锅炉燃烧系统原理及调整方式介绍

1、锅炉燃烧系统原理及调整方式介绍内 容第一部分 煤粉燃烧的基本理论第二部分 锅炉燃烧调整第一部分 煤粉燃烧基本理论一、燃料性质 煤的主要成分：炭、氢、氧、氮、硫、灰分及水分。 煤的元素分析：炭、氢、氧、氮、硫、灰分及水分。 煤的工业分析：灰分、水分、挥发分及固定碳。 煤成分分析基准：收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基。动力用煤分类煤种煤种V Vdafdaf100100着火及燃烧情况着火及燃烧情况无烟煤无烟煤9 9难着火及燃烧完全难着火及燃烧完全贫煤贫煤9 91919较难着火及燃烧完全较难着火及燃烧完全中挥发分烟煤中挥发分烟煤19193030易着火及燃烧完全易着火及燃烧完全高挥发分烟煤高挥发分

2、烟煤30304040易着火及燃烧完全易着火及燃烧完全褐煤褐煤40405050易着火及燃烧完全易着火及燃烧完全几个概念：1、发热量：单位质量煤完全燃烧时所放出的热量,kJ/kg。分高位发热量和低位发热量。2、标准煤：低位发热量为29270 kJ/kg的煤。3、折算成分：每送入锅炉4182 kJ/kg热量，带入锅炉的水分、灰分及硫分。二、煤粉气流的着火煤粉燃烧的特点 煤粒燃烧的四个阶段：预热干燥、挥发分析出着火、燃烧及燃尽。 煤粉燃烧的不同点：挥发分析出与碳燃烧同时进行，（煤粉颗粒小30100m，炉膛内煤粉升温速度可达500010000）；挥发分析出过程几乎延续整个燃烧过程；挥发分的产量和成分与常

3、规测试数据不同；快速加热形成的焦炭空隙结构与慢速加热存在较大差异。 )100(2510100)100(2510100)(1001001001000041110TcMMMTcMBTTMarcqcVBQqmfmfarzhqarzhgrkkzh)100(2510100)100(2510100)(1001001001000041110TcMMMTcMBTTMarcqcVBQqmfmfarzhqarzhgrkkzh 根据研究和实测结果，煤粉气流着火热的7090，来源于卷吸高温烟气时的对流换热，1030来源于炉膛四壁及高温火焰的辐射。煤粉获得了足够的热量并达到着火温度后就开始着火燃烧。在实际燃烧设备中，希

4、望煤粉离开燃烧器喷口后适当位置能稳定地着火。如果着火过早，可能使燃烧器喷口过热而被烧坏，也易使喷口附近结渣；如果着火过迟，就会推迟整个燃烧过程，致使煤粉燃尽度差，增大机械未完全燃烧热损失。而且着火推迟，还会使火焰中心上移。燃料性质 水分、挥发分、固定碳和灰分。对着火过程影响最大的成分是挥发分。煤种无灰干燥基挥发分（）煤粉气流着火温度（）褐煤50550烟煤406503075020840贫煤14900无烟煤41000 原煤水分增大时，着火热也随之增大。同时由于一部分燃烧热消耗在加热水分并使之汽化和过热上，也降低炉内烟气温度，从而使煤粉气流卷吸的烟气温度以及火焰对煤粉气流的辐射热都相应降低，这对着火

5、是不利的。 原煤灰分在燃烧过程中不但不能放出热量，而且还要吸收热量。 煤粉气流的着火也与煤粉细度有关，煤粉越细，着火就越容易。这是因为在同样的煤粉质量浓度下，煤粉越细，进行燃烧反应的表面积就越大，而煤粉本身的传热热阻却减小，因而在加热时，细煤粉的温升速度要比粗煤粉高。因此，煤粉颗粒细，就可以加快化学反应速度，更快地达到着火。一般总是细煤粉首先着火燃烧，因此，对于难着火的低挥发分无烟煤，将煤粉磨得细些，无疑会加速它的着火过程。炉内散热条件 在燃烧器区域用铬矿砂等耐火涂料将部分水冷壁遮盖起来，构成燃烧带(或称卫燃带)。其目的是减少水冷壁的吸热量，提高燃烧器区域，即着火区域的温度水平，以改善煤粉气流

6、的着火条件。实践表明，敷设燃烧带是稳定低挥发分煤粉着火的有效措施。但燃烧带区域往往又是结渣的发源地。煤粉气流的初温 采用较高温度的预热空气作为一次风来输送煤粉，即采用热风送粉的制粉系统。由于提高了煤粉气流的初温，着火热，从而加快了着火。 因此在燃用无烟煤时，广泛采用热风送粉的制粉系统。 一次风量和风速 一次风份额着火热过程推迟。 一次风量着火热煤粉气流更快地加热到着火温度。 对于燃用无烟煤，贫煤并采用热风送粉的制粉系统时，一次风率应在2025范围内。对于燃用无烟煤、贫煤并采用直流煤粉燃烧器的固态排渣煤粉炉，一次风速的推荐值为2025m/s。燃烧器的结构特性 影响煤粉气流着火快慢的燃烧器结构特性

