煤粉炉及燃烧设备

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1、第五章煤粉炉与燃烧设备煤粉炉的炉膛煤粉燃烧器火焰稳燃方式燃烧污染物的控制方法炉膛是燃料燃烧和热交换（主要是辐射能交换）的场所保证燃料燃烧完全（燃料在炉膛内有足够的停留时间）布置合适的受热面、合理组织炉内热交换满足锅炉容量的要求；同时使烟气到达炉膛出口时被冷却到使其后的对流受热面不结渣和安全工作所允许的温度炉膛出口的NOX和SOX等排放量应符合环保要求炉膛结构紧凑，金属耗量少、；制造、安装、检修方便煤粉炉炉膛的作用影响炉膛设计的主要因素燃料特性、燃烧方式和排渣方式煤粉锅炉炉膛型式炉膛及燃烧器布置方式Π型炉切向燃烧半开式Π型炉切向

2、燃烧Π型炉对冲（交错）燃烧Π型炉前墙燃烧W型炉W燃烧炉膛型式排渣方式固态液态固态固态固态燃烧器型式直流式直流式旋流式旋流式旋流式直流式燃烧器的作用与要求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送入炉膛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

3、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通过燃烧器的空气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燃烧器的类型与布置直流燃烧器直流射流直流燃烧器的类型直流燃烧器的布置旋流燃烧器旋流射流旋流燃烧器的类型与布置1-喷口；2-核心区；3-边界层；4-外边界；5-内边界；6-源点；7-扩

4、展角；8-速度分布等温自由射流的结构特性及速度分布WH=0，CH=0，TH>T0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W0C0T01-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直流射流空气动力特性射流（煤粉气流）自喷口喷出后，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

5、完全消失在空间介质中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，T

6、H>T0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圆形喷口的卷吸量大于矩形喷口；一个喷口分成总面积相等的若干个小喷口，卷吸量是增加的直流Q＜漩流Q；直流射流适用于无烟煤，后期混合好显然，射流卷吸周围气体越多，衰减较快。直流湍流自由射流的卷吸量相对较小，而射流的衰减较慢射程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为零的数值（如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，即射流对周围气体的穿透能力。直流射程L>漩流射程L射流的刚度射流组的流动过程射流在有限空间内，抵抗外界干扰

7、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，会干扰其正常工作射流的初始动量越大，刚度越大扩展角θθ可决定射流的形状及两相邻射流开始混合点，其位置对煤粉气流着火和氧化剂的及时补充有很大影响，直流湍流自由射流的θ相对较小直流射流空气动力特性直流燃烧器均等配风均等配风燃烧器一、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，达到完全燃烧直流燃烧

8、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可分为均等配风和分级配风均等配风适用于燃用高挥发分煤种，常称为烟煤、褐煤型配风方式分级配风燃烧器一次风喷口相对集中布置，并靠近燃烧器的下部，二次风