燃烧原理及设备(电厂锅炉设备运行)

燃烧风烟系统学习单元一煤燃烧的基本原理学习单元二煤粉气流燃烧及强化模块三燃烧风烟系统学习单元二煤粉气流燃烧及强化

煤粉气流的着火与强化1.煤粉气流的燃烧与强化2.煤粉气流的燃尽与强化3.煤粉气流燃烧及强化煤粉气流开始着火的温度称为着火温度。煤粉气流从初始温度加热至着火温度的过程称为着火过程，该过程吸收的热量称为着火热。它包括：加热煤粉和一次风热量煤粉中水分蒸发和过热所需热量它来源于：高温烟气的对流热炉内高温火焰的辐射热以高温烟气与煤粉之间的对流换热为主。着火过程的影响因素及强化措施：⑴燃煤性质挥发分高的煤，所需着火热少，着火容易

灰分多的煤，着火速度慢。水分多的煤，着火需要的热量就多。(2)煤粉细度煤粉越细，着火越快。(3)一次风温提高一次风温可以减少着火热，加快着火。难着火的无烟煤、劣质煤或某些贫煤，应适当提高空气预热器出口的热风温度，并采用热风作为一次风输送煤粉。⑷一次风量和风速一次风量愈大，着火所需热量愈大，使着火推迟，并影响煤粉完全燃烧。但一次风量太小，煤粉着火燃烧初期得不到足够的氧气将限制燃烧过程的发展。1.煤粉气流的着火与强化三、煤粉气流燃烧及强化

一次风机1一次风机2热风母管三次风管

一次风速过高，煤粉气流的容积流量大，需要的着火热多，使着火推迟，着火也不稳定；一次风速过低，着火点离喷口太近，可能烧坏燃烧器或引起燃烧器附近结渣，煤粉管道堵塞等故障。⑸着火区的炉温着火阶段处于动力燃烧区，提高着火区的炉温可加速着火。影响着火区炉温的因素较多，如炉膛热强度、炉内散热条件、锅炉运行负荷等。锅炉负荷降低，炉温降低，着火区温度也降低，低到一定程度时，就将危及着火稳定性，甚至造成灭火。对于固态排渣煤粉炉，在没有采取稳燃措施的条件下，其最低运行负荷一般高于70%额定负荷。在燃用低挥发分煤时，敷设卫燃带。⑹煤粉气流着火周界面煤粉气流与烟气接触周界面愈大，传热量愈多，着火愈快。将燃烧器喷口的高宽比加大，或使气流旋转扩散，可增大着火周界面。三、煤粉气流燃烧及强化

少量粗煤粉接近扩散燃烧工况，大部分煤粉处于过渡燃烧工况。强化燃烧过程既要加强氧的扩散混合，又不得降低炉温，具体措施有：⑴合理送入二次风煤粉气流着火后放出大量的热，炉温迅速升高，火焰中心温度可达1500～1600℃，燃烧速度很快。及时供应二次风并加强一、二次风的混合是强化燃烧的基本途径。若二次风混入过迟，氧量供应不足，燃烧速度减慢，可燃气体未完全燃烧热损失增加；二次风混入过早，着火热增加，着火推迟。二次风混入的时间与煤种和燃烧器型式有关。在燃用低挥发分煤时，二次风应该在煤粉气流着火后，随燃烧过程的发展分期分批送入。⑵较高的二次风速二次风除及时供氧外，还起混合扰动作用。二次风速一般均高于一次风速。较高的二次风速，可提高煤粉与空气的相对速度，增强混合，强化燃烧。但是二次风速不能比一次风速大得过多，否则会迅速吸引一次风，使二次风与煤粉混合提前，影响煤粉气流的着火。

2.煤粉气流的燃烧与强化三、煤粉气流燃烧及强化

⑶合理组织炉内空气动力工况组织好炉内高温烟气的合理流动，使更多的烟气回流到煤粉气流的着火区，增大煤粉气流与高温烟气的接触周界。煤粉在悬浮状态下燃烧，空气与煤粉的相对速度很小，混合条件不理想，合理组织炉内空气动力工况，促进煤粉和空气混合，能有效提高燃烧速度。⑷保持较高的炉温保持较高的炉温：强化着火，而且强化煤粉燃烧、燃尽。炉膛温度高，有利于对煤粉的加热，着火时间可提前，炉膛温度高，燃烧迅速，也容易达到燃烧完全。炉膛温度也不能太高，要注意防止炉膛结渣和过多的NOx形成问题。

