第四章燃烧设备课件

第四章燃烧设备7/24/20231沈阳工程学院王树群动本091-2第一节电站锅炉的燃烧设备煤粉炉燃烧设备组成：点火装置、煤粉燃烧器、炉膛煤粉燃烧器作用是：将携带煤粉的一次风和助燃的二次风送入炉膛，并组织一定的气流结构，使煤粉迅速稳定地着火；同时使煤粉和空气合理混合，达到煤粉在炉内迅速完全燃烧的目的。锅炉点火装置：主要用于锅炉启动时点燃主燃烧器的煤粉气流；当锅炉低负荷运行或燃用劣质煤时，可以用点火装置来稳定燃烧或作为辅助燃烧设备。炉膛也称为燃烧室：供煤粉燃烧的空间。7/24/20232沈阳工程学院王树群动本091-2性能良好的燃烧设备应满足的要求：1.将燃料和燃烧所需空气送入炉膛，在炉内形成良好的空气动力场，使燃料能迅速稳定地着火；2.及时供应空气，与燃料适时混合，造成必须的燃烧强度，使燃料在炉内达到完全燃烧；3.燃烧可靠稳定，炉内不结焦，保证锅炉安全经济地运行；4.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要求；5.NOX的生成量控制在允许范围内，以达到环保的要求。燃烧器按射流是否旋转分类：直流燃烧器；

旋流燃烧器。7/24/20233沈阳工程学院王树群动本091-27/24/20234沈阳工程学院王树群动本091-27/24/20235沈阳工程学院王树群动本091-2第二节直流燃烧器一、直流射流卷吸：射流横向运动，带动周围静止的气体一起前进，这种现象称为卷吸。从外边界卷吸高温烟气，是着火热的来源，着火从外边界开始。7/24/20236沈阳工程学院王树群动本091-2射程表示射流在烟气中的贯穿能力。射程：规定当射流在某一截面上的最大轴线速度降低到某一数值时（仍保持一定的余速），该截面距喷口的距离即为射程。射流的初始动量初始动量越大，射程越大。7/24/20237沈阳工程学院王树群动本091-2★喷口尺寸对射流的影响：在喷口通流截面不变的情况下，如果将一个大喷口分为几个小喷口时，可增加射流的卷吸能力，但射程将缩短。矩形喷口的高宽比对射流特性也有一定的影响。当射流初速和喷口通流截面积不变时，高宽比越大，喷口周界越大，射流外边界越大，射流卷吸周围介质的能力增强，但射流轴线速度衰减加快，射程将缩短。7/24/20238沈阳工程学院王树群动本091-2二、直流煤粉燃烧器型式煤粉气流（一次风）、燃烧所需空气（二次风）以及由制粉系统来的乏气（三次风）分别由互相隔绝的不同喷口以直流射流形式喷进炉膛。按照燃烧器一次风和二次风喷口的布置位置分为：均等配风、分级配风7/24/20239沈阳工程学院王树群动本091-2图5-19PM型浓淡煤粉燃烧器7/24/202310沈阳工程学院王树群动本091-2１、均等配风直流煤粉燃烧器（也叫烟煤-褐煤型）一、二次风喷口相间布置：见图4-2

适用煤种：烟煤、褐煤★为什么均等配风方式适合烧褐煤和烟煤？7/24/202311沈阳工程学院王树群动本091-2２、分级配风直流煤粉燃烧器一次风喷口集中布置，二次风喷口分层布置。见图4.2配风方式：二次风分级、分阶段送入燃烧的煤粉气流中，且一、二次风喷口保持较大的距离。适应煤种：无烟煤、贫煤、劣质烟煤对三次风的要求：布置在主燃烧器的上部，与主燃烧器保持一定距离，倾斜向下。7/24/202312沈阳工程学院王树群动本091-2为什么三次风如此布置？三次风对燃烧及汽温调节的不利影响：(1)

