锅炉燃烧设备（锅炉设备运行课件）

锅炉燃烧设备任务6.2直流燃烧器的布置及工作特性直流煤粉燃烧器布置方式01四角切圆燃烧的着火特性02四角切圆燃烧切圆直径03四角切圆燃烧的气流偏斜04直流煤粉燃烧器布置方式四角布置的切圆燃烧方式

图6-11直流式燃烧器的布置方式（a）正四角布置（b）正八角布置（c）大切角正四角布置（d）同向大小双切圆方式（e）正反双切圆方式（f）两角相切，两角对冲方式（g）双室炉膛切圆方式（h）大切角双室炉膛方式四角布置的切圆燃烧方式1NO:1一、二次风不等切圆布置、一次风靠内侧布置NO:2一次风正切圆、二次风反切圆布置23NO:3一次风对冲、二次风切圆布置NO:4一次风喷口侧边布置侧边二次风4直流燃烧烧器四角切圆燃烧的着火特性直流燃烧器四角切圆燃烧的着火特性互相引燃中心负压着火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炉膛中心形成一股螺旋上升的气流01气流在炉膛中心强烈旋转燃烧燃烧02旋转上升延长了煤粉在炉内停留的时间燃尽03四角切圆燃烧切圆直径四角切圆燃烧切圆直径炉内四股气流的相互作用，不仅影响到气流偏斜程度，也影响到假想切圆直径。而切圆直径又影响着气流贴墙、结渣情况和燃烧稳定性此外，还影响着汽温调节和炉膛容积中火焰的充满程度。当锅炉燃用的煤质变化较大时，切圆直径的调整十分重要当切圆直径较大时，上游邻角火焰向下游煤粉气流的根部靠近，煤粉的着火条件较好。这时炉内气流旋转强烈，气流扰动大，使后期燃烧阶段可燃物与空气流的混合加强，有利于煤粉的燃尽四角切圆燃烧切圆直径火焰容易贴墙，引起结渣切圆直径过大，带来的问题01着火过于靠近喷口，容易烧坏喷口02火焰旋转强烈时，产生的旋转动量矩大，同时因为高温火焰的粘度很大，到达炉膛出口处，残余旋转较大，这将使炉膛出口烟温分布不均匀程度加大，因而既容易引起较大的热偏差，也可能导致过热器结渣，还可能引起过热器超温03四角切圆燃烧切圆直径切圆直径过小，带来的问题容易出现对角气流对撞，四角火焰的“自点燃”作用减弱燃烧不稳定，燃烧不完全，炉膛出口烟温升高一系列不良现象影响锅炉安全运行，或者给锅炉运行调节带来许多困难四角切圆燃烧的气流偏斜气流偏斜问题燃烧器的高宽比与一次风口本身的高宽比射流偏斜还受射流两侧“补气”条件邻角气流的横向推力是气流偏斜的主要原因引起燃烧器出口气流偏斜的主要原因010203旋流燃烧器的布置旋流燃烧器的布置前后墙对冲(交错)布置旋流燃烧器一般采用墙式布置。如图所示，多采用前后墙对冲布置前后墙布置时，炉内火焰充满度得到改善，有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比较均匀，有利于高温对流受热面的可靠运行旋流燃烧器的布置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相邻燃烧器出口射流的旋向一般相反，也有从整个炉膛气流的均匀性的角度考虑每支燃烧器射流的旋向的。此外，靠墙边部燃烧器与侧墙之间也应保持一定距离，避免火焰冲刷水冷壁造成结渣前后墙对冲(交错)布置旋流燃烧器的布置与四角切圆燃烧器相比，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容易调整好在炉膛出口和高温水平烟道不存在四角切圆燃烧特有的气流余旋，左右侧烟气流量和烟温偏差较小前后墙对冲(交错)布置本次任务主要内容旋流煤粉燃烧器旋流燃烧器的布置旋流燃烧器的特性旋流射流工作原理010203旋流燃烧器的特性旋流燃烧器的特性01二次风是旋流射流，一次风可以是旋转气流，也可用直流射流。因此，整个气流形成空心圆锥形旋转气流旋转射流的主要特点如下02旋转射流有强烈的卷吸作用，能将中心及外缘的气体带走，造成负压区，在中心部分和外缘就会因高温烟气回流而形成回流区。中心部分形成的回流区称为内回流区,外缘部分形成的回流区称为外回流区03在同样的初始动量下，旋转射流的射程要比直流射流短旋流燃烧器的特性04旋转射流外边界所形成的夹角称为扩散角，用符号θ

