第六章燃烧设备和煤粉燃烧新技术

第六章燃烧设备和煤粉燃烧新技术第六章燃烧设备和煤粉燃烧新技术【内容】第一节锅炉燃烧设备概述第二节直流式煤粉燃烧器第三节旋流式燃烧器第四节煤粉炉炉膛第五节煤粉气流的着火燃烧第六节低负荷稳燃及低NOx煤粉燃烧技术

第七节Ｗ型火焰燃烧技术第八节油燃烧器与点火器第九节循环流化床燃煤锅炉第一节锅炉燃烧设备概述一、不同的煤燃烧方式火床炉，煤粉炉，循环流化床锅炉二、煤粉锅炉燃烧设备的组成炉膛+燃烧器+供风设备+制粉设备三、煤粉燃烧器的作用与类型燃烧器的作用：输送煤粉和一次空气，组织煤粉气流的着火、稳定和低污染燃烧。燃烧器的类型：直流燃烧器旋流燃烧器四、炉膛的作用与类型炉膛的作用：经济、安全地组织和完成燃烧过程和传热过程。煤粉锅炉炉型：П型炉最多，分为四角燃烧、墙式燃烧；W型火焰炉，塔式炉，旋风炉等五、锅炉燃烧设备的发展方向高效、低污染的燃烧技术和设备。六、与炉内燃烧过程相关的问题(1)受热面积灰、结渣；(2)受热面金属表面的高温腐蚀；(3)蒸发受热面中水动力的安全性；(4)氧化氮等污染物的生成；(5)火焰在炉膛容积中的充满程度。*燃烧器的作用燃烧器的作用：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；保证燃料进入炉膛后尽快、稳定地着火，迅速、完全地燃尽。具体的说：将煤粉与空气混合气流按有利的方式送入炉膛，造成有利的空气动力场，保证煤粉气流及时着火、强烈燃烧、洁净燃烧、良好燃尽。分类：直流燃烧器旋流燃烧器第二节直流式煤粉燃烧器1一喷口；2一射流等速核心区；3一射流边界层；4一射流的外边界；5一射流内边界；6一射流源点；7一扩展角；8一速度分布等温自由射流的结构特性及速度分布直流射流的基本特性从喷口喷出来的直流射流，是湍流自由射流。第二节直流式煤粉燃烧器一、直流式煤粉燃烧器的特性1．不旋转，射流扩展角小，卷吸能力小，单只燃烧器的着火性能差，炉膛充满度差；2．射流衰减慢，射程远，后期混合好，有利于煤粉燃尽；3．采用四角布置，相互配合时，相互点燃，着火好，混合强烈；4．多层布置（不少于三层）。二、直流燃烧器的类型1．均等配风一、二次风喷口间隔布置，混合较快，适用于挥发分较高的煤种。2.分级配风(1)目的：在燃烧过程不同时期的各个阶段，按需要送入适量空气，保证煤粉既能稳定着火、又能完全燃烧。(2)特点使着火区保持比较高的煤粉浓度，以减少着火热；燃烧放热比较集中，使着火区保持高温燃烧状态，适用于难燃煤；煤粉气流刚性增强，不易偏斜贴墙。同时，卷吸高温烟气的能力加强。(3)一次次风风集集中中布布置置的的问问题题着火火区区煤煤粉粉高高度度集集中中，，可可能能造造成成着着火火区区供供氧氧不不足足，，延延缓缓燃燃烧烧进进程程；；一次次风风喷喷嘴嘴附附近近为为高高温温区区，，喷喷嘴嘴易易变变形形，，使使喷喷嘴嘴出出口口附附近近气气流流速速度度分分布布不不均均，，容容易易出出现现空空气气、、煤煤粉粉分分层层现现象象。。三、、四角角布布置置直直流流燃燃烧烧器器的的工工作作原原理理1、工工作作原原理理主主要要表表现现为为几几个个过过程程：：(1)煤粉粉气气流流卷卷吸吸高高温温烟烟气气而而被被加加热热的的过过程程；；(2)射流流的的相相互互撞撞击击、、射射流流两两侧侧的的补补气气及及压压力力平平衡衡过过程程；；(3)煤粉气流流的着火火过程；；(4)煤粉与二二次风空空气的混混合过程程；(5)四股气流流形成的的切圆旋旋转过程程；(6)焦碳的燃燃尽过程程。2、“自点燃”作用1k-一次风；；2k-二次风；；3-旋转火焰焰的方向向；4-上邻角燃燃烧器送送到向火火面的高高温烟气气；5-背火面卷卷吸的热热烟气；；6-一次风与与二次风风的过早早混合四、四角角切圆燃燃烧的气气流偏斜斜及切圆圆直径1、气流偏偏斜问题题引起燃烧烧器出口口气流偏偏斜的主主要原因因是：（1）邻角气气流的撞撞击是气气流偏斜斜的主要要原因。。（2）射流偏偏斜还受受射流两两侧“补补气”条条件的影影响。（3）燃烧器器的高宽宽比(hr/b)对射流弯弯曲变形形影响较较大。（4）当燃烧烧器多层层布置时时，上层层气流不不断的被被卷吸到到下层气气流中，，加上气气流受热热膨胀的的影响，，使气流流容积流流量增大大，旋涡涡直径相相应增大大，一般般可使实实际切圆圆直径膨膨胀到假假想切圆圆直径的的8~10倍。