7、，主要是指一、二次风混合的情况。 此外，燃烧器尺寸也影响着火的稳定性，如果燃烧器出口截面大，煤粉气流着火点离喷口的距离较远，着火拉长。采用尺寸较小的小功率燃烧器代替大功率燃烧器是合理的。因为小尺寸燃烧器既增加了煤粉气流着火的表面积，同时也缩短了着火扩展到整个射流截面所需要的时间。炉内空气动力场 合理组织炉内空气动力场，加强高温烟气的回流，强化煤粉气流的加热过程，是改变着火的有效措施。锅炉的运行负荷 锅炉负荷降低时，入炉燃料量相应减少，水冷壁的吸热量虽然也减少一些，但减少的幅度却较小，相对于每公斤燃料来说，水冷壁的吸热量相对增加，致使炉膛平均烟温降低，燃烧器区域的烟温也降低。通常在没有其他稳燃措

8、施的条件下，固态排渣煤粉炉只能在高于70额定负荷下运行。小 结 着火阶段是整个燃烧阶段的关键，要使燃烧能在较短时间内完成，必须强化着火过程，即要保证着火过程能够稳定而迅速地进行。 组织强烈的烟气回流和燃烧器出口附近煤粉一次风气流与高温烟气的激烈混合，是保证供给着火热量和稳定着火过程的首先条件； 提高煤粉气流初温，采用适当的一次风量和风速，是降低着火热的有效措施； 减小煤粉细度和敷设燃烧带，则是燃用无烟煤时稳定着火的常用方法。三、燃烧良好的条件 良好的燃烧过程就是在保证炉内不结渣的前提下，燃烧速度快，燃烧完全，得到最高的燃烧效率。1合适的空气量 足够而又适量的空气是燃料燃烧完全的必要条件。一般煤

9、粉炉运行时要控制炉膛出口过量空气系数1.151.25。 过高、过低对锅炉燃烧效率和热效率都是不利的。 过低，不完全燃烧热损失必然增大；烟囱冒黑烟；火焰不稳定；而且炭黑和碳粒将沾污、堵塞对流烟道受热面和空气预热器。 过大，在一定范围内可使机械不完全损失降低，但却增大排烟热损失。如果再进一步增大 ，不但会进一步增大排烟热损失，而且使炉温下降，燃烧反应速度减慢，同时会提高炉内烟气流速，缩短燃料在炉内的停留时间，都将导致机械不完全损失的增大。 因此，锅炉应在最佳下运行。最佳一般应通过燃烧调整试验确定。 2适当高的炉温 根据阿累尼乌斯定律 , 燃烧反应速度与温度成指数关系，炉温高，着火快，燃烧过程迅速，

10、燃烧效率高。但炉温过高会引起炉膛水冷壁结渣和膜态沸腾。所以锅炉的炉温应控制10002000之间。 锅炉炉膛温度取决于燃料性质、预热空气温度、炉膛容积热强度和炉膛断面热强度。炉膛容积和截面热强度的大小，意味着燃烧放热和水冷壁吸热比例的大小。热强度大，通常炉温较高，尤其是炉膛断面热强度，它反映了燃烧器区域的温度水平，对着火和燃烧都有明显的影响。)/exp(0RTEkk3足够的燃烧时间 在一定炉温下，一定细度的煤粉要有一定时间才能燃尽。煤粉在炉内的停留时间，主要取决于炉膛容积和单位时间内炉膛产生的烟气量，因此炉膛容积热强度qv是一个可以反映煤粉在炉内停留时间的一个重要参数。VBQqnetarV. 炉

11、膛容积热强度qv的大小与燃料及其所生产的烟气在炉内停留时间的倒数成正比。 qV 值过大，表示燃料和烟气在炉内的停留时间过短，燃料可能来不及完全燃烧就排出炉膛外面。qv值过大，还意味着炉膛容积太小，炉内所能布置的水冷壁受热面面积过少，烟气在炉膛出口处难以冷却至一定的炉膛出口烟温，会引起炉膛出口部位或对流受热面结渣，因此，对于固态排渣煤粉炉，qv值一般应为100175kWm2。 炉膛截面热强度qF是炉膛的重要设计特性，它不但反映了燃烧器区域的温度水平，而且在qV 一定时，也决定了炉膛的形状和火焰的行程。 qF值的选取，与燃料性质、锅炉的排渣方式、燃烧器型式和布置等因素有关。大容量的固态排渣煤粉炉，