使火焰温度降低，燃烧不稳定。(2)

火焰拖长，炉膛出口烟温升高，使过热汽温与再热汽温偏高，汽温调节幅度增大。同时增大过热器热偏差。(3)三次风高速射入，使火焰残余旋转增大，同时飞灰可燃物增加；(4)三次风量较大时，风速也增大，易扰乱炉正常的空气流动，引起火焰贴墙结渣。7/24/202313沈阳工程学院王树群动本091-2三、直流燃烧器的射流特性（一）四角切圆燃烧方式1.炉内空气动力场问题：炉内空气动力场是什么样的？这种切圆燃烧方式在着火、燃烧方面有哪些优点？有哪些缺点？7/24/202314沈阳工程学院王树群动本091-2切圆燃烧锅炉直流煤粉燃烧器的布置方式7/24/202315沈阳工程学院王树群动本091-27/24/202316沈阳工程学院王树群动本091-27/24/202317沈阳工程学院王树群动本091-2★空气动力特性四角布置的直流燃烧器射出的四股气流在炉膛中心形成一个稳定的强烈旋转火炬，在离心力的作用下，气流向四周扩展，炉膛中心形成真空，即无风区；无风区的外面是气流强烈旋转的强风区；最外围是弱风区。气流在引风机抽力的作用下上升，在炉膛中形成了一个螺旋上升的气流。7/24/202318沈阳工程学院王树群动本091-2切向燃烧的炉内空气动力特性Ⅰ-无风区；Ⅱ-强风区；Ⅲ-弱风区7/24/202319沈阳工程学院王树群动本091-22.切圆燃烧炉内空气动力特性对煤粉的着火和燃烧的影响。①从着火角度来看，从每一角的燃烧器喷出的煤粉气流，都受到来自上游邻角正在剧烈燃烧的高温火焰的冲击和加热，使之能很快着火燃烧，并以此再去点燃下游邻角的新煤粉气流，相邻的煤粉气流能互相引燃。旋转气流使炉膛中心的无风区形成负压，这样部分高温烟气由上向下回流到火焰根部，再加上每股煤粉气流本身还能卷吸部分高温烟气和接受炉膛辐射热，因此直流燃烧器四角布置切圆燃烧的着火条件是十分理想的。7/24/202320沈阳工程学院王树群动本091-2②从燃烧角度来看，直流射流的射程长，在炉膛烟气中的贯穿能力强，着火后的煤粉火炬强烈旋转，使炉内的温度、氧浓度更均匀，加强了煤粉与空气的后期混合，也加速了煤粉的燃烧，所以煤粉气流的燃烧条件也是理想的。7/24/202321沈阳工程学院王树群动本091-2③从燃尽的角度来看，气流螺旋上升，不仅改善了火焰在炉内充满度，均匀了炉内的热负荷，而且延长了煤粉在炉内的停留时间，这对煤粉的燃尽也是很有利的。7/24/202322沈阳工程学院王树群动本091-2（二）射流偏斜1.产生射流偏斜的原因射流两边同时卷吸烟气，在其周围形成负压区，炉膛中的烟气则不断地向负压区补充，由于夹角大的右侧（即A侧）空间大，补气比较充分，而夹角小的左侧（即B侧）空间小，补气就显得不足，所以A侧的压力将大于B侧的压力，产生一个由右向左的推力，使射流向左偏斜，这就是射流产生偏斜的直接原因。7/24/202323沈阳工程学院王树群动本091-2

射流偏斜图（a）补气情况；（b）偏斜

7/24/202324沈阳工程学院王树群动本091-22.影响射流偏斜的主要因素：（1）邻角气流的横向推力切圆燃烧的炉膛中，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，同时也迫使下游射流向炉墙一侧偏斜。一次风动量越大，射流刚性越强，一次风射流抵抗偏斜的能力越强，射流的偏斜也就越小。（2）假想切圆直径。假想切圆直径越大，偏斜越严重。7/24/202325沈阳工程学院王树群动本091-2（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越大，整组射流的刚性及一次风射流的刚性就越低，一次风射流的偏斜就越严重。

