旋流煤粉燃烧器讲解
旋流式燃烧器工作原理
二 次 风
内回流区
一、二次风 内回流区
外回流区
旋流式燃烧器工作原理： 旋流燃烧器由喷口组成，燃烧器中装有各种
型式的或热空气通过旋流器时发生旋转，从喷口射
出后形成旋转射流。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。
射出喷口在气流中心形成回流区，这个回流区叫 做内回流区。内回流区卷吸炉内的高温烟气来加 热煤粉气流，当煤粉气流拥有一定热量并达到着 一次风 与此同时，在旋转气流的外围也形成回流区，这 火温度后就开始着火，火焰从内回流区的内边缘 个回流区叫外回流区。外回流区也卷吸高温烟气 向外传播。 来加热空气和煤粉气流。由于二次风也形成气流， 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。
旋流及w火焰煤粉燃烧技术_概述及解释说明
旋流及w火焰煤粉燃烧技术概述及解释说明1. 引言1.1 概述旋流及火焰煤粉燃烧技术作为一种先进的能源利用方式，在工业生产和能源行业中扮演着重要角色。
该技术通过优化燃烧过程，实现了对煤粉的高效利用，提高了能源利用效率，降低了环境污染。
本文将对旋流及火焰煤粉燃烧技术的概念、原理及应用进行详细阐述，并分析其在能源行业和工业生产中的主要应用领域和优势。
1.2 文章结构本文共分为五个部分。
引言部分介绍了旋流及火焰煤粉燃烧技术的背景与意义，并概括了文章整体结构。
第二部分对旋流及火焰煤粉燃烧技术进行综述，包括旋流燃烧技术和火焰煤粉燃烧技术的简介。
第三部分详细解释了这两种技术的原理。
第四部分分析了它们在能源行业和工业生产中的主要应用领域和优势。
最后的结论部分对本文进行总结，并展望了旋流及火焰煤粉燃烧技术的发展前景。
1.3 目的本文旨在系统地介绍旋流及火焰煤粉燃烧技术，解释其原理，并探讨其在能源行业和工业生产中的应用领域和优势。
通过分析这些信息，我们可以更好地认识到这两种技术对于提高能源利用效率和降低环境污染的重要性，以及它们在不同领域中的应用潜力。
这将有助于推动这些技术的进一步发展与应用，促进能源可持续发展和工业生产的可持续性。
2. 旋流及火焰煤粉燃烧技术概述2.1 旋流燃烧技术简介旋流燃烧技术是一种高效的煤粉燃烧方式，通过将进入锅炉内的空气和煤粉快速旋转并混合，形成一个稳定、均匀且强大的旋涡。
这种旋涡可以有效地使空气和煤粉充分混合，提高了其燃烧效率和传热效果。
同时，旋流还有助于防止锅炉内部温度不均匀和结焦等问题的发生，提高了锅炉的稳定性和可靠性。
2.2 火焰煤粉燃烧技术简介火焰煤粉燃烧技术是一种将细粒度的颗粒质料进行完全氧化的高效方法。
在该技术下，通过喷射空气或者其他氧化剂进入反应室，在高温下使得颗粒质料迅速着火并产生火焰。
这种过程中释放出来的能量被用来加强反应，并且通过适当的调节机制可以使燃烧反应达到最佳状态。
旋流燃烧器技术讲座
MB LNASB燃烧器射流流场特点
气流分布
旋转射流流场可以用轴向速度wx、切向速度wt、 径向速wr及静压P等参数进行描述。进一步的 参数为气流湍流强度K1和K2 K1和K2表征的是气流微团的脉动情况。K1和K2 值越大，各股风的混合以及回流烟气与燃料的 混合就越好。
w' 2 K1 w
w' 2 K2 w0
w——某截面处的平均速度(m/s)；
OFA燃烧器位置
布置在煤粉燃烧 器上面； 补充煤粉燃尽所 需的空气； OFA燃烧器下供 应的空气量为总 空气量的80%左 右； 强化后期混合
燃尽区
燃尽风(OFA) NOx 还原区
煤粉燃烧器
Mitsui Babcock（MB) 的LNASB型燃烧器
大同600MW前后墙对冲燃烧锅炉采用
主要的双调风旋流燃烧器技术特点
煤粉浓淡燃烧技术和空气分级燃烧—降低燃烧 污染物NO的排放量和改进着火性能 一次风管道中采用一定的气固分离机构，实现 煤粉浓缩 采用内、外二次风（亦称为二次风和三次风） 布置，控制燃烧过程中氧气的供应 设有OFA（Over Fire Air）燃烧器