12、 qF值一般为34.5MWm2。FBQqnetarF,4空气和煤粉的良好扰动和混合 煤粉燃烧是多相燃烧，燃烧反应主要在煤粉表面进行，燃烧反应速度主要取决于煤粉的燃烧反应速度及空气扩散到煤粉表面的扩散速度，因此，要做到完全燃烧，除保证足够高的炉温和供应合适的空气量外，还必须使煤粉和空气能充分扰动、混合，及时将空气输送到煤粉燃烧表面去。四、燃烧设备煤粉燃烧器的作用 向炉内输送燃料和空气； 组织燃料和空气及时、充分的混合； 保证燃料进入炉膛后尽快、稳定的着火，迅速、完全的燃尽。 在煤粉燃烧时，为了减少着火所需的热量，将煤粉燃烧所需的空气量分为一次风和二次风。一次风的作用是将煤粉送进炉膛，并供给煤粉初

13、始着火阶段中挥发分燃烧所需的氧量。二次风在煤粉气流着火后混入，供给煤中焦炭和残留挥发分燃尽所需的氧量，以保证煤粉完全燃烧。 现代煤粉锅炉燃烧设备有直流燃烧器与旋流燃烧器。 由于单个直流燃烧器喷口的射流卷吸高温烟气的能力有限，不足以使煤粉气流着火，所以直流燃烧器都布置在炉膛四角，其出口气流几何轴线共同切于炉膛中心的假想圆，形成四角布置切圆燃烧方式。 在四角切圆燃烧方式中，四角燃烧器射流间的相互作用，对炉内着火和燃烧过程有重大影响。 因一次风携带的煤粉比较容易着火，故希望在一次风中煤粉着火后及时、迅速地和相邻二次风喷口射出的热空气混合。这样，在火焰根部不会因为缺乏空气而燃烧不完全，或导致燃烧速度降

14、低。因而沿高度相间排列的二次风喷口的风量分配就接近均匀。一次风一次风二次风二次风二次风二次风图 直流喷燃器配风图 （一）一次风集中布置的分级配风直流式燃烧器适用于燃烧着火比较困难的煤，如贫煤、无烟煤或劣质煤。这种燃烧器的特点是：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。 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，所以进一步将二次风分为先后两批送入着火后的煤粉气流中，这种配风方式称为分级配风。二次风二次风分级风分级风一次风一次风二次风二次风图分级配风图 分级配风的目的是：

15、在燃烧过程不同时期的各个阶段，按需要送入适量空气，保证煤粉既能稳定着火、又能完全燃烧。1一次风集中布置的特点使着火区保持比较高的煤粉浓度，以减少着火热；燃烧放热比较集中，使着火区保持高温燃烧状态，适用于难燃煤；煤粉气流刚性增强，不易偏斜贴墙。同时，卷吸高温烟气的能力加强。2一次风集中布置的问题着火区煤粉高度集中，可能造成着火区供氧不足，延缓燃烧进程；一次风喷嘴附近为高温区，喷嘴易变形，使喷嘴出口附近气流速度分布不均，容易出现空气、煤粉分层现象。为了消除这种现象，有时将一次风分割成多股小射流，使气流扰动增强，提高着火的稳定性。一次风喷口附近处于高温，且一次风速较低，喷口易烧坏。为了冷却一次风喷口

16、，可在一次风喷口上加装夹心风或周界风。当然，夹心风或周界风也可增强一次风气流卷吸高温烟气的能力。（二）四角布置直流燃烧器的工作原理 直流喷燃器四角切圆燃烧直流燃烧器一般布置在炉膛四角上。煤粉气流在射出喷口时，虽然是直流射流，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，同时在炉膛内形成一个自下而上的旋涡状气流。直流喷燃器四角切圆燃烧直流燃烧器的工作过程：1 煤粉气流卷吸高温烟气而被加热的过程；2射流两侧的补气及压力平衡过程；3 煤粉气流的着火过程；4 煤粉与二次风空气的混合过程；5 气流的切圆旋转过程；6 焦碳的燃尽过程。上述几个过程虽然有先后顺序或某几个过程同时进行，但各

17、过程之间的相互影响是十分显著的。主气流卷吸高温烟气的过程图 直流喷燃器烟气卷吸 从燃烧器喷口射出的气流仍然保持着高速流动。由于气流的紊流扩散，带动周围的热烟气一道向前流动，这种现象叫“卷吸”。由于“卷吸”，射流不断扩大，不断向四周扩张。同时，主气流的速度由于衰减而不断减小。正是由于射流的这种“卷吸”作用，将高温烟气的热量源源不断地运输给进入炉内的新煤粉气流，煤粉气流才得到不断加热而升温，当煤粉气流吸收足够的热量并达到着火温度后，便首先从气流的外边缘开始着火，然后火焰迅速向气流深层传播，达到稳定着火状态。 7邻角气流的撞击点燃作用在切圆燃烧炉中，四股气流具有“自点燃”作用。即煤粉气流向火的一侧受