燃烧器的布置角度不能相差太大。7/24/202326沈阳工程学院王树群动本091-2（三）烟气在炉膛出口的残余旋转1.残余旋转出现原因：切圆燃烧方式的锅炉，炉内气流旋转上升，产生的旋转动量矩较大，同时因为高温火焰的黏度很大，到达在炉膛出口处就会存在较大残余旋转。2.残余旋转定义（用δ表示）：是指炉膛出口截面上烟气的残余旋转动量矩与断面上全部气流的旋转动量矩的比值，越大，表示残余旋δ越大。3.残余旋转危害：残余旋转会使炉膛出口及水平烟道的烟速和烟温分布不均匀程度加大，引起较大的热偏差，导致过热器超温或结渣。

7/24/202327沈阳工程学院王树群动本091-2随锅炉容量的增加，炉膛出口扭转残余有增大的趋势，200MW、300MW、600MW机组锅炉炉内空气动力场摸化试验表明，残余旋转较大的锅炉水平烟道左右两侧平均速度之比可达1.24、2.0和2.5。☆增加的原因：随锅炉容量增加，锅炉四角射流动量随容量成比例增加，炉内气流的切向动量矩比锅炉的容量增长更快，炉膛高度的增长相对于容量的增长较慢，导致炉膛气流出口扭转残余增加。7/24/202328沈阳工程学院王树群动本091-24.残余旋转对汽温和烟温的具体影响现代大容量锅炉的炉膛上部均布置有大量屏式受热面（分隔屏过热器、后屏过热器和屏式再热器）。（1）具体影响（逆时针旋转切圆锅炉，顺时针旋转的与之相反）屏区受热面吸热量左高右低，进而造成屏区出口烟温右高左低。对于位于炉膛上部的辐射受热面，沿炉膛宽度方向汽温呈左高右低分布；对于位于出口窗之后的水平烟道中的过热器及再热器汽温均为右高左低；7/24/202329沈阳工程学院王树群动本091-2（2）形成机理(逆时针旋转切圆燃烧锅炉)①上炉膛左侧烟室内烟气流动阻力大于右侧，因此左侧烟气流量低于右侧流量。但左侧烟室内气流的运动机理比右侧复杂，存在一个气流衰减、滞止和反向加速的过程，气流扰动强烈，而右侧气流运动情况简单，为平稳加速流向水平烟道的过程。②由于左侧烟室内气流强扰动产生的对流强化效应，造成了炉膛左侧受热面吸热多于右侧；而另一方面，右侧气流的惯性速度指向炉后，其主气流只经过屏的下部区域甚至不经过屏就直接进入了炉后，使得右侧烟室中的烟气充满程度远低于左侧烟室，导致屏式受热面出口工质温升呈左高右低分布特性。③当烟气进入水平烟道后，水平烟道入口右侧区体积流量，流速都高于左侧区，而右侧烟温水平高于左侧这一事实更强化了右侧的对流换热，于是造成对流过热器左右侧出口工质的较大温差。7/24/202330沈阳工程学院王树群动本091-2图5-28上炉膛中的烟气流走向示意图7/24/202331沈阳工程学院王树群动本091-25.减轻残余旋转对锅炉工作的影响的措施：（1）减小假想切圆直径炉内切圆直径增大，特别是燃烧器上部切圆直径增大，会导致炉膛出口气流扭转残余增大，故减小炉内切圆直径，有利于减小扭转残余。（2）在炉膛上部布置偏置的前分隔屏有研究人员提出了在炉膛上部布置偏置前分隔屏的方法，以便更好起到分割和导向炉膛出口气流的作用，同时还可消除水平烟道内烟速左右分布的不均匀。（3）布置反切风将一次风或部分二次风、燃尽风、三次风与主体旋转气流反切，即该部分射流与主体射流以一定夹角从相反的旋转方向喷入炉膛，是消除炉膛出口气流扭转残余、降低水平烟道内左右侧烟气偏差的有效手段。7/24/202332沈阳工程学院王树群动本091-2反切方案一般有如下几种：1）部分一次风反切，其余二、三次风正切；2）部分或全部二次风反切，一、三次风和其余二次风正切；3）三次风反切；4）两角对冲，另两角燃烧器相切。7/24/202333沈阳工程学院王树群动本091-2选择减轻残余旋转方案的原则：选择以上各种实际结构等情况，综合考虑残余扭转的减弱、飞灰可燃物损失、炉膛出口烟温、炉内燃烧和结渣等因素，优化反切方案。