直流煤粉燃烧器
发电厂煤粉炉及汽水系统
(2)氧化反应 一部分 在HS吸O3收塔喷淋区被烟气中的氧所氧
化，其他的 在H反SO应3池中被氧化空气完全氧化， 反应如下：
HS3O1/2O2 HS4O HS4OHSO42
24
(3)中和反应 吸收剂浆液被引入吸收塔内中和氢离子，使吸收
液保持一定的PH值，中和后的浆液在吸收塔内再循 环，中和反应如下：
26
(b)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ气循环流化床脱硫
C粉a(O末H与)2喷入的雾水剧烈混合，
等发生化学反S应O 2、 ，S生O 3、 成HlC 、 HF Ca3、 SCO a4、 SC 等O 。a 2、 C Cl2 aF 优点： ➢ 脱硫效率〉90%； ➢ 适应锅炉负荷变化； ➢ 初投资低，运行费用低； ➢ 适应各种含硫煤种； ➢ 流程简单，系统设备少。 缺点： ➢ 对石灰品质和颗粒粒径要求高； ➢ 降低除尘器除尘效率； ➢ 生成的 CaS比O3 C多aS。O4
20
旋流燃烧器的布置方式
21
22
（三）防止污染环境的措施
烟气中的有害气体：NOx、SO2。 1. 脱硫 （a）石灰石/石灰——石膏湿法脱硫 化学过程： (1)吸收反应
烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接 触，循环浆液吸收大部分SO2，反应如下：
SO2 H2OH2SO （ 3 溶解） H2SO3 H HSO 3(电离）
高浓度燃烧时：缺氧燃烧，减少了燃料型
NOX的生成；低浓度燃烧时：过氧燃烧， 温度低，减少了热力型NOX的生成；
1-二次风喷口；2-贫燃料喷口；3-再循环烟气喷口；4-富燃料喷口；5-油枪；
6-火上风（OFA）喷口；7-一次风煤粉管道；8-弯头分离器
37
3. 脱硝 方法：选择性催化还原烟气脱硝技术和电子 束法。 选择性催化还原烟气脱硝：在催化剂作用 下，还原剂NH3或V2O5/TiO2选择性地与烟 气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2和 H2O。
锅炉原理名词解释——试卷部分~华北电力大学
v1.0 可编辑可修改11. 电站锅炉：所谓电站锅炉，是将媒或其他燃料的化学能转化为水、水蒸气的热能，向汽轮机发电机组提供蒸汽的工业装置。
其任务是燃烧燃料，生产一定数量和品质的蒸汽。
2. 自然循环锅炉：所谓自然循环锅炉，是指蒸发系统内仅依靠蒸汽和水的密度差的作用，自然形成工质循环流动的锅炉。
3.型锅炉：型锅炉即从侧面看锅炉的形状呈现型，炉膛顶部通过折焰角连接水平烟道，之后垂直向下形成竖直烟道。
4. 烟煤、贫煤：媒的干燥无灰基的挥发分含量之间的媒。
无烟煤：媒的干燥无灰基的挥发分含量的媒。
褐煤：媒的干燥无灰基的挥发分含量的媒。
5. 媒的高位发热量：单位质量的媒完全燃烧时释放的全部热量包括燃烧产物中的水蒸汽全部凝结成水时所放出汽化潜热，称为媒的高位发热量。
6. 媒的哈氏可磨系数：，其中是通过孔径为74μm 的筛子的煤粉量。
7. 灰媒的三个特性温度：DT - 变形温度，灰锥顶端开始变圆或弯曲的温度；ST - 软化温度，在灰锥的熔融过程中，煤灰的锥顶变至锥底或变成球形或高度等于或小于底长时所对应的温度；FT – 流动温度，灰锥融化成液体或厚度在一下时对应的温度。
8. 挥发分含量：失去水分的媒，在加热过程中有机质分解而析出的气体物质占媒粉样品的质量分数。
9. 热有效系数：被污染受热管的传热系数与清洁管的传热系数之比。
10. （水冷壁）热有效系数：受热面的吸收热量与投射到炉壁上的热量之比。
11. 直流煤粉燃烧器：煤粉气流和热空气从一系列矩形或圆形喷口射出后，形成直流射流的燃烧器。
12. 水冷壁的截面含气率：汽水混合物中，管道断面上蒸汽所占的断面与总断面之比。
13. 一次风：携带煤粉进入炉膛的热空气。