2、切圆直直径过大大问题优点：（1）上游邻邻角火焰焰向下游游煤粉气气流的根根部靠近近，煤粉粉的着火火条件较较好。（2）这时炉炉内气流流旋转强强烈，气气流扰动动大，使使后期燃燃烧阶段段可燃物物与空气气流的混混合加强强，有利利于煤粉粉的燃尽尽。问题：(1)火焰容易易贴墙，，引起结结渣；(2)着火过于于靠近喷喷口，容容易烧坏坏喷口；；(3)火焰旋转转强烈时时，产生生的旋转转动量矩矩大，同同时因为为高温火火焰的粘粘度很大大，到达达炉膛出出口处，，残余旋旋转较大大，这将将使炉膛膛出口烟烟温分布布不均匀匀程度加加大，因因而既容容易引起起较大的的热偏差差，也可可能导致致过热器器结渣或或超温。。五、一次次风与二二次风1一次风量量一次风量量应该既既能满足足煤粉中中挥发分分着火燃燃烧所需需的氧量量，又能能满足输输送煤粉粉的需要要。如果果同时满满足这两两个条件件有矛盾盾，则应应首先考考虑输送送煤粉的的需要。。一次风量量通常用用一次风风量占总总风量的的比值表表示，称称为一次次风率。。2一次风速速一次风速速不但决决定着火火燃烧的的稳定性性，而且且还影响响着一次次风气流流的刚度度。过高，会会推迟着着火，引引起燃烧烧不稳定定；大于于火焰传传播速度度时，就就会吹灭灭火焰；；过低刚性弱，，易偏斜斜卷吸能力力弱，着着火延迟迟“回火””，烧坏坏喷口易发生空空气、煤煤粉分层层，甚至至引起煤煤粉沉积积。3一次风温温提高一次次风温，，可降低低着火热热，使着着火位置置提前。。提高热风风温度是是提高煤煤粉着火火速度和和着火稳稳定性的的必要措措施之一一。根据煤质质挥发分分含量的的大小，，一次风风温既应应满足使使煤粉尽尽快着火火，稳定定燃烧的的要求，，又应保保证煤粉粉输送系系统工作作的安全全性。4二次风量量和风速速二次风是是在煤粉粉气流着着火后混混入的。。由于高高温火焰焰的粘度度很大，，二次风风必须以以很高的的速度才才能穿透透火焰，，以增强强空气与与焦碳粒粒子表面面的接触触和混合合，故通通常二次风速速比一次次风速提提高一倍倍以上。5二次风温温从燃烧角角度看，，二次风风温愈高高，愈能能强化燃燃烧，并并能在低低负荷运运行时增增强着火火的稳定定性。二次风温温的提高高受到空空气预热热器传热热面积的的限制，，传热面面积愈大大，金属属耗量就就愈多，，不但增增加投资资，而且且将使预预热器结结构庞大大，不便便布置。。六、三次次风、周周界风、、夹心风风1、三次风风概念：在中储式式制粉系系统中，，细粉分分离器将将煤粉和和输送煤煤粉的空空气分离离后，形形成乏气气。乏气气中带有有10%的细煤粉粉。这部部分乏气气一般送送入炉膛膛燃烧，，形成三三次风。。三次风风的特点点是温度度低，水水分大，，煤粉细细。三次风对对燃烧及及汽温调调节的不不利影响响：(1)使火焰温温度降低低，燃烧烧不稳定定。(2)火焰拖长长，炉膛膛出口烟烟温升高高，使过过热汽温温与再热热汽温偏偏高，汽汽温调节节幅度增增大。同同时增大大过热器器热偏差差。(3)三次风风高速速射入入，使使火焰焰残余余旋转转增大大，同同时飞飞灰可可燃物物增加加；(4)三次风风量较较大时时，风风速也也增大大，易易扰乱乱炉正正常的的空气气流动动，引引起火火焰贴贴墙结结渣。。2、周界界风周界风风的作作用是是：(1)冷却一一次风风喷口口，防防止喷喷口烧烧坏或或变形形；(2)少量热热空气气与煤煤粉火火焰及及时混混合。。(3)周界风风的速速度比比煤粉粉气流流的速速度要要高，，能增增加一一次风风气流流的刚刚度，，防止止气流流偏斜斜；并并能托托住煤煤粉，，防止止煤粉粉从主主气流流中分分离出出来而而引起起不完完全燃燃烧；；(4)高速周周界风风有利利于卷卷吸高高温烟烟气，，促进进着火火，并并加速速一、、二次次风的的混合合过程程。3、夹心心风夹心风风的作作用：：(1)补充火火焰中中心的的氧气气，同同时也也降低低了着着火区区的温温度，，而对一一次风风射流流外缘缘的烟烟气卷卷吸作作用没没有明明显的的影响响；(2)高速的的夹心心风提提高了了一次次风射射流的的刚度度，能能防止止气流流偏斜斜，而而且增增强了了煤粉粉气流流内部部的扰扰动，，这对对加速速外缘缘火焰焰向中中心的的传播播是有有利的的；(3)夹心风风速度度较大大时，，一次次风射射流扩扩展角角减小小，煤煤粉气气流扩扩散减减弱，，这对对于减减轻和和避免免煤粉粉气流流贴壁壁，防防止结结渣有有一定定作用用；(4)可作为为变煤煤种、、变负负荷时时燃烧烧调整整的手手段之之一。。