旋流式燃烧器
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。
一种新型轴向叶片式旋流燃烧器
专利名称：一种新型轴向叶片式旋流燃烧器专利类型：实用新型专利
发明人：宫宇
申请号：CN202121620337.4
申请日：20210716
公开号：CN215637132U
公开日：
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种新型轴向叶片式旋流燃烧器，包括第一风道，所述第一风道的右侧固定连接有连接风道，所述连接风道的右侧固定连接有第二风道，所述第一风道、连接风道和第二风道为一体成型结构，所述第一风道的顶部和底部均固定安装有挡风机构，所述挡风机构包括固定壳，所述固定壳固定连接在第一风道表面且与其相互连通，所述固定壳的内部设有挡风板，所述挡风板的顶部开设有螺孔，所述固定壳的顶部固定连接有连接板。
该新型轴向叶片式旋流燃烧器，结构设计合理，使用方便，采用物理调节进风量的方式，无需再通过调整风道的风机功率实现，具有调整及时，降低功率，节能环保的优点，可满足多方位需求。
申请人：上海伍燃能源科技有限公司
地址：201401 上海市奉贤区西闸公路1036号1幢
国籍：CN
代理机构：重庆创新专利商标代理有限公司
代理人：李智祥
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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。
1000MW等级机组旋流燃烧器安全应用分析
1000MW等级机组旋流燃烧器安全应用分析一、1000MW等级机组旋流燃烧器的工作原理1000MW等级的机组通常采用煤为主要燃料，煤在燃烧时会产生大量的烟气，而传统的燃烧器在燃烧煤时往往会存在燃烧不充分、热效率低、排放污染物高等问题。
而旋流燃烧器则采用旋流技术，通过向燃烧器内加入旋流器，使空气和煤粉充分混合，形成旋流燃烧，使燃烧更加充分，提高热效率，减少污染物排放。
其工作原理如下：1. 旋流燃烧器通过旋流器，将煤粉和空气充分混合，形成旋流燃烧，使燃烧更加充分。
2. 旋流燃烧器采用高速旋转的方式，使煤粉和空气迅速混合，提高了燃烧速度和效率。
3. 旋流燃烧器在燃烧的过程中，烟气在旋流的作用下形成涡旋，使燃烧更加均匀，进一步降低了污染物排放。
二、1000MW等级机组旋流燃烧器的安全应用1. 安全设计在1000MW等级机组中应用旋流燃烧器需要进行严格的安全设计，包括燃烧器的结构设计、旋流器的选型和安装等。
燃烧器的结构设计需要保证其在高温、高压下能够稳定工作，并具有防爆、防震、防腐等性能。
旋流器的选型和安装需要保证其能够与燃烧器完美匹配，确保煤粉和空气充分混合，燃烧效果更佳。
还需要对燃烧器进行全面的安全评估，确保其在运行过程中能够稳定可靠地工作。
2. 运行监测1000MW等级机组旋流燃烧器的安全应用还需要进行实时的运行监测，通过监测燃烧器的温度、压力、振动等参数，及时发现并排除潜在的安全隐患。
还需要对燃烧器的燃烧效果进行实时监测，确保煤粉和空气的混合比例恰当，燃烧效果良好。
运行监测还可以帮助发现运行过程中的异常情况，及时进行处理，确保安全生产。
3. 安全培训1000MW等级机组旋流燃烧器的安全应用还需要对相关人员进行专业的安全培训，包括操作人员、维护人员等。
培训内容包括燃烧器的结构、工作原理、运行参数等，帮助操作人员更加深入地了解燃烧器的工作情况，及时发现并处理异常情况。
还需要对维护人员进行维护知识培训，确保他们能够熟练地进行设备的日常维护和检修工作。
旋流燃烧器 1121127 陶攀
3.旋 转 强 度
射流的流动工况与其旋转 强烈程度有关，通常用旋转强 度n来表示，其定义为： n=M／pL
M ——气流的切向旋转动量矩 P ——气流的轴向动量 L ——燃烧器喷口的特性尺寸
注意事项
旋转强度的选择主要依据燃煤特性，同时考 虑炉膛形状、尺寸和燃烧器布置方式等。对容易 着火的煤，不需要过多的烟气来加热煤粉气流， 故旋转强度可选得小些。对难着火的煤，则旋转 强度应该选的大些 。
2.射 流 衰 减 快
• 由于旋流射流从内外两侧卷吸周围介质， 因而射流的流量增加较快。但是沿射流轴 线方向速度的衰减较直流射流快，特别是 切向速度的衰减比轴向速度衰减更快。切 向速度的衰减使射流的旋转程度减弱。由 于旋转射流轴向速度的衰减比直流射流快， 这样在相同的初始动量下，旋转射流的射 程比直流的射程短。