煤粉浓淡燃烧技术
回流区（续）
中心回流率R ：轴向截面上回流量的总 和与一次风质量流量之比 与回流区有关的参数主要还有回流区长 度L和回流区最大宽度Bmax等
射流扩展角
射流边界一般用某截面轴向速度wx沿着 径向衰减为该截面最大轴向速度wx-max的 10％处与轴线的夹角来定义。大小合理 的射流扩展角是有效防止火焰贴壁，稳 燃的必要条件。
可调轴向叶轮
调节气流旋转强度 叶轮在最前位臵时，气流全部流经叶轮，旋流强度达到最大； 叶轮后移时，在叶轮外环和锥套间形成一锥状的环形通道， 部分气流直接从此流过，不旋转，使总的气流旋转强度降低。
高效中心给粉旋流煤粉燃烧技术
高效中心给粉旋流煤粉燃烧技术随着对环境保护要求的不断提高，煤炭燃烧技术也在不断创新和改进。
高效中心给粉旋流煤粉燃烧技术作为一种新兴的燃烧技术，在煤改气方面具有重要的意义。
本文将对高效中心给粉旋流煤粉燃烧技术进行详细介绍。
高效中心给粉旋流煤粉燃烧技术是一种高效的燃烧方式，其核心思想是通过旋流燃烧方式实现煤粉的完全燃烧，提高燃烧效率和减少燃烧产物的排放。
该技术的基本原理是将煤粉与空气进行混合，并在旋流燃烧器中形成旋流，使煤粉与空气充分混合和燃烧，从而达到高效燃烧的目的。
高效中心给粉旋流煤粉燃烧技术具有以下几个特点。
首先，该技术能够实现煤粉的完全燃烧，减少煤粉的燃烧残渣，提高燃烧效率。
其次，通过旋流燃烧器的设计和优化，可以实现煤粉和空气的充分混合，使燃烧更加均匀和稳定。
此外，该技术还可以有效地控制燃烧过程中产生的氮氧化物和二氧化硫等污染物的排放，具有较好的环保性能。
高效中心给粉旋流煤粉燃烧技术的应用范围非常广泛。
首先，在工业领域，该技术可以应用于锅炉、热风炉等燃烧设备中，提高燃烧效率和能源利用率。
其次，在电力行业，该技术可以应用于火电厂的燃烧系统中，提高发电效率和减少污染物排放。
此外，该技术还可以应用于煤改气项目中，将煤炭转化为天然气，实现能源的清洁利用。
高效中心给粉旋流煤粉燃烧技术在实际应用中取得了显著的效果。
通过对燃烧过程的优化和控制，可以实现煤粉的高效燃烧，提高能源利用率。
与传统的燃烧方式相比，该技术具有更高的燃烧效率和更低的污染物排放。
同时，该技术的应用还可以降低能源消耗，减少对煤炭等化石能源的需求，具有重要的经济和环境效益。
在未来的发展中，高效中心给粉旋流煤粉燃烧技术还有进一步的改进和创新空间。
首先，可以通过对旋流燃烧器的结构和参数进行优化，提高燃烧效率和稳定性。
其次，可以进一步研究和应用先进的燃烧控制技术，实现煤粉燃烧过程的精细化控制。
此外，还可以结合其他清洁能源技术，如燃料电池和太阳能等，实现多能源的综合利用。
旋流燃烧器介绍
HT－NR3型旋流燃烧器介绍一、作用及特点：1、向炉内输送燃料和空气；2、组织燃料和空气及时、充分的混合；3、送入炉内的煤粉气流能迅速、稳定的着火，迅速、完全的燃尽；4、供应合理的二次风，使它与—次风能及时良好地混合，确保较高的燃烧效率；5、火焰在炉膛的充满程度较好，且不会冲墙贴壁，避免结渣；6、有较好的燃料适应性和负荷调节范围；7、流动阻力较小；8、能降低NOx的生成。
二、燃烧设备整体布置：采用前后墙布置、对冲燃烧、旋流式燃烧器系统，风、粉气流从投运的煤粉燃烧器、燃尽风喷进炉膛后，各只燃烧器在炉膛内形成一个独立的火焰。
前、后墙各布置3层HT－NR3燃烧器，每层8只；同时在前、后墙各布置一层燃尽风喷口，其中每层2只侧燃尽风（SAP）喷口，8只燃尽风（AAP）喷口。
每只煤粉燃烧器中心均配有点火油枪，油枪采用机械雾化，油枪总容量为锅炉B-MCR 所需热量的30%，单支油枪一般出力为1500kg/h。
燃烧设备的布置简图见图1 燃烧器布置示意图。
油枪布置简图见图2 油枪布置示意图。
图1 燃烧器布置示意图图2 油枪布置示意图每台磨煤机带 1 层中的 8 只燃烧器。
