四角切圆燃烧改进参考

1、四角切圆燃烧的改进四角切圆燃烧的改进参考参考 燃烧褐煤的燃烧器一次风喷口上一般布置有十字燃烧褐煤的燃烧器一次风喷口上一般布置有十字风，其作用类似于夹心风。风，其作用类似于夹心风。 实践表明，周界风和夹心风使用不当时，对煤粉实践表明，周界风和夹心风使用不当时，对煤粉着火产生不利影响。着火产生不利影响。 八四角切圆燃烧的改进八四角切圆燃烧的改进 我国电站在组织四角切圆燃烧方面具有丰富的经我国电站在组织四角切圆燃烧方面具有丰富的经验。不少电厂对四角切圆燃烧方式进行了改进，验。不少电厂对四角切圆燃烧方式进行了改进，其主要特点为：其主要特点为： 一次风喷口外侧布置侧边二次风一次风喷口外侧布置侧边二次风(

2、偏转二次风偏转二次风) 图 偏转二次风 图图 偏转二次风偏转二次风将一、二次风喷口按不同角度组织切圆，将一、二次风喷口按不同角度组织切圆，二次风靠炉墙一侧，一次风靠内侧布置。二次风靠炉墙一侧，一次风靠内侧布置。这种布置方式既保持了邻角相互点燃的优这种布置方式既保持了邻角相互点燃的优势，又使炉内气流流动稳定，火焰不贴炉势，又使炉内气流流动稳定，火焰不贴炉墙，因而防止了结渣。但容易引起煤粉气墙，因而防止了结渣。但容易引起煤粉气流与二次风的混合不良，可燃物的燃烧不流与二次风的混合不良，可燃物的燃烧不充分。充分。 在燃料着火后，及时供应二次风，将火焰在燃料着火后，及时供应二次风，将火焰与炉墙与炉墙“隔

3、开隔开”，形成一层，形成一层“气幕气幕”，在，在水冷壁附近区域造成氧化性气氛，可提高水冷壁附近区域造成氧化性气氛，可提高灰熔点温度，减轻水冷壁的结渣。还可以灰熔点温度，减轻水冷壁的结渣。还可以降低降低x的生成量。适用于燃用烟煤及挥的生成量。适用于燃用烟煤及挥发分较高的贫煤。发分较高的贫煤。 一次风正切圆、二次风反切圆布置可减弱一次风正切圆、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。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，使煤粉气流一次风

4、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，而且能减弱不易贴壁，因而能防止结渣，而且能减弱气流的残余旋转。气流的残余旋转。 九残余旋转引起的烟温偏差与烟速偏差九残余旋转引起的烟温偏差与烟速偏差 在四角切圆燃烧锅炉中，燃烧器区域形成的旋转在四角切圆燃烧锅炉中，燃烧器区域形成的旋转火焰不但旋转稳定、强烈，而且粘性很大。高温火焰不但旋转稳定、强烈，而且粘性很大。高温烟气流到达炉膛出口的过程中，其旋转强度虽然烟气流到达炉膛出口的过程中，其旋转强度虽然逐渐减弱，但仍然有残余旋转。残余旋转不但造逐渐减弱，但仍然有残余旋转。残余旋转不但造成炉膛出口处的烟温偏差，而且造成烟速偏差。成炉膛出口处的烟

5、温偏差，而且造成烟速偏差。气流逆时针方向旋转时，右侧烟温高于左侧烟温，气流逆时针方向旋转时，右侧烟温高于左侧烟温，右侧烟速高于左侧烟速。气流顺时针方向旋转时，右侧烟速高于左侧烟速。气流顺时针方向旋转时，左侧烟温高于右侧烟温，左侧烟速高于右侧烟速。左侧烟温高于右侧烟温，左侧烟速高于右侧烟速。一般烟温偏差达一般烟温偏差达100左右，偏差严重的甚至达左右，偏差严重的甚至达到到300。 第二节第二节 旋流式燃烧器旋流式燃烧器 一旋流式燃烧器的工作原理一旋流式燃烧器的工作原理 旋流式燃烧器由圆形喷口组成，燃烧器中旋流式燃烧器由圆形喷口组成，燃烧器中装有各种型式的旋流发生器（简称旋流装有各种型式的旋流发生

6、器（简称旋流器）。煤粉气流或热空气通过旋流器时，器）。煤粉气流或热空气通过旋流器时，发生旋转，从喷口射出后即形成旋转射流。发生旋转，从喷口射出后即形成旋转射流。利用旋转射流，能形成有利于着火的高温利用旋转射流，能形成有利于着火的高温烟气回流区，并使气流强烈混合。烟气回流区，并使气流强烈混合。 图图 旋转气流旋转气流 射出喷口后在气流中心形成回流区，这个射出喷口后在气流中心形成回流区，这个回流区叫内回流区。内回流区卷吸炉内的回流区叫内回流区。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有了一定热量并达到着火温度后就