在工程实际中，应首先考虑一次风反切；反切风旋转动量矩过小时，对水平烟道烟气偏差改善效果不明显，而过大时又会使炉内气流整体反旋；一、二次风反切角度都不宜过大，二次风反切角过大，会影响上游高温烟气对一次风气流的点燃，而一次风反切角过大，会造成一次风气流贴墙引起水冷壁结渣和磨损。7/24/202334沈阳工程学院王树群动本091-2第三节旋流燃烧器7/24/202335沈阳工程学院王树群动本091-27/24/202336沈阳工程学院王树群动本091-2燃烧器喉口7/24/202337沈阳工程学院王树群动本091-2燃烧器燃尽风口前墙左侧墙后墙右侧墙7/24/202338沈阳工程学院王树群动本091-27/24/202339沈阳工程学院王树群动本091-2旋流燃烧器工作原理旋流燃烧器由一组套装在一起的圆形喷口组成，燃烧器中装有各种型式的旋流发生器（简称旋流器）。燃烧器中的一次风喷口在内部，一次风喷口射出的可以是旋转射流，也可以是直流射流；二次风喷口在外部，二次风喷口出来的是旋转射流，整个燃烧器射出的射流为旋转射流。7/24/202340沈阳工程学院王树群动本091-2图5-8旋流式燃烧器工作原理7/24/202341沈阳工程学院王树群动本091-27/24/202342沈阳工程学院王树群动本091-2一、旋流射流和旋流产生方法1、旋流射流的特点：（1）二次风是旋转气流，一次风可以是旋转气流，也可为直流射流，整个气流形成空心圆锥形的旋转气流。（2）旋转射流有强烈的卷吸作用，可从内、外回流区两个方面卷吸高温烟气，对煤粉气流的着火十分有利。（3）由于旋转射流从内、外卷吸高温烟气，而气流的动量一定，因而轴向速度和切向速度衰减很快。故在同样的初始动量下，旋转射流的射程要比直流射流射程短。7/24/202343沈阳工程学院王树群动本091-2（4）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。（5）适合烟煤和褐煤。初期混合强烈，因此一、二次风混合过早，使着火热增加。同时二次风包围一次风，对烟气从外边界直接加热煤粉起屏蔽作用，着火条件不够理想。特别是气流衰减快、射程短，后期混合较弱，对低挥发分的煤的着火不利，一般仅适用于高挥发分煤种。7/24/202344沈阳工程学院王树群动本091-22.旋流强度旋转气流的流动工况与旋流强度有关。旋流强度定义：是指气流切向旋转动量矩与其轴向动量和特征尺寸乘积比。M-气流的切向旋转动量矩，（Kg·m2）/s2；K-轴向动量，（Kg·m）/s2；L-燃烧器喷口的特征尺寸，m。7/24/202345沈阳工程学院王树群动本091-23.旋流强度对火焰形状的影响：封闭式火焰：旋流强度较小时，形成封闭式火焰，在火焰根部卷吸高温烟气，形成回流区，此种火焰只能卷吸自身燃烧放出的热量，有一定的稳定着火能力，但是回流量小，不适合燃烧难燃的煤；开放式火焰：气流旋转强度较大时，回流区加大，形成开放式火焰，高温烟气的回流量也增多，可以将高温烟气从炉膛中卷吸进来，对着火和燃烧有利；飞边火焰：气流的旋流强度过大时，使气流成为全扩散气流，导致气流压向炉墙，形成气流飞边现象，形成飞边火焰，此时气流扩散角（旋转气流外边界之间的夹角称为扩散角）为180°，火焰贴壁，会引起严重的结渣，甚至烧坏燃烧器，故在实际运行中要避免飞边火焰的出现。7/24/202346沈阳工程学院王树群动本091-2图5-9旋流燃烧器火焰示意图（a）单个回流区的封闭火焰；（b）环形回流区的封闭火焰；（c）开放火焰；（d）飞边火焰；7/24/202347沈阳工程学院王树群动本091-2二、旋流煤粉燃烧器旋流燃烧器是利用旋流器使气流产生旋转运动，按照旋流器的结构，旋流燃烧器可分为蜗壳式、轴向叶片式、切向叶片式三大类。

