锅炉的燃烧系统及其设备.ppt

锅炉的燃烧系统及其设备第四节、燃烧设备燃烧煤粉对炉膛的要求：
创造良好的着火、稳燃条件，并使燃料在炉内完全燃尽；
将烟气冷却至煤灰的熔点温度以下，保证炉膛内所有的受热面不结渣；
布置足够的蒸发受热面，并不发生传热恶化；
尽可能减少污染物的生成量；
对煤质和负荷变化有较宽的适应性能以及连续运行的可靠性。
2、完全燃烧的条件
A、充足而又合适的空气量；
B、适当高的炉温；
C、足够的燃烧停留时间；
D、煤粉与空气良好的混合和扰动；
二、燃烧器
(一)燃烧器的布置1、旋流燃烧器的布置方式：

(a)前墙布置(b)两面墙布置(c)半开炉膛对冲(d)炉底布置

（e）炉顶布置(b-1)两面墙交错布置(b)两面墙对冲布置2、直流式燃烧器的布置方式炉膛结构动画（二）直流式煤粉燃烧器
直流燃烧器通常由一列矩形或圆形喷口组成。煤粉气流和热空气从喷口射出后，形成直流射流。直流射流的主要特点是沿流动方向的速度衰减比较慢，具有比较稳定射流核心区，且一次风和二次风的后期混合比较强。
1、湍流自由射流的动力学特征
2、直流煤粉燃烧器的类型
（1）均等配风直流式燃烧器
直流煤粉燃烧器的一、二次风喷口的布置方式大致上有两种类型。一类适用于燃烧容易着火的煤，如烟煤、褐煤等。这类燃烧器的一、二次风喷口通常交替间隔排列，相邻两个喷口的中心间距较小，称为均等配风直流燃烧器。见图6-1。
wx=0
Wx
x
θ
w0wm

初始段基本段
x均等配风直流燃烧器（2）一次风集中布置的分级配风直流式燃烧器
分级配风直流煤粉燃烧器适用于燃烧着火比较困难的煤，如挥发分较低的贫煤、无烟煤或劣质烟煤。
特点：几个一次风喷口集中布置在一起，一、二次风喷口中心间距较大，如图所示。由于一次风中携带的煤粉着火比较困难，一、二次风的混合过早，会使火焰温度降低，引起着火不稳定。为了维持煤粉火焰的稳定着火，希望推迟煤粉气流与二次风的混合，所以将二次风分为先后两批送入着火后的煤粉气流中。
分级配风的目的是：在燃烧过程不同时期的各个阶段，按需要送入适量空气，保证煤粉稳定着火、完全燃烧。分级配风直流燃烧器烟台龙源公司研制开发的DLZ-200型等离子点火煤粉燃烧器3、四角布置直流燃烧器的工作原理
煤粉气流在射出喷口时，是直流射流，但当四股气流到达炉膛中心部位时，以切圆形式汇合，形成旋转燃烧火焰，如图6-4所示，称为四角切圆燃烧方式。同时在炉膛内形成一个自下而上的旋涡状气流，如图:
煤粉气流着火的热源不仅来自卷吸热烟气和邻角火焰的撞击，而且还来自炉内高温火焰的辐射加热，但着火的主要热源来自卷吸加热，约占总着火热源的60～70%。
煤粉气流在正常燃烧时，一般在距离喷口0.3～0.5米处开始着火，在离开喷口1～2米的范围内，煤粉中大部分挥发分析出并烧完，此后是焦炭和剩余挥发份的燃烧，需要延续10～20米甚至更长的距离。当燃料到达炉膛出口处时，燃料中98％以上的可燃物可以完全燃尽。直流燃烧器工作原理动画四角切圆燃烧器工作原理动画四角切圆燃烧4、四角切圆燃烧锅炉的残余旋转
在四角切圆燃烧锅炉中，火焰不但旋转稳定、强烈，而且粘性很大。一般烟温偏差达100℃左右，偏差严重的甚至达到300℃。
在沿炉膛出口过热器区域的高度方向上，也存在着烟温偏差和烟速偏差。
5、四角切圆燃烧的气流偏斜及切圆直径
采用四角燃烧方式的锅炉，运行中容易发生气流偏斜而导致火焰贴墙，引起结渣以及燃烧不稳定现象。
（1）气流偏斜问题
引起燃烧器出口气流偏斜的主要原因是：
邻角气流的撞击
射流两侧“补气”条件
燃烧器的高宽比(hr/b)
切圆直径的膨胀（2）切圆直径
炉内假想切圆直径影响着气流贴墙、结渣情况和燃烧稳定性，还影响着汽温调节和炉膛容积中火焰的充满程度。切圆直径的调整十分重要。
当切圆直径较大时，煤粉的着火条件较好，气流旋转强烈，气流扰动大，可燃物与空气流的混合加强，有利于煤粉的燃尽。
但是，切圆直径过大，会带来下述的问题：
(1)火焰容易贴墙，引起结渣；
(2)着火过于靠近喷口，容易烧坏喷口；
(3)火焰旋转强烈时，产生的旋转动量矩大，这将使炉膛出口烟温分布不均匀程度加大，引起较大的热偏差，导致过热器结渣或超温。6、一次风与二次风
（1）一次风量
一次风量主要取决于煤质的挥发分含量和挥发分的发热量。当煤质一定时，一次风量是影响煤粉气流着火速度和着火稳定性的主要因素。一次风量愈大，煤粉气流加热至着火所需的热量就越多，即着火热愈多，使着火推迟，燃料在炉内的有效燃烧时间减少，导致燃烧不完全。
一次风量通常用一次风量占总风量的比值表示，称为一次风率。
（2）一次风速
一次风速过高，会推迟着火，引起燃烧不稳定。当一次风速大于火焰传播速度时，就会吹灭火焰或者引起“脱火”。一次风速过低，对稳定燃烧和防止结渣也是不利的。
（3）一次风温一次