7、开始着火，火焰火，火焰 从内回流区的内边缘向外传播。与此同时，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，这个回在旋转气流的外围也形成回流区，这个回流区叫外回流区。外回流区也卷吸高温烟流区叫外回流区。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，较强烈，使燃烧过程连续进行，不断发展，直至燃尽。直至燃尽。 二旋流式燃烧器的类型二旋流式燃烧器的类型 按照旋流器的结构，旋流式燃烧器可分为蜗壳式、按照旋流器的结构，旋流式燃烧

8、器可分为蜗壳式、轴向叶片式、切向叶片式三大类，常用的有以下轴向叶片式、切向叶片式三大类，常用的有以下几种：几种： 单蜗壳式单蜗壳式 蜗壳式蜗壳式 双蜗壳式双蜗壳式 三蜗壳式三蜗壳式 旋流式燃烧器旋流式燃烧器 轴向叶轮式轴向叶轮式 单调风单调风 切向叶片式切向叶片式 双调风双调风三双调风旋流式燃烧器三双调风旋流式燃烧器在内环形通道中装有旋流叶片，旋流叶片是可动的，通过传动装置可在内环形通道中装有旋流叶片，旋流叶片是可动的，通过传动装置可使叶片同步转动，调节叶片的旋转角度，能改变二次风的旋流强度，使叶片同步转动，调节叶片的旋转角度，能改变二次风的旋流强度，使燃烧保持稳定。使燃烧保持稳定。外二次风量

9、是由二次风道中的可动叶片控制的。通过传动装置可以改外二次风量是由二次风道中的可动叶片控制的。通过传动装置可以改变叶片的开度。当叶片全开时，外二次风量达到最大，这时外而次风变叶片的开度。当叶片全开时，外二次风量达到最大，这时外而次风大致是直流射流。在外二次风的影响下，从燃烧器射出的整个射流的大致是直流射流。在外二次风的影响下，从燃烧器射出的整个射流的旋转强度减弱，气流拉长，内回流区变小。当叶片逐渐关闭时，外二旋转强度减弱，气流拉长，内回流区变小。当叶片逐渐关闭时，外二次风量逐渐减小，使整个射流的旋流强度增大，气流缩短，内回流区次风量逐渐减小，使整个射流的旋流强度增大，气流缩短，内回流区逐渐变大。

10、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。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调风燃烧器既能有效地控制温度型NOx；又能限制燃料型；又能限制燃料型NOx。此外。此外燃烧调节灵活，有利于稳定燃烧，对煤质有较宽的适应范围。燃烧调节灵活，有利于稳定燃烧，对煤质有较

11、宽的适应范围。四蜗壳式燃烧器四蜗壳式燃烧器蜗壳式燃烧器是以蜗壳作为旋流器的旋流式燃烧器，根据燃用的燃料，蜗壳式燃烧器是以蜗壳作为旋流器的旋流式燃烧器，根据燃用的燃料，蜗壳式燃烧器分为单蜗壳式、双蜗壳式、三蜗壳式。蜗壳式燃烧器分为单蜗壳式、双蜗壳式、三蜗壳式。蜗壳式燃烧器结构简单，对煤种的适应性强，其缺点是：蜗壳式燃烧器结构简单，对煤种的适应性强，其缺点是：(1) 调节性能差，舌形挡板的调节作用不大，关小蛇形挡板，气流的调节性能差，舌形挡板的调节作用不大，关小蛇形挡板，气流的扩展角变化不大，但阻力却急剧上升。扩展角变化不大，但阻力却急剧上升。 (2) 流动阻力大。流动阻力大。(3) 旋流器出口，

12、沿圆周气流速度分布不均，引起煤粉浓渡分布不均，旋流器出口，沿圆周气流速度分布不均，引起煤粉浓渡分布不均，气流向一侧偏斜。气流向一侧偏斜。 五旋流式燃烧器的布置与供风方式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。当相反时，两个燃烧器之间的切向速度升高，火焰向上。当

13、两个燃烧器旋转方向相同时，燃烧器之间时切向速度减小，两个燃烧器旋转方向相同时，燃烧器之间时切向速度减小，火焰向下。这样就影响火焰中心位置和燃烧效率，进而影火焰向下。这样就影响火焰中心位置和燃烧效率，进而影响到过热器的汽温特性及汽温调节。大容量锅炉上，旋流响到过热器的汽温特性及汽温调节。大容量锅炉上，旋流式燃烧器通常布置在炉膛的前、后墙上，有的采用大风箱式燃烧器通常布置在炉膛的前、后墙上，有的采用大风箱供风，有的采用分隔风箱供风。采用大风箱供风时，风道供风，有的采用分隔风箱供风。采用大风箱供风时，风道系统简单，但单个燃烧器的调节性能比较差。系统简单，但单个燃烧器的调节性能比较差。 近年来，为了提