二次风：为补充燃料燃烧所需的氧，经燃烧器进入炉膛的纯净的热空气。
三次风：在中间储仓式制粉系统的热风送粉系统中，携带细粉的磨煤乏气由专门的喷口送入炉内燃烧，称为三次风。
14. 结渣：结渣是指炉内软化或融化的灰粒膨胀并粘附在水冷壁和主要受热面上生成的渣层。
煤粉燃烧器
煤粉燃烧器的分析摘要：本文分析了几种有代表性的预燃室型煤粉稳燃装置的原理及其特性，并根据其原理提出了几种改进的方案。
关键词：回流区；煤粉锅炉燃烧器；钝体前言：我国电力行业以劣质媒为主要燃料，这是我国能源政策的要求，同时也是我国煤碳资源分布状况、开采运输条件等所决定的。
从经济性和发展趋势看，燃油锅炉和燃用优质煤锅炉所占比重将越来越少，燃用劣质煤锅炉，特别是大容量劣质煤锅炉将越来越多。
锅炉燃用劣质煤时普遍存在着火困难、燃烧稳定性差、燃尽率低等问题。
对于有些煤种，还存在着炉膛水冷壁结焦、尾部受热面磨损腐蚀、排放物严重污染环境等问题。
另一方面，要求越来越多的锅炉机组参加电网调峰。
锅炉参加电网调峰时，需要改变负荷和调整运行方式，这就进一步加剧了劣质煤锅炉己存在的问题的严重性。
这些问题急需解决，而解决这些问题的重要手段就是研制和开发新燃烧设备。
我们小组从《燃烧学》课本上介绍的两种传统煤粉燃烧稳燃装置出发：旋流稳燃器：稳燃原理：旋流射流的一个最大特点就是射流内部有一个反向回流区，旋转的射流不但从射流外侧卷吸周围的介质，而且还从内部回流区内卷吸介质，而内部回流区的烟气温度很高，能有效助燃和稳燃。
存在的问题：1.预燃筒壁的积粉和结渣：不能作为主燃烧器在锅炉运行中长期使用，甚至在短期的锅炉点火启动和低负荷稳燃运行使用时也成问题，因预燃室简壁结焦严重或出现局部温度过高而烧毁预燃室.2.旋流叶片的磨损：在长期多变负荷运行过程中，旋流叶片受到高速煤粉流的冲刷，容易磨损变形，造成煤粉流的堵塞，影响旋流效果3.低负荷条件下工作不稳定，容易熄火，需要喷油助燃。
4.对无烟煤等低挥发分含量煤种的效果不好。
钝体直流稳燃器：稳燃原理：钝体是不良流线型体，在大雷诺数下流体流经钝体时在钝体的某个位置会是流体边界层脱离开钝体，从而在下游形成一个回流区，回流区内的煤粉具有高温，高氧的特点，提供更多的着火热，克服了自由射流的冷核区，对于助燃和稳燃有较大效果。
直流煤粉燃烧器切园找正器的设计及应用
Байду номын сангаас
ｊ
●
参考 文献 为找正器 Ｂ的最高点作为观察点。但其水平误差可直接导致系统误差 的产生 ， Ⅱ 这 以注意。 【冯俊凯— １ 】 锅炉原理及计算呻 北京： 科学出版社， ７． １ ９９ ２ 】 新型直流 多功能直流煤粉燃烧器的冷态模型试验研究． 清华大 ６ 找正器的装卡， ． ４ 一定要认真仔细， 实践证明， 只要找正器精心装 『王云山． 学热能工程系研究报告， ８． １ ６ ９ 充 毛 删 量结果影响 ， ，旨； ｆ 豸差 艮 Ｊ食 ｆ证 实＝ｆ ± ｍ 、 ｉ 理 ５ ｍ。 ［￣ ３ ］ － Ｉ － 手册帆 北京： 机械工业出版社，９９ １８． ７ 测量实例 对某公司化肥厂 ３ 煤粉锅炉 Ｈ ＿ ５３ ＃ Ｇ１２ ３ ／ ２型，四角布置直流 １ ９ 煤粉燃烧器假想切圆进行安装测定 ， 对于准备到位的一次风喷Ｉ， ： 每件 １ 只需 １ ５分钟 ， 即可测量调整到准确位置。理论要求假想切圆 ｆ ７ ＝ ５± ５ ２， ５实际测得 ｆ＝ ７ 、ｆ＝ ７ 、 ｆ＝ ７ 、 ￣５ ７经反复多次 多人校 ５４ ￣５６ 、 ５ ５ ｆ＝ ７ ， ３
关键 词 ： 煤 粉 燃 烧 器； 想切 园； 正 器 ； 次 风； 次风 直流 假 找 一 二
１ 述 概
火力发电的煤粉锅炉有很大一部分是采用直流煤粉燃烧器， 四角布 置形成切园 燃烧 ， 于保护环境和经济运行的需要 ， 由 提高锅炉的 运行质
量就显得尤为重要。对于锅炉来讲燃烧器及假想园的安装调试质量， 又
