锅炉原理-第四章燃烧设备

1、 燃烧器的作用是将燃料与燃烧所需空气按燃烧器的作用是将燃料与燃烧所需空气按一定的比例、速度和混合方式经喷口送入炉膛一定的比例、速度和混合方式经喷口送入炉膛其主要作用为：其主要作用为： 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； 组织燃料和空气及时、充分地混合；组织燃料和空气及时、充分地混合； 保证燃料进入炉膛后尽快、稳定地着火，迅保证燃料进入炉膛后尽快、稳定地着火，迅速、完全地燃尽。速、完全地燃尽。 一次风一次风 携带煤粉送入燃烧器的空气。主要作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用是输送煤粉和满足燃烧初期对氧气的需要 二次风二次风 待煤粉气流着

2、火后再送入的空气。二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用细粉分离器排出的含有10%10%15%15%细粉的乏气，由细粉的乏气，由单独的喷口送入炉膛燃烧，这股乏气称为三次风单独的喷口送入炉膛燃烧，这股乏气称为三次风 紊流自由射流紊流自由射流是直流燃烧器各喷口以较高是直流燃烧器各喷口以较高的初速（的初速（Re10Re106 6）和一定的浓度，射入尺寸很大）和一定的浓度，射入尺寸

3、很大的炉膛空间的炉膛空间（炉膛内充满高温、静止介质（烟（炉膛内充满高温、静止介质（烟气），煤粉浓度为零）气），煤粉浓度为零）的煤粉气流的煤粉气流 紊紊流自由射流流自由射流除了做整体运动外，流体微除了做整体运动外，流体微团还具有纵向脉动和横向脉动，后者对热质交换团还具有纵向脉动和横向脉动，后者对热质交换起着重要作用起着重要作用1-1-喷口；喷口；2-2-射流等速核心区；射流等速核心区；3-3-紊流边界层；紊流边界层；4-4-外外边界；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=0C CH H=0=0T TH HTT0 0W

4、W0 0C C0 0T T0 0射流横断面不断扩展，射流横断面不断扩展，流量流量Q Q增加；增加；煤粉浓度煤粉浓度C C下降；下降；温度温度T T升高；升高；轴向轴向速度速度W W逐渐减慢。逐渐减慢。 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，一个喷口分成总面积相等的若干个小喷口，卷吸量是增加的卷吸量是增加的 直流直流Q Q旋流旋流Q Q；直流射流适用于无烟煤，后；直流射流适用于无烟煤，后期混合好期混合好 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

5、，衰减较快。 直流湍流自由射流的卷吸量相对较小，因而射流直流湍流自由射流的卷吸量相对较小，因而射流的衰减较慢的衰减较慢 射程射程 L L 射流轴向速度射流轴向速度w wm m与射流初始速度与射流初始速度w w0 0的的比值降低到某一不为零的数值（如比值降低到某一不为零的数值（如0.050.05）时的截）时的截面与喷口间的距离面与喷口间的距离 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，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。直流射程即射流对周围气体的穿透能力。直流射程LL旋流旋流射程射程L L 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

6、在有限空间内，抵抗外界干扰不发生偏离轴线射流在有限空间内，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；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，会干扰其正常工作偏向其他射流，会干扰其正常工作 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，其位置对煤粉气流流开始混合点，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响，直流湍流自由射流的相对较相对较小小 直流射流的主要特点：直流射流的主要特点： 沿流动方向

7、的速度衰减比较慢沿流动方向的速度衰减比较慢 具有比较稳定的射流核心区具有比较稳定的射流核心区 一次风和二次风的后期混合比较强一次风和二次风的后期混合比较强 直流燃烧器的一、二、三次风分别由垂直布置直流燃烧器的一、二、三次风分别由垂直布置的一组圆形或矩形的喷口以直流湍流自由射流的形的一组圆形或矩形的喷口以直流湍流自由射流的形式喷入炉膛，式喷入炉膛，根据根据燃煤特性燃煤特性不同，一、二次风喷口不同，一、二次风喷口的排列方式可分为的排列方式可分为均等配风和分级配风。均等配风和分级配风。 均等配风燃烧器均等配风燃烧器一、二次风喷口相间布一、二次风喷口相间布置，置，即在二个一次风喷口之间均等布置一个即在

