）燃烧产物由炭粒解吸附；）燃烧产物由炭粒解吸

5、附；（5）燃烧产物离开炭粒表面，扩散到周围环境中。）燃烧产物离开炭粒表面，扩散到周围环境中。 炭粒的多相燃烧反应区域：炭粒的多相燃烧反应区域： 1、动力燃烧区当温度较低时（1000），炭粒表面化学反应速度较慢，供应炭粒表面的氧量远大于化学反应所需的耗氧量。此时 ，燃烧速度 2、扩散燃烧区当温度很高时（1400），化学反应速度常数随温度的升高而急剧增大，炭粒表面的化学反应速度很快，以致耗氧速度远远超过氧的供应速度，炭粒表面的氧浓度实际为零。这时，则 ， ksk0kCrzkk0kCr3、过渡燃烧区 介于上述两种燃烧区的中间温度区，化学反应速度常数与氧的扩散速度系数处于同一数量级，因而氧的扩散速度与

6、炭粒表面的化学反应速度相差不多，这时化学反应速度和氧的扩散速度都对燃烧速度有影响。这个燃烧反映温度区称为过渡燃烧区。在过渡燃烧区内，提高反应系统温度，改善氧的扩散混合条件，强化扩散，才能使燃烧速度加快。 在煤粉锅炉中，只有那些粗煤粉在炉膛的高温区才有可能接近扩散燃烧。在炉膛燃烧中心以外，大部分煤粉是处于过渡区甚至动力区的。煤粉锅炉着火区是动力区。 因此煤粉锅炉提高炉膛温度和氧的扩散速度都可以强化煤粉的燃烧过程。 第二节第二节 煤粉气流的着火和燃烧一、煤粉气流的着火条件及其强化措施一、煤粉气流的着火条件及其强化措施 煤粉燃烧的三个阶段：着火阶段、燃烧阶段、燃尽阶段。1、着火（和熄火）的热力条件：

7、煤粉燃烧时的放热量：周围介质的散热量：rnORTEVQCekQ201)(02TTSQ结论：上图中散热曲线和放热曲线的切点2和4，分别对应于反应系统的着火温度和熄火温度。然而点2和点4的位置是随着反应系统的热力条件散热和放热的变化而变化的。因此，着火温度和熄火温度也是随着热力条件的变化而变化的，并不是一个物理常数，只是一定条件下得出的相对特征值。而且着火温度永远小于熄火温度。而且着火温度永远小于熄火温度。着火热近似按下式计算： kJ/kg （2）强化着火的措施：理论上可以从加强放热和减少散热两方面着手。在散热条件不变的情况下，可以增加可燃混合物的浓度和压力，增加可燃混合物的初温，使放热加强；在放

8、热条件不变时，则可采用增加可燃混合物初温和减少气流速度、燃烧室保温等减少放热措施来实现。 锅炉实际采取的措施：提高一次风温度（热风送粉）、降低一次风量（率）和风速（无烟煤w1=2025m/s）。)(100100(11ttMCMCCVQzhqargrkzh)100(2510)100(19.4)100(1zhqartCtMM2、影响煤粉气流着火的主要因素（1）燃料性质： 影响最大的是挥发分含量，煤粉的着火温度随的变化规律如图55所示。挥发分降低时，煤粉气流的着火温度显著提高，着火热也随之增大，将煤粉气流加热到更高的温度才能着火。 原煤水分增大时，着火热也随之增大，同时水分的加热、蒸发、过热都要吸收

9、炉内的热量，只是炉内温度水平降低，从而使煤粉气流卷吸的烟气温度以及火焰对煤粉气流的辐射热也相应降低。 原煤灰分在燃烧过程中不但不能放热，还要吸热，而且影响氧与炭的接触，影响着火和燃烧。煤粉气流的着火温度也随煤粉的细度而变化，煤粉愈细，着火愈容易。 （2）一次风温 提高一次风温可减少着火热，从而加快着火。因此，在实践中燃用低挥发分煤时，常采用高温的预热空气作为一次风来输送煤粉，即采用热风送粉系统。（3）一次风量（率）一次风量越大，着火热增加的越多，将使着火推迟；但一次风量太小，着火阶段部分挥发分和细粉燃烧得不到足够的氧，将限制燃烧过程的发展。另外，一次风量还必须满足输粉的要求，否则会造成煤粉堵塞