见图4-77/24/202348沈阳工程学院王树群动本091-27/24/202349沈阳工程学院王树群动本091-2

7/24/202350沈阳工程学院王树群动本091-27/24/202351沈阳工程学院王树群动本091-2美国B&W的低NOx燃烧技术DRB-4Z旋流燃烧器7/24/202352沈阳工程学院王树群动本091-2三、旋流燃烧器的布置1.布置方式：主要采用L型火焰燃烧方式，在较少采用的W型火焰锅炉中也多使用旋流。L型火焰燃烧方式：采用前墙或两面墙布置的旋流燃烧器，单个燃烧器气流旋转进入炉内，但整组气流在炉内垂直上升，在炉内形成L型火焰燃烧。（1）前墙布置---小型锅炉（2）前后墙或两侧墙，又可分为对冲布置和交错相对布置-----大型锅炉7/24/202353沈阳工程学院王树群动本091-27/24/202354沈阳工程学院王树群动本091-2图5-29旋流燃烧器的布置（a）前墙布置；（b）前后墙布置；（b-1）前后墙交错相对布置；（b-2）前后墙对称布置；（c）炉底布置；（d）炉顶布置7/24/202355沈阳工程学院王树群动本091-2图5-30采用旋流燃烧器的“L”型火焰锅炉炉内空气动力场（a）单排前墙布置；（b）双排前墙布置；（c）单排前后墙布置；（d）有折焰角布置；1、4-死蜗旋区；2-回流区；3-火炬；5-折焰角7/24/202356沈阳工程学院王树群动本091-22.旋流燃烧器布置特点（1）大型锅炉不采用前墙布置，避免燃烧集中，造成结渣和NOX排放过高；（2）大型锅炉多采用前后墙布置，炉内火焰充满度好，利于增强炉内流体的扰动和混合；在炉膛宽度方向上烟气分布和烟温分布比较均匀，利于保证高温对流受热面可靠运行。（3）同一墙上相邻的燃烧器之间应保持一定距离，使燃烧器的火焰在炉内能够充分自由扩展，减少同墙相邻燃烧器射流的相互干扰；（4）相邻燃烧器出口射流的旋向一般相反，或从整个炉膛气流的均匀性的角度考虑来布置每只燃烧器射流的旋向；（5）靠墙边部燃烧器与侧墙之间应保持一定距离，避免火焰冲刷水冷壁造成结渣。多布置对冲方式7/24/202357沈阳工程学院王树群动本091-2四、切圆燃烧与对冲布置的L型火焰燃烧比较（1）对冲式布置旋流燃烧方式的炉内火焰不存在整体的旋流，火焰充满度和流场均匀性好；（2）在炉膛出口和高温水平烟道不存在气流残余旋转，左右两侧烟气温度和烟温偏差小。★以某超临界锅炉为例说明：7/24/202358沈阳工程学院王树群动本091-2前后墙对冲燃烧。前后墙各布置3层，每层8只，总共48只。主燃烧器之上设燃尽风口20只。YXZm前墙左侧墙右侧墙X：离前墙的距离Y：离炉膛底部的距离Z：离左侧墙的距离YXZYXZ燃烧器燃尽风口m前墙后墙X：离前墙的距离Y：离炉膛底部的距离Z：离左侧墙的距离某超临界锅炉旋流燃烧器特点7/24/202359沈阳工程学院王树群动本091-2切圆燃烧与对冲燃烧的比较切圆燃烧烟气流动像汽机的排汽一样是强烈的螺旋样式烟气流动的不平衡以及热负荷分布的不均匀，容易导致结焦、积灰、腐蚀以及局部过热问题；在炉膛出口导致残余。7/24/202360沈阳工程学院王树群动本091-2炉膛左右两侧有均衡的燃烧性能