8、二个一次风喷口之间均等布置一个或二个二次风喷口，各二次风喷口的风量分或二个二次风喷口，各二次风喷口的风量分配较均匀配较均匀 均等配风燃烧器均等配风燃烧器一、二次风口间距较小一、二次风口间距较小（80-160mm80-160mm），），有利于一、二次风的较早混有利于一、二次风的较早混合，合，使一次风煤粉气流着火后能迅速获得足使一次风煤粉气流着火后能迅速获得足够的空气，达到完全燃烧够的空气，达到完全燃烧 均等配风均等配风适用于燃用高挥发分煤种，适用于燃用高挥发分煤种，常称为常称为烟煤、褐煤型配风方式烟煤、褐煤型配风方式 分级配风燃烧器分级配风燃烧器一次风喷口相对集中一次风喷口相对集中布置，布置，并

9、靠近燃烧器的下部，二次风喷口并靠近燃烧器的下部，二次风喷口则分层布置，一、二次风喷口间保持较大则分层布置，一、二次风喷口间保持较大的距离的距离(160-350mm)(160-350mm)，燃烧所需要的二次燃烧所需要的二次风分阶段送入燃烧的煤粉气流中，强化气风分阶段送入燃烧的煤粉气流中，强化气流的后期混合，流的后期混合，促使燃料燃烧与燃尽促使燃料燃烧与燃尽 分级配风燃烧器分级配风燃烧器一次风喷口高宽比大，一次风喷口高宽比大，卷吸量大；煤粉气流相对集中，火焰中心卷吸量大；煤粉气流相对集中，火焰中心温度高，有利于低挥发分煤的着火、燃烧温度高，有利于低挥发分煤的着火、燃烧 分级配风分级配风适合于燃用低

10、挥发分煤种或劣适合于燃用低挥发分煤种或劣质烟煤，常称为质烟煤，常称为无烟煤、贫煤及劣质烟煤型无烟煤、贫煤及劣质烟煤型配风方式配风方式 下二次风下二次风 防止煤粉离析，避免未燃烧的煤粉防止煤粉离析，避免未燃烧的煤粉直接落入灰斗；托住火焰不致过分下冲，避免冷直接落入灰斗；托住火焰不致过分下冲，避免冷灰斗结渣，灰斗结渣，风量较小风量较小 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，氧气和湍流扰动的主要风源，风量较大风量较大 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，分

11、级配风方式煤粉燃烧和燃尽的主要风源，风量风量较大较大 燃尽风燃尽风 喷口位于整组燃烧器的最上部（三次喷口位于整组燃烧器的最上部（三次风喷口之上），送入剩余风喷口之上），送入剩余15%15%的空气，实现富氧燃的空气，实现富氧燃烧，抑制燃烧区段温度，达到分级燃烧目的，有效烧，抑制燃烧区段温度，达到分级燃烧目的，有效减少炉内减少炉内NONOX X生成量，有利于燃料的燃尽生成量，有利于燃料的燃尽 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，适应层薄；风量小；风速较高。可防止喷口烧坏，适应煤质的变化煤质的变化 夹心风夹心风 位于一

12、次风喷口的中间，风速高于一位于一次风喷口的中间，风速高于一次风。补充火焰中心氧气；提高一次风射流刚性，次风。补充火焰中心氧气；提高一次风射流刚性，防止偏斜，增强扰动；减小扩展角，减轻贴壁，防防止偏斜，增强扰动；减小扩展角，减轻贴壁，防止结渣；变煤种、变负荷时燃烧调整的手段之一止结渣；变煤种、变负荷时燃烧调整的手段之一 十字风十字风 燃烧褐煤，作用类似于夹心风燃烧褐煤，作用类似于夹心风 四角切圆燃烧方式直流四角切圆燃烧方式直流燃烧器的布置燃烧器的布置 炉膛四角或接近四角布炉膛四角或接近四角布置，四个角燃烧器出口气置，四个角燃烧器出口气流的轴线与炉膛中心的一流的轴线与炉膛中心的一个或两个假想圆相切