是重中 之重。 开发一种经济可行的找正器是保证质量的 关键。
２问题提 出
一
常规的调试方法， 造成假想切 园的实际误差较大 ， 直流煤粉燃烧器 ２ 左 难 蠼 挂 ３ 固 定 垂 、 ４ 旋 ＃ 蠕 母 、 切园过大会造成严重结焦， 切园过小则不利于稳定燃烧， 飞灰可燃物高， ６ 右 琏 蠕 挂 、 直接影响锅炉的经济运行。 图１ ３ 锅炉燃烧器角式布置的特点 ３ 为了使煤粉与空气均匀混合， ． １ 达到完全燃烧的 目 利用锅炉对 的， 角线长的特点 ， 为煤粉的扩散提供尽可能大的空间， 所以燃烧器为正四 角布置。 不过由于炉体四角钢梁框架的影响， 在煤粉燃烧器喷 口部位 ， 必 须采取弯管设计。 ３ ２为使煤粉在喷入炉内时不至于受离心作用影响， 煤粉过于集中， 所以在一次风弯管部分设有导向隔板。 图２ 图３ ３ 所以用常规的手工定位两点延长线法 ， ． ３ 找一次风 喷口的假想切 园数据， ＝ｆ １０ 理＼ ０￣不等 ， 所以常出现一人测得—组数据 ， 用平均 值法计算切园， 误差较大。 Ｉ ， 个 ４直流煤粉燃烧器切园找正器的设计原理 利用左右旋螺栓同轴的方法 ， 螺杆限位不转， 只许轴向伸长或缩短。 【 左右旋螺母谢 十 与—体同步旋转（ 螺母采用细牙等距 ）在旋转螺母中心 ， 车制 ” ” ｖ 型槽定位。 使两螺拴在螺母旋转自Ｊ 勺 况下， 具有同步伸缩之功 对 ， 实 ＝ ７ ± 均接近理想值。得到诸多测量者的共 同站赞许。 ５５ ５ 能。也就在任一时刻， ＝ 乙 ＝ ｌＬ ， Ｌ Ｌ Ｌ Ｌ＝ ２ ｌ 找正器结构如图 Ｉ 所示。 ８ 直流煤粉燃烧器切圆找正器的优点 ５ 正器的使 用方法 ： 找 ５ 将找正器 Ａ中心槽处系一根 ｆ ． ． １ ６ ０ ｍｍ尼龙线 宜过紧， 长度根 ８ 结构简单， ． １ 制作方便， 经济适用。 据锅炉对角线长度确定） 手动拧紧旋转螺母 ， 可提供足够的摩擦力 ， 起到 ８ 测量精度远高于常规的手工定位两点延长线法 ， ２ 测量精度可达 固定技正器中心的作用 ， 如图２ 所示 。 ｆ 实＝ｆ ． 。 理－ Ｉ － ５ ８ 提高工作效率， ． ３ 避免重复工作 ， 节省安装时间。 ５ ． ２在放置找正器时， 用钢板尺进行校正 ， 保持其水平， 并且距喷口 端面距离相等， 两找正器平行安装 ， 在找正器 Ｂ安装时还应略低于找正 ８ ４该找正器不但适合于一次风喷口的找正 ，也同样适合于二次风 可调范围大 ， 具有自动找中心之功能。 器 Ａ旋转螺母—个半径 ，目的是从 Ａ中心槽环绕引出的 ｆ ． ｍ尼龙 喷臼的找正， ６ ０ｒ ａ ８ 该找正器不但可以用于假想切圆的找正 ， 同样适用于一 、 ． ５ 也 二次 线， 经找正器 Ｂ中一槽 后延长至假想切园时保持水平。这样以找正器 Ａ 中心槽为原点 ， 延长至假想切圆处 ， 通过观察尼龙线与 Ｂ之中心槽重合 风喷 口的水平找正， 只不过需要竖直安装。 ９ 改进假想切圆固定装置。 确保测量准确程度 情况， 对一次风喷口尾部进行水平方向的调整 ， 达到一次风喷口找正定 燃烧器找正时 ， 往往采用炉内十字交叉线法， 设定理论假想切圆圆 位 之 目的。 ５ 在校对安装后燃烧器的实际假想切园时， ． ３ 则以找正器 Ａ中心槽 盘 ， 但通常采用捆绑式固定 ， 以在检修人员走动时 ， 所 经常出现碰线现 为原点 ， 水平调整拉紧的尼龙线， 使之与找正器 Ｂ的中心槽重合 ， 这时延 象 ， 拉线松动， 影响切 圆的实际中心 ， 为此采用 ４只拉紧器 。可有效控制 切圆的变化和保持切圆水平。拉紧器如图 ４ 所示 ， 假想切圆的固定如图 长线在假想切圆中心的垂足既是假想切圆的半径。 ６找正器的装卡对测量的影响： ３ 所示 。 结束 语 ６ 找正器 Ａ水平方向的误差 ， １ 对测量结果基本无影响 ， 因为尼龙 直流煤粉燃烧器切圆找正器的设计， 不但提高 了一 、 二次风喷 口假 线上下对称 ， 属互补型， 不影响定位中心。 ６ 找正器 Ａ轴线与喷 口的平行度是影响实际测量中心的一个因 想切圆的找正精度 ， ２ 更重要的是可以为煤粉锅炉假想切圆的求得提供科 学的依据， 不但适用于单体燃烧器找正 ， 同样适用于整体燃烧器的预制。 素， 由于对称互补作用所以影响不大。 ６ 找正器 Ｂ的中心线与喷 口平行度误差对测量结果影响很小 ， 所以对生产厂家和用户都有一定的参考价值。 ３ 因
