锅炉低负荷稳燃理论和实践

1、华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 锅炉低负荷稳燃理论与实践锅炉低负荷稳燃理论与实践 华北电力大学 能源动力与机械工程学院 庞力平 博士、教授 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 目录 n煤的着火和熄火 n煤的成分是如何影响着火的 n如何促进低负荷稳燃 n直流和旋流的主要燃烧器特点 n运行中可以做些什么 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 煤粉气流的着火：煤粉气流的着火：由缓慢的氧化状态转化到快速的燃烧状态的瞬间过程由缓慢的氧化状态转化到快速的燃烧状态的瞬间过程 称为着火，转

2、变时的瞬间温度称为称为着火，转变时的瞬间温度称为着火温度着火温度 )( 2b TTFQ 燃烧过程中向周围介质的散热量燃烧过程中向周围介质的散热量Q2为为 r n O RTE QVCekQ 2 / 01 燃烧室内煤粉空气混合物燃烧时的放热量燃烧室内煤粉空气混合物燃烧时的放热量Q1为为 煤粉气流着火、熄火的热力条件煤粉气流着火、熄火的热力条件 煤粉气流燃烧时要放出热量，同时又向周围介质散热。这两个互煤粉气流燃烧时要放出热量，同时又向周围介质散热。这两个互 相矛盾过程的发展，可能使燃烧过程发生（着火）或者停止（熄火）相矛盾过程的发展，可能使燃烧过程发生（着火）或者停止（熄火） 华电电力科学研究院低负

3、荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 放热曲线放热曲线Q1是一条指数曲线，散热曲线是一条指数曲线，散热曲线Q2接近于直线接近于直线 点点2 2对应的温度即为着火温度对应的温度即为着火温度T Tzh zh T Tb b=T=Tb1 b1（ （很低），散热线很低），散热线 与与 Q Q1 1 交点 交点1 1为为稳定稳定平衡点，煤粉处于平衡点，煤粉处于低温缓慢氧化状态低温缓慢氧化状态 2 Q 2 Q T Tb b=T=Tb2 b2 ，散热线 ，散热线 与 与 Q Q1 1 交点 交点2为为不稳定平衡点不稳定平衡点，只要稍增，只要稍增 加系统的温度，加系统的温度， Q Q1 1 Q

4、Q2 2 ，反应将自动加速过，反应将自动加速过 渡到点渡到点3 3（高温稳定平衡点），此时，只要保高温稳定平衡点），此时，只要保 证煤粉和空气的不断供应，最后将稳定在高证煤粉和空气的不断供应，最后将稳定在高 速燃烧状态速燃烧状态 2 Q 2 Q 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 T Tzh zh 、 、T Txh xh是在一定测试条件下的相对特征值， 是在一定测试条件下的相对特征值， T Txh xh大于 大于T Tzh zh。 。 （此时的熄火温度已与着火时的热力（此时的熄火温度已与着火时的热力 条件不同，不可同一而语）条件不同，不可同一而语） 着火

5、温度和熄火温度是随着热力条件的变化而变着火温度和熄火温度是随着热力条件的变化而变 化的，是在一定条件下得出的相对特征值化的，是在一定条件下得出的相对特征值 强化着火的措施强化着火的措施 在散热条件不变的情况下，增加可燃混合物在散热条件不变的情况下，增加可燃混合物 的初温、浓度和压力，加强放热的初温、浓度和压力，加强放热 在放热条件不变时，提高燃烧室的保温在放热条件不变时，提高燃烧室的保温 效果，减少放热效果，减少放热 T Tb b=T=Tb2 b2、强化散热，散热线 、强化散热，散热线 与与 Q Q1 1 交点 交点4 4为为不稳定平衡点，只要反应系统温度稍降低，不稳定平衡点，只要反应系统温度

6、稍降低， Q Q1 1 Q10% 10%； 褐煤褐煤V Vdaf daf37% 37%； 地质年代越长地质年代越长，开始析出的温度越，开始析出的温度越 高高褐煤褐煤200 200 ；无烟煤；无烟煤400 400 左右左右 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 对着火和燃烧的影响：对着火和燃烧的影响： 挥发分越多挥发分越多 1 1）易着火：）易着火： 可燃气体先析出，燃烧温度低，相可燃气体先析出，燃烧温度低，相 当于引燃作用当于引燃作用 挥发分含量同时也影响了煤粉挥发分含量同时也影响了煤粉 空气混合物在湍流气流中的空气混合物在湍流气流中的火火 焰传播速度焰传