13、，使个或两个假想圆相切，使气流在炉内强烈旋转。气流在炉内强烈旋转。 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，除依靠本身外边界卷吸烟气除依靠本身外边界卷吸烟气和接受炉膛辐射热以外，和接受炉膛辐射热以外，主主要是靠来自上游邻角正在剧要是靠来自上游邻角正在剧烈燃烧的火焰的冲击和加热，烈燃烧的火焰的冲击和加热，着火条件好着火条件好 火焰在炉内充满度较好，火焰在炉内充满度较好，燃烧后期气流扰动较强，燃烧后期气流扰动较强，有有利于燃尽，煤种适应性强利于燃尽，煤种适应性强 风粉管布置复杂风粉管布置复杂 正四角布置：正四角布置：中小容量煤粉炉常采用。中小容量煤粉炉常采

14、用。燃烧器喷口燃烧器喷口的几何轴线和炉膛两侧墙的夹角接近相等，射流两侧的几何轴线和炉膛两侧墙的夹角接近相等，射流两侧的的补气条件补气条件差异很小，气流向壁面的偏斜较小，因而差异很小，气流向壁面的偏斜较小，因而煤粉火炬的充满程度较好，热负荷较均匀。煤粉火炬的充满程度较好，热负荷较均匀。（a a）正四角布置）正四角布置（b b）正八角布置）正八角布置（c c）大切角正）大切角正四角布置四角布置（a a）正四角布置）正四角布置（b b）正八角布置）正八角布置（c c）大切角正）大切角正四角布置四角布置 大切角正四角布置：大切角正四角布置：大容量锅炉常采用。大容量锅炉常采用。除具有除具有正四角布置的特

15、点正四角布置的特点外，还可形成外，还可形成切角形水冷壁切角形水冷壁。既。既可增大燃烧器喷口两侧的空间，使两侧补气条件差可增大燃烧器喷口两侧的空间，使两侧补气条件差异更小，射流不易偏斜；切角水冷壁形成燃烧器的异更小，射流不易偏斜；切角水冷壁形成燃烧器的水冷套，保护喷口不易被烧坏。水冷套，保护喷口不易被烧坏。 采用采用同向大小双切圆方式同向大小双切圆方式，可改变气流偏斜，防，可改变气流偏斜，防止实际切圆的椭圆度过大；采用止实际切圆的椭圆度过大；采用正反双切圆方式正反双切圆方式，两股气流反切，可减少实际切圆的椭圆度两股气流反切，可减少实际切圆的椭圆度；采用采用两两角相切，两角对冲方式角相切，两角对冲

16、方式，可减少气流相切时实际假，可减少气流相切时实际假想圆的直径，减低气流的旋转强度，防止气流的过想圆的直径，减低气流的旋转强度，防止气流的过分偏斜，但却使燃烧后期的混合扰动变差。分偏斜，但却使燃烧后期的混合扰动变差。 （d d）同向大小双）同向大小双切圆切圆（e e）正反双切圆）正反双切圆（f f）两角相切，）两角相切，两角对冲置两角对冲置 切圆燃烧方式切圆燃烧方式实际气流并不能完全沿轴线方向前进，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冲会出现一定的偏斜，严重时会导致燃烧器出口射流冲墙贴壁。造成炉膛水冷壁结渣墙贴壁。造成炉膛水冷壁结渣 邻角气流的撞击（主

17、要原邻角气流的撞击（主要原因）因） 撞击点愈接近喷口，射撞击点愈接近喷口，射流偏斜就愈大；撞击动量愈大，流偏斜就愈大；撞击动量愈大，气流偏斜就愈严重。气流偏斜就愈严重。 射流两侧射流两侧“补气补气”条件的条件的影响影响 燃烧器射流两侧卷吸燃烧器射流两侧卷吸烟气形成负压，向火侧受到烟气形成负压，向火侧受到上游邻角气流的撞击，补气上游邻角气流的撞击，补气充裕，压力较高；背火侧补充裕，压力较高；背火侧补气条件差，压力较低，射流气条件差，压力较低，射流两侧因此形成压差，迫使射两侧因此形成压差，迫使射流偏向压力低的一侧，甚至流偏向压力低的一侧，甚至迫使气流贴墙，引起结渣。迫使气流贴墙，引起结渣。 燃烧器

