燃烧理论与技术课件

燃烧理论与技术燃烧理论与技术主要内容低负荷稳燃技术电站锅炉典型安全事故的解决措施主要内容低负荷稳燃技术低负荷稳燃技术

着火的两个根本影响因素－内因：燃料本身所需着火热－外因：外界对燃料的加热程度

低负荷稳燃技术

着火的两个根本影响因素内因Q＝GC（tzh－t0）煤粉气流的初温t0煤粉本身性质煤粉细度、Vdaf、tzh炉膛散热条件影响tzh

内因Q＝GC（tzh－t0）一次风速（风率）风速太高风速太低二次风与一次风的混合时间一次风速（风率）外因量旋流燃烧器四角喷燃一次风喷口形状质加卫燃带一次风集中布置低负荷需停用部分燃烧器时，停用上层部分燃烧器外因钝体燃烧器结构钝体燃烧器结构稳燃机理

－钝体后形成负压区，高温烟气回流

－上游冲刷过来的高温烟气

－煤粉气流本身所需着火热基本没变稳燃机理钝体的安装形式（对传统钝体）安装在一次风喷口外传统钝体竖置横放容易烧坏竖置相对安全，但容易使煤粉气流贴壁钝体的固定靠上下钢板用铆钉固定在一次风喷口上钝体的重要几何参数钝体的张角α

一般α＝50－60º钝体的安装形式（对传统钝体）钝体的优缺点优点结构简单，改造工作量小稳燃幅度较大缺点工作条件差，易烧坏磨损较严重增大了水冷壁的可能性传统钝体的改进稳燃腔钝体的优缺点开缝钝体开缝钝体燃烧器结构图

稳燃机理：煤粉惯性大，空气易绕流钝体，从缝隙处流过气流含煤粉浓度高，其受到回流高温烟气的加热，使着火增强。开缝钝体开缝钝体燃烧器结构图稳燃机理：煤粉惯性大，空气易绕在开缝处某侧连接一个二次风管，设一阀门调节风量，可适当推迟着火。燃烧理论与技术课件火焰稳定船（船体燃烧器）结构油枪套管装小油枪火焰稳定船（船体燃烧器）结构油枪套管装小油枪小油枪作用可大大节省启动用油。负荷过低，燃烧不好时，着火不稳定，投小油枪可节省助燃用油。稳燃机理煤粉气流在船体形成一特殊的束腰结构，因束腰处流线发生弯曲，使束腰处外缘煤粉浓度高，使每公斤煤粉所需着火热降低，而此处正好有上游高温火焰冲刷过来，形成良好着火条件，从内因上强化着火。小油枪作用浓淡燃烧器高浓度煤粉稳燃的机理浓侧煤粉着火热的减少最佳着火煤粉温度TzhCoal/Air21op浓淡燃烧器高浓度煤粉稳燃的机理TzhCoal/Air21op在喷口前进行浓淡分离的措施弯头式加隔板旋风分离器FW公司用于W型锅炉中挡块式固定挡块连续可调百叶窗在喷口前进行浓淡分离的措施国外浓淡燃烧器CE公司WR燃烧器结构具有V形扩流锥的WR燃烧器(CE公司)国外浓淡燃烧器CE公司WR燃烧器具有V形扩流锥的WR燃烧器特点结构简单，改造工作量小配有周界风，以防烧坏喷口扩流锥形成回流区：回流高温烟气煤粉上浓下淡稳燃幅度大缺点没有调整着火距离的手段近壁处烟温高，易生成H2S气体造成高温腐蚀特点PM燃烧器结构日本三菱重工PM燃烧器PM燃烧器日本三菱重工PM燃烧器原理它由靠近燃烧器一次风管的一个弯头及两个喷口组成。煤粉气流流过分离器时进行简单的惯性分离，富粉流进入上喷口，贫粉流进入下喷口，实行浓淡分离。此外，燃烧器还包括再循环烟气及燃尽风喷口。PM燃烧器实际上是集烟气再循环、分级燃烧和浓淡燃烧于一体的低NOX燃烧系统再循环烟气推迟二次风与一次风的混合推迟富粉流与贫粉流的混合水冷壁处为还原性气氛，易结焦、高温腐蚀原理煤粉浓度连续可调水平浓淡燃烧器结构煤粉浓度连续可调水平浓淡燃烧器结构向火侧背火侧浓粉侧淡粉侧水平浓淡燃烧器向火侧背火侧浓粉侧淡粉侧水平浓淡燃烧器喷口和隔板结构αα=20~25°喷口结构分隔板结构分隔板作用：平衡浓淡两侧压力，使得浓淡两侧速度均匀小孔分隔板作用：平衡浓淡两侧压力，使得浓淡两侧速度均匀喷口和隔板结构αα=20~25°喷口结构分隔板结构分隔板作用其它燃烧器大速差射流燃烧器双通道通用型煤粉主燃烧器扁平射流燃烧器煤粉预燃室其它燃烧器大速差射流燃烧器煤粉预燃室结构DL煤粉预燃室结构DL直径D的选取D小受热面布置容易内壁易结焦D大不容易布置受热面长度L的选取L大筒体出口容易烧坏L小可能卷吸炉内低温烟气，影响着火改进直径D的选取水冷壁高温腐蚀原因主要是目前许多锅炉采用低NOx燃烧措施及采用某些新燃烧器，使近水冷壁区温度提高，含氧量降低，近壁区生成大量硫化氢气体，其对金属管壁造成严重腐蚀。影响因素煤中S含量,含S越多，则易发生高温腐蚀。近壁区含氧量，含氧越多，则易发生高温腐蚀。近壁区温度，T越高，则易发生高温腐蚀。水冷壁高温腐蚀原因水冷壁高温腐蚀（续1）解决措施内因：提高管壁抗腐蚀能力