7、播速度，此速度也可视为，此速度也可视为 着火速度着火速度 在一定条件下，随挥发分增大，在一定条件下，随挥发分增大， 火焰传播速度增高火焰传播速度增高 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 2 2）易燃尽：）易燃尽： q固定碳含量少固定碳含量少 q析出后的多孔性析出后的多孔性焦炭与空气反应的比表面积焦炭与空气反应的比表面积 q挥发分燃烧放热助燃挥发分燃烧放热助燃 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 2 2、水分、水分 着火热着火热 ，着火推迟，着火推迟 降低炉内温度，着火、燃尽均不利降低炉内温度，着火、燃尽均不利 烟气

8、量烟气量 ，排烟损失，排烟损失 ， gl 引风机电耗引风机电耗 使低温受热面易于积灰、腐蚀使低温受热面易于积灰、腐蚀 烟气量烟气量 ，烟气流速，烟气流速 ，对流式过热汽温，对流式过热汽温 制粉系统，易阻塞，磨出力制粉系统，易阻塞，磨出力 影响影响很大很大，当水分增加时，当水分增加时 (Mar ) ) ： 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 3 3、灰分、灰分 发热量发热量 灰渣物理热损失灰渣物理热损失 ，q4 , , gl 不利于着火、燃尽，使燃烧不稳不利于着火、燃尽，使燃烧不稳 妨碍挥发分的析出妨碍挥发分的析出 尾部受热面：磨损、积灰尾部受热面：磨损、

9、积灰 炉内结渣、腐蚀炉内结渣、腐蚀 增加磨煤机无效的电耗增加磨煤机无效的电耗 着火推迟，火焰中心上移，辐射式过热汽温着火推迟，火焰中心上移，辐射式过热汽温 影响较影响较大大，当灰分增加时，当灰分增加时 (Ad ) ) ： 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 4 4、灰熔化性质的影响、灰熔化性质的影响 炉膛出口烟温应低于灰的变形温度炉膛出口烟温应低于灰的变形温度( (DT) 50-100 当灰的软化温度当灰的软化温度(ST)1350 (ST)1350 ，不易结渣，不易结渣 一次风切圆太大，造成水冷壁附近半还原性气氛，使灰熔一次风切圆太大，造成水冷壁附近半还

10、原性气氛，使灰熔 点降低，易结渣点降低，易结渣 炉内结渣炉内结渣 炉膛出口对流受热面结渣炉膛出口对流受热面结渣 综合影响，不能采用单一指标综合影响，不能采用单一指标 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 5 5、硫分的影响、硫分的影响 尾部低温受热面：低温磨损、积灰问题尾部低温受热面：低温磨损、积灰问题 当全硫含量当全硫含量1.5%3%3%时，严重影响锅炉的经济安全运行时，严重影响锅炉的经济安全运行 高温腐蚀问题高温腐蚀问题 水冷壁附近，还原性气氛下，水冷壁附近，还原性气氛下，H H2 2S S高温腐蚀高温腐蚀 过热器区域，硫酸盐过热器区域，硫酸盐高温腐蚀

11、高温腐蚀 含硫高，易自燃含硫高，易自燃 SOSO2 2为主，为主，SOSO3 3少少 污染排放与污染排放与灰自身的脱硫能力灰自身的脱硫能力 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 6、发热量、发热量 发热量发热量Qar,net反映了炉内温度水平，综合了煤质灰分、水反映了炉内温度水平，综合了煤质灰分、水 分对着火的影响。因此，在我国动力用煤分类标准中，将分对着火的影响。因此，在我国动力用煤分类标准中，将 Qar,net 作为作为Vdaf的辅助分类标准。根据国内燃煤锅炉的运的辅助分类标准。根据国内燃煤锅炉的运 行经验，煤粉锅炉不投油助燃而稳定燃烧可适应的发热量行

