《燃烧设备》PPT课件

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1、第五章燃烧设备直流燃烧器及其布置旋流燃烧器及其布置煤粉火焰的稳燃技术燃烧污染物控制方法煤粉锅炉炉膛电站锅炉的燃烧设备主要包括煤粉燃烧器和炉膛等。燃烧器的作用是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以射流形式送入炉膛，保证燃料在炉膛内与空气充分混合、及时着火、稳定燃烧和燃尽。燃烧器的性能对燃烧的稳定性和经济性有很大影响。对于煤粉锅炉燃烧器的基本要求是：保证燃料与空气充分混合、及时着火、稳定燃烧和燃尽，燃烧效率较高。能形成良好的炉内空气动力场，火焰在炉内的充满程度好，且不会冲墙贴壁，避免结渣

2、。有较好的燃料适应性和负荷调节范围。能减少NOX的生成，减少对环境的污染。结构简单，流动阻力较小。送入燃烧器的空气是按对着火、燃烧有利而合理组织、分批送入的。按送入的空气作用不同，可将送入的空气分成三种：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挥发分燃烧对氧气的需要，一次风数量一般较少。二次风：待煤粉气流着火后再送入的空气，主要作用是补充煤粉继续燃烧所需要的空气，并起着组织炉内气流扰动和混合的作用。三次风：当制粉系统采用中储式热风送粉，将磨煤乏气通过单独的喷口送入炉膛燃烧。燃烧

3、器的分类：按燃烧器出口气流的特征，可分为直流燃烧器和旋流燃烧器两大类。直流燃烧器：出口气流为直流射流或直流射流组的燃烧器。旋流燃烧器：出口气流可以是几个同轴旋转射流的组合，也可以是旋转射流和直流射流的组合，但主流为旋转射流的燃烧器。直流燃烧器及其布置直流燃烧器是由一组圆形或矩形的喷口组成，一、二次风从各自喷口以直流射流形式喷进炉膛。一、直流射流的空气动力学特性：射流初速度W0，初温T0，煤粉初始浓度C0。烟气速度Wamb=0，环境内煤粉浓度Camb=0，环境温度Tamb>T0。直流射流过程：直流燃烧器的

4、单个喷口喷出的气流是最简单的圆形或平面紊流直流射流。煤粉气流以较高的初速（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烟气，炉内煤粉浓度为零。自由紊流射流除沿着轴线方向作整体运动外，流体微团还具有紊流脉动，与周围介质发生物质、动量、热量交换，将周围部分高温静止烟气卷吸到射流中来，并随射流一起运动。沿射流流动方向：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减慢，最后射流的能量完全消失在空间介质中。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

5、域。紊流边界层：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、外边界间区域为紊流边界层，其内为射流本身流体以及卷吸进来的周围气体。扩展角：射流外边界线的交点称为源点，其交角即扩展角。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段称为基本段。卷吸：由射流外侧边界带动周围烟气随射流一起流动，使射流质量逐渐增加，并发生热量交换，最终射流横截面扩大，速度降低，煤粉浓度降低，温度升高。即卷吸过程。煤粉气流卷吸高温烟气是

6、着火热量的主要来源。喷口尺寸↓，卷吸量↑，因此可将一个大喷口分成几个小喷口，可增加射流卷吸能力。矩形喷口面积不变，h0/b0↑，喷口周界↑，卷吸能力↑。速度↑，卷吸能力↑。直流射流卷吸能力<旋流射流卷吸能力。射程L：射流轴向速度Wm与射流初始速度W0的比值降低到0.05时的截面与喷口间的距离。射程反映轴向速度Wm沿射流运动方向衰减的程度，即射流在烟气介质中的贯穿能力。喷口面积一定，速度↑，射程L↑。速度一定，喷口面积↑，射程L↑。（小喷口L↓）射流卷吸周围气体越多，衰减↑，射程L↓。直流射流射程L>旋流

7、射流射程L。射流刚性：在有限空间内，射流抵抗外界干扰不发生偏离轴线的能力。刚度不够，射流偏移到炉墙，可能引起结渣；偏向其他射流，会干扰其他射流的正常工作。射流初始动量↑，射流刚性↑。（与射程L相同）二、直流燃烧器配风方式：燃煤特性决定了燃烧器的结构。对于低挥发分的无烟煤、贫煤，燃烧器必须首先保证煤粉稳定着火；对于挥发分较高的烟煤、褐煤，着火相对比较容易，燃烧器要保证燃烧时的空气补给。根据燃煤特性不同，直流燃烧器一、二次风喷口的排列方式也不同，可分为均等配风和分级配风。均等配风：一、二次风相间布置的配风方

8、式。即在两个一次风口之间均等布置一个或两个二次风口，各二次风喷口的风量分配较均匀。均等配风燃烧器一、二次风口间距较小，有利于一、二次风的较早混合，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。因此适用于燃用高挥发分煤种，如烟煤、褐煤。分级配风：一次风喷口相对集中布置，并靠近燃烧器的下部，二次风喷口分层布置，且一、二次风口间距较大。分级配风是把二次风分级分阶段的送入。分级配风一次风集中布置，气流刚性↑，煤粉浓度↑，燃烧放热集中，火