七、摆摆动式式燃烧烧器摆动式式燃烧烧器的的各喷喷口一一般可可同步步上、、下摆摆动20~30度，用用来改改变火火焰中中心位位置的的高度度，调调节再再热蒸蒸汽温温度。。并便便于在在启动动和运运行中中进行行燃烧烧调节节，控控制炉炉膛出出口烟烟温，，避免免炉膛膛内受受热面面结渣渣。摆动式式燃烧烧器运运行中中容易易出现现的问问题是是：因因喷口口受热热变形形，使使摆动动机构构卡死死，或或摆动动不灵灵活。。摆动动机构构上的的传动动销磨磨损或或受热热太大大时，，容易易被剪剪断。。八、大大容量量锅炉炉的典典型燃燃烧器器结构构九、直直流式式燃烧烧器布布置方方式我国不不少电电厂对对四角角切圆圆燃烧烧方式式进行行了改改进，，其主主要特特点为为：(1)一、二二次风风不等等切圆圆布置置。这种方方法是是将一一、二二次喷喷口按按不同同角度度组织织切圆圆，二二次风风靠炉炉墙一一侧，，一次次风靠靠内侧侧布置置。这种布布置方方式既既保持持了邻邻角相相互点点燃的的优势势，又又使炉炉内气气流流流动稳稳定，，火焰焰不贴贴炉墙墙，因因而防防止了了结渣渣。但但容易易引起起煤粉粉气流流与二二次风风的混混合不不良，，可燃燃物的的燃烧烧不充充分。。一次次风喷喷口以以小切切圆方方式布布置，，二次次风喷喷口射射出的的气流流与一一次风风气流流偏转转一个个角度度，即即称为为偏转转二次次风，，如图图6-12所示。这这种方法法的特点点是在燃燃料着火火后，及及时供应应二次风风，将火火焰与炉炉墙“隔隔开”，，形成一一层“气气幕”，，在水冷冷壁附近近区域造造成氧化化性气氛氛，可提提高灰熔熔点温度度，减轻轻水冷壁壁的结渣渣。还可可以降低低ＮＯx的生成量量。适用用于燃用用烟煤及及挥发分分较高的的贫煤。。(2)一次风正正切圆、、二次风风反切圆圆布置。。这种布布置方法法可减弱弱炉膛出出口的残残余旋转转，从而而减小了了过热器器的热偏偏差，并并能防止止结渣。。(3)一次风对对冲、二二次风切切圆布置置。这种种方法减减小了炉炉内一次次风气流流的实际际切圆直直径，使使煤粉气气流不易易贴壁，，因而能能防止结结渣，而而且能减减弱气流流的残余余旋转。。十、四角切切圆燃烧锅锅炉的残余余旋转第三节旋旋流式燃烧烧器a)理想流线b)实际流线第三节旋旋流式燃烧烧器一、旋流式式燃烧器的的工作原理理煤粉气流或或热空气通通过旋流器器时，发生生旋转，从从喷口射出出后即形成成旋转射流流。利用旋旋转射流，，能形成有有利于着火火的高温烟烟气回流区区，并使气气流强烈混混合。二、分类1，可动叶片片双调风旋流流燃烧器2，双调风燃燃烧器3，蜗壳式燃烧烧器三、旋流式燃燃烧器的布置置与供风方式式旋流式燃烧器器通常布置在在炉膛的前、、后墙上，有有的采用大风风箱供风，有有的采用分隔隔风箱供风。。四、单单只燃燃烧器器的热热功率率单只燃燃烧器器功率率过大大，会会带来来以下下几个个问题题：(1)炉膛受受热面面局部部热负负荷过过高，，易于于结渣渣。(2)炉膛受受热面面局部部热负负荷过过高，，易引引起水水冷壁壁的传传热恶恶化和和直流流锅炉炉的水水动力力多值值性。。(3)切换或或启停停燃烧烧器对对炉内内火焰焰燃烧烧的稳稳定性性影响响较大大。(4)切换或或启停停燃烧烧器对对炉膛膛出口口烟温温的影影响较较大，，影响响过热热器的的安全全性和和汽温温调节节。(5)一、二二次风风的气气流太太厚，，不利利风粉粉混合合。(6)燃烧调调节不不太灵灵活。。五、旋旋转火火焰的的特性性根据气气流的的旋流流强度度的大大小，，旋流流式燃燃烧器器形成成的火火焰形形状可可能有有三种种：封封闭式式火焰焰、开开放式式火焰焰、飞飞边火火焰。。第四节节煤煤粉炉炉炉膛膛一、燃燃烧煤煤粉对对炉膛膛的要要求(1)创造良良好的的着火火、稳稳燃条条件，，并使使燃料料在炉炉内完完全燃燃尽；；(2)将烟气气冷却却至煤煤灰的的熔点点温度度以下下，保保证炉炉膛内内所有有的受受热面面不结结渣；；(3)布置足足够的的蒸发发受热热面，，并不不发生生传热热恶化化；(4)尽可能能减少少污染染物的的生成成量；；(5)对煤质质和负负荷变变化有有较宽宽的适适应性性能以以及连连续运运行的的可靠靠性。。