2.煤粉气流的燃烧与强化三、煤粉气流燃烧及强化

大部分煤粉都在燃烧区燃尽，只剩少量粗炭粒在燃尽区继续燃烧。

燃尽区的强化主要靠延长煤粉气流在炉内的停留时间来保证。具体措施有：

⑴选择适当的炉膛容积和高度，保证煤粉在炉内停留时间。

⑵强化着火与燃烧区的燃烧，使着火与燃烧区火炬行程缩短，在一定炉膛容积内等于增加了燃尽区的行程，延长了煤粉在炉内的燃烧时间。⑶改善火焰在炉内的充满程度。火焰所占容积与炉膛的几何容积之比称为火焰充满程度。充满程度愈高，炉膛有效容积愈大，可燃物在炉内实际停留时间愈长。⑷保证煤粉细度，提高煤粉均匀度。煤粉越细，燃烧速度越快，煤粉完全燃烧所需的时间就越短。在燃用低挥发分煤时，应将煤磨得细些。

3.煤粉气流的燃尽与强化三、煤粉气流燃烧及强化

作业

:煤粉良好燃烧的条件是什么？煤粉燃烧可分为哪几个温度区域？如何强化煤的燃烧？燃烧风烟系统学习单元一煤燃烧的基本原理学习单元二煤粉气流燃烧及强化模块三燃烧风烟系统学习单元一煤燃烧的基本原理任务1、了解煤粉气流燃烧过程任务2、熟悉煤粉迅速完全燃烧的条件任务3、掌握煤粉气流燃烧强化措施单元一燃料燃烧原理燃烧：燃料中可燃物质与空气中氧发生强烈化学反应，并放出大量热量的过程。燃烧反应生成的物质称为燃烧产物。

着火前的准备阶段1.燃烧阶段2.燃尽阶段3.煤粉气流燃烧过程

煤粉气流喷入炉内至着火这一阶段为着火前准备阶段。此阶段内，煤粒中水分蒸发，挥发分析出。⑴着火前的准备阶段⑵燃烧阶段挥发分着火燃烧，煤粒首先局部着火，然后扩展到整个表面燃烧。⑶燃尽阶段少量残炭的继续燃烧。炉膛对应的三个区域，即着火区、燃烧区与燃尽区。由于燃烧的三个阶段不是截然分开的，因而，对应的三个区也没有明确的分界线。但大致可认为:燃烧器出口附近是着火区；炉膛中部及喷燃器同一水平的区域以及稍高的区域是燃烧区；高于燃烧区直至炉膛出口的区域都是燃尽区。着火区很短，燃烧区燃料放热最多，而燃尽区最长。

燃烧速度及其影响因素1.燃烧程度2.迅速完全燃烧的条件3.煤粉迅速完全燃烧的条件1.燃烧速度及其影响因素燃烧速度wr是指单位时间内烧掉的燃料量。煤粉的燃烧速度关键是炭粒的燃烧速度。它取决于两方面因素：炭和氧的化学反应速度氧的扩散速度化学反应速度取决于参加反应的原始反应物的性质，同时与温度、浓度和压力有关。其中温度的影响最大。氧的扩散速度是指单位时间向炭粒单位表面输送的氧量二、煤粉迅速完全燃烧的条件

影响因素：氧的浓度，炭粒直径，气流与炭粒的相对速度。增大炭粒与周围氧化介质的相对速度，氧的扩散速度增大；减小炭粒尺寸，也可增大氧的扩散度。在炉内燃烧过程中，煤粉的燃烧速度主要与温度和氧的扩散速度有关。燃烧过程三个区域：动力燃烧区：提高温度可提高燃烧速度。扩散燃烧区：在扩散燃烧区内，改善扩散混合条件，加大气流与煤粉的相对速度，或减小煤粉粒度都可提高燃烧速度。过渡燃烧区：化学反应速度和氧的扩散速度都对燃烧速度有影响。因此，既要改善化学反应条件，提高反应系统温度；又要改善氧的扩散混合条件，才能使燃烧速度加快。二、煤粉迅速完全燃烧的条件