燃烧器层间距为 5.8198m，燃烧器列间距为 3.683m，上层燃烧器中心线距屏底距离约为 22.3m，下层燃烧器中心线距冷灰斗拐点距离约为 3.381m。
最外侧燃烧器中心线与侧墙距离为 4.0962m，燃尽风距最上层燃烧器中心线距离为7.1501m。
燃烧器配风分为一次风、内二次风和外二次风，分别通过一次风管，燃烧器内同心的内二次风、外二次风环形通道在燃烧的不同阶段分别送入炉膛。
其中内二次风为直流，外二次风为旋流。
三、燃烧器的结构1、煤粉燃烧器的结构煤粉燃烧器主要由一次风弯头、煤粉浓缩器、燃烧器喷嘴、稳焰环、内二次风装置、外二次风装置（含调风器、执行器）及燃烧器壳体等零部件组成。
(图3“燃烧器结构示意图”，图4“现场安装好后的燃烧器喉口部位”)。
燃烧设备及运行-旋流燃烧器
2、双蜗壳式
一、二次风转向相同 混合早且强烈适于烟煤、褐煤。 总之：前两种目前应用很少。
3、轴向叶片式
叶片展开图
(1)叶片垂直于柱面，与轴成一定角度(参见展开图)； (3)通过叶轮的前后移动可调节旋转强度 n ； (4)回流区较小，适于高挥发分煤。 (2)叶片可固定，或可调； 风从轴向流入。
外5565一次风周围还有一股冷空气或烟气距喷口12米处的温度由1600降到1400度nox降低39外二次风可把还原性气氛与水冷壁分开避免结渣或腐蚀在喷口处加装陶瓷火焰稳定环可进一步降低nox及邹县电厂2020th24只每层4只前后墙对冲风箱为沿炉四周环形连通旋转方向均为两侧向中心旋控制了火焰冲刷侧墙四布置充满度好不刷墙1前墙布置
在喷口处加装陶瓷火焰稳定环 可进一步降低NOx及 飞灰含碳量
邹县电厂2020t/h
24只
3层
每层4只
前后墙对冲
风箱为沿炉四周环形连通
旋转方向均为两侧向中心旋
减少了相邻燃烧器的干扰
控制了火焰冲刷侧墙
四、布置
充满度好 不刷墙
2、前后墙对冲 (或侧墙) 1、前墙布置：用于小容量锅炉 3、两面墙交错布置：充满度更好 最大缺点：主气流上下均有停滞旋涡区。 仅在冷灰斗附近形成小停滞区，一般多层布置。
3、比直流燃烧器的扩散角大，旋转越强，扩散越大:
二、旋转强度及其影响： 1、定义： 2、影响： (1) 气 流 型 式：
8M n DK
M:旋转动量矩；K：轴向动量矩； M n ；K n ；
当 n n 很小时，如(a)所示，弱旋转，不能产生回流区， n 增大到一定值时，如(b)所示，出现回流区，适当 当 当 太大时，如(c)所示，形成扩散状，俗称“飞边”， 的回流区的长度及回流量是我们所追求的，此时为开放 飞边会使火焰贴墙 烧喷口、结渣。 呈封闭状态，不具有旋转的重要特性，类似于直流。 式气流。
旋流燃烧器介绍
HT－NR3型旋流燃烧器介绍一、作用及特点：1、向炉内输送燃料和空气；2、组织燃料和空气及时、充分的混合；3、送入炉内的煤粉气流能迅速、稳定的着火，迅速、完全的燃尽；4、供应合理的二次风，使它与—次风能及时良好地混合，确保较高的燃烧效率；5、火焰在炉膛的充满程度较好，且不会冲墙贴壁，避免结渣；6、有较好的燃料适应性和负荷调节范围；7、流动阻力较小；8、能降低NOx的生成。
二、燃烧设备整体布置：采用前后墙布置、对冲燃烧、旋流式燃烧器系统，风、粉气流从投运的煤粉燃烧器、燃尽风喷进炉膛后，各只燃烧器在炉膛内形成一个独立的火焰。
前、后墙各布置3层HT－NR3燃烧器，每层8只；同时在前、后墙各布置一层燃尽风喷口，其中每层2只侧燃尽风（SAP）喷口，8只燃尽风（AAP）喷口。
每只煤粉燃烧器中心均配有点火油枪，油枪采用机械雾化，油枪总容量为锅炉B-MCR 所需热量的30%，单支油枪一般出力为1500kg/h。
燃烧设备的布置简图见图1 燃烧器布置示意图。
油枪布置简图见图2 油枪布置示意图。
图1 燃烧器布置示意图图2 油枪布置示意图每台磨煤机带 1 层中的 8 只燃烧器。
燃烧器层间距为 5.8198m，燃烧器列间距为 3.683m，上层燃烧器中心线距屏底距离约为 22.3m，下层燃烧器中心线距冷灰斗拐点距离约为 3.381m。