18、的高宽比（燃烧器的高宽比（h hr r/b/b）对射流弯曲变形影响较大对射流弯曲变形影响较大 高宽比愈大，射流形状愈宽高宽比愈大，射流形状愈宽而薄；其而薄；其“刚性刚性”就愈差，就愈差，因而，射流愈容易弯曲变形。因而，射流愈容易弯曲变形。 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可使邻角火炬的高温烟气更易达到下角射流的根部，扰动易达到下角射流的根部，扰动更强烈，有利于煤粉气流着火、更强烈，有利于煤粉气流着火、燃尽；燃尽； 但但d dJXJX过大，射流偏斜过大，射流偏斜增大，容易引起水冷壁结渣；增大，容易引起水冷壁结渣；炉膛出口较大的残余旋转会引

19、炉膛出口较大的残余旋转会引起烟温和过热汽温偏差。起烟温和过热汽温偏差。 旋流燃烧器出口气流是一股绕燃烧器轴线旋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转的旋转射流 一、二次风用不同管道与燃烧器连接，在燃一、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。烧器内一、二次风通道隔开。二次风射流均为二次风射流均为旋转射流旋转射流, ,一次风射流可以是旋转射流一次风射流可以是旋转射流, ,也可以也可以是直流射流。是直流射流。 旋流燃烧器是一组圆形喷口。旋流燃烧器是一组圆形喷口。 旋流射流具有比直流射流大得多的扩展角，旋流射流具有比直流射流大得多的扩展角，射流中心形成回流区，射流内

20、、外同时卷吸炉射流中心形成回流区，射流内、外同时卷吸炉内高温烟气，内高温烟气，卷吸量大卷吸量大 从燃烧器喷出的气流具有很从燃烧器喷出的气流具有很高的切向速度和足够大的轴向高的切向速度和足够大的轴向速度，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，射流轴向速度衰减较快，射流射程较短，射程较短，后期扰动较弱后期扰动较弱 表征旋转射流旋转程度的特征参数，随着表征旋转射流旋转程度的特征参数，随着n n的不的不同，旋流燃烧器形成三种不同的火焰形状同，旋流燃烧器形成三种不同的火焰形状 封闭式火焰封闭式火焰 n n 较小，较小，在火焰根部卷吸高温烟气，在火焰根部卷吸高温烟气，形成回流区；可卷吸

21、火焰自身燃烧放出的热量，具有形成回流区；可卷吸火焰自身燃烧放出的热量，具有一定的自稳定着火能力。但回流量小，不适合燃烧难一定的自稳定着火能力。但回流量小，不适合燃烧难燃的煤。燃的煤。 开放式火焰开放式火焰 n n 较大，较大，射流内、外侧的压力差逐渐射流内、外侧的压力差逐渐接近，射流中心形成较大回流区，延长到速度很低处接近，射流中心形成较大回流区，延长到速度很低处才封闭，其着火稳定性主要依赖于炉内烟气温度才封闭，其着火稳定性主要依赖于炉内烟气温度 飞边火焰飞边火焰 n n 很大，很大，射流外卷吸作用强烈，使外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，气侧压力小于中心压力

22、，整个射流向外全部张开，气流离开燃烧器后，贴墙运动，引起结渣。流离开燃烧器后，贴墙运动，引起结渣。 旋流燃烧器旋流燃烧器 根据根据旋流器旋流器的结构不同，旋流燃的结构不同，旋流燃烧器分为蜗壳式、切向叶片式、轴向叶片式。烧器分为蜗壳式、切向叶片式、轴向叶片式。 旋流燃烧器通常前后墙布置（对冲或交错）旋流燃烧器通常前后墙布置（对冲或交错） 不受炉膛截面宽、深比限制，布置方便，与不受炉膛截面宽、深比限制，布置方便，与磨煤机联接煤粉管道短磨煤机联接煤粉管道短 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