12、经验，煤粉锅炉不投油助燃而稳定燃烧可适应的发热量 最低值：最低值： 褐煤的最低发热量限很低的原因在于，经褐煤的最低发热量限很低的原因在于，经制粉系统干燥制粉系统干燥 后，水分很高的褐煤的发热量几乎成倍增长后，水分很高的褐煤的发热量几乎成倍增长 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 下图为按电厂运行经验绘制的最低煤质特性曲线，根据 曲线可按煤干燥无灰基挥发分和空气干燥基发热量确定 煤粉燃烧是否处于稳定区。 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 低负荷稳燃原理 u降低着火热：着火热包括用于加热煤粉和 一次风所需的热量，以及

13、使煤粉中水分蒸 发与过热所需的热量 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 l着火温度t 的影响 a 燃料性质燃料中的可燃基挥发分越高，着火温度越低 当 燃料中灰分和水分增大时，发热量降低，在炉内还蔓消耗 部分热量用来水分蒸发、过热及灰分的加热，致使燃料消 耗量增大，着火温度升高，会使着火热显著增大。 b 煤粉细度 煤粉细度对着火温度的影响比较复杂，对于煤 粉云团，其小颗粒团的热容量小，能迅速加热到着火温度 ，所以t 会降低。 c 煤粉质量浓度 理论和实践均证明，着火温度是随着煤粉质 量浓度提高而降低，当然煤粉质量浓度也不是越高越好， 因为过高的煤粉质量浓度

14、还涉及到煤粉输送、燃烬等方面 的问题 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 低负荷稳燃技术 u制粉系统方面的稳燃措施 a 加强燃煤的统筹调度和管理，尽量避免 煤质的大幅度变化； b 根据煤质特性、磨煤机型式、燃烧方式 、炉膛结构和热负荷等因素，选择经济的 煤粉细度； c 提高一次风粉混合物温度 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 u炉膛设计方面的稳燃措施 a. 当燃用极难燃烧的劣质烟煤 、贫煤或无烟煤时.可考虑采 用 W 炉或 U 型火焰炉。 切向燃烧锅炉中.对于较难着火的贫煤租 劣质烟煤、希望 推迟 一 、二次风的

15、混合.以保证在混合前一次风中的煤极 有较好的着火条件 。为此.几个 一次风口相对集中在一起 并靠近燃烧器区域下部一、二次风喷口上下边缘的间距较 大约350mm. 此时二次风为分级选人的配风方式 当燃用较难燃烧的煤种时.常在燃烧器区的水冷壁上敷设 耐火材料做成卫燃带.以提高煤粉着火区的温度。 采用合适的容积热负荷和断面热负荷 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 为什么低负荷下稳燃变差 n 普通的直流燃烧器，一次风粉射流从一次风喷口射入炉膛 后，只能靠从射流外侧卷吸炉内的高温烟气来提供着火供 热，一次风粉混合物的火焰传播速度一般为1.56.0 m/s ，而一

16、次风粉输送速度却是2030m/s，因此在燃烧器喷 嘴出口处稳定的着火只可能发生在一次风粉射流的边缘处 n 当锅炉负荷降低时，炉温下降，为了维持必要的煤粉混合 物输送速度，一次风中的煤粉浓度将大为降低；对于切向 燃烧锅炉来说，二次风速度也要降低，炉膛中火球的转动 强度也逐渐减弱 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 如何强化低负荷稳燃 n降低着火热降低着火热 u着火温度t 的影响 燃料性质燃料性质 煤粉细度煤粉细度 煤粉质量浓度煤粉质量浓度 u一次风量和风速的影响 增加一次风量增加一次风量 着火热增加，着火热增加， 着火过程推迟着火过程推迟 u风粉气流初温的

17、影响 提高一次风粉气流的初温提高一次风粉气流的初温 u燃煤量的影响 浓淡煤粉燃烧器浓淡煤粉燃烧器 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 如何强化低负荷稳燃 n强化着火供热强化着火供热 u建立稳定的高温热源 u提高回流热烟气的“质”和“量”敷设卫燃带敷设卫燃带 一次风口集中布置、建立预燃室等办法提高回流烟气的温一次风口集中布置、建立预燃室等办法提高回流烟气的温 度水平度水平 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 低负荷稳燃技术 n制粉系统方面的稳燃措施 加强燃煤的统筹调度和管理，尽量避免煤 质的大幅度变化； 根据煤质特性