二、评价价炉膛结结构的参参数1、炉膛结结构着火火稳定性性参数A、炉膛截截面热负负荷qAqA的意义是是指在单单位时间间内、单单位炉膛膛截面积积上，燃燃料燃烧烧放出的的热量。。A---炉膛横截截面积，，m2。通常用用燃烧器器区域的的炉膛水水平断面面面积表表示。B---燃煤量，，kg/s。Qar,net---燃料的收收到基低低位发热热量，kJ/kg。B、燃烧器器区域的的壁面热热负荷qRa、b——炉膛深度度、宽度度；HR——燃烧器区区域高度度，一般般取上层层一次风风喷口上上方1.5米处和下下层一次次风喷口口下方1米处的距距离；ζ——卫燃带面积积修正系系数；２、炉膛膛结构燃燃尽性参参数A、炉膛膛容积热热负荷qvVL——炉膛容积积，m3。炉膛容积积热负荷荷qv的意义是是指在单单位时间间内、单单位炉膛膛容积内内，燃料料燃烧放放出的热热量B、燃燃料料在在炉炉内内的的停停留留时时间间燃料料在在炉炉内内的的停停留留时时间间可可用用下下述述关关系系表表示示：：L———燃烧烧器器上上一一次次风风中中心心至至屏屏下下端端距距离离，，m;Wy———烟气气在在炉炉内内的的平平均均上上升升速速度度，，m/s;3、炉炉膛膛结结构构结结渣渣性性参参数数与着着火火稳稳定定因因素素相相同同，，用用Jz表示示：：JZ=qA+qR三、、炉炉膛膛受受热热面面结结渣渣的的影影响响因因素素1、受热热面结结渣的的形成成过程程当熔融融的灰灰渣接接近受受热面面时，，若未未被冷冷却凝凝固，，并与与受热热面相相碰，，大块块渣积积聚在在受热热面外外壁上上，便便形成成了“结渣”现象。。2、受热热面积积灰或或结渣渣的危危害(1)使炉内内传热热变差差，加加剧结结渣过过程。。(2)炉膛出出口的的受热热面结结渣或或超温温。(3)水冷壁壁积灰灰、结结渣较较多时时，多多数并并发高高温腐腐蚀。。(4)使锅炉炉效率率降低低。(5)水冷壁壁尤其其是过过热器器结渣渣严重重时，，大块块渣落落下，，可能能扑灭灭火焰焰或砸砸坏炉炉底水水冷壁壁，造造成恶恶性事事故。。宁波北北仑港港发电电厂锅锅炉炉炉膛爆爆炸事事故1.事故概概况1993年3月10日14：07，宁波波北仑仑港发发电厂厂机组组(600MW)的锅炉炉发生生炉膛膛爆炸炸，14：08MFT(主燃料料切断断保护护)跳闸，，锅炉炉自动动停炉炉，炉炉膛下下部及及冷灰灰斗严严重破破坏，，大量量汽水水混合合物以以及高高温烟烟气迅迅速向向外喷喷出，，造成成23人死亡亡，8人重伤伤，16人轻伤伤。经经检查查21m标高以以下的的炉墙墙损坏坏情况况自上上而下下趋于于严重重，冷冷灰斗斗向炉炉后侧侧塌倒倒呈开开放性性破口口，侧侧墙与与冷灰灰斗交交界处处撕裂裂31根水冷冷壁管管，立立柱不不同程程度扭扭曲，，刚性性梁拉拉裂;水冷壁壁管严严重损损坏，，66根拉断断，有有的呈呈典型型的剪剪切形形断口口，有有的呈呈拉伸伸形断断口，，炉右右侧21m层以下下刚性性梁严严重变变形;0m层炉后后侧基基本被被热焦焦堵至至冷灰灰斗，，3台碎渣渣机和和喷射射水泵泵等全全部湮湮埋在在焦渣渣中。。事故故后清清除的的焦渣渣达934m3，最大大一块块焦现现场测测量尺尺寸为为7m××7.1m×4m，重达达130t，停炉炉检修修132天，直直接经经济损损失780万元。。2.事故原原因经分析析此次次炉膛膛爆炸炸是由由于炉炉膛严严重结结焦(渣)而触发的，，过热器以以及再热器器局部超温温则与炉膛膛结构设计计、受热面面布置不完完善以及运运行指导失失当有直接接关系。炉炉膛严重结结焦(渣)而触触发发炉炉膛膛爆爆炸炸的的过过程程有有2种观观点点：：1)严重重结结焦焦(渣)造成成静静载载加加上上随随机机落落渣渣造造成成的的动动载载，，致致使使冷冷灰灰斗斗局局部部失失稳稳;落入入水水中中的的焦焦渣渣产产生生蒸蒸汽汽进进入入炉炉膛膛，，在在炽炽热热的的堆堆渣渣的的加加热热下下升升温温、、膨膨胀胀，，使使炉炉膛膛压压力力上上升升;继续续落落渣渣造造成成冷冷灰灰斗斗失失稳稳扩扩大大，，冷冷灰灰斗斗局局部部塌塌陷陷，，侧侧墙墙与与冷冷灰灰斗斗连连接接处处的的水水冷冷壁壁管管撕撕裂裂，，大大量量的的汽汽水水喷喷出出与与落落渣渣形形成成的的汽汽水水共共同同作作用用下下炉炉膛膛压压力力猛猛增增，，并并使使冷冷灰灰斗斗塌塌陷陷扩扩展展，，MFT动作。。在渣渣的静静载、、动载载及工工质闪闪蒸扩扩容压压力共共同作作用下下，造造成炉炉膛爆爆炸，，21m层以下下严重重破坏坏。