10、。一次风量常用一次风率来表示，它是指一次风量占入炉总风量的质量百分比。对应煤种的推荐范围:无烟煤和贫煤：r1=2025%; 烟煤：乏气送粉r1=2530%; 热风送粉r1=3035%; 褐煤：乏气送粉r1=2530%；热风送粉r1=3040% 。（4）一次风速 一次风速对着火过程也有一定的影响。若一次风速过高，则通过单位截面积的流量增大，势必降低煤粉气流的加热速度，使着火距离加长。但一次风速过低时，会引起燃烧器喷口被烧坏，以及煤粉管道堵塞等故障，故有一个最适宜的一次风速，它与煤种及燃烧器形式有关，其推荐范围列于表54一、二、三次风速的推荐范围（m/s） （5）炉内散热条件从煤粉气流着火的热力条

11、件可知，如果放热曲线不变，减少炉内散热，在实践中为了加快和稳定低挥发分煤的着火，常在燃烧器区域用铬矿砂等耐火材料将部分水冷壁遮盖起来，构成所谓卫燃带。但容易产生结焦，一般不采用。（6）燃烧器结构特性 影响着火快慢的燃烧器结构特性，主要是指一、二次风混合的情况。如果一、二次风混合过早，在煤粉气流着火前就混合的话，等于增大了一次风量，相应使着火热增大，推迟着火过程。因此，燃用低挥发分煤种时，应使一、二次风的混合点适当地推迟。直流燃烧器材用分级培锋，可以实现一、二次风混合推迟。 燃烧器的尺寸也影响着火的稳定性。燃烧器出口截面积愈大，煤粉气流着火时离开喷口距离就愈远，着火拉长了。从这一点来看，采用尺寸

12、较小的小功率燃烧器代替大功率燃烧器是合理的。（7）锅炉负荷：调峰40100%,基本负荷机组70100% 。 3、强化着火的措施、强化着火的措施（1）组织强烈的煤粉气流与高温烟气的混合，以保证供给足够的着火组织强烈的煤粉气流与高温烟气的混合，以保证供给足够的着火热，这是稳定着火过程的首要条件；（热，这是稳定着火过程的首要条件；（燃烧器结构设计时要考虑）（2）提高一次风温，采用热风送粉；采用合适的一次风量和风速是减）提高一次风温，采用热风送粉；采用合适的一次风量和风速是减小着火热的有效措施；小着火热的有效措施；（3）采用较细较均匀的煤粉；分级燃烧（或浓淡燃烧）可减少着火热；采用较细较均匀的煤粉；分

13、级燃烧（或浓淡燃烧）可减少着火热；高负荷运行；敷设卫燃带是难燃煤稳定着火的常用方法。高负荷运行；敷设卫燃带是难燃煤稳定着火的常用方法。二、煤粉气流燃烧完全的条件二、煤粉气流燃烧完全的条件1、供应充足而又合适的空气量：过量空气系数在、供应充足而又合适的空气量：过量空气系数在1.2。2、适当高的炉温：温度在、适当高的炉温：温度在1250以下为宜，超过以下为宜，超过1350会增加氮氧化物生会增加氮氧化物生成量。成量。 3、空气和煤粉的良好扰动和混合：要做到这一点，就要求燃烧器的结构特性优良，一、二次风混合良好，并有良好的炉内空气动力场。增加二次风和三次风速度，加强燃尽阶段氧混合。4、在炉内要有足够的