23、上方央互相撞击后，火焰大部分向炉膛上方运动，炉内的火焰充满程度较好，扰动运动，炉内的火焰充满程度较好，扰动性也较强性也较强 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火焰火焰燃烧技术的较矮的下炉膛中才应用燃烧技术的较矮的下炉膛中才应用式中式中 B Br r每台燃烧器的燃料消耗量，每台燃烧器的燃料消耗量，kg/hkg/h； V V1 1一次风量，一次风量，m3/kgm3/kg；c cK K 、 c cq q 、 c cr rg g 一次风一次风、蒸

24、汽及煤的比热，、蒸汽及煤的比热，( (kJ/mkJ/m3 3） kJ/kgkJ/kg； M M 原煤在制粉系统中蒸发掉的水分，原煤在制粉系统中蒸发掉的水分，% %； t tzhzh着火温度，着火温度，；t t1 1煤粉一次风气流初温，煤粉一次风气流初温， 1002510)100(19. 4)100(100100111zhqarrgrzfgrzfzhqargrkrzhtctMMBQQttMcMccVBQ将煤粉气流加热到着火温度所需的热量将煤粉气流加热到着火温度所需的热量 影响煤粉气流着火的因素主要分为三个方面：影响煤粉气流着火的因素主要分为三个方面：燃料、设备结构燃料、设备结构与与运行。运行。

25、燃料的性质燃料的性质 挥发分含量挥发分含量V Vdaf daf 小；小；水分、灰分含量高；水分、灰分含量高；煤煤粉细度大，粉细度大，则煤粉气流着火温度提高，着火热则煤粉气流着火温度提高，着火热增大，着火所需时间长，着火点离开燃烧器喷增大，着火所需时间长，着火点离开燃烧器喷口的距离增大口的距离增大 设备结构（炉膛、燃烧器）设备结构（炉膛、燃烧器） 炉内散热条件炉内散热条件 减少炉内散热，有利于着火。减少炉内散热，有利于着火。在燃烧器区域在燃烧器区域敷设卫燃带敷设卫燃带是稳定低挥发分煤着火的有效措施，但是稳定低挥发分煤着火的有效措施，但需预防结渣需预防结渣 一次风温一次风温 提高一次风温，可减少着

26、火热。提高一次风温，可减少着火热。燃用低挥发燃用低挥发分煤时应采用热风送粉系统，提高预热空气温度分煤时应采用热风送粉系统，提高预热空气温度 一次风量一次风量V V1 1 （V V0 0 r rr r1 1） V V1 1过大，过大，着火热增加，着火热增加，着火延迟；着火延迟；V V1 1过低，过低，燃烧燃烧初期由于缺氧，初期由于缺氧，化学反应速度减慢，化学反应速度减慢，阻碍着火继续阻碍着火继续扩展。扩展。r r1 1在最佳值范围内选取，见表在最佳值范围内选取，见表4-3,4-3,表表4-44-4。 一次风速一次风速w w1 1 w w1 1过高，过高，通过单位截面积的流量增大，通过单位截面积的

27、流量增大，降低煤粉降低煤粉气流的加热速度，气流的加热速度，着火距离加长，着火推迟；着火距离加长，着火推迟；w w1 1过低，过低，燃烧器喷口易烧坏，煤粉管道堵塞。燃烧器喷口易烧坏，煤粉管道堵塞。w w1 1在最佳值范围在最佳值范围内选取。内选取。 锅炉负荷锅炉负荷D D（锅炉低负荷运行）（锅炉低负荷运行） D D降低，降低，煤耗量煤耗量 B B 相应减少，水冷壁总的吸相应减少，水冷壁总的吸热量热量Q Q 也减少，但减少的幅度较小，故也减少，但减少的幅度较小，故Q/BQ/B反而反而增加，增加，炉膛平均烟温及燃烧器区域烟温降低，对炉膛平均烟温及燃烧器区域烟温降低，对煤粉气流着火不利，煤粉气流着火不

