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。
燃烧器说明
燃烧器运行原理SOCUS多通道煤粉燃烧器内部由三层套管通道构成，由内向外依次排列为内涡壳助燃通道、燃料通道、外涡壳旋流风。
1）中心管道为点火油枪通道，专用于点火使用。
2）内风通道采用涡壳旋转，其气动阻力小，旋流强度大。
内风作用在于产生内旋流，充分加速煤粉与空气的混合，提供煤粉燃烧所需要的氧气；3）煤粉输送通道，由罗茨风机提供动力，喷射泵作为输送工具，将静态煤粉燃料以较高速度输送到燃烧器内，并且旋转喷出；4）外涡壳旋流风通道，由助燃风机供风，在起到保护火焰形状的作用，同时外围的涡壳旋转能更好的加速燃料与空气的混合，以达到燃烧充分的目的。
SOCUS 燃烧器设计时一次风消耗量通常为 8%，并可以在运行中调节优化。
(1) 中心套管可用一个燃油或燃气点火管或一个燃油燃烧器获得额定流量。
增加 1 或 2 个额外的中心套管，可增加点火火炬或增加 1 或 2 种辅助燃料给燃烧器。
(2) 中心风通道这个通道的末端是火焰稳定器，只能通过很小的风量。
火焰稳定器是一个钻了许多孔的耐热钢圆盘。
中心空气通过圆盘表面与火焰接触。
这种接触可以通过调节火焰稳定器在外中心风管中的位置来达到优化调节。
(3) 燃料通道煤粉是通过一定量空气来输送的。
通过改变通道出口面积来改变燃料粉喷出速度，燃料粉喷出的扩散度很小，流速最高可达到 35 m.(4) 燃气通道（如果有）通过旋流器排出的燃气流速约为 120 m/s。
可以通过改变通道出口面积而改变流速。
(5) 内涡壳助燃通道可以通过改变手动蝶阀来控制内涡壳助燃通道空气流量。
(6) 外旋流助燃风通道由助燃风机供风，在起到保护火焰形状的作用，同时外围的涡壳旋转能更好的加速燃料与空气的混合，以达到燃烧充分的目的。
(7) 外套管这部分比燃烧器的其它部分稍长，套管延伸的这种设计避免了空气流的过早扩散，并产生一种碗状效应。
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。
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”)。
低氮旋流燃烧器
• 每层燃烧器及燃尽风所需风量的分配是通过调节 安装在大风箱各层风室两侧入口处的风门挡板的 开度来实现的。锅炉前、后墙大风箱分别分隔为 几个独立的风室，数量与燃烧器及燃尽风的布置 层数相对应。每个风室入口左右两侧的风门挡板 分别配有1台执行器。燃烧器二次风风门和燃尽风 风门的调节采用单控方式，即燃烧器单层风室或 燃尽风单层风室入口的两个执行器可以单独控制， 所有执行器都可以连续调节，以实现燃烧器二次 风或燃尽风的调节。
喷口出处的稳燃环还可以增加煤粉气流的喘动度，进一步加 速煤粉气流的着火速度。一次风扩锥可以推迟二次风的混入， 提高回流区温度，因此，在上述因素的影响下，煤粉气流在 离开燃烧器喷口后能够快速、及时的着火，稳定燃烧。
• 2、 内二次风和外二次风 燃烧器大风箱为运行燃 烧器提供内二次风和外二次风，为停过燃烧器内 同心的内二次风、外二次风环形通道在燃烧的不 同阶段喷入炉内，实现分级配风，降低NOx生成 量。进入燃烧器的内二次风量可以通过燃烧器上 的套筒式二次风门进行调节。通过调节内二次风 门的开度可以得到适当的内二次风量。以获得最 佳的燃烧工况。即良好的着火稳燃性能，高效的 燃烧效率，低的NOx生成量及防止燃烧器结焦等。
一、燃烧器布置 燃烧设备采用前后墙对称燃烧方式的旋流煤粉燃烧器，总 共24只煤粉燃烧器分3层布置在前后墙上，每层4只旋流煤 粉燃烧器，配6台中速磨，每台磨煤机为同层的4只煤粉燃 烧器提供凤粉混合物。在前后墙旋流煤粉燃烧器的上方各 布置了1层燃尽风，其中每层2只侧燃尽风喷口，4只燃尽 风喷口。每层风室入口均设置二次风挡板 用以调节风室 的进风量，二次风挡板由气动执行器调节，每个燃烧器均 配有一个点火油枪及高能点火器。 每只燃烧器设置2套火焰检测装置，一套用于煤火焰检测， 另一套用于油火焰检测。燃烧器配风分为一次风、内二次 风、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、外二次风为旋流。