18、到上游邻角高温火焰的直接撞击而被点燃。这是煤粉气流着火的主要条件。背火的一侧也卷吸炉墙附近的热烟气，但这部分卷吸获得的热量较少，此外，一次风与二次风之间也进行着少量的过早混合，但这种混合对着火的影响不大。8. 煤粉气流接受辐射加热 煤粉气流着火的热源部分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6070%。grzfzhszqargrkzhQttMcMccVQ)(10010011)100(2150)100(19.4)100(1zhszqargrzftctMMQ9. 热源不足时的着火 当煤粉气流没有足够的着火热源时，虽然局部的煤粉通过加热也可达到着火温度，并在瞬间着

19、火，但这种着火不能稳定进行，即着火后还容易灭火。这样的着火极易引起爆燃，因而是一种十分危险的着火工况。10煤粉气流从着火到燃尽的各阶段煤粉气流在正常燃烧时，一般在距离喷口0.51.0米处开始着火，在离开喷口12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1020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。四角切圆燃烧的气流偏斜（三）四角切圆燃烧的气流偏斜（三）四角切圆燃烧的气流偏斜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.邻角气流的撞击是气流偏斜的主要原因射流自燃烧器喷口射

20、出后，由于受到上游邻角气流的直接撞击，撞击点愈接近喷口，射流偏斜就愈大；撞击动量愈大，气流偏斜就愈严重。2射流两侧“补气”条件的影响射流自喷口射出后仍然保持着高速流动，射流两侧的烟气被卷吸着一道前进，射流两侧的压力就随着降低，这时，炉膛其它地方的烟气就纷纷赶来补充，这种现象称为“补气”。如果射流两侧的补气条件不同，就会在射流两侧形成压差。向火面的一侧受到邻角气流的撞击，补气充裕，压力较高；而背火面的一侧补气条件差，压力较低。这样，射流两侧就形成了压力差，在压力差的作用下，射流被迫向炉墙偏斜，甚至迫使气流贴墙，引起结渣。3.燃烧器的高宽比(hr/b)对射流弯曲变形影响较大燃烧器的高宽比值愈大，射

21、流形状愈宽而薄，其“刚性”就愈差，因而，射流愈容易弯曲变形。 在大容量锅炉上，由于燃煤量显著增大，燃烧器的喷口通流面积也相应增大，所以喷口数量必然增多。为了避免气流变形和减小燃烧器区域水冷壁的热负荷，将燃烧器沿高度方向拉长，并把喷口沿高度分成23组，每组的高宽比不超过6，相邻两组喷口间留有空档，空档相当于一个压力平衡孔，用来平衡射流两侧的压力，防止射流向压力低的一侧弯曲变形。 当燃烧器多层布置时对旋涡直径的影响较大上层气流不断的被卷吸到下层气流中，加上气流受热膨胀的影响，使气流容积流量增大，旋涡直径相应增大，一般可使实际切圆直径膨胀到假想切圆直径的78倍。图6-6压力平衡利于煤粉的燃尽。切圆直

22、径过大，也会带来下述的问题： 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，同时因为高温火焰的粘度很大，到达炉膛出处，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。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。因而，距离燃烧器出口的着火位置延长，使火焰在炉内的总行程缩短，即燃料在炉内的有效燃烧时间减少，导致燃烧不完全。显然，这时炉膛出口烟温也会升高，不但可能使炉膛出口的受热面结渣，还会引起过热器或再热器超温等一系列问题，严重

23、影响锅炉安全经济运行。 对于不同的燃料，由于它们的着火特性的差别较大，所需的一次风量也就不同。应在保证煤粉管道不沉积煤粉的前提下，尽可能减小一次风量。煤种无烟煤贫煤烟煤烟煤褐煤daf20%30%30%乏气送粉2025253025352045热风送粉15202025202525404045煤种无烟煤贫煤烟煤褐煤一次风速m/s2025203025352540二次风速m/s4055455540604060三次风速m/s5060556035453545我国电厂在燃用无烟煤时，为了使煤粉气流的初温尽可能接近300，热空气温度提高到350420。 根据煤质挥发分含量的大小，一次风温既应满足使煤粉尽快着火，

24、稳定燃烧的要求，又应保证煤粉输送系统工作的安全性。一次风温超过煤粉输送的安全规定时，就可能发生爆炸或自燃。当然，一次风温太低对锅炉运行也不利。除了推迟着火，燃烧不稳定和燃烧效率降低之外，还会导致炉膛出口烟温升高，引起过热器超温或汽温升高。面的接触和混合，故通常二次风速比一次风速提高一倍以上。配风方式不仅影响燃烧稳定性和燃烧效率，还关系到结渣、火焰中心高度的变化、炉膛出口烟温的控制。从而，进一步影响过热汽温与再热汽温。燃料无烟煤贫煤褐煤(热风)褐煤(烟气)烟煤热风温度380430330380350380300350280350（ 1）使火焰温度降低，燃烧不稳定。（2）火焰拖长，炉膛出口烟温升高，