燃烧器的主要种类
燃烧器按所燃燃料的不同可分为煤粉燃烧器、油燃烧器和气体燃烧器3类。
燃烧器也叫燃烧机，按照燃料可分为燃油燃烧器和燃气燃烧器；按照使用对象分为窑炉燃烧器和锅炉燃烧器；按照应用领域可分为工业用燃烧器、民用燃烧器及特种燃烧器。
其中燃油燃烧器分为轻油（如柴油）和重油燃烧器（如废机油)，燃气燃烧器分为天然气燃烧器、液化气燃烧器、城市煤气燃烧器、沼气燃烧器等。
我们平常所说的燃烧器指的是锅炉燃烧器。
【煤粉燃烧器】煤粉燃烧器分旋流式和直流式两种。
①旋流式煤粉燃烧器:主要由一次风旋流器、二次风调节挡板（旋流叶片或蜗壳）和一、二次风喷口组成。
它可以布置在燃烧室前墙、两侧墙或前后墙。
输送煤粉的空气称为一次风，约占燃烧所需总风量的15～30%。
煤粉空气混合物通过燃烧器的一次风喷口喷入燃烧室。
燃烧所需的另一部分空气称为二次风。
二次风经过燃烧器的调节挡板（旋流叶片或蜗壳）后形成旋转气流，在燃烧器出口与一次风汇合成一股旋转射流。
射流中心形成的负压将高温烟气卷吸到火焰根部。
这部分高温烟气是煤粉着火的主要热源。
一次风出口的扩流锥可以增大一次风的扩散角，以加强高温烟气的卷吸作用。
②直流式煤粉燃烧器:一般由沿高度排列的若干组一、二次风喷口组成，布置在燃烧室的每个角上。
燃烧器的中心线与燃烧室中央的一个假想圆相切，因而能在燃烧室内形成一个水平旋转的上升气流。
每组直流式燃烧器的一、二次风喷口分散布置，以适应不同煤种稳定而完全燃烧的要求，有时也考虑减少氮氧化物的生成量。
【油燃烧器】燃油燃烧器主要采取雾化技术，KMY汽泡雾化燃烧器雾化原理是：燃油与雾化介质（水蒸汽或压缩空气）经汽泡雾化发生器产生大量油包汽汽泡，在混合室充分混合后喷出，由于存在较高压差，从而实现爆破雾化。
经航空发动机气动热力国防科技重点实验室激光检测，其雾化颗粒索太尔平均直径SMD≤23.76μm，这是一般气动雾化和机械雾化喷嘴达不到的，是一种全新的燃油雾化燃烧技术。
油燃烧器的调风器除与煤粉燃烧器相似的旋流式和直流式外，尚有一种部分旋流式，即在直流式调风器内布置一个稳焰器，使少量空气(10～20%)流经稳焰器后产生旋转运动，在调风器出口形成中心回流区，使油雾着火稳定，以达到低氧燃烧。
煤粉燃烧器
16
35-15
根据煤种的不同，直流煤粉燃烧器的 一次风喷口和二次风喷口有各种不同的布 置方式，使燃料稳定地着火、煤粉与空气 有效地混合、完全燃烧和避免结渣。
直流燃烧器可分为均等配风燃烧器和分 级配风燃烧器两种形式。
16
35-16
1.均等配风直流煤粉燃烧器 均等配风方式是指一、二次风喷口 相间布置 ， 即在两个一次风喷口之间均等布置一个或两个二 次风喷口，或者在每个一次风喷口的背火侧均等 布置二次风喷口。 在均等配风方式中，由于一、二次风喷口 间距 相对较近 ，一、二次风处自喷口流出后能很快得 到混合，使煤粉气流着火后不致由于空气跟不上 而影响燃烧，故一般 适用于烟煤和褐煤 ，所以又 叫做烟煤－褐煤型直流煤粉燃烧器。 典型的均等配风直流煤粉燃烧器喷口布置方式 如图5－3所示。
16 35-12
至于直流射流的扩展角，一般不 大，只有15°22°。射流的扩展角决 定了射流的外边界，也就决定了射流 的形状。在直流燃烧器中，射流扩展 角的大小，决定了相邻两股气流的开 始混合点，直接影响煤粉的着火和燃 烧情况。
16
35-13
（二）直流煤粉燃烧器