多相燃烧速度变化图2.燃烧程度燃烧程度即煤粉燃烧完全的程度，它可用燃烧效率来表示：ηr=100-(q3+q4)%燃烧效率越高，则燃烧产物（烟气和灰渣）中的可燃质越少，即燃烧损失(q3+q4)越小，说明煤粉燃烧完全程度越高。

3.迅速完全燃烧的条件⑴相当高的炉内温度⑵合适的空气量⑶燃料与空气的良好混合⑷足够的燃烧时间二、煤粉迅速完全燃烧的条件

燃烧原理及设备燃烧器、点火装置及炉膛

将燃料和燃烧所需空气送入炉膛并组织一定的气流结构，使燃料能迅速稳定地着火；1.及时供应空气，使燃料与空气充分混合在炉内达到完全燃烧。2.具有良好的调节性能，以适应煤种和锅炉负荷变化，并且流动阻力较小，运行可靠。3.煤粉燃烧器

出口气流为直流射流或直流射流组的燃烧器直流燃烧器出口气流包含有旋转射流的燃烧器旋流燃烧器燃烧器分类01直流燃烧器02旋流燃烧器03煤粉燃烧器及燃烧方式的新发展分以下三部分对燃烧器进行学习：

（一）直流燃烧器

射流带动周围烟气随射流一起流动，从而射流质量逐渐增加，此过程叫卷吸。射流速度的降低称为衰减。射流轴向速度衰减至某一数值时所在截面与喷口间的距离称为射程。喷口截面越大，初速w0越高，射程越长。射程长表示射流衰减慢，在烟气中贯穿能力强，对后期混合有利。集中大喷口比多个分散小喷口射流的射程长。射流抗偏斜的能力称为射流刚性。

直流燃烧器的出口是由一组圆形、矩形或多边形喷口组成。

直流射流的特性直流紊流自由射流示意图:

锅炉点火火焰图:

射流初速越大，刚性越强，越不易偏斜。对矩形截面喷口，喷口高宽比越小，刚性越好。在炉内几股射流平行或交叉时一般是刚性大的射流吸引刚性小的射流，并使其偏斜。

直流燃烧器布置及炉内燃烧工况由于切圆燃烧创造了良好的着火、燃烧、燃尽条件，对煤种有广泛的适应性，尤其能适应低挥发分煤种的燃烧。直流燃烧器布置：四角切圆。直流燃烧器布置方式图空气动力特性图

直流燃烧器的配风方式特点：a.二次风喷口上下、或左右交错布置b.二次风喷口间距较近(1)均等配风（喷口布置图）适用：烟煤和褐煤直流煤粉燃烧器布置方式图:

切圆燃烧的直流燃烧器空气动力特性图:

切圆燃烧的直流燃烧器空气动力特性图:

直流燃烧器的配风方式

分级配风方式是指把燃烧所需的二次风分级分阶段地送入燃烧的煤粉气流中。⑵分级配风（喷口布置图）特点：a.一次风口较集中地布置在一起，二次风口分层布置b.一、二次风口保持较大距离适用：无烟煤、贫煤和劣质烟煤

直流燃烧器切圆燃烧方式，由于着火条件较好，后期混合强烈，还能根据不同煤种的燃烧要求，控制一、二次风混合时间，改善混合与燃尽程度，对煤种适应性较广。因此，在我国大型煤粉锅炉中，得到普遍应用。

直流燃烧器完毕均等配风的直流燃烧器喷口布置图:

分级配风的直流燃烧器喷口布置图:

（二）旋流燃烧器

⑴具有内外两个回流区⑵射流衰减快⑶旋转强度从燃烧器喷出的气流在炉膛中旋转扩散，由于炉膛是充满高温烟气的有限空间，射流速度又高，故近似为紊流旋转射流。

与直流射流相比，旋转射流有许多不同的特点：

旋流射流的特性旋转强度的选择主要依据燃煤特性，同时考虑炉膛形状、尺寸和燃烧器布置方式等。对容易着火的煤，不需要过多的烟气来加热煤粉气流，故旋转强度可选得小些。对难着火的煤则旋转强度应选得大些。旋转强度过大，射流会突然贴墙，这种现象称为气流飞边。飞边会造成喷口和水冷壁结渣，甚至烧坏燃烧器。旋流燃烧器:

旋流射流图:

旋流燃烧器布置图:

多层盘式稳焰器:

（二）旋流燃烧器

1)前墙2)两面墙从燃烧器喷出的气流在炉膛中旋转扩散，由于炉膛是充满高温烟气的有限空间，射流速度又高，故近似为紊流旋转射流。

旋流燃烧器布置方式：

旋流燃烧器布置及炉内工况

前墙布置的燃烧器可以得到较长的火炬，煤粉管道较短且长度大体一致，各燃烧器煤粉均匀；但炉内气流扰动不强烈，燃烧后期混合较差，炉内火焰充满程度不佳，若调节不当，火焰喷射到后墙易结渣。两面墙布置时，燃烧器可布置在前后墙和两侧墙对冲或交叉布置，火焰呈双L形。两面墙对冲布置时，两方火炬在炉室中央对撞，可加强煤粉和高温烟气的混合；两面墙交叉布置时，两方炽热火炬互相穿插，改善了炉内火焰充满程度。（旋流燃烧器炉内空气动力工况图）旋流燃烧器炉内空气动力工况图:

（二）旋流燃烧器

锅炉低负荷运行、燃烧器切换时，炉宽和炉深方向的烟温偏差会增大，影响炉膛出口受热面的工作状况。

旋流燃烧器型式:

这种布置的缺点切向叶片蜗壳轴向叶片（旋流器示意图）（三）煤粉燃烧器及燃烧方式的新发展

为了改善燃烧器的着火稳燃性能和扩大锅炉的负荷调节范围，降低煤粉燃烧时NOx生成量，满足环保要求，近年来国内外一些新型的煤粉燃烧器。

浓淡型煤粉燃烧器:一次风气流中的煤粉浓度是影响煤粉着火和低负荷燃烧稳定性的一个重要因素。提高煤浓度，相当于减少了这部分蜗壳式旋流燃烧器采用蜗壳作旋流器叶片式旋流燃烧器采用叶片作旋流器

旋流燃烧器的类型

旋流燃烧器的一、二次风通过旋流器形成旋转射流，根据旋流器的结构不同，旋流燃烧器分为型

式旋

流

器一

次

风二

次

风蜗壳型双蜗壳单蜗壳叶片+蜗壳旋转直流，带中心扩流锥经蜗壳旋转旋转旋转经叶片旋转叶片型轴向叶片切向叶片直流或弱旋直流或弱旋旋转旋转旋流燃烧器的类型:

直流蜗壳式

双蜗壳式

轴向可动叶轮式

旋流器:

（三）煤粉燃烧器及燃烧方式的新发展

浓煤粉的一次风量，可降低煤粉气流的着火热；煤粉浓度提高后，析出的挥发分的浓度也较高；同时，煤粉浓度提高可降低着火温度。因此浓煤粉比淡煤粉容易着火。

浓淡型煤粉燃烧器原理：在一次风煤粉通道中设置了煤粉浓缩器，以实现煤粉的浓淡分离。

浓缩煤粉气流的方法:百叶窗式浓缩器弯头浓缩旋风分离径向浓淡旋流煤粉燃烧器示意图（三）煤粉燃烧器及燃烧方式的新发展

低NOx煤粉燃烧器:低NOx煤粉燃烧器的型式很多，有SGR(SeparateGasRecirculation)型燃烧器、PM(PollutionMinimum)型燃烧器和双调风燃烧器等双调节低NOx燃烧器示意图WR型直流煤粉燃烧器结构图:

径向浓淡旋流煤粉燃烧器结构图:

PM型直流煤粉燃烧器:

双调节低NOx燃烧器:

（三）煤粉燃烧器及燃烧方式的新发展

W形火焰锅炉炉膛由下部和上部两部分组成，下部炉膛的深度比上部大80%～120%。

W形火焰燃烧方式

一次风煤粉气流从炉膛腰部前后拱上的燃烧器向下喷出，到达炉膛下部后向上转弯，形成W形火焰。燃烧过程基本在下部炉膛内完成，上部炉膛除了使燃烧趋于完全外，还对受热面进行辐射换热，使高温烟气逐渐冷却下来。一次风粉气流先下行后180°转弯向上，增大了煤粉气流与高温烟气的接触。拱下炉膛中形成的W形火焰的高温烟气正好回流到煤粉气流的根部。W型火焰煤粉锅炉示意图有利于煤粉气流的着火。

W形火焰锅炉的燃烧器型式可以是直流燃烧器，也可以是轴向叶片型旋流燃烧器。目前使用较多的是带旋风分离器对煤粉进行浓缩的燃烧器。W型火焰炉膛结构

W形火焰炉膛由下部的拱型着火炉膛（燃烧室）和上部的辐射炉膛（燃尽室）组成前者的深度比后者约大80～120%燃尽室前后墙向外扩展构成炉顶拱，并布置燃烧器，煤粉气流和部分二次风从炉顶拱向下喷射，在燃烧室下部与二次风相遇后，再1800转弯向上流经燃尽室炉膛，形成W形火焰，350MW机组W型火焰煤粉锅炉:

W型火焰燃烧方式的特点:

煤粉气流着火条件好煤粉喷嘴出口处于燃烧中心炉顶拱的辐射传热可提供部分着火热燃烧器喷口向下，允许较低风速较低的NOx生成量可采用浓淡燃烧器，且空气沿着火焰行程逐步加入，易实现分级配风，分段燃烧燃烧效率高炉膛内的火焰行程长，增加了煤粉在炉内的停留时间W型火焰燃烧方式的特点:

减少飞灰磨损和环境污染火焰在下部着火炉膛底部转弯180°向上流动时，可使烟气中部分飞灰分离出来炉膛出口热偏差小上部炉膛深度小；气流在炉膛内不旋转，无残余扭转有良好的负荷调节性能负荷变化时，着火炉膛火焰中心温度变化不大着火区水冷壁敷设卫燃带炉顶拱可减少对燃尽室的放热卫燃带附近易结渣；管路布置复杂；成本高适用于无烟煤等低挥发分煤的燃烧N0X、S0X的控制技术

分级燃烧，再燃烧法，浓淡偏差燃烧，低氧燃烧和烟气再循环等

影响NOx生成的主要因素：

温度温度越高，NOx生成量越大

过剩空气系数

=1.1～1.2范围内，NOx的生成量最大

燃煤性质

燃煤含N量越高，转化为NOx也就越多

低NOx的燃烧技术:煤炭脱硫、燃烧过程脱硫和烟气脱硫

硫的脱除技术:（空气）分级燃烧

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，但火焰温度较低，生成的NOx也较少

第一级

：

第二级:空气分级燃烧将燃烧所需的空气分两阶段从燃烧器送入。送入理论空气量的80%左右，使燃料在缺氧、富燃条件下燃烧，燃烧速度和炉膛温度降低，抑制NOx的生成（空气）分级燃烧的类型

燃烧室中的分级燃烧:

主燃烧器上部设燃尽风（OFA）空气喷口主燃烧器送入约80%的空气量（

<1），燃烧器区处于富燃状态；OFA喷口送入剩余空气（燃尽风）（

>1），使燃料燃尽燃烧室沿高度分成富燃区和燃尽区

燃烧器分级燃烧:

二次风分两部分送入一部分二次风在煤粉着火后及时送入(

<1），在火焰根部形成富燃区；剩余的二次风稍迟送入（

>1），形成了燃尽区，促进煤粉燃尽再燃烧法（燃料分级）

其余(20～15)%的燃料以再燃燃料（二次燃料）的形式被喷入，形成富燃料（

1）、还原性气氛。燃烧生成碳氢化合物基团，并与一次燃烧区内生成的NOX反应，NOX被还原为N2

一次燃烧区（主燃烧区）：

再燃烧区（第二燃烧区）:送入二次风（顶部燃尽风），保证燃料燃尽（

1）

燃尽区:炉内燃烧分成三个区域:(80～85)%的燃料以正常过剩空气系数（

1）配置空气进行燃烧，为氧化性或稍还原性气氛再燃烧法（燃料分级）

从一次风或三次风喷口送入，脱硫剂在炉内停留的时间较长，有充分的反应时间，但炉内高温区会使部分已形成的CaSO4分解从炉膛出口附近送入，温度较适合CaO与SO2反应，生成的CaSO4也不会被分解，但反应时间较短，可导致反应减缓或终止