14、停留时间：采取旋转气流和加大炉膛高度的措施。第三节第三节 煤粉燃烧器及点火设备煤粉燃烧器及点火设备一、对燃烧器结构设计的要求1、组织良好的空气动力场，使燃料及时着火，与空气适时混合，保证燃烧的稳定性和经济性；2、有较好的燃料适应性，具有良好的调节性能和较大的调节范围，以适应煤种和负荷变化的需要；3、应能控制的生成在允许的范围内，以达到保护环境的要求；4、运行可靠，不易烧坏和磨损，便于维修和更换部件；5、易于实现远程或自动控制。二、煤粉燃烧器的型式 燃烧器出口气流特征分类，煤粉燃烧器可分为直流燃烧器和旋流燃烧器两大类。1、直流燃烧器：出口气流为直流射流或直流射流组的燃烧器；按照配风方式又可分为：

15、均等配风和分级配风两种；根据煤种不同其结构有所不同。2、旋流燃烧器：出口气流包含有旋转射流的燃烧器称旋流燃烧器。根据具体结构分类。 三、旋流煤粉燃烧器的原理及结构三、旋流煤粉燃烧器的原理及结构（一）旋转射流（一）旋转射流w旋流燃烧器是利用旋流器使气流产生旋转运动的。当旋转气流由燃烧旋流燃烧器是利用旋流器使气流产生旋转运动的。当旋转气流由燃烧器出口喷出后，气流在炉膛内就形成了旋转射流，如图所示。器出口喷出后，气流在炉膛内就形成了旋转射流，如图所示。1、旋转射流的主要特点、旋转射流的主要特点（1）旋转射流中任一点的空间速度均可分解成轴向速度、径向速度和）旋转射流中任一点的空间速度均可分解成轴向速度

16、、径向速度和切向速度，气流旋转的结果，在射流的中心部分产生一个低压区，造成切向速度，气流旋转的结果，在射流的中心部分产生一个低压区，造成了径向和轴向压力梯度。特别是轴向的反向压力梯度，将吸引中心部分了径向和轴向压力梯度。特别是轴向的反向压力梯度，将吸引中心部分的烟气沿轴向反向流动，如图的烟气沿轴向反向流动，如图56（d）。即在燃烧器出口附近形成和）。即在燃烧器出口附近形成和主气流流动方向相反的回流运动，因而在旋流射流的内部产生了回流主气流流动方向相反的回流运动，因而在旋流射流的内部产生了回流区区内回流区。这是旋转射流主要特点。内回流区。这是旋转射流主要特点。 （2）由于和周围介质进行强烈的湍流

17、交换，沿射流的运动方向，切向）由于和周围介质进行强烈的湍流交换，沿射流的运动方向，切向速度衰减速度衰减 ，即，即旋转效应衰减很快。旋转射流中，轴向速度的衰减比切向速度慢些，但旋转效应衰减很快。旋转射流中，轴向速度的衰减比切向速度慢些，但远比直流射流快。在同样的初始动量下，旋转射流的射程要比直流短。远比直流射流快。在同样的初始动量下，旋转射流的射程要比直流短。 （3）旋转射流的扩展角一般比直流射流大，而且随着旋转强度的增大而增大。旋转强度可用下式表示：式中 M气流的切向旋转动量矩； K 气流的轴向旋转动量 ； L燃烧器喷口的特征尺寸。nKLM2、旋转射流流型旋转射流流型 随着旋转强度的不同，旋转

18、射流有三种不同的流动状态：封闭气流、开放式旋转射流、形成全扩散式旋转射流。封闭气流没有回流区，对着火不利；全扩散式旋转射流又叫做“飞边”。飞边会使火焰贴墙，造成炉墙或水冷壁结渣。 （二）旋流煤粉燃烧器的型式 旋流煤粉燃烧器是利用旋流器使气流产生旋转运动。 旋流器的主要有：蜗壳型和叶片型两大类。 蜗壳型旋流燃烧器（蜗壳作旋流器）：现主要有直流（一次风）蜗壳（单蜗壳）和旋流（一次风）蜗壳（双蜗壳）。 叶片型旋流燃烧器（叶片作旋流器）：现主要有轴向叶片及切向叶片等。1、直流（一次风）蜗壳（单蜗壳）燃烧器、直流（一次风）蜗壳（单蜗壳）燃烧器 图59单蜗壳旋流燃烧器1扩流锥；2一次风扩散管口；3一次风管