直流煤粉燃烧器的出口是由一组圆形、 矩形或多边形的喷口所组成。煤粉气流、 燃烧所需空气以及由制粉系统来的乏气 （三次风）分别由不同喷口以直流射流形 式喷进炉膛。 直流煤粉燃烧器大多布置在炉膛四角 上，由四角的燃烧器喷出的四股气流在炉 膛中心形成一个或两个“ 假想切圆 ”。这 种组织燃烧的方法常称为“ 切圆燃烧 ”。 我国采用直流煤粉燃烧器的锅炉很多，大 都采用此种“ 四角布置切圆燃烧 ”的方式。
着射流的喷射方向不断 如下：
1 2
体段，卷吸量的关系式 Q Qo ax 1 .2 0 . 41 b o
锅炉原理周强泰第三版书后习题(部分)整理
复习考虑题绪论1、以热力系统说明火力发电厂的消费过程以及锅炉在其中的作用？省煤器〔给水〕--汽包—水冷壁—过热器—汽轮机高压缸—再热器—汽轮机—凝汽器—低加—除氧器—高加—省煤器锅炉将燃料的化学能转化为热能。
2、煤粉锅炉有哪些设备、部件和系统组成？其作用是什么？设备：原煤斗、给煤机、磨煤机、给粉机、送粉风机、送风机、引风机、燃烧器、炉膛、水冷壁、汽包、过热器、再热器、省煤器、空气预热器。
系统：燃烧系统：根据炉膛燃烧和负荷需要提供连续、合格的燃料。
风烟系统：枯燥和输送煤粉、提供燃料燃烧所需的氧、将燃烧产生的热量传递给工质、汽水系统：吸收烟气的热量，将给水加热成过热蒸汽、3、火力发电厂和锅炉有哪些主要的特征指标？其意义是什么？平安性指标：连续运行小时数、事故率、可用率经济指标：发电煤耗、供电煤耗、锅炉热效率环保指标：二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、粉尘4、燃煤锅炉有哪些燃烧方式?室燃炉、层燃路、流化床炉、旋风炉5、说明自然循环、控制循环和直流式锅炉的工作原理，每种循环方式有何特点？自然循环锅炉：循环倍率大于一，循环动力完全由工质汽水密度差提供。
特点：工作压力在临界压力以下，热惯性大，金属耗量大，给水品质要求低，无水动力不稳定，有自补偿才能，控制系统简单，加热蒸发过热有分界点，制造运输安装方便，蒸发区流动耗工无控制循环锅炉：循环倍率大于一，循环动力主要由汽水循环泵提供。
特点：水循环可靠性高、循环倍率低、水冷壁布置自由、启停快、金属耗量低、汽包内部构造改良、系统复杂、投资大运行耗电、蒸发区工况依靠循环泵直流锅炉：循环倍率等于一，工质一次通过蒸发区，没有循环特点：复合循环锅炉：低负荷时屡次循环，高负荷时直流锅炉。
特点：低负荷时受热面冷却可靠、高负荷时给水泵耗功少第一章1、什么是燃料的元素分析和工业分析？元素分析：对煤中有机物C、H、O、N、S占比进展分析工业分析：根据规定条件，对燃料进展枯燥、加热、燃烧分析其挥发分、固定碳、水分、灰分含量。
第五章 煤粉燃烧理
dC
a b k AC A C B
k k0e
E RT
b wB k 0 C B e
E RT
3、活化能的影响：在一定温度下，活化能越大，活化分子 数越少，则化学速度越慢；反之，若活化能越小，化学反应 速度就越快。在相同条件下，不同燃料的焦碳的燃烧反应， 其活化能是不同的，高挥发分煤的活化能较小，低挥发分煤 的活化能较大。各类煤的焦炭按方程反应的活化能的值 (MJ/kmol) 分别为： 褐煤：92~105；烟煤：117~134；无烟煤：140~147 4、压力对化学反应速度的影响 在反应容积不变的情况下，反应系统压力的增高，就意 味着反应物浓度增加，从而使反应速度加快。化学反应速度 与反应系统压力的次方成正比：
r kC0
当温度很高时（＞1400℃），化学反应速度常数随温度的升 高而急剧增大，炭粒表面的化学反应速度很快，以致耗氧速 度远远超过氧的供应速度，炭粒表面的氧浓度实际为零。这
时»，则 ks≈ ， k
r kC0