可以有效减少炉膛出口左右两侧烟温偏差边排燃烧器距侧水冷壁距离合适，避免火焰直接刷墙，有效防止结渣燃尽风采用优化的双气流结构，中央部位的气流采用非旋转的气流，它直接穿透进入炉膛中心，补充燃尽所需空气。边部风口采用旋转气流，在水冷壁面形成氧化性气氛，可有效防止高温腐蚀和结渣YXZm前墙左侧墙右侧墙X：离前墙的距离Y：离炉膛底部的距离Z：离左侧墙的距离YXZYXZ燃烧器燃尽风口m前墙后墙X：离前墙的距离Y：离炉膛底部的距离Z：离左侧墙的距离7/24/202361沈阳工程学院王树群动本091-2第五节低NOx燃烧在煤粉燃烧过程中，燃烧生成的氮氧化物气体（简称NOx），其中主要是NO（占总量的90%）和NO2、N2O，NOx随烟气排放到大气会对环境带来严重的污染。7/24/202362沈阳工程学院王树群动本091-2一、NOx生成机理热力型NOx、燃料型NOx、快速型NOx。1）热力型NOx：又称温度型NOx，主要是空气中的氮反应形成的。

N2+O2=2NON2+2O2=2NO2

7/24/202363沈阳工程学院王树群动本091-2燃烧区域的温度水平对热力型NOx的生成量起决定作用，在燃烧温度低于1500℃时，NOx生成量很少，高于1500℃时，温度每升高100℃，NOx的生成量就增大6～7倍。煤粉燃烧中，在燃烧温度为1600℃时，热力型NOx生成量占NOx总生成量的20%左右。7/24/202364沈阳工程学院王树群动本091-22）燃料型NOx：是指燃料中的氮受热分解和氧化生成NOx。

燃料型NOx生成量占NOx总生成量的75%。主要指挥发分中的氮化合物生成的NOx。这部分NOx在燃烧器出口处的火焰中心处生成。由于大部分挥发分在30～50ms内析出，要控制该区域中NOx的生成量，就应控制着火初期的过量空气系数。形成富燃料区，让煤粉在开始着火阶段处于缺氧状态，使挥发分生成的一部分NOx被还原，实际生成的NOx数量就可明显减少。7/24/202365沈阳工程学院王树群动本091-2