旋流燃烧器
旋流燃烧器是利用旋流器使气 流产生旋转运动的，其喷口截面 均为圆形，故又称圆形燃烧器。
旋转射流的特性
气流经旋流器产生旋转运动，当从燃烧器 喷口射入炉膛时，射流就失去燃烧器通道的 约束，在旋转离心力的作用下，气流向四周 扩散，形成辐射状空心旋转射流，由于炉膛 是充满高温烟气的有限空间，射流速度高， 故近似为紊流旋转射流，与直流射流相比， 旋转射流有许多不同的特点。
旋流射流的特性
• 具有内外两个回流区 • 射流衰减快 • 旋转强度来自1.具有内外两个回流区
旋转射流有强烈的卷吸作用，能将中心和外缘的气 体带走，造成负压区，形成内外两个周界面，射流中 心产生负压，吸引高温烟气反向流到射流根部，形成 内回流区，射流外边界靠紊流扩散卷吸烟气，形成外 回流区。旋转射流从内外两个回流区卷吸高温烟气， 这对煤粉的着火十分有利，特别是内回流区是煤粉气 流着火的主要热源。
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。
直流燃烧器与旋流燃烧器常见故障分析与处理
直流燃烧器与旋流燃烧器常见故障分析与处理直流燃烧器的形状窄长，布置在炉膛四角，托电一期锅炉为直流燃烧器由六组燃烧器喷出的气流在炉膛中心形成一个切圆。
直流燃烧器喷出的一、二次风都是不旋转的直射气流，喷口都是狭长形。
旋流燃烧器是利用其能使气流产生旋转的导向结构，使出口气流成为旋转射流，托电二期锅炉为轴向叶轮式旋流燃烧器，前后三层对冲燃烧。
燃烧器有一根中心管，管中可插油枪。
中心管外是一次风环通道，最外圈是二次风环形通道。
这种燃烧器对锅炉负荷变化的适应性好，并能适应不同性质的燃料的燃烧要求，且其结构尺寸较小，对大容量锅炉的设计布置位置较为方便。
故障现象：（1）炉膛燃烧吊焦。
（2）燃烧器入口插板门漏粉。
（3）燃烧器出口浓向分流板磨损严重。
（4）燃烧器外壳有裂纹。
原因分析：（1）没有按设计煤种供应燃料，造成燃料中灰分的ST温度过低，炉膛热负荷过高，炉膛出口烟道截面太小，喷燃器调整不当，炉膛门孔关闭不严，墙式吹灰器失灵，炉膛出口受热面管排不平整，造成受热面结焦。
（2）火焰中心偏向#1角，阻塞了喷口面积，使#1角阻力增大，发生结渣。
（3）插板门安装不合适。
法兰连接螺栓松动。
（4）一次风流速过高。
（5）燃烧器材料与设计不符。
处理方法：（1）严格按照设计煤种要求合理配煤。
适当调整喷燃器摆动角度。
加强炉膛吹灰，经常检查使炉膛各门孔关闭严密。
修后炉膛出口受热面管排平整。
（2）检查#1角燃烧器角度是否与其它三个角一致。
（3）运行中测量各台磨风速，调整到合适的流量。
（4）利用临修、小修传动燃烧器入口二次风各挡板门是否开度一致。
（5）利用临修、小修重新调整插板门安装位置并对法兰连接螺栓重新进行热紧。
（6）利用临修、小修重新更换浓向分流板。
（5）用补焊钢板的方法对有裂纹的燃烧器外壳进行加固。
防范措施：（1）加强点检，发现问题及时分析并做响应的调整。
（2）利用停炉仔细检查燃烧器四周及内部，发现问题及时处理。
（3）检查磨煤机出口分离器调节挡板是否有损坏的。
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三、旋流式燃烧器的类型
按照旋流燃烧器的结构，旋流式燃烧器可分 为蜗壳式、轴向叶片式、切向叶片式三大类， 常用有以下几种：
a.蜗壳 a.蜗壳 旋流器 b.切向 b.切向 旋流器 c.切向 c.切向 旋流器
1.单蜗壳锥形旋流燃烧器 1.单蜗壳锥形旋流燃烧器
特点：对煤种适应性较双蜗壳式好， 特点：对煤种适应性较双蜗壳式好，可燃用挥发分较低的贫煤
旋流式燃烧器
一、旋流式燃烧器
二、旋流燃烧器的工作原理
旋流燃烧器由喷口组成，燃烧器中装有各种型式的旋流发生器(简称旋流 器)。煤粉气流空气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。
注：适用于Vdaf≥25%的烟煤和褐煤
2.双蜗壳旋流燃烧器 2.双蜗壳旋流燃烧器
特点：一次风阻力大； 特点：一次风阻力大；出口气流速度和煤粉浓度分布不均匀
3.轴向叶片旋流煤粉燃烧器 3.轴向叶片旋流煤粉燃烧器
注：适用于Vdaf≥25%，Qar,net,p ≥ 16800k粉燃烧器