2)炉内结结焦(渣)严重，，燃烧烧器长长时间间下摆摆运行行，加加剧了了冷灰灰斗结结渣，，为煤煤裂解解气和和煤气气的动动态产产生和和积聚聚创造造了条条件。。灰渣渣落入入煤斗斗产生生的蒸蒸汽进进入冷冷灰斗斗，形形成的的扰动动加速速了可可燃气气体的的产生生。突突遇炽炽热焦焦渣，，引起起可燃燃气体体爆炸炸，炉炉膛压压力急急剧上上升，，MFT动作。。3、影响响受热热面结结渣的的主要要因素素(1)煤灰特特性和和化学学组成成。灰灰熔点点、粘粘性、、化学学组成成(2)炉膛温温度水水平(3)火焰贴贴墙(4)过量空空气系系数。。小小则还还原性性气氛氛(5)煤粉细细度。。粗粗火焰焰长，，出口口结渣渣(6)吹灰(7)燃用混混煤。。结结渣性性低于于结渣渣性强强的煤煤4、防止止受热热面结结渣的的基本本条件件一是炉炉内应应布置置足够够的受受热面面来冷冷却烟烟气，，使烟烟气贴贴近受受热面面时，，烟气气温度度降低低到灰灰的熔熔点温温度以以下，，即保保证灰灰渣贴贴近受受热面面时被被凝固固；二是组组织一一、二二次风风形成成良好好的气气流结结构，，保证证火焰焰不直直接冲冲刷受受热面面。四、火火焰充充满度度组织与与调整整燃烧烧时，，应确确保火火焰在在炉膛膛内有有较高高水平平的充充满度度，减减少气气流的的的死死滞漩漩涡区区。因为为死死滞滞漩漩涡涡区区的的存存在在会会给给锅锅炉炉运运行行带带来来下下述述问问题题：：(1)炉膛膛容容积积利利用用不不好好。。(2)造成成热热偏偏差差。。五、炉膛膛负压1、煤粉炉炉的正常常炉膛负负压炉内压力力比外界界大气压压力低20～60Pa。维持正正常的炉炉膛负压压，不仅仅对锅炉炉经济运运行作用用很大，，而且对对运行调调节十分分有益。。2、炉膛负压太太大的危害(1)炉膛负压太大大，说明引风风机抽吸力过过大。此时，，炉内气流明明显向上翘，，火焰中心上上移，炉膛出口烟温温升高，引起起汽温升高或或过热器结渣渣。(2)气流上翘，火火焰行程缩短短，导致不完全燃燃烧。(3)对于四角燃烧烧炉，由于气气流上翘，使使四股气流的的相互作用变变差，甚至切切圆形成不好好，煤粉气流相互互点燃的作用用变弱，燃烧烧变得不稳定定。如果煤质着着火性能变差差时，还可能能引起灭火。。(4)漏风增大，使使烟气体积增增加，烟气流流速相应升高高。这时排烟损损失增加；受受热面磨损加加剧；汽温升升高；炉膛温温度降低，影影响燃烧稳定定性；火焰向向上运动速度度增大，一部部分燃料未来来得及完全燃燃烧就被排出出炉外，因而而造成不完全全损失增大等等一系列不良良影响。(5)炉膛负压急剧剧升高时，还还可能发生炉膛内爆事故故。内爆会造成成水冷壁损坏坏或人身事故故。内爆产生生的原因一是是：引风机运运行不正常，，静压头过高高或挡板运行行不良；二是是因灭火而切切断燃料供应应时，炉膛负负压急剧升高高。因此，在在切断燃料的的同时，应适适当关小引风风机挡板，以以免负压剧增增。此外，大大型机组应设设置炉内压力力报警和安全全保护装置。。(6)炉膛膛负负压压波波动动时时，，也也可可能能是是炉炉内内压压力力波波变变化化造造成成的的。。此此时时表表明明燃燃烧烧处处于于不不稳稳定定状状态态。燃燃烧烧脉脉动动时时，，负负压压也也随随着着脉脉动动。。所所以以，，炉炉膛膛负负压压是是燃燃烧烧调调整整和和锅锅炉炉保保护护的的重重要要参参数数。。(7)炉膛膛负负压压由由负负压压值值极极高高突突变变正正压压，，此此过过程程发发生生的的时时间间极极短短，，只只有有1～2秒，，正正压压值值极极高高。这这种种情情况况下下，，极极可可能能发发生生炉炉膛膛爆爆炸炸或或“打炮炮”。对对于于自自动动化化程程度度比比较较高高的的锅锅炉炉，，炉炉膛膛负负压压超超限限时时，，控控制制系系统统会会自自动动发发出出报报警警或或保保护护动动作作。。但但当当控控制制系系统统处处于于手手动动状状态态时时，，则则必须做出出准确、、迅速的的判断和和处理。六、炉膛膛内的爆爆炸性燃燃烧炉膛爆炸的原原因是数量过过多的燃料和和空气在炉膛膛内未能及时时着火燃烧，，而以极高的的速度进行化化学反应，当当具有足够的的着火热源时时，在瞬间形形成可燃性气气体，气体容容积急剧增加加，炉内压力力和温度急剧剧升高。