3、过渡燃烧区 介于上述两种燃烧区的中间温度区，化学反应 速度常数与氧的扩散速度系数处于同一数量级，因 而氧的扩散速度与炭粒表面的化学反应速度相差不 多，这时化学反应速度和氧的扩散速度都对燃烧速 度有影响。这个燃烧反映温度区称为过渡燃烧区。 在过渡燃烧区内，提高反应系统温度，改善氧的扩 散混合条件，强化扩散，才能使燃烧速度加快。 在煤粉锅炉中，只有那些粗煤粉在炉膛的高温 区才有可能接近扩散燃烧。在炉膛燃烧中心以外， 大部分煤粉是处于过渡区甚至动力区的。煤粉锅炉 着火区是动力区。 因此煤粉锅炉提高炉膛温度和氧的扩散速度都可 பைடு நூலகம்强化煤粉的燃烧过程。
B ks r
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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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§2 煤粉燃烧器——直流燃烧器
直流燃烧器
Ø 燃烧器的作用与要求 Ø 通过燃烧器的空气
旋流燃烧器
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§2 直流煤粉燃烧器
不利。 ⑶周界风风速高于一次风，能增强一次风气流的刚性，防止其偏斜。 ⑷可托浮煤粉，防止煤粉从主气流中离析出来而增加不完全燃烧热损失。 ⑸在一次风煤粉气流与水冷壁之间形成屏障，避免一次风贴墙造成结渣。 ⑹可作为变煤种、变负荷时燃烧调整的手段。 • 周界风[如图6-4(a）] 、十字风或夹心风[如图6-3(d）] 、侧二次风[如图6-3(b）]
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稳燃腔燃烧器出口燃烧器火焰示意图
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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
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
为零的数值（如0.05）时的截面与喷口间的距离。
u 射程反映轴向速度wm沿射流运动方向衰减的程度，即射流对周围气
体的穿透能力 。直流射程L>旋流射程L (同等条件下)。
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u 射流卷吸周围气体越多，衰减较快。
u 直流湍流自由射流的卷吸量相对较小，而射流的衰减较慢。
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⒈直流射流——空气动力特性
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。
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三、直流煤粉燃烧器各层风的作用
根据所承担的具体任务不同，二次风分为辅助风、燃料风和燃尽风。
辅助风：分为油辅助风（为油的燃烧提供氧气）和煤辅助风（为煤粉燃烧提
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直流煤粉燃烧器的布置方式
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不同配风直流燃烧器
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直流燃烧器
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直流燃烧器: 出口气流为直流射流或直流射流组。
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直流燃烧器图片与四角布置