NOX的还原机理：

NO在遇到未完全燃烧产物CO、H2、C和CnHm时，会发生NO的还原反应。这些反应的总反应式为：

4NO+CH4＝2N2+CO2+2H2O2NO+2CnHm+(2n+m/2-1)O2＝N2+2nCO2+mH2O2NO+C＝N2+CO22NO+2C＝N2+2CO2NO+2H2＝N2+2H2O7/24/202366沈阳工程学院王树群动本091-23）快速型NOx：由高温热解生成的CH自由基和空气中的氮反应，生成HCN化合物和N，进一步快速与氧反应，生成NOx。这部分NOx的转换速度极快，但其生成量少。占NOx总生成量的5%。控制NOx的生成量主要应控制燃料型NOx和热力型NOx的生成量。7/24/202367沈阳工程学院王树群动本091-2二、低NOx燃烧技术1、低过量空气燃烧2、浓淡偏差3、空气分级7/24/202368沈阳工程学院王树群动本091-2空气分级：两级燃烧是用80%左右的理论空气量从燃烧器喷口送入，形成浓燃料燃烧区，降低了燃烧区的氧浓度，也降低了燃烧区的温度，使NOx生成量减少；燃烧所需要的其他空气量由主燃烧器上部的火上风喷口（简称OFA）送入炉膛，形成富氧燃烧。由于燃烧所需空气量是分两级送入炉内的，燃烧过程也分两级进行，故称两级燃烧法或分级燃烧法。7/24/202369沈阳工程学院王树群动本091-27/24/202370沈阳工程学院王树群动本091-2第六节典型直流煤粉燃烧器1.WR型燃烧器2．浓淡燃烧器3.PM型燃烧器7/24/202371沈阳工程学院王树群动本091-2一、WR型燃烧器①该燃烧器在一次风口内装有一个V形扩流锥或波形扩流锥，扩流锥相当于一个小钝体，可使喷口外的一次风气流形成一个稳定的高温烟气回流区，为煤粉着火提供热源；②同时该燃烧器的一次风入口弯头内故意不安装气体导向装置，利用弯头进行煤粉的浓淡分离，这些都有利于整个喷口的煤粉气流容易着火和在低负荷下保持燃烧稳定。③燃烧器能在较大范围内适应煤种及负荷变化。7/24/202372沈阳工程学院王树群动本091-2图5-18WR型直流煤粉燃烧器结构(a)V形扩流锥结构；(b)波形扩流锥结构；(c)一次风喷口总体1-喷嘴头部；2-密封片；3-水平肋片；4-喷嘴管；5-入口弯头7/24/202373沈阳工程学院王树群动本091-2图5-20宽调节比燃烧器1-阻挡块；2-喷嘴头部；3-扩流锥；4-水平肋片；5-一次风管；6-燃烧器外壳；7-入口弯头7/24/202374沈阳工程学院王树群动本091-2二、浓淡燃烧器(1)低NOX排放将煤粉气流分离成浓粉流和淡粉流两股气流，这样就可在一次风总量不变的前提下提高浓粉流中的煤粉浓度，使浓粉流中的燃料在过量空气系数小于1的条件下燃烧，淡粉流中燃料则在过量空气系数大于或接近于1的条件下燃烧，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之内。7/24/202375沈阳工程学院王树群动本091-2(2)稳燃效果浓粉流可以加快火焰传播速度，使煤粉尽快着火，在浓粉流着火后，为淡粉流提供了着火热源，后者也随之着火，整个火炬的燃烧稳定性增强，从而扩大了锅炉不投油助燃的负荷调节范围和煤种适应性。7/24/202376沈阳工程学院王树群动本091-2图5-19PM型浓淡煤粉燃烧器7/24/202377沈阳工程学院王树群动本091-2三、PM型燃烧器（三菱重工首先研制开发）①此种燃烧器的关键是分离器，它靠近燃烧器的一次风管入口管段有一个弯头，连接两个喷口，依靠弯头的惯性分离作用，将煤粉气流分为浓煤粉和淡煤粉，浓粉流进入上喷口，淡粉流进入下喷口；7/24/202378沈阳工程学院王树群动本091-2②燃烧器上还设置有火上风喷口----空气分级。③再循环烟气喷口(简称SGR喷口)----用以推迟二次风向燃烧区的扩散，降低燃烧区的氧浓度和燃烧温度。PM型燃烧器实际上是集烟气再循环、分级燃烧和浓淡燃烧于一体的低NOx燃烧系统，既可稳定燃烧，又可抑制NOx的生成。7/24/202379沈阳工程学院王树群动本091-2第七节典型旋流燃烧器