炉内钙基脱硫剂—石灰石（CaCO3）：

炉内脱硫剂送入方式:烟气中含灰量增加，导致受热面沾污、结渣与磨损加重；灰中的钙与酸液反应生成不溶于水的CaSO4，造成空预器堵塞

存在的主要问题:石灰石进入炉膛后，受热分解的CaO和CO2，CaO与炉内SO2反应形成固体CaSO4，经除尘器脱除

二、点火装置

点火装置的作用

2）稳燃：当锅炉低负荷运行或煤质变差时，由于炉温降低影响着火稳定性，甚至有灭火的危险时也用点火装置来稳定燃烧或作为辅助燃烧设备。1）点火：启动时点燃主燃烧器的煤粉气流。采用过渡燃料的点火装置带煤粉预燃室的点火装置两种点火装置煤粉炉的点火装置长期以来普遍采用过渡燃料的点火。希望做到少油或无油点火。（点火装置示意图）1.采用过渡燃料的点火装置

点火装置的作用

二级过渡：油—煤系统三级过渡：气—油—煤系统电火花点火常用的电气引燃方式有点火步骤：电气引火，再逐级点燃一至两种着火能量较小的过渡燃料，如液化气、轻柴油、重油等，最后点燃主燃烧器的煤粉气流。

高能点火电弧点火

现代煤粉炉和燃油炉一般采用电气引燃的高能点火装置。它主要包括高能点火器、点火燃烧器及火焰检测器三部分。

由点火变压器产生的能量峰值很高的脉冲（电压2300～2500V）直流电通过高压电缆输入半导体电嘴的火花棒，这样就在电嘴火花棒的端头与套管端头之间的表面产生强烈的电火花，以此作为能源，直接点燃油枪喷出的油雾，再点燃主燃烧器喷出的煤粉气流。点火装置多置于主燃烧器内（直流燃烧器在二次风上，旋流燃烧器在中心管内）。点火时，半导体电嘴和油枪分别由电动和气动推进和退出。当伸进炉膛点火时，通电通油点火。若主煤粉气流点火成功，电嘴和油枪自动退出，以免停用时被烧坏。现代大容量锅炉的燃烧器和炉膛内均装有火焰检测器。旋流煤粉预燃室的点火装置

带煤粉预燃室的点火装置:

煤粉预燃室是个带辅助煤粉燃烧器的小型燃烧室，燃烧室内壁用耐火材料覆盖。辅助煤粉燃烧器有旋流式和直流式加钝体。无油点火技术正在研究中。

三、固态排渣煤粉炉的炉膛炉膛的作用、要求和参数1.固态排渣煤粉炉炉膛结构2.炉膛旋流煤粉预燃室的点火装置

（一）炉膛的作用、要求和参数:炉膛是供煤粉燃烧的空间，也称燃烧室。煤粉燃烧过程的进行不仅与燃烧器的结构有关，而且在很大程度上决定于炉膛的结构，决定于燃烧器在炉膛中的布置及其所形成的炉内空气动力场的特性。炉膛既是燃烧空间，又是锅炉的换热部件。因此，它的结构既要保证燃料完全燃烧，连续可靠地工作而又不发生炉膛结渣，同时又应使烟气在达到炉膛出口处冷却到对流受热面安全工作所允许的温度。为此炉膛应满足如下基本要求：⑴具有足够的空间和合理的形状，以便组织燃料的燃烧，减小不完全燃烧热损失。

固态排渣煤粉炉锅炉的形状及温度分布图炉膛观火孔:

煤粉锅炉炉膛型式:

炉膛及燃烧器布置方式Π型炉切向燃烧半开式Π型炉切向燃烧Π型炉对冲（交错）燃烧Π型炉前墙燃烧W型炉W燃烧

炉膛

型式

排渣方式固态液态固态固态固态燃烧器型式直流式直流式旋流式旋流式旋流式直流式旋流煤粉预燃室的点火装置

（一）炉膛的作用、要求和参数:⑵能布置足够的受热面将炉膛出口烟温θl″降到灰分软化温度ST以下（θl″<ST）,保证炉膛出口及其后受热面不结渣。⑶有合理的炉内温度场和良好的炉内空气动力特性，满足燃烧过程的需要，既能创造炉内足够的高温，又能使火焰充满良好，保证燃料在炉内稳定着火和完全燃烧。旋流煤粉预燃室的点火装置

炉膛的两个参数:⑴炉膛容积热负荷单位时间、单位炉膛容积内燃料燃烧释放的热量。kJ/(m3·h)Vl——炉膛容积，m3。qv

反映了煤粉在炉内停留时间的长短。大容量锅炉的qv值比中小容量的qv值要小以些。高挥发分的煤，由于其燃烧速度较快，qv值应取大些。旋流煤粉预燃室的点火装置

炉膛断面热负荷

:单位时间、单位炉膛横断面积上燃料燃烧释放的热量

炉膛的大体形状常由炉膛断面热负荷qF

和炉膛容积热负荷qv一起来确定。当qv一定时，qF取得大，炉膛横断面积Fl就小，炉膛就瘦长些；qF取得小，炉膛横断面积Fl就大，炉膛就矮胖些。炉膛断面热负荷反映了燃烧器区域的温度水平。低挥发分煤，qF应取大些；对灰熔点较低的煤，为避免结渣，qF应取小些。kJ/(m2·h)Fl——炉膛断面面积，m2。折焰角管道:

炉膛下部冷灰斗捞渣机:

固态排渣煤粉炉炉膛结构

（二）固态排渣煤粉炉炉膛结构

:固态排渣煤粉炉的炉膛结构是一个由炉墙围成的立体空间，其四壁布满水冷壁。炉底是由前后墙水冷壁弯曲而成的倾斜冷灰斗。要求：冷灰斗水平倾角＞50°。（故态排渣煤粉炉锅炉的形状及温度分布图）

为了改善烟气对屏式过热器的冲刷，充分利用炉膛容积并加强炉膛上方的气流扰动，П型布置炉炉膛出口下方有后墙水冷壁弯曲而成的折焰角（俗称鼻子）。折焰角的深度约为炉膛深度的20%～30%。旋流煤粉预燃室的点火装置

作业

:燃烧设备包括哪些？不同煤种燃烧器的选用有什么不同？无烟煤和烟煤的炉膛结构特点有何差异？燃烧风烟系统学习单元一燃料燃烧原理学习单元二燃烧设备学习单元三风烟系统模块三燃烧风烟系统任务1、了解空气预热器的结构、工作特点任务2、了解风烟系统的构成及种类任务3、锅炉点火操作单元三风烟系统1.空气预热器是利用烟气的热量来加热燃烧所需空气的热交换设备2.作用：在烟气温度最低的区域回收了烟气的热量；提高了锅炉效率；同时预热空气强化了着火燃烧过程3.分类：按照换热方式，空气预热器分为管式（间壁式），和回转式(蓄热式)。在间壁式空气预热器中，烟气和空气都各有自己的通路，之间存在一个壁面，热量是从烟气侧连续地通过壁面传给空气。在蓄热式空气预热器中，烟气和空气交替地通过中间载热体（常为金属介质），当烟气流过时，热量由烟气传给受热面金属，并被金属载热体蓄积起来，然后空气通过受热面时，金属载热体就将蓄积的热量释放出来传给空气。这样周而复始连续不断地循环工作，使空气加热。

任务1、了解空气预热器的结构、工作特点管式空气预热器

多在中小锅炉上使用，它由许多平行错列薄壁钢管装在上、下管板和中间管板上形成立方形管箱。一般常采用立式布置，烟气在管内由上而下纵向流动，空气从管外的空间横向绕流过管子，两者成交叉流动，热量连续地由烟气通过管壁传给空气。为强化传热，在箱体水平方向装有若干中间管板，中间管板的作用是分割空气流程，以提高空气流速。管式空气预热器可以把空气加热到400℃左右。空气预热器管箱