28、利，当锅炉负荷降到一定程度时，当锅炉负荷降到一定程度时，会危及着火的稳定性，甚至可能引起熄火。会危及着火的稳定性，甚至可能引起熄火。 炉膛是燃料燃烧和热交换炉膛是燃料燃烧和热交换（主要是辐射热交换）（主要是辐射热交换）的场所的场所 有利于着火、稳燃，并使燃料燃烧完全；有利于着火、稳燃，并使燃料燃烧完全； ST-100,ST-100,所有受热面不结渣所有受热面不结渣; ; 水冷壁不发生传热恶化水冷壁不发生传热恶化; ; 降低降低NOxNOx生成量生成量; ; 对煤质和负荷变化有较好的适应性。对煤质和负荷变化有较好的适应性。l 3./,mkwVBQqLnetarv 过大过大 过小，过小，H Hf

29、f 过小，过小，锅炉达不到出力锅炉达不到出力; ; 炉膛及炉膛出口烟气温度炉膛及炉膛出口烟气温度 偏高，易结偏高，易结渣；渣； 偏高，偏高，q q2 2 增大；增大；py vq 、aLV 炉膛容积热强度炉膛容积热强度q qV V 表示单位时间、单位炉膛表示单位时间、单位炉膛容积内，燃料燃烧释热的热量。容积内，燃料燃烧释热的热量。 过大过大 煤粉气流在炉膛停留的时间煤粉气流在炉膛停留的时间过小，（过小，（q q3 3、q q4 4）增大，）增大，均使均使 减小减小g vq 过小过小 过大，过大， 偏低，着火困难，燃烧不稳定；偏低，着火困难，燃烧不稳定；造价高造价高 vqLVa 过大，过大，水冷壁

30、少，火焰温度高，有利于稳定水冷壁少，火焰温度高，有利于稳定着火，易引起结渣；着火，易引起结渣；Aq2./,mkwABQqnetarA 炉膛截面热强度炉膛截面热强度 表示单位时间、燃烧器区表示单位时间、燃烧器区域炉膛单位横截面上，燃料燃烧释热的热量。域炉膛单位横截面上，燃料燃烧释热的热量。 Aq 过小，过小，水冷壁多，火焰温度低，不利于稳定水冷壁多，火焰温度低，不利于稳定着火，减轻结渣，减少污染物生成。着火，减轻结渣，减少污染物生成。Aq锅炉容量增加，锅炉容量增加，q qA A与与q qV V值的变化趋势如下图所示值的变化趋势如下图所示 式中式中 H HR R燃烧器区域高度，一般取上层一次风喷口

31、上燃烧器区域高度，一般取上层一次风喷口上方方1.5m1.5m处和下层一次风喷口下方处和下层一次风喷口下方1m1m处的距离处的距离2./,2mkwHbaBQqRnetarR 燃烧器区域壁面热强度燃烧器区域壁面热强度 表示单位时间、燃表示单位时间、燃烧器区域单位炉壁面积上，燃料燃烧释热的热量。烧器区域单位炉壁面积上，燃料燃烧释热的热量。 Rq q qR R愈大，说明火焰愈集中，燃烧器区域的温愈大，说明火焰愈集中，燃烧器区域的温度水平就愈高，对燃料的稳定着火有利，但易造度水平就愈高，对燃料的稳定着火有利，但易造成燃烧器区域的壁面结渣成燃烧器区域的壁面结渣 式中式中 Q Qf f炉膛烟气放热量，炉膛烟

32、气放热量，kJ/kg;F-kJ/kg;F-炉膛水冷壁面积，炉膛水冷壁面积，m m2 2。2/,mkwFBQqff 炉膛壁面热强度炉膛壁面热强度 表示单位时间、单位炉壁表示单位时间、单位炉壁面积上，燃料燃烧释热的热量（热流密度）。面积上，燃料燃烧释热的热量（热流密度）。 fq q qf f愈大，炉膛单位壁面所吸收的热量就越大，愈大，炉膛单位壁面所吸收的热量就越大，说明炉内平均烟温水平越高；但过高，易造成炉说明炉内平均烟温水平越高；但过高，易造成炉膛结渣膛结渣 LappjyyysmabBVsL 9 . 0 /,273273,min 燃料在炉内的停留时间燃料在炉内的停留时间 关键是上排一次风喷关键是

