新062直流燃烧器　篮白

§6-2

直流燃烧器

与

四角(墙)切圆燃烧锅炉

背景四角切圆燃烧锅炉在国内的应用直流燃烧器电站燃煤锅炉煤粉炉循环流化床锅炉切圆燃烧墙式对冲W形火焰旋流燃烧器特殊直旋流四角切圆燃烧方式的特点直流燃烧器结构、布置及特性均等配风分级配风火焰偏斜残余旋转本节重点直流燃烧器概述一般是矩形，也可以是圆形上锅哈锅四角切圆燃烧技术：CEABB-CE阿尔斯通Alston一、射流的动力学特性刚性卷吸能力配风方式一、二次风动量(矩)比喷口高宽比风速大小角度(与水冷壁夹角)空气动力学特性：燃烧器设计及运行的关键参数1、卷吸与扩散p148射流边界卷吸周围烟气

发生热量、质量交换

射流横截面扩大、速度降低煤粉气流卷吸高温烟气是着火热量的主要来源(70-90%)另10-30%来源于炉膛四壁及高温火焰的辐射卷吸的重要作用增加边界面可以加强卷吸作用

增加宽高比

面积未变，周长变大加强卷吸的方法4482

直流缝隙式燃烧器（1698mm×162mm）

W型火焰锅炉射程太大：使邻角射流发生偏斜射程太小：对邻角射流的加热作用差2、射程轴向速度降到初速的0.05倍时；穿透能力★★影响射程大小的因素：1）喷口面积一定,速度越高越远2）速度一定，喷口越大，射程越大二、四角布置切圆燃烧方式每层四个角喷口中心线相切于一个或两个假想切圆1、直流燃烧器的布置方式p150均等配风分级配风（1）均等配风一、二次风相间布置一次风之间隔1－2层二次风一次风的背火侧布置二次风一、二次风相邻

较早混合

适应：烟煤、褐煤CE公司则更广

Vdaf＞13%

1)上下相隔布置最上层二次风

给未燃尽的煤粉供氧最下层二次风

把粗煤粉浮托起来212121212最常见的方式2)侧二次风一次风向火侧卷吸高温烟气邻角气流的加热炉中间的热辐射二次风背火侧防止火炬刷墙氧化性气氛防止结渣、高温腐蚀★21(2)分级配风注意:此时可能存在三次风?二次风分级送入（布置于上方）一次风集中布置

燃烧放热集中

着火高煤粉浓度着火热小一、二次风离得远，混合晚

适用于无烟煤、贫煤、劣质烟煤问题：着火区供氧不足烧喷口周界风不多见W形火焰锅炉2、四角布置切圆燃烧的主要特点上游邻角气流的加热作用(互点燃)，加之本身卷吸，着火条件优越，着火稳定性好向火侧背火侧在整个炉内形成强烈的旋转，扰动混合好，利于燃烧及燃尽强烈的湍流扩散和良好的炉内空气动力结构，烟气在炉内充满度好，热负荷分布均匀负荷调节灵活，对煤种的适应性强炉膛结构简单，便于大容量锅炉的布置便于通过上下摆动式燃烧器

调节汽温便于实现沿高度方向二次风的分段送入，组织分级燃烧，从而抑制NOx生成第一阶段低过量空气系数，还原性气氛抑制NOx生成第二阶段高过量空气系数，保证燃烧的完全燃尽一次风射流易冲刷水冷壁结渣、腐蚀炉膛出口处的残余旋转烟温左右偏差四个角的风粉均匀性不易保证

着火、偏斜摆动燃烧器调节汽温的副作用缺点：容易出现下述问题

3、一次风射流的偏斜p154一次风射流贴附或冲击炉墙，是水冷壁结渣的主要原因火焰贴墙Ф960Ф820正常偏斜假想切圆影响一次风射流偏斜的主要因素（2）个别射流非正常偏斜（1）整体旋转过强（3）燃烧器结构特性炉内的整体旋转强度取决于

旋转动量矩旋转动量矩取决于动量角度（1）整体旋转过强Ф960α动量(mv)

面积、速度角度

假想切圆直径假想切圆直径太大：水冷壁结渣烧喷口残余旋转

过热器超温、结渣太小：动力场不稳定；充满度不好；自点燃作用减弱

燃烧不稳定；着火推迟

炉出口烟温升高综合考虑：充满度、着火条件、结渣、残余旋转直接影响实际切圆直径（数倍于假想直径）一二次风可采取不同的切圆大小不同旋转方向小切圆部分一次风反切部分二次风反切部分对冲消旋风顶部可水平摆动OFA喷口解决整体旋转过强的措施

四角风粉不均

风或粉某角速度太小

刚性不足

易被吹斜太大

吹下游邻角发生四角不均时，实际切圆会偏心四面墙热负荷不均匀（2）个别射流非正常偏斜风粉在线监测！（3）燃烧器结构特性补气条件喷口高宽比气流刚性①补气条件向火侧与背火侧的补气条件不同静压差偏斜α=42ºβ=48º夹角大小炉膛截面（近正方形好）一、二风喷口间距不能太小大容量锅炉可将每个角燃烧器分为上下2－3组，两组之间的间距相当于压力平衡孔高度方向燃烧器分组瘦高形的刚性差矮胖形的刚性强②喷口高宽比区别水冷壁区域的结渣现象：局部四周都有1#2#3#4#结渣思考4、四角切圆锅炉的残余旋转炉膛出口处存在烟温和烟速的左右偏差烟温高＋烟速高？一般偏差可达100度右侧炉宽左侧炉高炉膛出口截面温度分布从上往下看，气流逆时针旋转时残余旋转对锅炉工作的影响汽温左右偏差大过热器的热偏差烟温高的一侧受热面的安全性（超温结渣高温腐蚀）一个工程实例丰泰发电厂670t/h1、过热器超温对流过热器前左右两侧烟温偏差大(达到200-260℃)2、排烟温度低3、多次结渣，导致落焦故障DT＞1500℃

