第6章燃燒設(shè)備

1、1第六章燃燒設(shè)備2燃燒室（爐膛）1. 構(gòu)成點火裝置燃燒器第一節(jié)燃燒設(shè)備穩(wěn)定完全燃燒2. 要求運行可靠及時著火適應(yīng)性強(qiáng)適時供應(yīng)空氣良好的空氣動力場壁面不結(jié)渣良好的調(diào)節(jié)性能3第二節(jié)煤粉燃燒器概述1. 作用一定的比例一定的速度一定的混合方式送入爐膛燃料燃燒所需空氣4第二節(jié)煤粉燃燒器概述2. 基本要求可靠性著火及時，燃燒穩(wěn)定煤種、負(fù)荷適應(yīng)性調(diào)節(jié)性經(jīng)濟(jì)性二次風(fēng)混入適時、猛烈，三次風(fēng)布置恰當(dāng)，保證燃盡安全性防止結(jié)焦、結(jié)渣熱負(fù)荷均勻爐內(nèi)空氣動力場合理抑制NOx環(huán)保性5第二節(jié)煤粉燃燒器概述3. 分類直流燃燒器旋流燃燒器均等配風(fēng)分級配風(fēng)蝸殼式葉片式單蝸殼雙蝸殼軸向葉片切向葉片6第二節(jié)煤粉燃燒器概述4. 參數(shù)l燃

2、燒器出力l燃燒器熱功率l燃燒器的過量空氣系數(shù)l一、二、三次風(fēng)率bbBBZ,bbar netQB Q0bbcalVB V110calfVrBV220calfVrBV330calfVrBVZb：燃燒器數(shù)量Vb：送入燃燒器的空氣量BcalV0：整臺鍋爐理論空氣量V1：一次風(fēng)量V2：二次風(fēng)量V3：三次風(fēng)量7第二節(jié)煤粉燃燒器概述5. 通過燃燒器的空氣煤粉氣流著火后再送入的空氣補(bǔ)充煤粉繼續(xù)燃燒所需要的空氣擾動和混合氣流單獨的噴口送入爐膛燃燒充分利用細(xì)粉分離器的乏氣燃燒后期擾動，減少污染，節(jié)約能源一次風(fēng)攜帶煤粉送入燃燒器的空氣輸送煤粉和滿足燃燒初期對氧氣的需要二次風(fēng)三次風(fēng)中間儲倉式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)8射流分類自由

3、射流：流體脫離原通道不受限制地進(jìn)入充滿另一流體的大空間等溫/不等溫射流：射流流體與大空間流體溫度相同/不同圓形（對稱）射流：出口截面圓形矩形（平面）射流：出口截面矩形第三節(jié)直流燃燒器直流射流旋轉(zhuǎn)射流9（1）結(jié)構(gòu)第三節(jié)直流燃燒器01. 直流射流射流核心區(qū)：射流中心尚未被周圍氣體混入，保持初速的區(qū)域內(nèi)邊界：核心區(qū)維持初速的邊界外邊界：射流與周圍氣體的分界邊界層：內(nèi)、外邊界間區(qū)域核心區(qū)消失在轉(zhuǎn)折截面前的射流段在轉(zhuǎn)折截面后的射流擴(kuò)展角：射流外邊界線的交角10質(zhì)量交換：流量增加，射流寬度增加動量交換：速度降低熱量交換：混合物溫度增加第三節(jié)直流燃燒器（2）卷吸作用卷吸能力圓形噴口的卷吸量大于矩形噴口噴口尺

4、寸減小，卷吸能力增強(qiáng)11第三節(jié)直流燃燒器（3）射程與剛度特點射程：射流軸向速度與射流初始速度之比為0.05時的截面與噴口間的距離含義：軸向速度沿射流運動方向衰減程度，即射流對周圍氣體的穿透能力剛度：有限空間內(nèi)抵抗外界干擾不發(fā)生偏離軸線的能力特點：取決于初始動量，射流截面形狀、尺寸含義：火焰發(fā)生偏斜的可能性卷吸能力增強(qiáng)，射流衰減加快，射程越短實際射程與初速度有關(guān)12第三節(jié)直流燃燒器2. 直流燃燒器均等配風(fēng)一、二次風(fēng)相間布置混合早煙煤褐煤13一、二次風(fēng)集中布置混合遲無煙煤第三節(jié)直流燃燒器2. 直流燃燒器分級配風(fēng)14第三節(jié)直流燃燒器2. 直流燃燒器下二次風(fēng)上二次風(fēng)風(fēng)量較大防止煤粉離析，避免未燃燒的煤