19、；4二次风蜗壳；5一次风连接管；6二次风舌形挡板；7连接法兰；8点火喷嘴安装孔 2、双蜗壳旋流煤粉燃烧器 图510 双蜗壳旋流燃烧器1一次风蜗壳；2二次风蜗壳；3舌形挡板；4点火油枪；5喷口3、轴向叶片型旋流煤粉燃烧器 利用轴向叶片使气流产生旋转的燃烧器称为轴向叶片式旋流燃烧器。 图511轴向可动叶轮型旋流燃烧器1二次风叶轮拉杆；2一次风管；3一次风舌型挡板；4二次风筒；5二次风叶轮；6油枪4、切向叶片式旋流煤粉燃烧器 图320径向浓淡旋流燃烧器示意图1炉墙；2直流二次风通道；3旋流器；4旋流二次风通道；5一次风通道；6中心管；7点火装置；8直流二次风挡板；9煤粉浓缩器；10淡一次风通道；11

20、浓一次风通道5.双调风低NOX煤粉燃烧器图513 双调风浓淡旋流燃烧器 1油嘴；2点火油枪；3文丘里管；4二次风叶片；5内二次风调风挡板；6外二次风调风挡板 6、径向浓淡旋流燃烧器、径向浓淡旋流燃烧器 图320径向浓淡旋流燃烧器示意图1炉墙；2直流二次风通道；3旋流器；4旋流二次风通道；5一次风通道；6中心管；7点火装置；8直流二次风挡板；9煤粉浓缩器；10淡一次风通道；11浓一次风通道 双调风燃烧器的主要优点是由于空气的分级送入。实践双调风燃烧器的主要优点是由于空气的分级送入。实践证明，采用双调风燃烧器既能有效地控制温度型证明，采用双调风燃烧器既能有效地控制温度型NOx；又能；又能限制燃料型

21、限制燃料型NOx。此外，燃烧调节灵活、有利于稳定燃烧、。此外，燃烧调节灵活、有利于稳定燃烧、对煤质有较宽的适应范围。对煤质有较宽的适应范围。结论：旋流燃烧器适合于燃烧挥发分较大、水分较小的烟煤。结论：旋流燃烧器适合于燃烧挥发分较大、水分较小的烟煤。 浓淡旋流燃烧器可燃烧贫煤。 双调风浓淡旋流燃烧器特点： 由于这种燃烧器的二次风采用内、外两个调风器，故称之为双调风低NOx燃烧器。该燃烧器的一次风煤粉混合物为不旋转的直流射流，在燃烧器出口处一次风与内二次风混合形成富燃料着火燃烧区。外二次风的旋流强度较低，因而可使燃烧过程推后，并降低火焰温度。 二、直流煤粉燃烧器的原理及结构二、直流煤粉燃烧器的原理

22、及结构（一）直流射流的特性：（一）直流射流的特性：直流射流只有轴向速度和径向速度，射流是不旋转的。 图图515 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1、直流射流特点：在射流中心尚未被周围气体混入的地方，仍然保持初速0，这个保持初速为0的三角形区域成为等速核心区。在喷口出口处与等速核心区结束点所在的截面之间的区段称为射流的初始段。射流初始段以后的区段成为射流主体段或基本段。射流主体段内轴线上的流速m是低于初速0的，并沿着流动方向逐渐衰减。射流主体段内轴线上流速m沿流动方向的变化规律与喷口的形状有关。主体段轴线相对速度m/0可按下式计算： a.圆形喷口 b.矩形喷口 w

23、0射流初速，m/s； R0喷口的半径，m； b0喷口短边一半的尺寸，m; x所求截面距喷口出口的距离，m； a 湍流系数，0.10.12。 a0.070.08。 29. 096. 000Raxwwm41. 02 . 100baxwwm2、直流射流的射程定义一种定义是指由喷口沿射流轴线到某一截面的距离，该截面最大轴向速度衰减到初始速度的5%。另一种定义是指规定最大轴向速度衰减到某一数值时的距离。3、影响射程的因素（1）射程与喷口尺寸有关。喷口尺寸越大，射流衰减慢，在烟气介质中贯穿能力强，射程越大，对后期混合有利。集中大喷口比分散的多个小喷口的射流的射程大。（2）喷口截面形状：高宽比h/b越大，射