1.双调风燃烧器2.三井-巴布科克的LNASB燃烧器3.巴布科克-日立的HT-NR燃烧器7/24/202380沈阳工程学院王树群动本091-2

7/24/202381沈阳工程学院王树群动本091-2美国B&W的低NOx燃烧技术：DRB-4Z旋流燃烧器7/24/202382沈阳工程学院王树群动本091-2第八节煤粉锅炉炉膛

一、煤粉炉按照排渣方式分为两种型式：将灰渣在固体状态下由炉中清除出去，称为固态排渣煤粉炉；将灰渣在熔化的液态下由炉中清除出去，称为液态排渣煤粉炉。7/24/202383沈阳工程学院王树群动本091-2结构应保证燃料完全燃烧，又能使炉膛出口烟温降低到灰熔点以下，以便使出口以后对流受热面不结渣。炉膛应满足以下要求：(1)良好的炉内空气动力特性。指避免火焰冲击炉墙，防止炉膛水冷壁结渣，减少炉内死滞旋涡区，保证煤粉燃烧过程有足够空间和时间。7/24/202384沈阳工程学院王树群动本091-2(2)能布置足够的受热面，将炉膛出口烟温降到容许的数值，以保证炉膛出口及其后的受热面不结渣。(3)有合适的热强度。按热强度确定的炉膛容积及其截面尺寸和高度应能满足煤粉气流在炉内充分发展、均匀混合和完全燃烧的要求。7/24/202385沈阳工程学院王树群动本091-2二、炉膛设计参数（１）炉膛容积热负荷：单位时间、单位炉膛容积放出的热量。炉膛容积热负荷过大，表示炉膛容积过小，燃料在炉膛内的停留时间不够，不容易烧完。炉内布置的水冷壁受热面积过小，炉膛出口烟温过高，导致结渣。7/24/202386沈阳工程学院王树群动本091-2（２）炉膛截面热负荷：单位时间、单位炉膛断面积放出热量。反映燃烧器区域温度水平。炉膛容积热负荷一定，截面热负荷过大，炉膛断面积小，燃烧器区域局部温度过高，引起燃烧器区域结渣和NOX排放量过大。7/24/202387沈阳工程学院王树群动本091-2（３）燃烧器区域壁面热负荷：单位时间、单位燃烧器区域壁面面积放出的热量。强度越大，火焰越集中，燃烧器区域温度水平越高。

7/24/202388沈阳工程学院王树群动本091-2（4）燃尽区容积热负荷：7/24/202389沈阳工程学院王树群动本091-2（5）炉膛壁面热强度：炉膛壁面热负荷越高，单位壁面吸收的热量越大，炉内平均烟温水平越高。7/24/202390沈阳工程学院王树群动本091-2三、炉膛的型式

1.固态排渣煤粉炉炉膛也称为燃烧室，它是供煤粉燃烧的地方。炉底－冷灰斗。炉顶－顶棚管过热器。炉膛上部悬挂有屏式过热器。炉膛后上方为烟气出口。炉膛出口的下部有后水冷壁弯曲而成的折焰角。7/24/202391沈阳工程学院王树群动本091-2图5-23固态排渣煤粉炉的形状及温度分布1-等温线；2-燃烧器；3-折焰角；4-屏式过热器；5-冷灰斗

7/24/202392沈阳工程学院王树群动本091-22.液态排渣炉膛:了解3.W型火焰炉膛在我国已探明的煤炭储量中，无烟煤约占15%。国内电厂主要采用四角燃烧固态排渣煤粉炉来燃用无烟煤，虽然积累了很多经验，但仍存在飞灰可燃物含量高、燃料灰熔点低时易结渣以及低负荷燃烧不稳定等问题。对于某些干燥无灰基挥发分为3%～5%的无烟煤，甚至在较