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1、四角切圆燃烧的改进参考 1 燃烧褐煤的燃烧器一次风喷口上一般布置有十字风 其作用类似于夹心风 实践表明 周界风和夹心风使用不当时 对煤粉着火产生不利影响 八 四角切圆燃烧的改进我国电站在组织四角切圆燃烧方面具有丰富的经验 不少电厂对四角切圆燃烧方式进行了改进 其主要特点为 一次风喷口外侧布置侧边二次风 偏转二次风 2 3 图偏转二次风将一 二次风喷口按不同角度组织切圆 二次风靠炉墙一侧 一次风靠内侧布置 这种布置方式既保持了邻角相互点燃的优势 又使炉内气流流动稳定 火焰不贴炉墙 因而防止了结渣 但容易引起煤粉气流与二次风的混合不良 可燃物的燃烧不充分 4 在燃料着火后 及时供应二次风 将火焰与
2、炉墙 隔开 形成一层 气幕 在水冷壁附近区域造成氧化性气氛 可提高灰熔点温度 减轻水冷壁的结渣 还可以降低 x的生成量 适用于燃用烟煤及挥发分较高的贫煤 5 一次风正切圆 二次风反切圆布置可减弱炉膛出口的残余旋转 从而减小了过热器的热偏差 并能防止结渣 一次风对冲 二次风切圆布置减小了炉内一次风气流的实际切圆直径 使煤粉气流不易贴壁 因而能防止结渣 而且能减弱气流的残余旋转 6 九 残余旋转引起的烟温偏差与烟速偏差在四角切圆燃烧锅炉中 燃烧器区域形成的旋转火焰不但旋转稳定 强烈 而且粘性很大 高温烟气流到达炉膛出口的过程中 其旋转强度虽然逐渐减弱 但仍然有残余旋转 残余旋转不但造成炉膛出口处的
3、烟温偏差 而且造成烟速偏差 气流逆时针方向旋转时 右侧烟温高于左侧烟温 右侧烟速高于左侧烟速 气流顺时针方向旋转时 左侧烟温高于右侧烟温 左侧烟速高于右侧烟速 一般烟温偏差达100 左右 偏差严重的甚至达到300 7 第二节旋流式燃烧器一 旋流式燃烧器的工作原理旋流式燃烧器由圆形喷口组成 燃烧器中装有各种型式的旋流发生器 简称旋流器 煤粉气流或热空气通过旋流器时 发生旋转 从喷口射出后即形成旋转射流 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 8 图旋转气流射出喷口后在气流中心形成回流区 这个回流区叫内回流区 内回流区卷吸炉内的高温烟气来加热煤粉气流 当煤粉气流拥有了一定
4、热量并达到着火温度后就开始着火 火焰 9 10 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 由于二次风也形成旋转气流 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 11 二 旋流式燃烧器的类型按照旋流器的结构 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 常用的有以下几种 单蜗壳式蜗壳式双蜗壳式三蜗壳式旋流式燃烧器轴向叶轮式单调风切向叶片式双调风 12 13 三 双调风旋流式燃烧器在内环形通道中装有旋流叶片 旋流叶片是可动的 通过传动装置可使叶片同步转动 调节叶片的旋转角
5、度 能改变二次风的旋流强度 使燃烧保持稳定 外二次风量是由二次风道中的可动叶片控制的 通过传动装置可以改变叶片的开度 当叶片全开时 外二次风量达到最大 这时外而次风大致是直流射流 在外二次风的影响下 从燃烧器射出的整个射流的旋转强度减弱 气流拉长 内回流区变小 当叶片逐渐关闭时 外二次风量逐渐减小 使整个射流的旋流强度增大 气流缩短 内回流区逐渐变大 双调风燃烧器把二次风先后两批送入炉膛 这种配风方式称为分级配风 由于空气的分级送入 使煤粉和空气的混合变得缓慢 便于进行燃烧调节 14 双调风燃烧器的主要优点是由于空气的分级送入 实践证明 采用双调风燃烧器既能有效地控制温度型NOx 又能限制燃料