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褐 煤 锅 炉 燃 烧 器 设 计
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钝 体 煤 粉 燃 烧 器 着 火 示 意 图
保证燃料和燃烧用的空气在进入炉 膛时能充分混合、及时着火和稳定 燃烧。
① 直流燃烧器
出口气流为直流射流；布置在 炉膛四角，使燃料气流在炉内 进行切圆燃烧
炉膛内部的直流燃 烧器
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直流燃烧器四角布置 俯视的炉膛火焰
• 直流燃烧器采用
四角切圆燃烧方
式形成的火焰
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煤粉燃烧火焰方式
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一、直流射流——空气动力特性
卷吸量 Q ：外边界卷吸的高温烟气量
● 喷口结构：
u 圆形喷口的卷吸量小于矩形喷口；
u 一个喷口分成总面积相等的若干个小喷口，卷吸量是增加的；
u 直流Q＜旋流Q；直流射流适用于无烟煤，后期混合好。
射程 L ： 射流轴向速度wm与射流初始速度w0的比值降低到某一不
均等配风燃烧器: 一、二次风喷口相间布置，即在二个一次 风喷口之间(或一次风喷口侧部--侧二次风)均等布置一个或二个 二次风喷口，各二次风喷口的风量分配较均匀。
均等配风燃烧器特点： u一、二次风口间距较小，有利于一、二次风较早混合，使一 次风煤粉气流着火后能迅速获得足够的空气，达到完全燃烧；
u适用于燃用高挥发分煤种，常称为烟（褐）煤型配风方式 。
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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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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
1-喷口；2-核心区； 3-边界层；4-外边界； 5-内边界；6-源点； 7-扩展角；8-速度分布
WH=0，CH=0，TH>T0
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一、直流射流——空气动力特性
射流核心区：射流中心尚未被周围气体混入，保持初速w0的区域
湍流边界层：核心区维持初速w0的边界称为内边界；射流与周围气体的分界 称为外边界。内、外边界间区域为湍流边界层，其内为射流本身的流体以及卷 吸进来的周围气体
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㈡分级配风直流煤粉燃烧器
分级配风燃烧器：一次风喷口相对集中布置，并靠近燃烧器下 部，二次风喷口则分层布置，一、二次风喷口间保持较大的距离， 燃烧所需要的二次风分阶段送入燃烧的煤粉气流中，强化气流的 后期混合，促使燃料燃烧与燃尽。
分级配风燃烧器特点： u一次风喷口高宽比大，卷吸量大； u煤粉气流相对集中，火焰中心温度高，有利于低挥发分煤的着 火、燃烧。
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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一、直流射流——空气动力特性
湍流自由射流是直流燃烧器各喷口以较高的初速（Re≥105）和一 定的浓度，射入尺寸很大的炉膛空间（炉膛内充满高温、静止介 质——烟气，煤粉浓度为零）的煤粉气流.