最外侧燃烧器中心线与侧墙距离为 4.0962m，燃尽风距最上层燃烧器中心线距离为7.1501m。
燃烧器配风分为一次风、内二次风和外二次风，分别通过一次风管，燃烧器内同心的内二次风、外二次风环形通道在燃烧的不同阶段分别送入炉膛。
其中内二次风为直流，外二次风为旋流。
三、燃烧器的结构1、煤粉燃烧器的结构煤粉燃烧器主要由一次风弯头、煤粉浓缩器、燃烧器喷嘴、稳焰环、内二次风装置、外二次风装置（含调风器、执行器）及燃烧器壳体等零部件组成。
(图3“燃烧器结构示意图”，图4“现场安装好后的燃烧器喉口部位”)。
旋流煤粉燃烧器讲解
从燃烧器喷出的气流具有很高的切向速度和足够大的轴向速度， 早期湍动混合强烈。
轴向速度衰减较快，射程短，后期扰动弱。 旋流燃烧器适用于含挥发分较高的煤种。
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1、旋流射流空气动力特性
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旋流射流空气动力特性
旋流强度(n): 表征旋转程度 (气流旋转动量矩/轴向动量)。
n M pL
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旋流燃烧器的布置
燃烧器前后墙或两侧墙布置 两面墙上燃烧器喷出的火炬在炉膛中 央互相撞击后，火焰大部分向炉膛上方 运动，炉内的火焰充满程度较好，扰动 性也较强 若对冲的两个燃烧器负荷不相同，则 炉内高温火焰将向一侧偏移，造成结渣
旋流燃烧器炉顶布置 只在采用W火焰燃烧技术的较矮的下炉 膛中才应用, 后面讲述
Flame Stabilizing
Guide sleeve Ring
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Guide sleeve Ring
旋流燃烧器
煤粉+一次风
＋Baffle Plate
三次风
二次风
P.C. Concentrator
煤粉浓缩器
A B CD
导流环
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m 左侧墙
右侧墙
燃尽风口
燃烧器
Y X
Z
X ： 离前墙的距离 Y ： 离炉膛底部的距离 Z ： 离左侧墙的距离
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第六章 燃烧原理和燃烧设备
§1 燃料燃烧的基本原理 §2 直流煤粉燃烧器 §3 旋流煤粉燃烧器 §4 煤粉炉炉膛 §5 煤粉炉点火系统 §6 煤粉燃烧新技术
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§3 旋流燃烧器
旋流燃烧器:出口气流包含有绕燃烧器轴线旋转的旋转射流。
一、旋流射流 二、旋流煤粉燃烧器的形式
燃烧设备的基本概念
旋转 旋转
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旋流燃烧器的形式
直流蜗壳式
双蜗壳式
轴向可动叶轮式
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旋流燃烧器的结构
旋流燃烧器图片
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4/6
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旋流煤粉燃烧器的结构
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前墙旋流燃烧器及油枪
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旋流煤粉燃烧器的结构
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四通道煤粉燃烧器结构示意