24、流周界面增大，卷吸能力也增大，卷吸能力越强速度衰减越快，射程就越短。但会导致射流偏离原有轴线方向发生偏转。因此，对于矩形截面喷口，喷口的高宽比愈小，刚性愈好，愈不易偏转。（3）初始速度（初识动量mu）：初速越高、初始动量越大，射程越大。射流的动量愈大，刚性愈强，愈不易偏转。 结论：对于挥发分大的煤，容易着火，煤粉气流着火提前，所以要采用大喷口、高宽比小、初始速度大、射程大的燃烧器。反之选择射程小的燃烧器。（二）直流煤粉燃烧器的形式 直流煤粉燃烧器的出口是由一组圆形、矩形或多边的喷口所组成。一次风煤粉气流、燃烧所需要的二次风以及中间储仓式制煤粉系统热风送粉时的乏气三次风分别由不同喷口以直流射流形

25、式喷进炉膛。燃烧器喷口之间保持一定距离，整个燃烧器呈狭长形。喷口射出的直流射流多为水平方向，也有的向上或向下倾斜某一角度；有的直流燃烧器的喷口可以在运行时上下摆动一定角度。1、直流煤粉燃烧器的种类 一、二次风喷口的布置情况，直流煤粉燃烧器大致可分为均等配风和分级配风两种型式。（1）均等配风直流煤粉燃烧器 均等配风方式是指一、二次风喷口相间布置，即在两个一次风喷口之间均等布置一个或两个二次风喷口，或者在每个一次风喷口的背火侧均等布置二次风喷口。其结构见下图。适应煤种：贫煤、烟煤和褐煤。典型的均等配风直流煤粉燃烧器喷口布置方式： 图516 均等配风直流煤粉燃烧器（a）锅炉容量400t/h，适用烟煤

26、； (b)锅炉容量220t/h，适用贫煤和烟煤 ；(c)锅炉容量220t/h，适用褐煤； (d)锅炉容量927t/h，适用褐煤 图516（e） DG1000/16.66-1烟煤型均等配风直流燃烧器喷口结构 图516(f) 某947t/h褐煤型均等配风直流燃烧器喷口结构 1水冷壁中心线；2一次风；3二次风； 4冷却风；5油枪；6十字风； (2)分级配风直流煤粉燃烧器 分级配风方式是指把燃烧所需要的二次风分级分阶段地送入燃烧的煤粉气流中，即将一次风喷口集中布置在一起，而二次风喷口分层布置，且一、二次风喷口保持较大的距离，以便控制一、二次风的混合时间，这对于无烟煤的着火和燃烧是有利的。故此种燃烧器适

27、用于无烟煤、贫煤和劣质烟煤，所以又叫做无烟煤型直流煤粉燃烧器。典型分级配风直流煤粉燃烧器喷口布置方式如图517所示。一次风的作用：输送煤粉并给煤粉着火初期提供氧量；二次风的作用：给煤粉燃烧提供氧量，也称助燃风；三次风的作用：将细粉分离器分离出的携带10 15%细分的 乏气送到炉内参加燃烧。W3=5060m/s。夹心风的作用：在一次风口内侧增加一股高速（50-60m/s） 热风，以增加一次分的刚性，增加射程，防 止着火提前是燃烧器区域超温或结焦。周界风的作用：在一次风外侧周围增加一股高速（50-60m/s）热 风，以增加一次风的刚性，增加射程，防止炉内结焦。 图517分级配风直流燃烧器喷口结构