（1）采用表面喷涂一层耐腐蚀材料（2）采用渗铝管外因：（1）尽量用低S煤（2）采取措施提高近壁区含氧量，降低近壁区温度a)采用贴壁风（对四角喷燃锅炉）b)采用水平浓淡燃烧器，浓的在向火侧，淡的在背火侧水冷壁高温腐蚀（续1）解决措施水冷壁高温腐蚀（续2）一次风反切示意图c)同心反切圆燃烧技术水冷壁高温腐蚀（续2）一次风反切示意图c)同心反切圆燃烧技术说明：

-煤粉不再贴墙，外部的二次风包在一次风外面，形成风包粉的良好局面。

-部分层一次风反切，使一次风射流实际切圆直径变小，使近壁区含煤粉少，近壁区S少，因近壁耗氧少，使氧气含量增加，近壁区的温度降低，对解决高温腐蚀及结焦很有利。

-但需注意：反切角度、反切动量过大，可解决高温腐蚀，但会影响着火（旋转动量较小，卷吸高温烟气的能力降低，故影响着火）

说明：

-煤粉不再贴墙，外部的二次风包在一次风外过热器、再热器过热器喷水减温再热器不宜设置喷水减温，采用烟气挡板调节气温热偏差炉膛越大，局部烟道越宽，残余旋转引起水平烟道速度分布不均，造成过热器产生热偏差解决布置消旋风过热器、再热器过热器省煤器防磨措施L过大，防磨作用减小，效果不好L过小，易产生严重积灰，影响传热省煤器防磨措施L过大，防磨作用减小，效果不好谢谢！谢谢！燃烧理论与技术燃烧理论与技术主要内容低负荷稳燃技术电站锅炉典型安全事故的解决措施主要内容低负荷稳燃技术低负荷稳燃技术

着火的两个根本影响因素－内因：燃料本身所需着火热－外因：外界对燃料的加热程度

低负荷稳燃技术

着火的两个根本影响因素内因Q＝GC（tzh－t0）煤粉气流的初温t0煤粉本身性质煤粉细度、Vdaf、tzh炉膛散热条件影响tzh

内因Q＝GC（tzh－t0）一次风速（风率）风速太高风速太低二次风与一次风的混合时间一次风速（风率）外因量旋流燃烧器四角喷燃一次风喷口形状质加卫燃带一次风集中布置低负荷需停用部分燃烧器时，停用上层部分燃烧器外因钝体燃烧器结构钝体燃烧器结构稳燃机理

－钝体后形成负压区，高温烟气回流

－上游冲刷过来的高温烟气

－煤粉气流本身所需着火热基本没变稳燃机理钝体的安装形式（对传统钝体）安装在一次风喷口外传统钝体竖置横放容易烧坏竖置相对安全，但容易使煤粉气流贴壁钝体的固定靠上下钢板用铆钉固定在一次风喷口上钝体的重要几何参数钝体的张角α

一般α＝50－60º钝体的安装形式（对传统钝体）钝体的优缺点优点结构简单，改造工作量小稳燃幅度较大缺点工作条件差，易烧坏磨损较严重增大了水冷壁的可能性传统钝体的改进稳燃腔钝体的优缺点开缝钝体开缝钝体燃烧器结构图