33、上排一次风喷口中心至炉膛出口（大屏下端）的距离。口中心至炉膛出口（大屏下端）的距离。 炉膛及燃炉膛及燃烧器烧器布置方式布置方式型炉型炉切向燃切向燃烧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）对冲（交错）燃烧燃烧型炉型炉前墙燃前墙燃烧烧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 NO NOx x生成机理生成机理 热力型热力型NOxNOx：空气中的氮气在高温下（空气中的氮气在高温下（15001500以上）以上）氧化而生成，占氧化而生成，

34、占NOxNOx总量的总量的10%-20%10%-20%。 燃料型燃料型NOxNOx：燃料中含有的氮化合物（主要是挥发燃料中含有的氮化合物（主要是挥发分中的氮化合物）在燃烧过程中热分解而又接着被氧分中的氮化合物）在燃烧过程中热分解而又接着被氧化而生成，占化而生成，占NOxNOx总量的总量的80%-90%80%-90%。 快速型快速型NOxNOx：燃烧中的燃烧中的CmHnCmHn与空气中的与空气中的N2N2预混燃烧预混燃烧生成。以极快的反应速率生成。占生成。以极快的反应速率生成。占NOxNOx总量的总量的5%5%左右。左右。 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

35、，温度越燃烧过程中，温度越高，生成的高，生成的NONOx x量越大量越大 过剩空气系数过剩空气系数 =1.1=1.11.21.2范围内，范围内，NONOx x的生成量最大，的生成量最大，偏离这个范围偏离这个范围NONOx x的生成量明显的生成量明显减少减少 燃煤性质燃煤性质 燃煤中的含燃煤中的含N N量越高，燃烧过程中量越高，燃烧过程中转化为转化为NONOx x也就越多也就越多 可能会使飞灰可燃物增多，降低燃烧效率，对可能会使飞灰可燃物增多，降低燃烧效率，对大幅度降低大幅度降低NOxNOx效果有限。效果有限。低氧燃烧。使燃低氧燃烧。使燃料在炉内总体过量空气系数较低的工况下燃烧。料在炉内总体过量

36、空气系数较低的工况下燃烧。 该方法使浓煤粉气流在还原气氛下燃烧；使淡该方法使浓煤粉气流在还原气氛下燃烧；使淡煤粉气流在烟温相对较低条件下燃烧；抑制煤粉气流在烟温相对较低条件下燃烧；抑制NOxNOx生成。生成。同时，浓煤粉气流还可以降低煤粉气流的着火热。同时，浓煤粉气流还可以降低煤粉气流的着火热。将煤粉气流分离成浓、淡将煤粉气流分离成浓、淡2 2股，股，使浓煤粉气流在空气不足条件下，形成使浓煤粉气流在空气不足条件下，形成“富燃富燃”燃烧；使淡煤粉气流在空气过量条件下，形成燃烧；使淡煤粉气流在空气过量条件下，形成“富氧富氧”燃烧。燃烧。 第一级第一级 送入理论空气量的送入理论空气量的80%80%左

37、右，使燃料在左右，使燃料在缺氧、富燃条件下燃烧缺氧、富燃条件下燃烧 ，燃烧速度和炉膛温度降低，燃烧速度和炉膛温度降低，抑制了抑制了NONOx x 的生成的生成将燃烧所需的空气分两阶段从燃将燃烧所需的空气分两阶段从燃烧器送入烧器送入 第二级第二级 以二次风形式送入剩余空气，使燃以二次风形式送入剩余空气，使燃料在空气过剩区域燃尽，空气量虽多，但火焰温料在空气过剩区域燃尽，空气量虽多，但火焰温度较低，生成的度较低，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 PM PM型浓淡燃烧器型浓淡燃烧器 通过弯头将煤粉气通过弯头将煤粉气流分为浓、淡两股气流分为浓、淡两股气流，弯