射流（煤粉气流）自喷口喷出后，沿着轴线方向运动，其边界上的流体 微团不断与周围介质发生热质交换和动量交换，将部分周围高温、静止 介质卷吸到射流中来，并随射流一起运动(速度差大卷吸大). 射流横断面不断扩展，流量Q增加；煤粉浓度C下降；温度T升高；轴向 速度W逐渐减慢，最后射流的能量完全消失在空间介质中
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三、直流煤粉燃烧器各层风的作用
燃料风：是指从一次风的内部或外围补入的少量空气。是二次风的一部分。 • 十字风或夹心风 是指从一次风的内部补入的少量空气。 • 周界风 从一次风的外围补入的少量空气称为周界风，其特点风层薄，风量小，
风速较高。其作用是： ⑴冷却一次风喷口，防止喷口烧坏或变形。 ⑵给火焰周围补氧，但风量不宜过大，否则会相当于二次风过早混入而对着火
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二、直流煤粉燃烧器的形式
• ㈠均等配风直流煤粉燃烧器 • ㈡分级配风直流煤粉燃烧器
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均等配风直流燃烧器
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㈠均等配风直流煤粉燃烧器
直流燃烧器的一、二、三次风分别由垂直布置的一组圆形或矩形 的喷口以直流湍流自由射流的形式喷入炉膛。根据燃煤特性不同， 一、二次风喷口的排列方式不同可分为均等配风和分级配风。
供氧气，且位于燃烧器最下层的辅助风还可以托浮住粗粒煤粉）。 辅助风：是二次风的主要组成部分。
• 下二次风 防止煤粉离析，避免未燃烧的煤粉直接落入灰斗；托住 火焰不致过分下冲，避免冷灰斗结渣，风量较小。 • 中二次风 是均等配风方式煤粉燃烧阶段所需氧气和湍流扰动的主 要风源，风量较大。 • 上二次风 提供适量的空气保证煤粉燃尽，是分级配风方式煤粉燃 烧和燃尽的主要风源，风量较大。
u适合于燃用低挥发分煤种或劣质煤，常称为无烟煤和贫煤配风方式。
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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，按流过的介质和作用不同，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。
扩展角θ uθ决定射流的形状及两相邻射流开始混合点. u混合点位置对煤粉气流着火和氧化剂的及时 补充有很大影响. u直流湍流自由射流的θ相对较小.
射流的刚性
射流组的流动过程
u定义：射流在有限空间内，抵抗外界干扰不发生偏离轴线的能力。
u刚性不够，射流偏移到炉墙，引起结渣；偏向其他射流，干扰其工作.
u射流的初始动量越大，刚性越大.
等都是二次风的一部分。
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三、直流煤粉燃烧器各层风的作用
燃尽风：分二层布置于整组燃烧器的最上部，送入剩余15%的空气。 它也是二次风的一部分。其作用是： •给燃尽区未燃尽的煤粉继续燃烧提供空气。 •抑制燃烧区段温度，达到分级燃烧目的，有效减少炉内NOX生成量。 •燃尽风一般沿与主气流旋转方向相反的方向喷入炉膛内，这样可降 低炉膛出口处烟气的残余旋转，减轻水平烟道两侧的烟温烟速及烟气 中飞灰浓度偏差，减小布置在水平烟道入口处过热器的热偏差，又叫 做偏转二次风或消漩二次风。
转折截面：核心区消失，只在射流轴线保持初速w0的某点对应的截面。
在转折截面前的射流段称为初始段，在转折截面后的射流称为基本段。 扩展角：射流外边界线的交点称为源点，其交角称为扩展角
1-喷口；2-核心区； 3-边界层；4-外边界； 5-内边界；6-源点； 7-扩展角；8-速度分布
WH=0，CH=0，TH>T0
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一次风煤粉气流的偏斜
切圆燃烧方式实际气流并不能完全沿轴线方向前进，会出现一定的
偏斜，严重时会导致燃烧器出口射流贴墙或冲墙。造成炉膛水冷壁结渣.
邻角气流的横向推力 其大小取决于四 角射流的旋转动量矩。其中二次风射流动 量矩起主要作用；一次风射流本身的动量 （刚性）则是维持气流不偏斜的内在因素
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通过燃烧器的空气
三次风 是指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。