28、（a）HG-670/13.3-10无烟煤； （b）WGZ-410/9.8-7无烟煤夹心风大喷口型 （c）SG-400/13.7劣质无烟煤型 （3）几种改进的直流煤粉燃烧器：水平和垂直浓淡燃烧器 宽调节比浓淡燃烧器： 图38 WR型浓淡燃烧器煤粉浓度分布示意图（a）V形扩流锥结构；（b）波形扩流锥结构；（c）扩流锥结构尺寸；（d）一次风喷口总体图1摆动喷口；2扩流锥；3水平挡板；4燃烧器外壳；5一次风管；6入口弯头PM燃烧器 图519 PM型直流煤粉燃烧器（a）一次风入口管道上的弯头分离器（b）燃烧器的喷口布置1二次风喷口；2贫燃料喷口；3再循环烟气喷口；4富燃料喷口；5油枪；6火上风（OFA）

29、喷口；7一次风煤粉管道；8弯头分离器 垂直浓淡燃烧器的特点a、上部为高浓度的煤粉气流 ，下部为低浓度的煤粉气流，并将其保持到离开喷嘴以后的一段距离，从而提高了煤粉喷嘴出口处上部煤粉气流中的煤粉浓度。在煤粉喷嘴出口处装有一个扩流锥，可以在喷嘴出口形成一个稳定的回流区，使高温烟气不断稳定回流到煤粉火炬的根部，以维持煤粉气流的稳定着火，能有效的燃用低挥发性的无烟煤和贫煤。 b、PM燃烧器可使NOx生成量减少60%。负荷降低时它仍能保持燃烧稳定，不投油的最低稳定燃烧负荷可达40%。在（65100）%的负荷变化范围内，NOx生成量大体不变，飞灰中的可燃物含量则随负荷下降而有所减少。（3）水平浓淡燃烧器

30、图5-20 水平浓淡燃烧器喷口结构 1、3、4浓缩器；2隔板； 三、点火装置三、点火装置 锅炉点大装置主要是在锅炉机组启动时，用它来点燃主锅炉点大装置主要是在锅炉机组启动时，用它来点燃主燃烧器的煤粉气流。燃烧器的煤粉气流。 1、点火系统的类型：可分为气油煤粉的三级点火和油煤粉的二级点火系统两种。三级点火系统：是用点火器点燃着火能量最小的气体燃料，再点燃雾化的燃料油，最后点燃主燃烧器的煤粉气流。二级点火系统：采用一种过渡燃料燃料油，即用点火器点燃燃料油，再点燃主燃烧器中的煤粉气流。2、电器点火器的型式：常用的有电火花点火器、电弧点火器和高能点火器、等离子点火器四种。 第四节第四节 煤粉炉的炉膛及

31、其特性 一、煤粉锅炉的炉膛一、煤粉锅炉的炉膛1、炉膛的作用：炉膛是供煤粉燃烧的空间，也称为燃烧室。 2、炉膛的结构应能满足如下要求：（1）应具有足够的空间和合理的形状，以便组织燃烧，减小不完全燃烧热损失。（2）要有合理的炉内温度场和良好的炉内空气动力特性，既能保证燃料在炉内稳定着火和完全燃烧，又要避免火焰冲撞炉墙，或局部温度过高，防止炉膛水冷壁结渣。（3）应能布置足够数量的辐射受热面，将炉膛出口烟温降到允许的数值（1100-1250），以保证炉膛出口及其后的受热面不结渣。（4）炉膛结构尺寸应满足下列热负荷的需要：容积热负荷:qv=BQar,net,p/Vl=100175kw/m2；截面热负荷：

32、 qf=BQar,net,p/Fl=34.5MW/m2；燃烧器区域热负荷: qr=BQar,net,p/(UHr)=0.9-1.2(褐煤)、1.4-2.1（贫煤、无烟煤） 1.4-2.4（烟煤） MW/m2。3、影响炉膛结构的因素：燃料种类、燃烧方式、燃烧器的布置、火焰的形状和行程、锅炉负荷、受热面布置等。二、燃烧器的布置及炉内空气动力特性二、燃烧器的布置及炉内空气动力特性 （一）旋流燃烧器的布置及其炉内空气动力特性：1、布置 图523 旋流燃烧器的布置方式 2、旋流燃烧器的炉内空气动力特性 3、旋流燃烧器的优点：（1）一、二次风混合强烈；（2）可以将燃烧器布置在两侧墙或前后墙上，它们又可分为