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1、旋流射流空气动力特性
*旋流燃烧器:出口气流包含绕燃烧器轴线旋转的旋转射流。
气流旋转的结果是在射流中心产生一个低压区，造成了径向和轴向的压力梯度。 这将吸引中心部分的烟气沿轴线反射运动，在旋转射流内部产生回流区。这样， 旋转射流就从内外两个边界卷吸高温烟气，这对煤粉的着火十分有利，特别是内 回流区，是着火的主要热源。
燃 烧
• 炉膛（燃烧室）
设 • 燃烧器 备
空气雾化 蒸汽雾化
煤粉燃烧器 油燃烧器 点火装置
电火花点火 电弧点火 半导体高能点火
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自冷灰斗至炉膛 出口的燃烧空间
一次风喷嘴 二次风喷嘴 三次风喷嘴
直流燃烧器 旋流燃烧器
直流一次风、二次风 旋流二、三次风
煤粉燃烧器种旋流燃烧器
*一、二次风用 不同管道与燃烧 器连接，燃烧器 内一、二次风通 道隔开。 *二次风射流为 旋转射流,一次风 射流可以是旋转 射流,也可以是直 流。
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1、旋流射流空气动力特性
旋流射流的特点：
旋流射流具有比直流射流大得多的扩展角，射流中心形成回流区， 射流内、外同时卷吸炉内高温烟气，卷吸量大。
• M ——气流的切向旋转动量矩；
p ——气流的轴向旋转动量；
L ——燃烧器喷口的特性尺寸。
旋转射流的扩展角一般比直流射流大， 而且随着旋转强度的增大而增大。
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旋流射流空气动力特性
旋流强度(n): 表征旋转程度 (气流旋转动量矩/轴向动量)。 n M pL
随着n的不同，旋转射流有三种不同的流动状态:
三次风 对中间储仓式热风送粉系统，为充分利用细粉分离器 排出的含有10%～15%细粉的乏气，由单独的喷口送入炉膛燃烧， 这股乏气称为三次风。
旋流燃烧器
• 出口气流包含有旋流 射流的燃烧器；其出 口气流可为几个同轴 旋流射流组合，也可 是旋流射流与直流射 流的组合。
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旋流燃烧器的原理图
导流筒
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前
后
墙
烟气 对
冲
燃
前 墙 燃 烧
后 墙 燃 烧
烧 煤 粉
器
器
锅
炉
作业与思考题
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• 1、旋流射流的特点是什么 ? • 2、简述旋流煤粉燃烧器的形式和结构特点。
通过燃烧器的空气
进入煤粉炉燃烧器的空气不是一次集中送进的，按对着火、 燃烧有利而合理组织、分批送入，按作用不同，可分为三种:
一次风 携带煤粉送入燃烧器的空气。主要作用是输送煤粉 和满足燃烧初期对氧气的需要；
二次风 待煤粉气流着火后再送入的空气。二次风补充煤粉继 续燃烧所需要的空气，并起气流的扰动和混合的作用；
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2、旋流燃烧器的结构与形式
旋流燃烧器根据结构不同，分为: 蜗壳式旋流燃烧器: 采用蜗壳作旋流器 叶片式旋流燃烧器: 采用叶片作旋流器
型式 蜗壳型 叶片型
旋流器
双蜗壳 单蜗壳 叶片+蜗壳
轴向叶片 切向叶片
一次风
旋转 直流，带中心扩流锥
经蜗壳旋转
直流或弱旋 直流或弱旋
二次风
旋转 旋转 经叶片旋转
封闭气流: n较小，弱旋或不旋，中心没有回流区或回流区较小，回流 区负压小，主射流受到压缩，旋转射流呈封闭状态，特性接近直流射流.