14、高锅炉的安全性和经济性，趋向于采用小近年来，为了提高锅炉的安全性和经济性，趋向于采用小功率燃烧器。因为单只燃烧器功率过大，会带来以下问题：功率燃烧器。因为单只燃烧器功率过大，会带来以下问题： （1）炉膛受热面局部热负荷过高，易于结渣。）炉膛受热面局部热负荷过高，易于结渣。 （2）炉膛受热面局部热负荷过高，易引起水冷）炉膛受热面局部热负荷过高，易引起水冷壁的传热恶化和直流锅炉的水动力多值性。壁的传热恶化和直流锅炉的水动力多值性。 （3）切换或启停燃烧器对炉内火焰燃烧的稳定）切换或启停燃烧器对炉内火焰燃烧的稳定性影响较大。性影响较大。 （4）切换或启停燃烧器对炉膛出口烟温的影响）切换或启停燃烧器对

15、炉膛出口烟温的影响较大，影响过热器的安全性和汽温调节。较大，影响过热器的安全性和汽温调节。 （5） 一、二次风的气流太厚，不利风粉混合。一、二次风的气流太厚，不利风粉混合。 （6） 燃烧调节不太灵活。燃烧调节不太灵活。 这样，单只燃烧器的功率不能太大，因而这样，单只燃烧器的功率不能太大，因而燃烧器的数量不能太少。当采用大风箱送燃烧器的数量不能太少。当采用大风箱送风时，不能准确调节各个燃烧器的风煤比，风时，不能准确调节各个燃烧器的风煤比，也不利于控制也不利于控制NOx。因此趋向于采用分隔。因此趋向于采用分隔风箱配风。即风箱被分隔成很多小风室，风箱配风。即风箱被分隔成很多小风室，每个小风室又有独立

16、的风量调节挡板，给每个小风室又有独立的风量调节挡板，给燃烧调节带来灵活、便利的条件。燃烧调节带来灵活、便利的条件。 六旋转气流的特性六旋转气流的特性 与直流射流相比，旋转气流同时具有向前运动的与直流射流相比，旋转气流同时具有向前运动的轴向速度和沿圆周运动的切向速度，这就使气流轴向速度和沿圆周运动的切向速度，这就使气流在流动方向上，沿轴向与切向的扰动能力增强，在流动方向上，沿轴向与切向的扰动能力增强，因而气流衰减速度比较快，射程短。旋转气流的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。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出口气流的旋流强

17、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；流风的动量比； 图 封闭气流 程短。旋转气流的主要特性表现为旋流强程短。旋转气流的主要特性表现为旋流强度。度。 燃烧器出口气流的旋流强度取决于燃烧器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。图烧器的阻力和烟气的粘度等因素有关。图 封闭气流封闭气流 在封闭式旋流火焰中，在火焰根部卷吸高温烟气，在封闭式旋流火焰中

18、，在火焰根部卷吸高温烟气，形成回流区，这种火焰可卷吸火焰自身燃烧放出形成回流区，这种火焰可卷吸火焰自身燃烧放出的热量，具有一定的自稳定着火能力，但因回流的热量，具有一定的自稳定着火能力，但因回流量小，不适合燃烧难燃的煤。量小，不适合燃烧难燃的煤。 旋流式燃烧器出口有时可能是开放式气流，这时旋流式燃烧器出口有时可能是开放式气流，这时旋转气流将高温烟气从炉膛中卷吸进来，因而其旋转气流将高温烟气从炉膛中卷吸进来，因而其着火稳定性主要依赖于炉内烟气温度。图着火稳定性主要依赖于炉内烟气温度。图6-10开开放气流放气流 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飞边气流形成贴壁火焰，引起

19、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。过大而导致飞边气流的出现。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。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。调节气流的旋流强度时，回流区大小相应变化，高温烟气的回流量也调节气流的旋流强度时，回流区大小相应变化，高温烟气的回流量也随着发生变化。因为内回流区的大小和回流量在稳定着火燃烧方面作随着发生变化。因为内回流区的大小和回流量在稳定着火燃烧方面作用很大，所以对于不同的煤质应具有不同的旋流强度。例如，烟煤容用很大，所以对于不同的煤质应具有不同的旋流强度。例如，烟煤容易着火，只需要较小的回流区和回流量，就能稳定着火和燃烧。而无易着火，只需要较小的回流区和回流量，就能稳定着火和燃烧。而无烟煤着火困难，需要有较大的中心回流区和回流量，但不希望形成飞烟煤着火困难，需要有较大的中心回流区和回流量，但不希望形成飞边气流。除了回流区大小和回流量外，回流区长