5、粉直接落入灰斗托住火焰不致過分下沖，避免冷灰斗結(jié)渣中二次風(fēng)均等配風(fēng)方式所需氧氣和湍流擾動的主要風(fēng)源風(fēng)量較小風(fēng)量較大分級配風(fēng)方式燃燒和燃盡的主要風(fēng)源提供適量的空氣保證煤粉燃盡各二次風(fēng)作用15第三節(jié)直流燃燒器2. 直流燃燒器周界風(fēng)其它風(fēng)作用側(cè)二次風(fēng)中心十字二次風(fēng)夾心風(fēng) 防止噴口燒壞，適應(yīng)煤質(zhì)的變化風(fēng)層薄，風(fēng)量小，風(fēng)速較高位于一次風(fēng)噴口的四周增強(qiáng)氣流剛性防止氣流偏斜16第四節(jié)旋流燃燒器1. 旋轉(zhuǎn)射流17特點形式：射流流體微團(tuán)繞軸線以螺旋線方式運動第四節(jié)旋流燃燒器1. 旋轉(zhuǎn)射流三個速度（軸、徑、切）中心回流區(qū)雙向卷吸射流（內(nèi)、外同時卷吸高溫?zé)煔猓砦看螅┥涑潭蹋ㄝS向速度衰減較快）旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度MnKL20

6、202()24RtaRaeqMWWr drKWPrdrdL軸向動量旋轉(zhuǎn)動量矩特征尺度18封閉氣流 開放式 全擴(kuò)散 旋轉(zhuǎn)射流的流態(tài)第四節(jié)旋流燃燒器中心回流飛邊19第四節(jié)旋流燃燒器2. 旋流燃燒器u 一、二次風(fēng)通道按圓環(huán)隔開u 二次風(fēng)射流均為旋轉(zhuǎn)射流u 一次風(fēng)射流旋轉(zhuǎn)或直流u 噴出的氣流具有很高的切向速度和足夠的軸向速度u 早期湍動混合強(qiáng)烈共軸射流20蝸殼型單蝸殼（一次風(fēng)直流、二次風(fēng)旋轉(zhuǎn)）特點：一次風(fēng)阻力小一、二次風(fēng)前期混合弱低Vdaf煤第四節(jié)旋流燃燒器2. 旋流燃燒器旋流器21蝸殼型雙蝸殼（一、二次風(fēng)旋轉(zhuǎn)）特點：一、二次風(fēng)前期混合強(qiáng)高Vdaf煤2. 旋流燃燒器第四節(jié)旋流燃燒器22葉片型軸向可動葉

7、片（一次風(fēng)直流、二次風(fēng)旋轉(zhuǎn)）特點：調(diào)節(jié)性好；阻力??；中心回流區(qū)小葉片位置第四節(jié)旋流燃燒器2. 旋流燃燒器旋流器高Vdaf煤23葉片型切向葉片（一次風(fēng)直流、二次風(fēng)旋轉(zhuǎn)）特點：調(diào)節(jié)性好阻力小高Vdaf煤種葉片角度第四節(jié)旋流燃燒器2. 旋流燃燒器24分類直流燃燒器旋流燃燒器均等配風(fēng)分級配風(fēng)蝸殼式葉片式單蝸殼雙蝸殼軸向葉片切向葉片第四節(jié)旋流燃燒器25一次風(fēng)率（）燃料性質(zhì)無煙煤貧煤煙煤(Vdaf30)煙煤( Vdaf30)褐煤乏氣送粉2025253025352045熱風(fēng)送粉15202025254025454045一、二、三次風(fēng)速一次風(fēng)速著火提前一次風(fēng)速著火推遲影響燃盡損壞燃燒器第五節(jié)燃燒器的配風(fēng)二次風(fēng)速

8、混入過早擴(kuò)散作用影響著火三次風(fēng)速26無煙煤貧煤煙煤褐煤直流燃燒器一次風(fēng)2025202525351830二次風(fēng)4555455540554060旋流燃燒器一次風(fēng)1216162020252026二次風(fēng)1522202530402535三次風(fēng)50605060？單位：m/s第五節(jié)燃燒器的配風(fēng)27第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛1. 爐膛的作用長方體空間四周布置水冷壁2. 爐膛的形狀燃燒空間：保證燃料完全燃燒熱交換部件：煙氣在爐膛出口被冷卻安全所允許的溫度爐膛出口由水冷壁彎成折焰角爐底由水冷壁彎成冷灰斗28第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛29第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛3. 爐膛的基本要求滿足燃燒器合理布置，燃料迅速著火空氣動

9、力場合理，熱負(fù)荷均勻足夠的容積和高度，保證燃料完全燃燒足夠的受熱面（蒸發(fā)量和出口煙溫）水動力特性安全結(jié)構(gòu)緊湊，成本低30（1）爐膛容積熱強(qiáng)度qvV 造價高，溫度水平低，著火困難4. 技術(shù)指標(biāo),calar netvfB QqVMW/m3 0.0750.1qvV受熱面少，溫度高，結(jié)渣停留時間短q3和q4第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛l含義：爐膛單位容積單位時間內(nèi)燃料燃燒所釋放的熱量l表達(dá)式：l意義：確定爐膛容積燃料停留時間和煙氣冷卻時間31（1）爐膛容積熱強(qiáng)度第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛l選取原則：保證燃盡和冷卻l推薦值：燃料種類固態(tài)排渣液態(tài)排渣無煙煤110140145169貧煤116163151198煙煤