38、头内侧有调节流，弯头内侧有调节装置，用来调节煤粉装置，用来调节煤粉浓度的大小浓度的大小 设置再循环烟气喷口（设置再循环烟气喷口（SGPSGP喷口），推迟一、二喷口），推迟一、二次风以及浓、淡煤粉气流的混合，从而在浓煤粉气次风以及浓、淡煤粉气流的混合，从而在浓煤粉气流喷口附近形成还原性气氛，并降低燃烧中心的温流喷口附近形成还原性气氛，并降低燃烧中心的温度，既可稳定燃烧，也抑制了度，既可稳定燃烧，也抑制了NOxNOx的生成。的生成。 A-PM A-PM燃烧器燃烧器 将将PMPM型浓、淡燃烧器改为型浓、淡燃烧器改为A-PMA-PM型浓、淡、浓燃烧器。型浓、淡、浓燃烧器。 将单个喷嘴的火焰形成同轴对称

39、火焰，使局部过于将单个喷嘴的火焰形成同轴对称火焰，使局部过于集中的浓煤粉气流分解为火焰中心是淡煤粉气流，外集中的浓煤粉气流分解为火焰中心是淡煤粉气流，外围是浓煤粉气流。这样，不仅降低了局部高热强度，围是浓煤粉气流。这样，不仅降低了局部高热强度，而且在火焰中心区形成而且在火焰中心区形成NOxNOx的还原反应，大幅度降低的还原反应，大幅度降低了了NOxNOx的生成量，同时外围的浓煤粉气流区维持了火的生成量，同时外围的浓煤粉气流区维持了火焰的稳定性。焰的稳定性。 WR WR燃烧器燃烧器 又称宽调节比燃烧又称宽调节比燃烧器，是一种高浓度煤器，是一种高浓度煤粉燃烧器。主要性能粉燃烧器。主要性能是在低负荷

40、下不投油是在低负荷下不投油仍能稳定燃烧。仍能稳定燃烧。 煤粉气流通过管道弯头时，煤粉气流通过管道弯头时，受离心力的作用分成受离心力的作用分成浓淡两股，浓淡两股，喷嘴中间的水平肋片将其保持到离开喷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 煤粉喷嘴出口处的煤粉喷嘴出口处的扩流锥，扩流锥，可在喷嘴出口可在喷嘴出口形成一个稳定的回流区，形成一个稳定的回流区，将高温烟气不断回流到将高温烟气不断回流到煤粉火炬的根部，以维煤粉火炬的根部，以维持煤粉气流的稳定着火持煤粉气流的稳定着火 一次风喷嘴设有周界风，一次风喷嘴设有周界风，可避免一次风

41、喷口烧坏；可避免一次风喷口烧坏；由于周界风和一次风首先混合，还可调节一次风煤粉由于周界风和一次风首先混合，还可调节一次风煤粉浓度，以适应煤种变化浓度，以适应煤种变化 巴布科克巴布科克- -日立公司日立公司的的HT-NRHT-NR燃烧器燃烧器 在燃烧器一次风管中在燃烧器一次风管中设置调节杆，可沿轴向设置调节杆，可沿轴向移动，控制火焰位置；移动，控制火焰位置；一次风管出口装有环形一次风管出口装有环形稳焰器，可确保着火区稳焰器，可确保着火区的高温烟气回流，促使的高温烟气回流，促使煤粉快速、稳定着火；煤粉快速、稳定着火； 巴布科克巴布科克- -日立公司的日立公司的HT-NRHT-NR燃烧器燃烧器 在环

42、形二次风管内装有在环形二次风管内装有隔板，将二次风分成两股，隔板，将二次风分成两股，从不同位置送入着火后的从不同位置送入着火后的煤粉气流，实际上推迟了煤粉气流，实际上推迟了二次风与火焰的混合，以二次风与火焰的混合，以利于形成还原性气氛和宽利于形成还原性气氛和宽广的还原区，促进广的还原区，促进NOxNOx的的还原。还原。 W W形火焰炉膛形火焰炉膛由下部的由下部的拱型着火炉膛拱型着火炉膛（燃烧室）（燃烧室）和和上部的辐射炉膛上部的辐射炉膛（燃尽（燃尽室）组成。前者的深度比室）组成。前者的深度比后者约大后者约大8080120%120% 燃尽室前后墙向外扩展构燃尽室前后墙向外扩展构成炉顶拱，并布置燃烧器，