25、使过热汽温与再热汽温偏高，汽温调节幅度增大。同时增大过热器热偏差。 （3） 三次风高速射入，使火焰残余旋转增大，同时飞灰可燃物增加； （4）三次风量较大时，风速也增大，易扰乱炉正常的空气流动，引起火焰贴墙结渣。程度，水分含量等，一次风量首先以满足干燥原煤、输送煤粉的要求为原则，进入磨煤机前的一次风流量和温度可以调整。目的是控制磨煤机内的温度，提高磨煤效率，控制磨煤出力。能增加一次风气流的刚度，防止气流偏斜；并能托住煤粉，防止煤粉从主气流中分离出来而引起不完全燃烧； (4) 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。但周界风量过大或风速过小时，在煤粉气流与高温烟气之间形

26、成“屏蔽”，反而阻碍加热煤粉气流。故当燃用的煤质变差时，应减少周界风量。 周界风的风量一般为二次风量的10或略多一些，风速为3040米/秒，风层厚度为1525mm。图 偏转二次风一次风正切圆、二次风反切圆布置可减弱炉膛出口的残余旋转，从而减小了过热器的热偏差，并能防止结渣。一次风对冲、二次风切圆布置减小了炉内一次风气流的实际切圆直径，使煤粉气流不易贴壁，因而能防止结渣，而且能减弱气流的残余旋转。到300。流区叫内回流区。内回流区卷吸炉内的高温烟气来加热煤粉气流，当煤粉气流拥有了一定热量并达到着火温度后就开始着火，火焰从内回流区的内边缘向外传播。与此同时，在旋转气流的外围也形成回流区，这个回流区

27、叫外回流区。外回流区也卷吸高温烟气来加热空气和煤粉气流。由于二次风也形成旋转气流，二次风与一次风的混合比较强烈，使燃烧过程连续进行，不断发展，直至燃尽。 轴向叶轮式 单蜗壳式 双蜗壳式旋流式燃烧器 蜗壳式 三蜗壳式 单调风 切向叶片式 双调风图 旋转气流的旋流强度增大，气流缩短，内回流区逐渐变大。 双调风燃烧器把二次风先后两批送入炉膛，这种配风方式称为分级配风。由于空气的分级送入，使煤粉和空气的混合变得缓慢，便于进行燃烧调节。 双调风燃烧器的主要优点是由于空气的分级送入，实践证明，采用双调风燃烧器既能有效地控制温度型NOx；又能限制燃料型NOx。此外燃烧调节灵活，有利于稳定燃烧，对煤质有较宽的

28、适应范围。引起煤粉浓渡分布不均，气流向一侧偏斜。 （五）旋流式燃烧器的布置与供风方式大容量锅炉布置有几十只旋流式燃烧器，虽然单个的燃烧器形成的火焰可独立燃烧，但各个旋转气流之间仍有相互作用，对燃烧有一定的影响作用。当两个燃烧器旋转方向相反时，两个燃烧器之间的切向速度升高，火焰向上。动能力增强，因而气流衰减速度比较快，射程短。旋转气流的主要特性表现为旋流强度。燃烧器出口气流的旋流强度取决于燃烧器中旋流燃烧器的结构；取决于从喷口射出的旋流风与直流风的动量比；此外还与燃烧器的阻力和烟气的粘度等因素有关。图 封闭气流飞边气流形成贴壁火焰，引起结渣。因次实际运行中应避免旋流强度过大而导致飞边气流的出现。

29、旋流强度可以调节，根据煤质着火性能和锅炉负荷，调节气流的旋流强度，可获得良好的燃烧状态。由于旋流式燃烧器所形成的火焰是单个独立可调的，因而调节的灵活性比较大，容易维持稳定燃烧。图6-10开放气流 提高旋流强度，既能强化内回流区的作用，又能强化空气与可燃物的混合，以及高温烟气与煤粉、空气的混合。随着旋流增强，内回流区变得更宽更强，但同时也会带来一些问题。即一次风与二次风以及内回流与外回流的过早强烈混合，会降低一次风中煤粉的浓度和火焰温度，这对着火的稳定性又是不利的。因此，提高旋流强度给稳定着火造成两个相互对立和相互矛盾的条件。增强内回流对着火造成的有利条件从某一点开始，又被太强的过早混合破坏了。