10、140198186198固態(tài)液態(tài)qvV 溫度煙煤無煙煤qvV 停留時間足夠的停留時間足夠的受熱面積32（2）爐膛斷面熱強(qiáng)度第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛,calar netAB QqAMW/m244.6灰熔點qAA瘦高形受熱面少，溫度高，結(jié)渣l含義：爐膛單位截面積單位時間內(nèi)燃料燃燒所釋放的熱量l表達(dá)式：l意義：確定爐膛截面積qvVqAAH=V/AA=？著火性能差灰熔點高33第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛（3）燃燒器區(qū)域壁面熱強(qiáng)度,calar netBBB QqAMW/m2qB火焰集中燃燒器區(qū)域溫度水平高l含義：單位燃燒器區(qū)域壁面單位時間內(nèi)燃料燃燒釋放的熱量l表達(dá)式：l意義：反應(yīng)燃燒器區(qū)域溫度水平（4）燃盡

11、區(qū)容積熱強(qiáng)度（5）爐膛壁面熱強(qiáng)度褐煤0.931.16 煙煤1.281.4貧煤、無煙煤1.42.1輔助指標(biāo)345. 旋流燃燒器的布置第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛l存在明顯的停滯旋渦區(qū)l煤粉管路短，粉量均勻l擾動小后期混合差 l火焰充滿度差l對面墻易結(jié)渣l不受爐膛截面限制（1）前墻布置很少采用355. 旋流燃燒器的布置第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛l不對稱時易偏移結(jié)渣l火焰充滿度高l管路復(fù)雜 l擾動增強(qiáng)（2）兩面墻布置（前后墻或兩側(cè)墻，對沖或交錯）365. 旋流燃燒器的布置第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛（3）爐頂布置l著火條件好l火焰行程長l負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大l后期混合差l爐膛形狀復(fù)雜布置困難l制造成本高W火焰爐6.

12、 直流燃燒器的布置第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛l爐膛四角或接近四角布置l出口氣流的軸線在爐膛中心假想切圓l氣流在爐內(nèi)強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)（1）布置方式四角切圓燃燒37第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛（1）布置方式38u 著火條件好來自上游鄰角火焰的加熱，相互引燃 本身卷吸煙氣和接受爐膛輻射熱u 火焰偏斜（2）特點u 燃盡條件好u 燃燒條件好后期擾動強(qiáng)烈 旋轉(zhuǎn)上升氣流改善爐內(nèi)火焰充滿度延長燃料在爐內(nèi)停留時間爐膛中心高溫火球爐膛中心溫度高卷吸大量煙氣，混合強(qiáng)烈第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛39射流兩側(cè)補(bǔ)氣條件不同射流偏向壁面第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛（3）火焰偏斜l原因射流軸線與兩側(cè)壁面夾角不同向火側(cè)補(bǔ)氣成分背火側(cè)補(bǔ)氣不足向火側(cè)

13、背火側(cè)射流兩側(cè)產(chǎn)生壓差P爐膛水冷壁結(jié)渣40爐膛的斷面形狀接近正方形a/b=11.1第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛（3）火焰偏斜l措施保持適當(dāng)?shù)募傧肭袌A直徑（6001200mm）增加一次風(fēng)動量直徑不易偏斜 充滿度差41l 假想切圓（直流）l 火焰偏斜（直流）l 單獨組織燃燒（旋流）l 爐膛截面形狀自由（旋流）l 一、二次風(fēng)混合提前（旋流）l 后期混合弱（旋流）第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛7. 兩種燃燒器布置方式的比較427. 固態(tài)排渣煤粉爐的結(jié)渣第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛結(jié)渣的危害熱阻增加爐溫升高高溫腐蝕熱負(fù)荷不均吸熱偏差水循環(huán)安全爐膛出口及排煙溫度升高過熱器超溫大塊焦渣自行脫落導(dǎo)致熄火或損壞設(shè)備直接間接經(jīng)濟(jì)損失煙道堵塞煙道阻力增加引風(fēng)機(jī)負(fù)荷增加廠用電增加結(jié)渣和積灰結(jié)渣熔化或部分熔化的粘結(jié)性顆粒在壁面粘結(jié)形成的灰渣層積灰低于熔點的灰顆粒在壁面上的松散沉積43灰的性質(zhì)（成分、相對值硅比、堿酸比）結(jié)渣的特點：熔融特性爐內(nèi)氣氛（CO、H2、CH4）影響因素熔融點爐內(nèi)空氣動力場（火焰偏斜）爐膛的技術(shù)指標(biāo)鍋爐的負(fù)荷第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛自動加劇7. 固態(tài)排渣煤粉爐的結(jié)渣鍋爐的衛(wèi)燃帶44結(jié)渣的防治第六節(jié)固態(tài)排渣煤粉爐爐膛7. 固態(tài)排渣煤粉爐的結(jié)渣u 選擇適當(dāng)?shù)臓t膛熱強(qiáng)度及切圓直徑避免爐內(nèi)溫度過高u 加強(qiáng)運行監(jiān)視及時吹灰和清渣u 避免鍋爐超負(fù)荷運行過小還原性氣氛使灰熔點溫度降低u 組織良好的空氣動力