18、、磨煤机型式、燃烧方式、 炉膛结构和热负荷等因素，选择经济的煤 粉细度； 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 低负荷稳燃技术 n炉膛设计方面的稳燃措施 当燃用极难燃烧的劣质烟煤、贫煤或无烟煤时，可考虑采 用W 炉或U 型火焰炉 切向燃烧锅炉中对于较难着火的贫煤和劣质烟煤，希望 推迟一、二次风的混舍，以保证在混合前一次风中的煤粉 有较好的着火条件 当燃用较难燃烧的煤种时，常在燃烧器区的水冷壁上敷设 耐火材料做成卫燃带，以提高煤粉着火区的温度。 采用合适的容积热负荷和断面热负荷 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 低负

19、荷稳燃技术 n采用新型结构的煤粉燃烧器 直流燃烧器 旋流燃烧器 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 低负荷稳燃手段 n 氧量测量误差引起 氧量测点有明显的偏差，造成运行人员的判断失氧量测点有明显的偏差，造成运行人员的判断失 误误 n 周界风过大降低火嘴处的温度，降低煤粉浓度 n 二次风的配风方式 n 低负荷时减少磨煤机投运台数，采用集中运行的方 式运行，提高燃烧区域温度，改善煤粉着条件 n 合理安排上煤质量 n 合理安排吹灰 低负荷吹灰对燃烧扰动大低负荷吹灰对燃烧扰动大 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 煤粉着火

20、及其影响因素 n煤粉浓度的影响 煤粉浓度约在0.5 0.7 kg/kg之间最易 着火。 大同混煤 =31m 大同混煤 =57 m 合山混煤=38 m 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 强化燃烧所采取的优化运行方式 n协调方式下的总风量控制 锅炉的总风量是根据机组负荷(主蒸汽流量)与 锅炉燃料量相乘，并经氧量修正产生。煤 质变差后，在负荷不变的情况下，锅炉燃 料量增加，送(总)风量也随之增加。总风量 的大幅度增加造成炉内平均温度的下降， 燃烧反应速度减缓，不利于锅炉的低负荷 稳燃 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学

21、 强化燃烧所采取的优化运行方式 n低负荷阶段。尽量减少制粉系统的运行套 数 n优化配风方式 n保持合理的炉膛压差 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 在旋流燃烧器或直流燃烧器的出口处装一个在旋流燃烧器或直流燃烧器的出口处装一个扩锥扩锥，又叫，又叫 稳焰器或钝体稳焰器或钝体，利用煤粉气流流过它时，在它之后产生一，利用煤粉气流流过它时，在它之后产生一 个涡流区来增强煤粉与炉内高温烟气的对流换热量。个涡流区来增强煤粉与炉内高温烟气的对流换热量。 涡流区可以分成顺流区和回流区。由于涡流区可以分成顺流区和回流区。由于回流区内的压力回流区内的压力 较低较低，可以将炉

22、内的高温烟气吸入到回流区里来对一次风，可以将炉内的高温烟气吸入到回流区里来对一次风 煤粉进行加热煤粉进行加热。 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 T x x T x TxxTT x xTT T 111 0 0020 1 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 煤粉气流的初温是煤粉气流的初温是T0，T1是未燃气流和回流烟气混合后的温度，是未燃气流和回流烟气混合后的温度，T2 是回流区后的烟气和未燃气流混合前的温度。是回流区后的烟气和未燃气流混合前的温度。 离燃烧器越远，混入煤粉气流的回流烟气量越多，温度离燃烧器越远，混

23、入煤粉气流的回流烟气量越多，温度T1也越高。也越高。 如果在某一点，混合后的温度超过了着火温度，就在此处开始着火如果在某一点，混合后的温度超过了着火温度，就在此处开始着火 燃烧。燃烧。 未燃煤粉气流和回流烟气混合后的温度未燃煤粉气流和回流烟气混合后的温度T1可用热平衡方法求得，即可用热平衡方法求得，即 (1+x)T1=T0+xT2 当当回流烟气温度回流烟气温度增高或增高或回流率回流率增大时，增大时，T1随之增加；当回流率随之增加；当回流率 x=0时，时，T1=T0。可见烟气的回流对提高煤粉气流的温度和着火是十。可见烟气的回流对提高煤粉气流的温度和着火是十 分有益的。分有益的。 3/3 华电电力