30、为了解决这一矛盾，可通过运行调节或试验确定出适应燃烧不同煤质的最佳旋流强度和相应的混合强度以及混合点位置。四角布置切圆燃烧方式的主要特点 四角射流着火后相交，互相点燃，使煤粉着火稳定。切圆燃烧方式是以整个炉膛作为整体组织燃烧，故燃烧器的工况与整个炉膛的空气动力特性关系密切； 由于四股射流在炉膛内相交后强烈旋转，湍流的热质交换和动量交换十分强烈，故能加速着火后燃料的燃尽； 四角切向射流有强烈的湍流扩散和良好的炉内空气动力结构，烟气在炉内充满程度好，炉内热负荷分布较均匀；切圆燃烧时，每角均由多个一、二次风(或有三次风)喷嘴组成，负荷的调节灵活，对煤种适应性强，控制和调节的手段也较多； 炉膛结构较简

31、单，便于大容量电站锅炉的布置； 采用摆动式直流燃烧器时，运行中改变上下摆动角度，即可改变炉膛出口烟温，达到调节汽温的目的； 便于实现分段送风，组织分段燃烧，抑制了NOX产生。 直流燃烧器的着火方案和配风方式 着火方案 a.着火三角形方案 ；b.集束吸引着火方案配风方式a.分级配风；b.均等配风一次风煤粉气流的偏斜影响一次风煤粉气流偏斜的主要因素邻角气流的横向推力 一次风射流的偏斜，首先是由于受到邻角气流的横向推力作用，而邻角横向推力的大小，取决于炉内气流的旋转强度，即与炉膛四角射流的旋转动量矩有关，其中二次风射流的动量矩起主要作用。二次风动量增加，中心旋转强度就增大，对四角气流的横向推力也增大

32、，致使一次风射流偏斜加剧。 一次风射流本身具有的动量，或者说一次风射流的刚性，是维持一次风射流不偏斜的内在因素。 增加一次风动量或减小二次风动量，都会减轻一次风射流的偏斜，但对着火和燃烧不利。特别是对于大容量的四角布置切圆燃烧煤粉炉，为加强炉内气流的扰动和不使燃烧器高度过大，倾向于随着燃烧器功率的增加，二次风速也适当增大，但一次风速却受到着火条件限制，不能相应地提高，这样，一、二次射流动量的差距也随之增大，将使一次风射流的偏斜加剧。 一次风射流的偏斜是不可避免的。但要采取其他措施，例如在切圆直径、燃烧器布置和炉膛截面尺寸等方面，控制一次风偏斜的程度，防止气流的贴壁冲墙，避免炉内结渣。假想切圆直

33、径 假想切圆直径大小是影响一次风射流偏斜的原因之一。假想切圆直径过大，射流偏斜程度加重，贴壁冲墙，引起结渣。同时炉膛出口会存在较大的残余旋转，引起该处烟温和过热汽温偏差增大。但较小的切圆直径会影响煤粉着火的稳定。较大的切圆直径，可以使邻角火炬的高温烟气更易于到达下角射流的根部，改善煤粉气流的着火条件；炉内气流的旋转动量矩也增大，使扰动、混合更强烈，有利于燃料后期燃尽；火焰在炉膛的充满程度较好。 因此，从防止结渣的角度，假想切圆直径小一些好。但从着火和燃尽方面考虑，则希望大些。综合这两方面影响，建议假想切圆直径在设计时以6001200mm为宜。燃烧器的结构特性 直流射流在炉内扩展过程中，将周围高

34、温烟气卷吸进来。对于狭长形的直流燃烧器射流，主要是在射流的两侧卷吸高温烟气。如果射流补气条件不同，射流两侧就会出现压差，此压差迫使射流偏向压力低的一侧。四角布置直流燃烧器射流的侧表面较大，向火侧有上游邻角气流横扫过来，补气条件充裕，而背火侧需从射流较远处回流烟气或由射流上下两端来补气，补气条件较差。这就形成射流外低内高的静压分布，显然，燃烧器喷口高度越大，由射流上下方补充的烟气更不易到达燃烧器射流的中部。 因此，射流中部两侧压差比两端更大，喷口中部气流的偏斜会更严重，燃烧器的高宽比越大，气流偏斜的情况就越严重。 为防止气流偏斜到贴壁冲墙，大容量锅炉一般将每个角上的燃烧器沿高度方向分组，每组的高

35、宽比要小于46，各组之间的间距不小于燃烧器喷口的宽度。该间距相当于压力平衡孔，以减少两侧的压差，减轻气流的偏斜。 实际上一组直流燃烧器是由多个喷口组成的，各喷口之间都有一定的间距，因此，从射流高度方向看，在各喷口出来的射流，在汇合以前，气流是不连续的。各喷口之间的空隙也相当于压力平衡孔，可使射流两侧因补气条件差异而造成的压差减小。因此，当考虑燃烧器结构对气流偏斜的影响时，除了燃烧器的高宽比外，还应考虑燃烧器喷口的排列密度。所谓排列密度，就是一组燃烧器中各喷口实际高度的总和与燃烧器外形总高度的比值。显然，排列密度越小，即各喷口间的间距较大，气流偏斜的程度就越轻。 一次风喷口的高宽比，也是影响一次