第五节煤粉粉气流的着火火燃烧一、影响煤煤粉气流着火火的因素┏挥发分分┏燃料品质┃┃水分燃料┃┃灰分┃┗┗发热热量┗煤粉细度及及煤粉颗粒分分布┏一次风量量、一次风温温、一次风速速┏燃烧器┃┃二次次风速，二次次风温，结构┃┃配风方方式及燃烧器器结构型式┗单只燃烧烧器的热功率率┗炉膛┏┏qA，qR，qV┗散热强度度和放热强度度运行┏锅炉负负荷┗调节方式1、燃料性质①Vdaf↑↑着火快（Tzh低）挥发分高高的煤点火温温度低②Aar↑，着火慢③Mar↑，着火慢，Tl↓④Rx↑，着火慢⑤Qar,net↑,Vdaf↓↓着火慢2、炉内温度：Tl↑，着火快，结结渣※对Vdaf低的煤加卫燃燃带，TL↑3、一次风温度度T1（Qzh）T1↑，着火快，Vdaf低，热风送粉粉4、一次风量及及一次风速一次风率：一一次风量占总总风量份额①挥发分燃烧烧需要的空气气量②不发生煤粉粉沉积一次风率r随Vdaf↑↑，一次风率↑↑（所需空气气量↑）风速w1↑，n↑,Qzh↑，拉断火焰→→灭火w1↓↓,“回火”，烧坏喷口，，卷吸能力↓↓刚性↓气粉粉分层“黑龙”，q4,q3↑↑5、二次风风量量及风速（远远大于一一次风的风量量和风速）一次风量确定定后，二次风风量也就确定定了根据煤种：正三角：下大大，上小（用用于Vdaf↑↑的煤）供氧问问题倒三角：上大大，下小（（用于Vdaf↓↓的煤）分级配配风腰鼓形：（适适用于Vdaf↑↑的煤煤））下二二次次风风：：向向上上供供氧氧，，托托住住离离析析煤煤粉粉（（比比一一般般的的二二次次风风要要大大））对于于分分级级配配风风燃燃烧烧器器来来说说，，多多个个托托住住火火焰焰对于于摆摆动动燃燃烧烧器器：：风风速速w2：高高速速冲冲入入燃燃烧烧器器6、二二次次风风温温度度T2①T2↑↑，Qzh↓↓，着着火火快快②T2决定定与与空空气气预预热热器器的的受受热热面面积积，，金金属属消消耗耗↑↑通通风风电电耗耗↑↑Vdaf↑↑，T2↓↓7、燃燃烧烧器器型型式式Vdaf↓↓：分分级级配配风风直直流流燃燃烧烧器器；；W火焰焰Vdaf↑↑：旋旋流流燃燃烧烧器器；；均均等等配配风风直直流流燃燃烧烧器器8、锅炉炉负荷荷D↑→→B↑↑－热强强度（（T）↑D↓→→B↓↓Q1<Q2灭火50%以下时时，投投油稳稳燃9、调节节方式式调节不不好“灭火”，灭火火后会会自动动卸煤煤10、锅炉炉炉内内热负负荷qV，qA，qR↑↑Tl↑↑（炉膛膛温度度）第六节节低低负荷荷稳燃燃及低低NOx煤粉燃燃烧技技术一、低低负负荷稳稳燃技技术1，提提高一一次风风气流流中的的煤粉粉浓度度1）减少少一次次风量量，可可减少少着火火热2）提高高了挥挥发分分含量量，使使火焰焰传播播速度度提高高3）燃烧烧放热热相对对集中中，使使着火火区保保持高高温状状态最佳煤煤粉浓浓度2，提高高煤粉粉气流流初温温提高煤煤粉气气流初初温，，可减减少煤煤粉气气流的的着火火热，，并提提高炉炉内温温度水水平，，使着着火提提前。。3，提高高煤粉粉颗粒粒细度度煤粉越越细，，单位位质量量的表表面积积越大大，火火焰传传播速速度越越快。。火焰传传播速速度越越快，，燃烧烧放热热速度度越快快，煤煤粉颗颗粒越越容易易被加加热，，越容容易稳稳定燃燃烧。。4，在难难燃煤煤中加加入易易燃燃燃料在锅炉炉负荷荷低或或煤质质很差差时，，可投投入助助燃用用雾化化燃油油或气气体燃燃料，，混入入燃烧烧器出出口的的煤粉粉气流流种，，来改改善煤煤粉的的燃烧烧特性性，维维持着着火的的稳定定性。。有时为为了节节省燃燃油，，也可可混入入挥发发分较较大的的煤粉粉。二、低低ＮＯＯx煤粉燃燃烧技技术1、NOx的生成成机理理NOx的生成成机理理有三三种：：温度型型NOx，燃料型型NOx，快速温温度型型NOx。（1）温度度型NOx，是指指空气气中的的氮在在超过过1500℃℃的高温温下，，发生生氧化化反应应，温温度越越高NOx的生生成成量量越越多多。。这这部部分分NOx占NOx总量量的的10~20%（2）燃燃料料型型NOx，是是指指燃燃料料中中的的氮氮受受热热分分解解和和氧氧化化生生成成NOx。进一一步说说，主主要指指挥发发份中中的氮氮化合合物生生成NOx，其占占NOx总量的的80~90%，这部部分NOx在燃烧烧器出出口处处的火火焰中中心生生成。。（3）快速速温度度型NOx，是指指空气气中的的氮和和碳氢氢燃料料先在在高温温下反反应生生成中中间产产物N、NCH、CN等，然然后快快速与与氧反反应，，生成成NOx。