33、对冲布置和交错相对布置，使炉膛上部的死滞旋涡区基本消失，这就改善了炉内火焰的混合充满的程度；4、旋流燃烧器的缺点：（1） 风、粉管道的布置比较复杂，锅炉低负荷运行或切换磨煤机停用部分燃烧器时，沿炉膛宽度方向容易产生温度不均匀。（2）不布置燃烧器的两面墙，其水冷壁中部热负荷偏高，易引起结渣。 （二）直流燃烧器的布置及其炉内空气的动力特性（二）直流燃烧器的布置及其炉内空气的动力特性 1、直流燃烧器的布置（1）单切圆布置，即四角燃烧器一、二次风口的几何轴线相切于炉膛中心同一个圆；（2）两角对冲，两角相切或一次风对冲，二次风切圆；（3）双切圆布置，即四角一、二次风口相切于不同直径的圆或对角燃烧器各自相

34、切于不同直径的圆；（4）八向或六向切圆布置；（5）双炉膛切圆布置。 2、直流燃烧器切向燃烧的炉内空气动力特性 3、影响直流燃烧器一次风煤粉气流偏斜的因素主要 （1）射流两侧的补气条件 直流射流轴线与炉内假想切圆相切，使矩形截面炉膛射流与两侧炉墙的夹角相差较多，当射流喷入炉膛从两侧卷吸烟气时，在射流两侧形成负压区，炉膛中的烟气就向负压区补充。这就造成向火侧静压高于背火侧静压，使射流向侧偏转。采用正方形炉膛或炉膛宽深比为1，补气条件的差异造成的影响可以忽略。减小切圆直径也可减小两侧的静压之差。但切圆直径太小，炉内气流旋转不强烈，对稳定着火，强化后期混合都是不利的。一般假想切圆直径和炉膛宽度比为0.

35、050.12。 （2）上游邻角射流的横向推力与射流的刚性 切圆燃烧的炉膛中，上游邻角射流对下游射流产生一定的横向推力，推动气流强烈旋转，同时也迫使下游流向炉墙一侧偏斜。推力的大小决定于上游射流的总动量。一次风动量愈大，射流刚性愈强，抵抗偏斜的能量愈强，射流的偏斜也就愈小。 （3）燃烧器的结构特性 燃烧器的高宽比或一次风喷口的高宽比愈大，整组射流的刚性及一次风射流的刚性都相应较低，一次风射流的偏斜将愈严重。4、四角切圆燃烧方式存在的主要问题（1）炉内容易结渣：如一次风速偏低，气流刚性差，燃烧器周围容易结渣；一次风管风量分布不均容易造成炉膛火焰偏斜，炉膛火焰中心向风量小的一角倾斜，使其周围结渣；二

36、次风速低，刚性弱对一次风的保护能力降低，一次风容易贴壁，使一次风在着火早期得不到足够的氧量而产生还原性气氛，造成炉内结渣；当采用摆动式燃烧器向下摆动调节汽温时，如下排燃烧器距冷灰斗转弯处较近，易造成冷灰斗结渣。（2）炉膛出口及水平烟道两侧烟温的偏差较大，大容量锅炉这一问题更加严重。在四角燃烧锅炉中，燃烧器区域形成的旋转火焰不但旋转稳定、强烈，而且粘性很大。高温烟气流到达炉膛出口的过程中，其旋转强度虽然逐渐减弱，但仍然又残余旋转。残余旋转不但造成炉膛出口处的烟温偏差，而且造成烟速偏差。气流逆时针方向旋转时，左侧烟温高于右侧烟温，左侧烟速高于右侧烟速。一般烟温偏差达100左右，偏差严重的甚至达到300，导致过热器、再热器超温爆管。（3）运行中各角二次风分配不均，影响炉内火焰中心位置，影响煤粉的燃尽度。（4）采用摆动式燃烧器需经常维护，每天都要动一动以避免卡涩，影响其灵活性。 w第五节 锅炉外部过程可能发生的问题w一、锅炉排渣方式：固态排渣和液态排渣w二、固态排渣煤粉炉的结渣w1、结渣的危害w