36、风射流偏斜的原因之一。当它的高宽比增大时，由于上述同样原因，射流两侧的补气条件相差很大，将加剧一次风射流的偏斜。炉膛截面尺寸 四角布置直流燃烧器的炉膛，其截面应设计成正方形或接近正方形的矩形，炉膛宽度与炉膛深度的比值应在1.01.2，这样因燃烧器几何轴线与相邻两炉墙夹角不等而造成补气条件的差异不会很大，气流偏斜程度较轻。若两者的比值大于1.2，射流两侧的补气条件就会显著不同。高浓度煤粉燃烧器 强化煤粉气流着火的措施：增加烟气回流；提高一次风煤粉浓度。 提高一次风煤粉浓度的优点l降低着火热；l着火温度降低；l提高煤粉的化学反应速度；l缩短着火距离；l降低NOx的生成量。 煤粉浓度并非越高越好，存

37、在最佳值。最佳值与煤种有关。第二部分 锅炉的燃烧调整一、概述燃烧调节的目的 保证正常稳定的汽压、汽温和蒸发量； 着火稳定、燃烧完全、火焰充满度好、不结渣、不超温； 最高的运行经济性； 减少污染排放。影响燃烧的因素煤质：挥发分、发热量、水分、灰分切圆直径：较大，稳定着火，结渣、残余旋转煤粉细度：飞灰可燃物煤粉浓度：着火稳定性锅炉负荷一、二次风配合、参数负荷与煤质变化时的燃烧调整原则 不同负荷下的燃烧调整 高负荷，燃烧稳定，但易结渣、超温，注意火焰位置居中，避免偏斜，均匀分配风粉，增大一次风率，使着火点靠后，适当降低过量空气系数，降低损失。 低负荷时，燃烧不稳，可适当加大过量空气系数，降低一次风率

38、和风速，煤粉更细，集中火嘴，保证下层燃烧器投运以利于稳燃，适当降低炉膛负压以减少漏风、提高炉膛温度。 煤质变化时的燃烧调整 挥发分低的煤种，难着火，应采取较小的一次风率和风速，增大煤粉浓度，二次风速可适当增大以提高穿透能力，使实际切圆变大，也避免过早混合，煤粉更细，较大的过量空气系数；挥发分高，可适当降低二次风率，早混合，适当降低过量空气系数，多投燃烧器以分散热负荷。良好燃烧工况的判断与调节 正常稳定燃烧，火焰明亮稳定，高负荷时火焰偏白，低负荷时偏黄，火焰中心在炉膛中部，火焰充满炉膛，但不触及水冷壁。着火点离燃烧器不远，火焰中没有明显的星点，有星点则可能是煤粉分离集中，煤粉过粗或炉膛温度过低。

39、 如果火焰白亮刺眼，表明风量偏大，也可能是结渣。如果火焰暗红闪动，则可能是风量偏小，或漏风大使炉温低，也可能是煤质方面的原因，如粉粗、水分、灰分高等。二、燃料量与风量的调节 负荷变化时的调节燃料量的调节（中储式系统） 负荷的变化，通过改变给粉机的转速和燃烧器的投入数量来实现。当负荷变化不大时，改变转速就可完成。当负荷变化大时，以投、停给粉机做粗调，再以改变转速为细调。同时投、停相应的燃烧器。保持稳定。调节转速应平稳，以免大幅度的煤粉变化导致炉膛负压变化和参数波动。 当需要投运备用燃烧器时，应先开一次风至所需开度，吹扫一次风管，风压正常后启动给粉机，并开启相应的二次风，观察着火状况是否正常。相反

40、停运时应先停给粉机，关闭相应的二次风，一次风吹扫数分钟后再关闭，以防止一次风管内的煤粉沉积。 为保护停运的燃烧器，一、二次风保证微小通风量。运行中应限制给粉机的转速范围，以保证合适的煤粉浓度。氧量控制与风量调节 随着燃料量的改变，风量也要相应变化。 炉膛氧量的控制 氧量与的关系：=21/（21-O2） 最佳过量空气系数，在75%负荷以上时，变化不大。但负荷低，则大。因为形成切圆需要一定风量，维持空气动力场。汽温低需要多的烟气。 从运行的可靠性看，过小，会产生还原性气氛，易引起结渣和高温腐蚀。如低负荷投油，油雾难燃尽，可能在尾部沉积，导致二次燃烧。如过大，则易引起低温腐蚀，且烟气量大，电耗及损失