表示，旋转射流的扩散角一般比直流射流大，而且随着气流旋转气流旋转强度的增加，扩散角也增大，同时回流区也加大，因而高温烟气的回流量也增多05当气流旋流强度增加到一定程度时射流会突然贴在墙壁上，即扩散角等于180℃，这种现象称为气流的飞边现象。当飞边现象产生后，会导致喷口和炉墙结渣，也容易烧坏燃烧器。旋转射流的主要特点如下锅炉燃烧设备任务6.3旋流煤粉燃烧器旋流射流工作原理01旋流燃烧器的特性02旋流燃烧器的布置03旋流射流工作原理旋流射流工作原理旋流燃烧器是利用旋流器使气流产生旋转运动的旋流燃烧器中所采用的旋流器主要有以下几种蜗壳切向叶片轴向叶片…锅炉燃烧设备231点火装置炉膛煤粉炉的燃烧设备包括：也称为喷燃器燃烧设备应满足以下要求：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及时供应空气，与燃料适时混合，达到足够的燃烧强度，使燃料在炉内达到完全燃烧燃烧可靠稳定，炉内不结焦，保证锅炉安全经济的运行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Nox的生成量控制在允许范围内，以达到环保的要求12345煤粉燃烧器煤粉燃烧器的作用▼

123输送煤粉和空气组织煤粉迅速稳定地着火组织煤粉迅速完全地燃烧着火迅速稳定，火焰充满程度好风粉混合强烈，燃烧迅速流动阻力小一、二次风的风速比要适当较大的调节范围燃烧器的性能要求▼

1直流燃烧器2旋流燃烧器煤粉燃烧器按其出口气流的特征可以分为任务6.1直流燃烧器的类型及特点直流射流特性01均等配风直流煤粉燃烧器02分级配风直流燃烧器03直流煤粉燃烧器的周界风和夹心风04直流射流特性直流射流特性直流煤粉燃烧器的出口是由一组、或的喷口所组成圆形矩形多边形组成直流射流特性分为均等配风燃烧器和分级配风燃烧器两种形式分类直流煤粉燃烧器喷口可分为一次风喷口和二次风喷口分级配风直流煤粉燃烧器分级配风直流煤粉燃烧器此种燃烧器适用于无烟煤、贫煤和劣质煤，所以又叫做无烟煤型直流煤粉燃烧器。分级配风方式▼