这部部分NOx占NOx总量的的5%。2、低NOｘ煤粉粉燃烧烧器（1）PM（PollutionMinimum）型燃燃烧器器PM型燃烧烧器是是在燃燃烧器器内将将煤粉粉气流流分为为浓粉粉气流流和淡淡粉气气流。。浓煤煤粉气气流在在上，，淡煤煤粉气气流在在下。。用于稳稳定着着火燃燃烧并并降低低Nox浓度高高，缺缺氧，，NOx低浓度低低，空空气量量多，，温度度低，，NOx低（2）宽宽调节节比燃燃烧器器宽调节节比燃燃烧器器实际际上也也是一一种浓浓、淡淡型煤煤粉燃燃烧器器。这这种燃燃烧器器的主主要性性能是是在低低负荷荷下，，不投投油仍仍然能能稳定定燃烧烧。故故其对对锅炉炉负荷荷变化化时的的燃烧烧调节节范围围比较较宽。。图宽调节比燃烧器（3）A—PM型浓淡淡浓燃燃烧器器主要技技术是是将原原来的的PM型浓、、淡燃燃烧器器改进进为A-PM型浓、、淡、、浓燃燃烧器器，（4）新型型低ＮＮＯx旋流式式燃烧烧器新型低低ＮＯＯx旋流式式燃烧烧器是是在燃燃烧器器一次次风管管中设设置调调节杆杆，一一次风风管出出口装装有环环形稳稳焰器器，在在环形形二次次风管管内装装有隔隔板。。3、炉内内脱氮氮新技技术（1）两两级燃燃烧与与MACT燃烧技技术两级燃燃烧是是把燃燃烧所所需要要的空空气量量两段段送入入炉膛膛，第第一级级的空空气量量大约约为80%左右，，从燃燃烧器器的下下部送送入；；第二二级的的空气气量大大约为为20%左右，，从燃燃烧器器的上上部送送入，，两级级喷口口之间间的距距离为为1.5~2米。采采用两两级燃燃烧方方式，，主要要用于于降低低ＮＯＯx的生生成成量量。。采用用两两级级燃燃烧烧法法，，在在燃燃烧烧中中心心区区(第一一段段燃燃烧烧区区)过量量空空气气系系数数小小于于1，为为缺缺氧氧燃燃烧烧。。由由于于燃燃料料不不能能完完全全燃燃烧烧，，火火焰焰温温度度比比较较低低，，因因而而温温度度型型ＮＮOx的生生成成量量减减少少；；同同时时，，由由于于缺缺氧氧，，燃燃料料型型ＮＮOx的生生成成量量也也减减少少。。当当第第二二级级空空气气送送入入后后，，因因炉炉膛膛的的冷冷却却作作用用，，火火焰焰温温度度已已降降低低。。因因此此，，在在第第二二段段燃燃烧烧区区域域中中，，虽虽然然过过量量空空气气系系数数大大于于1，火火焰焰中中有有剩剩余余氧氧存存在在，，但但因因温温度度低低，，燃燃料料型型和和温温度度型型ＮＮOx的生生成成量量都都大大幅幅度度降降低低。。日本本三三菱菱公公司司在在PM型燃燃烧烧器器的的基基础础上上，，进进一一步步发发展展了了炉炉内内三三级级燃燃烧烧的的低低ＮＮOx燃烧烧技技术术(MACT)。即即在在主主燃燃烧烧器器的的上上二二次次风风OFA喷口上上部设设置一一层附附加空空气AA，在主主燃烧烧区生生成的的ＮOx到达OFA区时，，由于于缺氧氧又被被还原原成N2。据资资料介介绍，，MACT燃烧技技术可可将ＮＮOx控制在在60～150PPm内。（2）A—MACT炉内脱脱氮技技术MACT的核心心技术术是控控制主主燃烧烧区的的燃料料与空空气比比为0.8~0.9，在主主燃烧烧器上上方设设置OFA供风，，使主主燃烧烧区产产生的的碳氢氢化合合物被被活化化，并并在OFA的上部部留有有足够够的空空间，，使主主燃烧烧区生生成的的ＮOx到达OFA区时，，由于于缺氧氧又被被还原原成N2，从而而为NＯx充分还还原创创造条条件。。将AA供风进一步细细分为上下两两层，可促进进未燃物和空空气的均匀混混合，提高燃燃烧效率。称称A-MACT（3）扩大还原燃燃烧技术扩大还原燃烧烧技术与新型型低Nox旋流燃烧器及及IAP供风方式配合合，形成另一一种风格的燃燃烧技术。技术的核心是是在主燃烧区区与燃尽区之之间留有较大大的空间，并并注入IAP供风（分级风风），形成HCN、NH3、HC等还原性气氛氛，促使NＯx还原。采用此技术与与两段燃烧法法相比，NOx减少35％可有效的控制制未完全燃烧烧。第七节Ｗ型型火焰燃烧技技术一、Ｗ型火焰焰锅炉的炉膛膛形状W形火焰炉膛由下部的拱型型着火炉膛（燃烧室）和和上部的辐射炉炉膛（燃尽室）组组成。