41、增大。 炉膛氧量的监督 由于漏风的存在，不同位置的氧量是不同的。对于燃烧，应控制炉膛出口的。但由于烟温高，不便安装氧量计。如在尾部安装，则需要进行漏风的修正。即炉膛出口、过热器后、再热器后、省煤器后等位置，氧量是递增的。增加幅度由漏风系数决定。 送风量的调节u 总风量为一、二次风（有时还有三次风）和漏风之和。u 调节的依据是炉膛出口氧量。u 还应按飞灰可燃物含量、烟气中CO含量、火焰颜色、位置、形状等来判断送风是否正常。u 调节方法，增负荷，先增风量，再增燃料；降负荷，先降燃料，再降风量。以保证总风量大于燃料量，确保锅炉安全并减少燃烧不完全损失。u 对于调峰机组，如增负荷大、快，为保证汽压不很

42、快下降，也可先增燃料，再增风量。低负荷时，由于较大，增负荷也可先增燃料后增空气量。u 送风调节的具体方法：对离心式风机，通过改变入口挡板开度进行调节；对轴流式风机，通过改变动叶角度进行调节。除了总风量调节外，根据燃烧要求，还需要改变各二次风挡板开度进行较细致的配风。调节时还应观察风机电流、风压、炉膛负压、氧量等指示值变化，以判断调节是否正常有效。炉膛负压监督与引风量的调节 炉膛负压监督的意义u 正常运行时为3050Pa；u 过大，引风电耗增加，引起漏风。如从炉膛底部漏风，则易造成灭火。反之，则可能往外冒火，引起安全事故；u 燃烧是否正常的反映。燃烧不正常，首先时负压的变化；u 不同测点位置，负

43、压不同。一般安装在屏的下方。位置越高，负压越小。 炉膛负压和烟道负压的变化u 炉膛负压与进出物质量有关，还与燃烧有关：p=mRT/Vu 引风少、送风多，则 m大，压力高，负压小。灭火，温度T低，则压力小，负压高。u 运行中应保持合适的送、引风开度。波动大，则燃烧不稳。u 在烟道内，尾部离引风机入口近，因此沿烟气流程，负压逐渐增大。负荷变化，烟道内负压也改变。如烟道某处负压发生较大变化，则该处受热面可能发生故障，如积灰、泄露等。应根据各参数的变化，进行分析处理。引风量的调节u负荷增减，烟气量相应增减，因此引风量也应做调节；u调节方法和送风机类似；u负荷变化时，为维持负压，增负荷时，应先开引风，后

44、增送风和燃料；减负荷时，应先减燃料和送风，再减引风。三、燃烧器的调节和运行方式直流燃烧器的燃烧特性 卷吸量对着火影响很大。高宽比大的喷口卷吸大。 动量大，穿透能力强。一次风着火后衰减快，主要是二次风决定炉内空气动力场。 刚性问题。高宽比大，刚性差，偏转。 切圆直径问题。切圆大，对燃烧有利，但偏斜会带来问题。燃烧器的调整 直流燃烧器布置u 切圆燃烧，分均等配风和分级配风2。u CE技术，普遍采用WR均等配风燃烧器。u 分级配风，主要用于挥发分较低的煤种。 燃烧器出口风率、风速的调整一次风率、风速调整u 一次风率大，着火延迟；煤粉浓度低。u 风速大，着火距离远，喷口附近温度低，着火困难，且大颗粒动

45、能大，会穿过燃烧区域，燃烧不完全。风速过小，则卷吸差，刚性差。u 根据煤种确定合适的参数。在稳定着火的范围内再考虑经济性。u 负荷变化时，相应调整。u 中储式系统，通常维持各支管一次风挡板或节流圈开度不变，以一次风母管压力的变化适应负荷的变化。母管压力依靠一次风机挡板开度控制。 二次风的调整二次风分部分：辅助风（二次风喷口风）、燃料风（一次风喷口的周界风、夹心风等）、燃尽风（低NOx分级燃烧的火上风OFA）等。 辅助风的调整u作用：扰动混合，供应后期燃烧的氧。u二次风的主要部分，占60%70%。形成主要的切圆空气动力场。u合适的动量比，二次风才能穿透到一次风内部。过小，不能形成理想的切圆，火焰

46、上翘，对着火燃尽不利；过大，一次风刚性差，风粉过早分离，燃烧缺氧，且易贴墙，造成结渣、腐蚀等。u 低挥发分煤，着火是关键，所以可适当增大二次风量，火焰靠近一次风喷口根部；挥发分高的煤，防止结渣和提高经济性是主要的，应注意调节二次风不过大。u 切圆方式：同轴同向，一次风燃烧膨胀，衰减快，如增大二次风量，易造成一次风偏斜，实际切圆大；二次风反切，增大风量，可减轻一次风偏斜，避免结渣。u 各层二次风的调节影响也很大。上层二次风压火，控制火焰位置，中部二次风是燃烧的主要空气，下层托火，使火焰不下冲冷灰斗，防止煤粉离析，减小q4。u 分配与煤种、燃烧器、炉型、制粉系统及运行条件有关。可分为四种：均匀、上大下小（倒