24、科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 将煤粉气流分成浓相和淡两部分送入炉膛内燃烧：将煤粉气流分成浓相和淡两部分送入炉膛内燃烧： 浓相：浓相：约约0.71.2公斤煤粉公斤煤粉/公斤空气，公斤空气， 淡相：淡相：约约0.20.4公斤煤粉公斤煤粉/公斤空气。公斤空气。 浓相中煤粉浓度较高，着火较容易，改善了煤粉气流在炉内燃烧的条件浓相中煤粉浓度较高，着火较容易，改善了煤粉气流在炉内燃烧的条件 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 （1）挥发分浓度增加的影响）挥发分浓度增加的影响 挥发分的燃烧属均相燃烧，释放出的挥发分浓度大小挥发分浓

25、度大小（即一次 风的混合气份中已释放出的挥发分所占比例）直接影响到其着火温 度及火焰传播速度。 （2）减少着火热）减少着火热 提高煤粉浓度，相应减少了一次风量，从而减少了加热一次风加热一次风 所需的热量 。 低挥发分煤的燃烧过程中，挥发分完全燃烧所需的空气较少， 因此一次风适量的减少不会影响挥发分的完全燃烧，相反，挥发分 燃烧释放出的热量可更有效地用来提高一次风粉温度， 2/2 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 直流燃烧器（四角切圆燃烧）直流燃烧器（四角切圆燃烧） 华电电力科学

26、研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 直流燃烧器（四角切圆燃烧）直流燃烧器（四角切圆燃烧） 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 均等配风均等配风燃烧器燃烧器一、二次风喷口相间布置，一、二次风喷口相间布置，即在二个即在二个 一次风喷口之间均等布置一个或二个二次风喷口，各一次风喷口之间均等布置一个或二个二次风喷口，各 二次风喷口的风量分配较均匀二次风喷口的风量分配较均匀 均等配风均等配风燃烧器燃烧器一、二次风口间距较小，一、二次风口间距较小，有利于一、有利于一、 二次风的较早混合，二次风的较早混合，使一次风煤粉气流着火后能迅速使一次

27、风煤粉气流着火后能迅速 获得足够的空气，达到完全燃烧获得足够的空气，达到完全燃烧 直流燃烧器的一、二、三次风分别由垂直布置的一组圆形或矩形的直流燃烧器的一、二、三次风分别由垂直布置的一组圆形或矩形的 喷口以直流湍流自由射流的形式喷入炉膛，喷口以直流湍流自由射流的形式喷入炉膛，根据燃煤特性不同，一、二根据燃煤特性不同，一、二 次风喷口的排列方式可分为均等配风和分级配风次风喷口的排列方式可分为均等配风和分级配风 均等配风均等配风适用于燃用高挥发分煤种，常称为适用于燃用高挥发分煤种，常称为 烟煤、褐煤型配风方式烟煤、褐煤型配风方式 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电

28、力大学 分级配风燃烧器分级配风燃烧器一次风喷口相对集中布置，一次风喷口相对集中布置，并靠近燃烧并靠近燃烧 器的下部，二次风喷口则分层布置，一、二次风喷口间器的下部，二次风喷口则分层布置，一、二次风喷口间 保持较大的距离，保持较大的距离，燃烧所需要的二次风分阶段送入燃烧燃烧所需要的二次风分阶段送入燃烧 的煤粉气流中，强化气流的后期混合，的煤粉气流中，强化气流的后期混合，促使燃料燃烧与促使燃料燃烧与 燃尽燃尽 分级配风燃烧器分级配风燃烧器一次风喷口高宽比大，一次风喷口高宽比大，卷吸量大；煤粉卷吸量大；煤粉 气流相对集中，火焰中心温度高，有利于低挥发分煤的气流相对集中，火焰中心温度高，有利于低挥发分