前者的的深度比后者者约大80～120%燃尽室前后墙墙向外扩展构构成炉顶拱，，并布置燃烧烧器，煤粉气流和二二次风从炉顶顶拱向下喷射射，在燃烧室室下部与二次次风相遇后，，再1800转弯向上流经经燃尽室炉膛膛，形成W形火焰，炉膛温度高煤粉喷嘴出口口处于燃烧中中心炉顶拱的辐射射传热可提供供部分着火热热，同时可减减少对燃尽室室的放热着火区水冷壁壁敷设卫燃带带较低的NOx生成量空气沿着火焰焰行程逐步加加入，易实现现分级配风，，分段燃烧。。可控制较低的的过剩空气系系数炉膛内的火焰焰行程长，增增加了煤粉在在炉内的停留留时间W型火焰燃烧方方式的特点烟气中的飞灰灰含量少火焰在下部着着火炉膛底部部转弯180°向上流动时，，可使烟气中中部分飞灰分分离出来有利于组织良良好的着火、、燃烧过程可以采用直流流燃烧器或轴轴向可动叶片片旋流燃烧器器，也可采用用高浓度煤粉粉燃烧器有良好的负荷荷调节性能负荷变化时，，下部着火炉炉膛火焰中心心温度变化不不大适用于无烟煤煤等低挥发分分煤的燃烧W型火焰燃烧方方式的特点二、Ｗ型火焰焰锅炉的燃烧烧器50％的空气和少少量（约占10％～20％）煤粉组成成的低浓度煤煤粉气流从旋风分离器器上部的抽气气管通过燃烧烧器乏气喷嘴嘴送入炉膛（三次风）50％的空气和80%以上的煤粉形形成的高浓度度煤粉气流从旋风分离器器下部流出，，然后垂直向向下通过主燃燃烧器进入炉炉膛（一次风）调节乏气量是是适应煤种变变化的一种手手段煤质变差，开开大乏气调节节挡板，抽出出的乏气量增增加，煤粉浓浓度随之增加加，有利于煤煤粉气流的着着火，燃烧主燃烧器两侧侧有高速二次风气流同时喷入入第八节油油燃烧器与点点火器启动时轻油：二级点点火：①先点点油②后点煤煤粉重油：三级点点火：顺序①①点气体②点点重油③点煤煤粉低负荷稳燃时时一、油燃烧的的特点重油的燃烧特特点是：首先先用雾化喷嘴将重油雾化成很细小的雾雾状液滴群（（即油雾），，再经过受热热、蒸发，成成为气态燃料料。当气态燃燃油与空气混混合并达到着着火条件时，，便开始着火火。液体燃料的着着火温度比其其气化温度高高得多，油滴滴在气化后才才开始着火燃燃烧，所以液液体燃料的燃燃烧实际上转转变为均相燃燃烧。其着火火与燃尽自然然比煤粉容易易得多。油燃烧器包括括油喷嘴和调调风器。油喷嘴嘴的作用用是把把燃油油雾化化成细细小的的油雾雾群，，并保保持一一定的的雾化化角与与空气气相交交混合合，油油雾中中心区区形成成回流流区，，卷吸吸热烟烟气，，加热热油雾雾。调风器的作用是组织织油燃烧时的的空气供给，，并使空气与与油雾充分混混合。由于油油雾燃烧时要要求早期混合合强烈，因此此通常采用旋旋流叶片，使使一次风产生生强烈旋转，，促进油雾与与空气的混合合。二、油喷嘴按照油的雾化化方式，油喷喷嘴分为压力力雾化式、蒸蒸汽雾化式、、空气雾化式式等。1、压力雾化式式油喷嘴将具有一定压压力的燃油在在油喷嘴内产产生的高速旋旋转，从油喷喷嘴射出后，，油膜被撕裂裂，形成雾状状小液滴。1、压力雾化式式油喷嘴喷嘴头上有油油孔、汽孔和和混合孔，形形成“Ｙ”形喷嘴。油压压一般为0.5～2.0ＭＰa，汽压一般为为0.6～1.0ＭＰa。油与蒸汽在在混合孔内相相互撞击，形形成乳化状态态的油汽混合合物，再喷入入炉内便雾化化成细小油滴滴。为了使空空气和油雾很很好地混合，，喷嘴头上装装有多个油孔孔。为了减少少汽耗量与便便于控制，蒸蒸汽压力保持持不变，而用用调节油压的的办法来改变变喷油量。2、蒸蒸汽汽雾雾化化油油喷喷嘴嘴三、、平平流流式式调调风风器器二次次风风平平行行于于调调风风器器的的轴轴线线流流动动，，为为了了加加强强后后期期混混合合，，风风速速很很高高，，约约有有50～70米/秒。。一次次风风通通过过固固定定式式旋旋流流叶叶片片强强烈烈旋旋转转，，以以满满足足火火焰焰根根部部油油雾雾与与空空气气的的混混合合并并产产生生中中心心回回流流区区。。既既提提供供了了着着火火热热源源，，又又防防止止产产生生碳碳黑黑。。第九九节节循循环环流流化化床床燃燃煤煤锅锅炉炉循环环流流化化床床（（CFB）一开始就就是因适应应了当今资资源综合利利用、环保保要求日益益严格的发发展趋势，，从而得到到快速发展展，CFB具有清洁燃燃烧、高效效、燃料适适应性广、、调节特性性好等特点点。近二十十年，CFB技术得到突突飞猛进的的发展，容容量等级从从当初的20t/h发展到现在在的1025t/h，成为我国国清洁燃烧烧领域中发发展最迅速速、工程运运用最多的的技术！一、流态化化的描述及及其性质当气体通过过布风板自自下而上地地穿过固