123二次风分级分阶段地送入一次风集中布置一、二次风喷口保持较大的距离结论分级配风直流煤粉燃烧器分级配风直流煤粉燃烧器(a)锅炉容量130t/h适用无烟煤(采用周界风)(b)锅炉容量220t/h适用无烟煤(采用夹心风)(c)锅炉容量670t/h适用无烟煤(采用夹心风)(d)锅炉容量670t/h锅炉燃烧器四角布置分级配风直流煤粉燃烧器分级配风直流煤粉燃烧器的特点0203一次风喷口狭长一次风喷口集中布置一、二次风喷口各自集中在一起，且一、二次风喷口的间距较大，使一、二次风混合较迟01分级配风直流煤粉燃烧器分级配风直流煤粉燃烧器的特点0405二次风分层布置一次风喷口的周围或中间布置有一股二次风，分别称为周界风和夹心风06布置三次风均等配风直流煤粉燃烧器均等配风直流煤粉燃烧器由于一、二次风喷口间距相对较近，一、二次风处自喷口流出后能很快得到混合，使煤粉气流着火后不致由于空气跟不上而影响燃烧是指一、二次风喷口相间布置，即在两个一次风喷口之间均等布置一个或两个二次风喷口，或者在每个一次风喷口的背火侧均等布置二次风喷口均等配风方式在均等配风方式中故一般适用于烟煤和褐煤，所以又叫做烟煤－褐煤型直流煤粉燃烧器均等配风直流煤粉燃烧器均等配风直流煤粉燃烧器(a)锅炉容量400t/h适用烟煤(b)锅炉容量220t/h适用贫煤和烟煤(c)锅炉容量400t/h适用褐煤(d)锅炉容量400t/h适用褐煤直流煤粉燃烧器的周界风和夹心风直流煤粉燃烧器的周界风和夹心风(a)周界风(b)夹心风(c)十字风一次风口中周界风、夹心风、十字风的布置直流煤粉燃烧器的周界风和夹心风4321冷却喷口，防止喷口烧坏或变形少量热空气与煤粉火焰及时混合增加刚度，防止偏斜，托住煤粉，防止分离高速周界风有利于卷吸高温烟气，促进着火，并加速一、二次风的混合过程周界风的作用直流煤粉燃烧器的周界风和夹心风4321补充氧气提高一次风刚度，防止气流偏斜，而且增强了煤粉气流内部的扰动夹心风速度较大时，一次风射流扩展角减小，煤粉气流扩散减弱，这对于减轻和避免煤粉气流贴壁，防止结渣有一定作用可作为变煤种、变负荷时燃烧调整的手段之一夹心风的作用本次任务主要内容直流煤粉燃烧器的类型及特点直流煤粉燃烧器的周界风和夹心风分级配风直流煤粉燃烧器均等配风直流煤粉燃烧器020304直流射流特性01炉膛热强度炉膛热强度包括炉膛热强度炉膛容积热强度炉膛断面热强度燃烧器区域壁面热强度010203炉膛热强度炉膛容积常由炉膛容积热强度来决定。炉膛容积热强度是指单位时间、单位炉膛容积燃料燃烧放出的热量qv取得大，炉膛容积就小；取得小，炉膛容积就大qv过大，炉膛容积就过小，煤粉在炉内停留时间短，燃烧不完全，同时水冷壁面积小，炉温过高，容易造成结渣。qv过小，炉膛容积就过大，炉膛温度过低，对燃烧不利，同时使锅炉造价和金属耗量增加。炉膛容积热强度和断面热强度炉膛热强度当qv一定时，qA取得大，炉膛横断面Al就小，炉膛就瘦长些炉膛断面热强度炉膛断面热强度是指单位时间、单位炉膛横断面积放出的热量qA取得小，炉膛横断面Al就大，炉膛就矮胖些炉膛热强度燃烧器区域壁面热强度是指单位时间、单位燃烧器区域壁面面积放出的热量qr越大，说明火焰越集中，燃烧器区域的温度水平就越高。这对燃料的着火和维持燃烧的稳定是有利的但过高qr，意味着火焰过分集中，使燃烧器区域局部温度过高，容易造成燃烧器区域水冷壁结渣。燃烧器区域壁面热强度煤粉炉的结渣煤粉炉的结渣在固态排渣煤粉炉中，熔融的灰粒粘结并积聚在受热面或炉墙上的现象，叫做结渣或称结焦煤粉炉的结渣受热面上结渣时，传热减弱，工质吸热量减少，排烟温度升高，锅炉效率降低，因此，结渣会降低锅炉运行的经济性。受热面结渣时，为了保持出力，就必须增大风量。若此时通风设备容量有限，加上结渣容易使烟气通道局部堵塞，而使风量增加不上去，锅炉只好被迫降低出力运行。炉内结渣后，容易引起过热器超温损坏水冷壁结渣，会使自身各部分受热不均，以致膨胀不勾或水循环不良，引起水冷壁管损坏。01结渣的危害020304炉膛上部结渣掉落时，可能会破坏冷灰斗的水冷壁冷灰斗处结渣严重时，会使冷灰斗出口逐渐堵塞，使锅炉无法继续运行。燃烧器喷口结渣，会使炉内空气动力工况受到破坏，影响燃烧过程的进行。喷口结渣严重而被堵塞时，锅炉只好降低出力运行，甚至被迫停炉。结渣严重，除渣时间过长，可能导致灭火。05结渣的危害060708煤粉炉的结渣结渣的过程和原因炉膛温度过高灰熔点温度过低结渣是一个自动加剧的过程010203煤粉炉的结渣分级配风直流燃烧器温度过高原因炉膛设计的容积热强度过大或锅炉超负荷运行，使炉温过高火焰偏斜，使高温火焰靠近水冷壁，炉膛设计的断面热强度或燃烧器区域壁面热强度过大，使燃烧器区域水冷壁温度过高炉底调风等使火焰中心上移，以至炉膛出口烟温增高分级配风直流燃烧器灰熔点过低除煤质不好，炉内空气供应不足，燃料与空气混合不充分等都会在炉内产生较多的还原性气体(CO等），以至灰的熔点降低，引起或加剧了结渣。NO.1分级配风直流燃烧器防止结渣主要也是从不使炉温过高和防止灰熔点降低着手NO.2NO.3NO.4NO.5防止壁面及受热面附近温度过高防止炉内生成过多还原性气体做好燃料管理，保持合适的煤粉细度和均匀度加强运行监视，及时吹灰除渣做好设备检修工作本次任务主要内容煤粉炉炉膛煤粉炉的结渣炉膛热强度炉膛结构及要求010203锅炉燃烧设备任务6.4煤粉炉炉膛炉膛结构及要求01炉膛热强度02煤粉炉的结渣03炉膛结构及要求炉膛结构及要求煤粉炉按排渣方式可分为两种型式将灰渣在固体状态下由炉中清除出去固态排煤粉炉液态排煤粉炉将灰渣在熔