29、煤的 着火、燃烧着火、燃烧 分级配风分级配风适合于燃用低挥发分煤种或劣质煤，常称为适合于燃用低挥发分煤种或劣质煤，常称为无烟无烟 煤和贫煤配风方式煤和贫煤配风方式 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 下二次风下二次风 防止煤粉离析，避免未燃烧的煤粉直接落入灰斗；托住火防止煤粉离析，避免未燃烧的煤粉直接落入灰斗；托住火 焰不致过分下冲，避免冷灰斗结渣，风量较小焰不致过分下冲，避免冷灰斗结渣，风量较小 中二次风中二次风 是均等配风方式煤粉燃烧阶段所需氧气和湍流扰动的主要是均等配风方式煤粉燃烧阶段所需氧气和湍流扰动的主要 风源，风量较大风源，风量较大 上二次风

30、上二次风 提供适量的空气保证煤粉燃尽，是分级配风方式煤粉燃烧提供适量的空气保证煤粉燃尽，是分级配风方式煤粉燃烧 和燃尽的主要风源，风量较大和燃尽的主要风源，风量较大 燃尽风燃尽风 喷口位于整组燃烧器的最上部（三次风喷口之上），送入剩喷口位于整组燃烧器的最上部（三次风喷口之上），送入剩 余余15%15%的空气，实现富燃料燃烧，抑制燃烧区段温度，达到分级燃烧目的，的空气，实现富燃料燃烧，抑制燃烧区段温度，达到分级燃烧目的， 有效减少炉内有效减少炉内NONOX X生成量，有利于燃料的燃尽生成量，有利于燃料的燃尽 周界风周界风 位于一次风喷口的四周，周界风的风层薄；风量小；风速较位于一次风喷口的四周，

31、周界风的风层薄；风量小；风速较 高。可防止喷口烧坏，适应煤质的变化高。可防止喷口烧坏，适应煤质的变化 此外，可布置的二次风还有侧二次风、中心十字二次风和夹心风等此外，可布置的二次风还有侧二次风、中心十字二次风和夹心风等 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 切圆燃烧方式直流燃烧器的布置切圆燃烧方式直流燃烧器的布置 炉膛四角或接近四角布置，四个角炉膛四角或接近四角布置，四个角 燃烧器出口气流的轴线与炉膛中心的一个或两个假想圆相切，使气流在燃烧器出口气流的轴线与炉膛中心的一个或两个假想圆相切，使气流在 炉内强烈旋转炉内强烈旋转 切圆燃烧方式的特点切圆燃烧方式的

32、特点 煤粉气流着火所需热量，煤粉气流着火所需热量，除依靠除依靠 本身外边界卷吸烟气和接受炉膛辐本身外边界卷吸烟气和接受炉膛辐 射热以外，射热以外，主要是靠来自上游邻角主要是靠来自上游邻角 正在剧烈燃烧的火焰的冲击和加热，正在剧烈燃烧的火焰的冲击和加热， 着火条件好着火条件好 火焰在炉内充满度较好，燃烧后火焰在炉内充满度较好，燃烧后 期气流扰动较强，期气流扰动较强，有利于燃尽，煤有利于燃尽，煤 种适应性强种适应性强 风粉管布置复杂风粉管布置复杂 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 l 宽调节比宽调节比(WR)直流燃烧器直流燃烧器 美国美国CE公司生产直流燃

33、烧器，在可摆动的一次风喷口内装设水平放置的公司生产直流燃烧器，在可摆动的一次风喷口内装设水平放置的 三角形扩锥（钝体），促进烟气卷吸混合，提高煤粉气流的着火性能，使三角形扩锥（钝体），促进烟气卷吸混合，提高煤粉气流的着火性能，使 锅炉在低负荷下也能有较好的燃烧稳定性。锅炉在低负荷下也能有较好的燃烧稳定性。 使用该燃烧器时锅炉能达到较大的负荷调节比，因此又称之为宽调节比喷使用该燃烧器时锅炉能达到较大的负荷调节比，因此又称之为宽调节比喷 口。口。 该燃烧器利用一次风管的弯头进行煤粉浓淡分离，利用中间隔板使浓度差该燃烧器利用一次风管的弯头进行煤粉浓淡分离，利用中间隔板使浓度差 异保持到喷口，形成垂直