锅炉设备及运行教学课件：项目五 燃烧系统认知 任务四 旋流煤粉燃烧器及典型煤粉燃烧技术
C O N TA N T S
旋流煤粉燃烧器 典型煤粉燃烧技术
一、旋流煤粉燃烧器
（一）旋流燃烧器 利用旋流器使气流产生旋转运动的，其 喷口截面均为圆形，又称圆形燃烧器。
1、旋流燃烧器射流
◌旋流器产生气流旋转运动 ◌旋转离心力产生气流向四 周扩散 ◌辐射状空心旋转射流
2、旋流射流特性
5、旋流燃烧器空气动力特性-前后墙布置
优点： ◌对冲布置或交错相对布置 ◌对冲布置，火炬互撞，死滞旋 涡区缩小 ◌交错布置，火炬穿插，死滞旋 涡区基本消失
缺点： ◌风、粉管道复杂 ◌低负荷时产生烟温偏差 ◌不布置燃烧器侧易结渣
（c）前后墙布置
6、轴向叶轮型旋流燃烧器
①燃烧器有一根中心管，管中插点火油枪； ②中心管外是一次风环形通道，一次风直流或弱
（a）单排前墙布置；（b）双排前墙布置 1、4-停滞涡流区；2-回流区；3-火炬
5、旋流燃烧器空气动力特性-前墙布置
优点： ◌磨煤机炉前布置 ◌煤粉管道短且长度大体一致 ◌煤粉分配均匀 ◌烟气温度偏差较小
缺点： ◌火焰扰动较弱 ◌死滞旋涡区大 ◌前墙燃烧火炬可能直冲后 墙易结渣
（a）单排前墙布置；（b）双排前墙布置 1、4-停滞涡流区；2-回流区；3-火炬
3、燃料分级燃烧技术
◌炉膛内划分为主燃烧区、再燃还 原区和燃尽区； ◌80%左右燃料经送入主燃烧区； ◌20%左右燃料作为还原燃料送入 再燃还原区； ◌燃尽区送入燃尽风，△结构特点：
①设置一次风入口弯头，煤粉浓淡分离； ②一次风出口设置扩流锥，形成高温烟气 回流区。
2、钝体燃烧器
△结构特点：
①一次风喷口外安 装钝体，形成高温 烟气回流旋涡；
②尾迹区边界形成 高煤粉浓度区域；
强旋流多通道煤粉燃烧器的特性
LHRG多风道强旋流煤粉燃烧器特性1、火焰形状可调性好：强旋流四通道煤粉燃烧器具有多种调节手段，内外风的不同比例及出口喷射流型可在总风量不变的条件下大范围无级调整，从而可获得能适应任意工况的火焰形状。
2、节能降耗：由于一次风量低，且直流风和旋流风可调至最佳比例，有利于煤粉完全燃烧，因而强旋流四通道煤粉燃烧器可有效降低煤耗，理论和实践表明每减少1%的一次风量可降低热耗8.70～10.46kJ/kg燃料。
同时，二次风温显著提高。
3、对煤的适应性强，可用于低挥发份煤或无烟煤：根据燃烧挥发份含量（%），适当调整煤粉细度（一般0.080mm筛余百分数控制在挥发份百分数的0.5～0.75倍），同时相应调节燃烧器的推力，可实现将低挥发分煤或无烟煤用于回转窑煅烧。
4、低NOx排放量：正常作业时强旋流四通道煤粉燃烧器头部有一高温烟气回流形成的负压区，可避免产生局部高温，沿窑长的温度曲线变化平稳，因而可有效抑制“燃烧NOx”和“高温NOx”的产生，降幅达20～30%，烟气排放达国家环保排放标准。
5、结构合理，整体性能优良：强旋流四通道煤粉燃烧器外型美观，配套设施齐全，系统阻力小，火焰调节灵便快捷，维修保养方便，总体性能达到国外多通道燃烧器水平。
6、新技术、新材料确保使用寿命：强旋流四通道煤粉燃烧器的易磨损部位，进行了特殊的耐磨喷涂技术，使燃烧器关键部位的耐磨寿命比普通钢提高了5~10倍。
强旋流四通道煤粉燃烧器的头部及喷嘴采用耐热钢材质，可保证燃烧器在1100℃的条件下，有两年以上的寿命。
7、定位调节方便灵活：强旋流四通道煤粉燃烧器的悬挂装置能根据窑内工况需要伸缩偏转，调节其在窑内的工作部位，使热工制度稳定可靠。
旋流风通道的内外套管都采用了轴向伸缩结构，可视工况需要实时调节，使喷口产生扩张延伸效果。
8、配用点火油燃烧器：可根据用户需求，设计配套DY-Z型油燃烧器，节能效果明显。
LHRG强旋流四通道煤粉燃烧器的产品结构是借鉴国外先进燃烧器的技术，通过分析国内众多厂家在三通道煤粉燃烧器使用实践中遇到的各类问题，经过大量冷态试验确定了EPIC四通道煤粉燃烧器的喷嘴结构。