管式空气预热器回转式空气预热器按转动部件的不同分为受热面回转式（容克式）和风罩回转式(谬勒式)两种类型。前者有二分仓和三分仓二种，后者有单流道和双流道二种。1．受热面回转式空气预热器2．风罩回转式空气预热器3．回转式与管式空气预热器比较

回转式空气预热器受热面转动回转式预热器，由美国容克发明，也称为容克式空气预热器。主要由扁圆柱形蓄热体及烟、风罩组成。扁圆柱形转子从上到下被径向隔板分成12个大扇形格（300），每个大扇形格又被许多块横向和径向短隔板规则地分为许多小格仓，小格仓中放满预先叠扎好的蓄热板1.受热面转动回转式空气预热器

受热面回转式空气预热器的工作原理：受热面转子以1

4r/min的转速转动时，转子中的传热元件（蓄热板），便交替地被烟气加热和空气冷却，烟气的热量也就传给了空气。受热面转子每转一周，传热元件吸热、放热一次1－转子；2－轴；3－齿条；4－齿轮；5－烟气入口；6－烟气出口；7－空气人口；8－空气出口；9－隔板；10－过渡区；11－密封受热面转动回转空气预热器2.风罩转动回转式空气预热器

装传热元件的转子不旋转而成静子，旋转的是空气的风罩，或称上下风罩。大型电厂锅炉的受热面回转式空气预热器的直径约在10m以上，重量可达270~600t左右），为了避免转动笨重的受热面，便产生了风罩回转式空气预热器。工作原理：上、下风罩通过减速装置由电动机带动以1～2r/min的转速旋转。烟气在上风罩被外分成两股，自上而下流过风罩外面区域的受热面静子，烟气放热，受热面蓄热；冷空气在风罩内也被分成两股，自下而上流过受热面静子，受热面放热，加热空气。风罩每旋转一圈，进行两次热交换。因此，风罩回转式空气预热器的转速相对较低。二分仓回转式空气预热器

二分仓式回转空气预热器中烟气从上方通过烟道和转子截面的50%从下方流出，空气从另一

侧下方进入，经风道和转子截面的30～40%从上方流出，其余部分为两者之间的过渡区（密封区），转子以每分钟1～4转的转速缓慢旋转，每转一圈，蓄热板吸、放热各一次，使烟气和冷空气之间实现热交换二分仓式回转空气预热器，空气只有一个通道，出口热空气（一、二次风）具有相同的温度和压力回转式空气预热器重量轻，结构紧凑，金属耗量小，便于布置；蓄热板温度相对较高可减轻低温腐蚀；空预器转子高度小，便于清扫。但结构较复杂，漏风量大。三分仓回转式空气预热器

三分仓回转式空气预热器在二分仓预热器的基础上，将空气通道一分为二，用密封件将它们隔开，成为各自独立的一次风通道和二次风通道，烟气通道则与二分仓的相同三分仓回转式空气预热器中不同的风机将两股空气送入预热器，分别流过被烟气加热的波形板受热面，得到不同温度、压力的热风，以满足燃料燃烧的需要三分仓回转式空气预热器用于燃煤锅炉常采用的冷一次风机系统

三分仓回转式空气预热器典型布置

(1)节省钢材。可以节省钢材约1/3。(2)结构紧凑，占地面积较小，而且可以和锅炉尾部其它受热面分开布置，因此布置较灵活。(3)传热元件的温度较高，可减轻低温腐蚀。(4)传热元件的腐蚀、磨损对漏风影响较小，故受热面更换周期较长。一般传热元件的磨损量等于其重量的20%时，才进行更换。

与管式空气预热器比较，回转式空气预热器具有以下主要优点3．回转式与管式空气预热器比较

其主要缺点有(1)漏风量较大。管式空气预热器的漏风量一般不超过5%；而回转式空气预热器在设计良好时的漏风量约为8%～10%，密封不好时可达到30%，甚至更高。(2)结构较复杂，制造、安装工艺要求高，检修维护工作量较大。(3)蓄热板间烟气通道曲折又狭窄，容易积灰和堵灰。综合比较，回转式空气预热器的优点突出，因此，广泛应用在大型电厂锅炉上。目前大型锅炉多采用结构紧凑，重量较轻的回转式空气预热器。华能某电厂空气预热器案例

锅炉配置容克式空气预热器布置在锅炉尾部，为于