34、方向的浓淡燃烧。异保持到喷口，形成垂直方向的浓淡燃烧。 典型直流燃烧器典型直流燃烧器 WR燃烧器燃烧器 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 l 百叶窗式煤粉浓淡燃烧器百叶窗式煤粉浓淡燃烧器 通过百叶窗式分离器，把一次风在水平方向上分成浓淡两股气 流，其中一股为高浓度煤粉气流，另一股的煤粉浓度很低。 高浓度煤粉在向火面，着火稳定性好。 淡煤粉位于背火面，可降低水冷壁附近处还原性气氛，减小了 炉膛结渣的可能性，也抑制了烟气对管壁的高温腐蚀。 2/6 典型直流燃烧器典型直流燃烧器 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 l

35、稳燃腔煤粉燃烧器稳燃腔煤粉燃烧器 钝体置于稳燃腔燃烧器中，煤粉气流流经钝体后形成一个回流区， 卷吸炉内的高温烟气来加热煤粉气流，使之提前着火燃烧。 腔体保证钝体后的回流区不被短路和避免钝体的烧坏。 三角形的作用是在煤粉气流进入腔体之前，利用一次风直管段和煤 粉惯性比空气大的原理进行煤粉的浓淡分离。 典型直流燃烧器典型直流燃烧器 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 为了获得煤粉的水平浓淡燃烧而又不影响煤粉的燃尽，可在单个燃 烧器内进行煤粉的浓淡分离，将浓相煤粉置于向火面，稀相煤粉置于背 火面。这一要求应在煤粉燃烧器出口前完成，才能达到促进煤粉着火和 稳定燃

36、烧的目的。 在燃烧器入口前的直管段内设置三角形滑块进行煤粉浓淡分离。试 验表明，三角形滑块角度、高度和距离燃烧器出口的距离与煤粉浓淡分 离比率有着明确的关系 。 三角形浓淡分离效果 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 123 距出口距离（L / D ） 相对浓度（C / C 0 ） h/D=0.26 h/D=0.26 h/D=0.36 h/D=0.36 h/D=0.46 h/D=0.46 l 稳燃腔煤粉燃烧器稳燃腔煤粉燃烧器 典型直流燃烧器典型直流燃烧器 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 l 双通道煤粉燃烧器双通道煤粉燃烧器 该燃烧器与传统的燃烧器

37、不同，有两个一次风通道，即在同 一个燃烧器的上下侧各开一个一次风口； 两股一次风是以贴壁射流形式进入一突扩燃烧器。 贴壁射流产生大量的高温烟气回流。 典型直流燃烧器典型直流燃烧器 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 l 开缝钝体煤粉燃烧器开缝钝体煤粉燃烧器 典型直流燃烧器典型直流燃烧器 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 l 新型低新型低NOxNOx旋流式燃烧器旋流式燃烧器 挥发分燃烧区；还原区； NOx分解区；碳燃尽区 l 双调风旋流燃烧器双调风旋流燃烧器 1一次风；2点火燃烧器； 3中心风；4文丘利管； 5内层

38、二次风；6外层二次风； 7燃烧器出口 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 巴布科克-日立公司HTNR型低NOX燃烧器 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 巴布科克一威尔科克斯公司XCL型低NOx燃烧器 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 德国巴威公司DS型低NOX 燃烧 器 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 PM 型燃烧器 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 日立公司(BHK)的HTNR燃烧器

39、华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 l 小油枪直接点火的工作原理：小油枪直接点火的工作原理： 机械雾化或气泡雾化小油枪点燃后，形成高温火焰（火焰中心机械雾化或气泡雾化小油枪点燃后，形成高温火焰（火焰中心 温度可高达温度可高达15002000）进入一次风管内，对一次风中的煤粉进行）进入一次风管内，对一次风中的煤粉进行 点燃，被点燃的煤粉进入炉膛内继续燃烧。点燃，被点燃的煤粉进入炉膛内继续燃烧。 l 小油枪油耗控制在小油枪油耗控制在20100kg/h范围，比大油枪节油范围，比大油枪节油8090%。 l 对于燃用对于燃用烟煤烟煤的锅炉，小油枪实施对煤的锅炉，小油枪实施对煤 粉的点火完全可以粉的点火完全可以替代替代现有的大油枪点现有的大油枪点 火技术，具有良好节油效果。火技术，具有良好节油效果。 华电电力科学研究院低负荷稳燃培训讲义 能源动力与机械工程学院 华北电力大学 l 点火机理：点火机理：利用直流电流（利用直流电流（280350A）在介质气压）在介质气