全扩散气流 n 和扩展角很大，射流外卷吸作用强烈，使外侧压力小 于中心压力，整个射流向外全部张开，外侧回流区全部消失
开放气流 n 较大，射流内、外侧的压力差逐渐接近，射流中心形成 较大回流区，延长到速度很低处才封闭，形成开放式的结构
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双调风旋流煤粉燃烧器
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3、旋流燃烧器的布置方式
(a) 前墙布置； （b）两面墙对冲或交错布置； （b-1）两面墙交错布置； （b-2）两面墙对冲布置； （c）半开式炉膛对冲布置； （d）炉底布置； （e）炉顶布置
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3、旋流燃烧器的布置
旋流燃烧器前墙布置： 不受炉膛截面宽、深比限制，布置方便，与 磨煤机联接煤粉管道短。 主气流上下两端形成明显的停滞旋涡区，炉 膛火焰的充满程度较差。 炉内火焰的扰动较差，不利于燃烧后期的扰 动和混合。
合理，受热面不结渣； ②有较好的燃料适应性，以满足煤种在一定范围内变化时，
仍能保证机组安全、稳定、经济运行； ③有良好的负荷调节性能和较大的调节范围，以适合电网
调峰的需要； ④能通过燃烧控制NOX的生成，以满足环境保护的要求； ⑤流动阻力较小，运行可靠，不易烧坏和磨损，便于维修
和更换部件。
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旋流燃烧器的布置
燃烧器前后墙或两侧墙布置 两面墙上燃烧器喷出的火炬在炉膛中 央互相撞击后，火焰大部分向炉膛上方 运动，炉内的火焰充满程度较好，扰动 性也较强 若对冲的两个燃烧器负荷不相同，则 炉内高温火焰将向一侧偏移，造成结渣
旋流燃烧器炉顶布置 只在采用W火焰燃烧技术的较矮的下炉 膛中才应用, 后面讲述
从燃烧器喷出的气流具有很高的切向速度和足够大的轴向速度， 早期湍动混合强烈。
轴向速度衰减较快，射程短，后期扰动弱。 旋流燃烧器适用于含挥发分较高的煤种。
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1、旋流射流空气动力特性
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旋流射流空气动力特性
旋流强度(n): 表征旋转程度 (气流旋转动量矩/轴向动量)。
n M pL
回流型燃烧器 浓淡燃烧器
气流没有切向 流动速度分量
一次旋流 一次直流+二次旋流 一次直流+二次旋流+三次旋流 一次旋流+二次旋流+三次旋流
气流有切向 流动速度分量
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燃烧器的作用与要求
作用：将燃料与燃烧所需空气， 按一定的比例、速度和
混合方式，经喷口送入炉膛。
要求： ①保证充分混合、迅速着火、稳定燃烧，燃尽；炉温分布