旋流煤粉燃烧器
如图为一次风旋转切向叶片旋流煤粉燃烧器。 他的一次风通过蜗壳旋流器形成旋流射流， 以便在一次风出口处形成中心回流区，用以 稳定燃烧。
旋流燃烧器的布置
旋流燃烧器布置方式对炉内 空气动力工况有很大影响。 为了提高炉膛效率和有效利 用率，应注意改善炉膛火焰 充满度。 旋流让烧器布置方式有三种， 前墙布置，前后墙对冲布置， 前后墙交错布置。如下图所 示，燃烧器前墙布置时，煤 粉管道布置方便，各个燃烧 器煤粉量和风量分布均匀。 但炉内火焰充满度差，煤粉 气流在后期扰动小，后期混 合性差。而燃烧器前后墙布 置恰恰相反，颅内气流充满 程度好，气流扰动强烈，混 合强烈，但煤粉管道布置复 杂。
旋流燃烧器的布置
旋流燃烧器可布置在前后墙，也可布置在两 侧，他们又可分为对冲布置和错列布置，当 对冲布置时，由于两方火炬在中央对冲，气 流大部分向上，会有少部分下冲到冷灰斗， 形成死滞旋涡区。如果燃烧时火炬一侧过强 时，有可能导致水冷壁结渣，如果交错布置 可以改善这种情况，由于火焰相互穿梭所以 避免死漩涡区，这就改善了，火焰充满度和 火焰混合度。缺点：当有一侧磨煤机出现故 障时，或者切换低负荷运行时沿炉膛宽度方 向容易引起温度不均，另外不布置 叶片式三大类，常用有以下几种：
旋流式燃烧器的类型及结构图
单蜗壳旋流煤粉燃烧器结构图
单蜗壳旋流煤粉燃烧器
如上图，一次风为直流，经中心一次风管喷入炉 膛。一次风管出口装有扩流锥使气流扩散，扩流 锥的位置可前后调节，能改变一次风出口的速度 和气流扩散角的大小，并能调整一二次风气流混 合的位置。二次风气流通过蜗壳旋流器产生旋转 运动，以旋转射流方式喷入炉膛，二次风蜗壳进 口处装有蛇形挡板，能改变二次风射流旋转强度， 从而改变整个气流旋转强度。 优点：对煤种适应性较双蜗壳式好，可燃用挥发 分较低的贫煤，一次风阻力小。 缺点：扩流锥处于高温中心回流区，且直接受到 炉内火焰辐射，因而易烧坏和结渣。目前该燃烧 器在我国很少使用。
火电厂煤粉燃烧系统详解
火电厂煤粉燃烧系统火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水生成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。
今天我的课题是煤粉燃烧系统。
一、煤粉的制备及预热用火车或汽车、轮船等将煤运至电厂的煤场后，经初步筛选处理，用输煤皮带送到锅炉的原煤仓。
煤从原煤仓落入煤斗，由给煤机送入磨煤机磨成煤粉，并经空气预热器来的一次风干燥并带至粗粉分离器。
在粗粉分离器中将不合格的粗粉分离返回磨煤机再行磨制，合格的细煤粉被一次风带入旋风分离器，使煤粉与空气分离后进入煤粉仓。
二、煤粉气流的着火和燃烧(一)煤粉气流的着火煤粉空气混合物经燃烧器以射流方式被喷入炉膛后，经过湍流扩散和回流，卷吸周围的高温烟气，同时又受到炉膛四周高温火焰的辐射，被迅速加热，热量到达一定温度后就开始着火。
有实验表明，煤粉气流的着火温度要比煤的着火温度高一些。
因此，煤粉空气混合物较难着火，这是煤粉燃烧的特点之一。
在锅炉燃烧中，希望煤粉气流离开燃烧器喷口不远处就能稳定地着火，如果着火过早可能使燃烧器喷口因过热被烧坏，也易使喷口附近结渣；如果着火太迟，就会推迟整个燃烧过程，使煤粉来不及烧完就离开炉膛，增大机械不完全燃烧损失。
另外着火推迟还会使火焰中心上移，造成炉膛出口处的受热面结渣。
煤粉气流着火后就开始燃烧，形成火炬，着火以前是吸热阶段，需要从周围介质中吸收一定的热量来提高煤粉气流的温度，着火以后才是放热过程。
将煤粉气流加热到着火温度所需的热量称为着火热。
它包括加热煤粉及空气（一次风），并使煤粉中水分加热、蒸发、过热所需热量。
(二)煤粉燃烧的三个阶段煤粉同空气以射流的方式经喷燃器喷入炉膛，在悬浮状态下燃烧，从燃烧器出口，煤粉的燃烧过程大致可分为以下三个阶段：1．着火前的准备阶段煤粉气流喷人炉内至着火这一阶段为着火前的准备阶段。