稳燃机理：煤粉惯性大，空气易绕流钝体，从缝隙处流过气流含煤粉浓度高，其受到回流高温烟气的加热，使着火增强。开缝钝体开缝钝体燃烧器结构图稳燃机理：煤粉惯性大，空气易绕在开缝处某侧连接一个二次风管，设一阀门调节风量，可适当推迟着火。燃烧理论与技术课件火焰稳定船（船体燃烧器）结构油枪套管装小油枪火焰稳定船（船体燃烧器）结构油枪套管装小油枪小油枪作用可大大节省启动用油。负荷过低，燃烧不好时，着火不稳定，投小油枪可节省助燃用油。稳燃机理煤粉气流在船体形成一特殊的束腰结构，因束腰处流线发生弯曲，使束腰处外缘煤粉浓度高，使每公斤煤粉所需着火热降低，而此处正好有上游高温火焰冲刷过来，形成良好着火条件，从内因上强化着火。小油枪作用浓淡燃烧器高浓度煤粉稳燃的机理浓侧煤粉着火热的减少最佳着火煤粉温度TzhCoal/Air21op浓淡燃烧器高浓度煤粉稳燃的机理TzhCoal/Air21op在喷口前进行浓淡分离的措施弯头式加隔板旋风分离器FW公司用于W型锅炉中挡块式固定挡块连续可调百叶窗在喷口前进行浓淡分离的措施国外浓淡燃烧器CE公司WR燃烧器结构具有V形扩流锥的WR燃烧器(CE公司)国外浓淡燃烧器CE公司WR燃烧器具有V形扩流锥的WR燃烧器特点结构简单，改造工作量小配有周界风，以防烧坏喷口扩流锥形成回流区：回流高温烟气煤粉上浓下淡稳燃幅度大缺点没有调整着火距离的手段近壁处烟温高，易生成H2S气体造成高温腐蚀特点PM燃烧器结构日本三菱重工PM燃烧器PM燃烧器日本三菱重工PM燃烧器原理它由靠近燃烧器一次风管的一个弯头及两个喷口组成。煤粉气流流过分离器时进行简单的惯性分离，富粉流进入上喷口，贫粉流进入下喷口，实行浓淡分离。此外，燃烧器还包括再循环烟气及燃尽风喷口。PM燃烧器实际上是集烟气再循环、分级燃烧和浓淡燃烧于一体的低NOX燃烧系统再循环烟气推迟二次风与一次风的混合推迟富粉流与贫粉流的混合水冷壁处为还原性气氛，易结焦、高温腐蚀原理煤粉浓度连续可调水平浓淡燃烧器结构煤粉浓度连续可调水平浓淡燃烧器结构向火侧背火侧浓粉侧淡粉侧水平浓淡燃烧器向火侧背火侧浓粉侧淡粉侧水平浓淡燃烧器喷口和隔板结构αα=20~25°喷口结构分隔板结构分隔板作用：平衡浓淡两侧压力，使得浓淡两侧速度均匀小孔分隔板作用：平衡浓淡两侧压力，使得浓淡两侧速度均匀喷口和隔板结构αα=20~25°喷口结构分隔板结构分隔板作用其它燃烧器大速差射流燃烧器双通道通用型煤粉主燃烧器扁平射流燃烧器煤粉预燃室其它燃烧器大速差射流燃烧器煤粉预燃室结构DL煤粉预燃室结构DL直径D的选取D小受热面布置容易内壁易结焦D大不容易布置受热面长度L的选取L大筒体出口容易烧坏L小可能卷吸炉内低温烟气，影响着火改进直径D的选取水冷壁高温腐蚀原因主要是目前许多锅炉采用低NOx燃烧措施及采用某些新燃烧器，使近水冷壁区温度提高，含氧量降低，近壁区生成大量硫化氢气体，其对金属管壁造成严重腐蚀。影响因素煤中S含量,含S越多，则易发生高温腐蚀。近壁区含氧量，含氧越多，则易发生高温腐蚀。近壁区温度，T越高，则易发生高温腐蚀。水冷壁高温腐蚀原因水冷壁高温腐蚀（续1）解决措施内因：提高管壁抗腐蚀能力

（1）采用表面喷涂一层耐腐蚀材料（2）采用渗铝管外因：（1）尽量用低S煤（2）采取措施提高近壁区含氧量，降低近壁区温度a)采用贴壁风（对四角喷燃锅炉）b)采用水平浓淡燃烧器，浓的在向火侧，淡的在背火侧水冷壁高温腐蚀（续1）解决措施水冷壁高温腐蚀（续2）一次风反切示意图c)同心反切圆燃烧技术水冷壁高温腐蚀（续2）一次风反切示意图c)同心反切圆燃烧技术说明：

-煤粉不再贴墙，外部的二次风包在一次风外面，形成风包粉的良好局面。

-部分层一次风反切，使一次风射流实际切圆直径变小，使近壁区含煤粉少，近壁区S少，因近壁耗氧少，使氧气含量增加，近壁区的温度降低，对解决高温腐蚀及