存在的问题试分析原因热力计算冷态试验－－火花拍摄数值模拟采取的研究方法拟采取的措施小切圆同心反切消旋风，上二次风反切炉后屏出口截面温度分布

右侧炉宽左侧炉高燃烧器只数：24只布置方式：前后左右墙上燃烧器层数：6层OFA喷咀位置：最上层OFA喷咀数量：4层油枪数量：12只油枪层数：3层哈锅600MW等级超超临界锅炉燃烧器墙式切圆燃烧（CUF）的特点低NOxPM燃烧器辅助风高浓度煤粉火焰(浓相)低浓度煤粉火焰(淡相)一次风/粉比一次风/粉比常规火焰低NOx(PM)火焰煤粉分离器5、切圆燃烧方式的主要热力参数(1)一次风层数：300MW

5－6层随着锅炉容量增大，若只增大单个一次风喷口的热负荷，会导致结渣、NOx增加(2)一次风率：取决于煤种的Vdaf值、着火条件、制粉系统情况

(3)一次风速一次风速过高燃烧不稳，甚至灭火（＞火焰的传播速度）对面墙结渣一次风速过低刚性、扰动、卷吸、回火、堵管、浓度不均(4)一次风温与煤种有关，风温高：优易着火，燃烧稳定：无烟煤近300度缺制粉系统的安全性（5）二次风速二次风穿透火焰的能力

着火后的稳定性燃尽(6)二次风温风温高利于燃烧，但受空预器传热面积的限制

煤质差时，设计较高的热风温度(7)二次风的配风方式在炉膛高度方向各层二次风风量的配置正塔型对粗煤粉的浮托能力减少灰渣含碳量燃用烟煤时，较倒塔型炉膛出口烟温低倒塔型适用于无烟煤、贫煤着火稳定、燃烧效率高束腰型降低污染物NOx总之，可以通过各层二次风的风量配置，实现

燃烧的优化

效率、污染6、几种特殊类型的喷口(1)三次风中储式制粉系统、热风送粉乏气直接送入炉内10%的细煤粉特点风温低水分大煤粉细风速大三次风、周界风、夹心风、十字风三次风可能导致的不利影响：降低火焰温度，燃烧不稳炉膛出口烟温升高过热、再热汽温升高加大残余旋转飞灰可燃物增加影响空气动力场，火焰贴墙合理布置：向下压火下倾角上下两段(2)周界风也称燃料风使燃烧器对煤种适用范围扩大燃用易着火的煤种时：推迟着火、悬托煤粉补充前期着火所需氧气量，其燃料风量可以大些当然用不易着火的煤种时，适当减少燃料风量，使其着火点提前冷却作用，防止烧喷口增加刚性防止刷墙停运时冷却风补充中心的氧气刚性、气流内部扰动减小射流扩散角，防止贴壁，结渣变煤种、变负荷时的调节手段(4)十字风：同夹心风(3)夹心风周界风、夹心风,使用不当会产生不利影响7、大容量锅炉的典型燃烧器结构(垂直方向)8、切圆燃烧方式的燃烧器的布置方式（水平截面）正四角与补气条件

大切角与切角形水冷壁大小切圆(或反切)：矩形减小椭圆度两角对冲：减弱旋转不偏斜、充满度、热负荷均匀几种典型的布置1、一、二次风不等切圆即不同的切角防止火焰贴墙，但容易出现混合不良2、一次风正切、二次风反切减弱残余旋转，但要慎重，二次风动量大一次风反切更好：动力场稳定“风包火”：火焰不贴墙；近壁区氧化性气氛可使灰熔点升高，减轻结渣3、侧二次风气膜4、偏转二次风利港600MW超临界锅炉燃烧器布置48º39º双切圆前后48º1881617696一次风切圆与偏转二次风假想切圆直径：Φ1548（45º）mmΦ1744（36º）mm辅助风正偏转22º时Φ10131（45º）mmΦ10290（36º）mm同轴燃烧系统CFS1.与电站锅炉燃烧有关的安全问题有哪些2.与电站锅炉燃烧有关的经济性问题有哪些3.与电站锅炉燃烧有关的污染问题有哪些4.煤粉炉燃烧器的主要类型5.四角切圆燃烧是什么意思？6.四角切圆燃烧方式的主要优缺点7.假想切圆与实际切圆8.残余旋转是怎么发生的？有何危害？如何避免？9.炉膛出口烟温左右偏差10.分级配风与均等配风11.向火侧背火侧知识点12.最上层（最下层）二次风的作用13.水冷壁近壁区的氧化性气氛有什么好处？14.有哪些手段可以营造近壁区的氧化性气氛？15.