6、型NOx 此外燃烧调节灵活 有利于稳定燃烧 对煤质有较宽的适应范围 四 蜗壳式燃烧器蜗壳式燃烧器是以蜗壳作为旋流器的旋流式燃烧器 根据燃用的燃料 蜗壳式燃烧器分为单蜗壳式 双蜗壳式 三蜗壳式 蜗壳式燃烧器结构简单 对煤种的适应性强 其缺点是 1 调节性能差 舌形挡板的调节作用不大 关小蛇形挡板 气流的扩展角变化不大 但阻力却急剧上升 2 流动阻力大 3 旋流器出口 沿圆周气流速度分布不均 引起煤粉浓渡分布不均 气流向一侧偏斜 15 五 旋流式燃烧器的布置与供风方式大容量锅炉布置有几十只旋流式燃烧器 虽然单个的燃烧器形成的火焰可独立燃烧 但各个旋转气流之间仍有相互作用 对燃烧有一定的影响作用 当
7、两个燃烧器旋转方向相反时 两个燃烧器之间的切向速度升高 火焰向上 当两个燃烧器旋转方向相同时 燃烧器之间时切向速度减小 火焰向下 这样就影响火焰中心位置和燃烧效率 进而影响到过热器的汽温特性及汽温调节 大容量锅炉上 旋流式燃烧器通常布置在炉膛的前 后墙上 有的采用大风箱供风 有的采用分隔风箱供风 采用大风箱供风时 风道系统简单 但单个燃烧器的调节性能比较差 近年来 为了提高锅炉的安全性和经济性 趋向于采用小功率燃烧器 因为单只燃烧器功率过大 会带来以下问题 16 1 炉膛受热面局部热负荷过高 易于结渣 2 炉膛受热面局部热负荷过高 易引起水冷壁的传热恶化和直流锅炉的水动力多值性 3 切换或启停
8、燃烧器对炉内火焰燃烧的稳定性影响较大 4 切换或启停燃烧器对炉膛出口烟温的影响较大 影响过热器的安全性和汽温调节 5 一 二次风的气流太厚 不利风粉混合 6 燃烧调节不太灵活 17 这样 单只燃烧器的功率不能太大 因而燃烧器的数量不能太少 当采用大风箱送风时 不能准确调节各个燃烧器的风煤比 也不利于控制NOx 因此趋向于采用分隔风箱配风 即风箱被分隔成很多小风室 每个小风室又有独立的风量调节挡板 给燃烧调节带来灵活 便利的条件 18 六 旋转气流的特性与直流射流相比 旋转气流同时具有向前运动的轴向速度和沿圆周运动的切向速度 这就使气流在流动方向上 沿轴向与切向的扰动能力增强 因而气流衰减速度比
9、较快 射程短 旋转气流的主要特性表现为旋流强度 燃烧器出口气流的旋流强度取决于燃烧器中旋流燃烧器的结构 取决于从喷口射出的旋流风与直流风的动量比 19 20 程短 旋转气流的主要特性表现为旋流强度 燃烧器出口气流的旋流强度取决于燃烧器中旋流燃烧器的结构 取决于从喷口射出的旋流风与直流风的动量比 此外还与燃烧器的阻力和烟气的粘度等因素有关 图封闭气流 21 在封闭式旋流火焰中 在火焰根部卷吸高温烟气 形成回流区 这种火焰可卷吸火焰自身燃烧放出的热量 具有一定的自稳定着火能力 但因回流量小 不适合燃烧难燃的煤 旋流式燃烧器出口有时可能是开放式气流 这时旋转气流将高温烟气从炉膛中卷吸进来 因而其着火
10、稳定性主要依赖于炉内烟气温度 图6 10开放气流 22 23 飞边气流形成贴壁火焰 引起结渣 因次实际运行中应避免旋流强度过大而导致飞边气流的出现 旋流强度可以调节 根据煤质着火性能和锅炉负荷 调节气流的旋流强度 可获得良好的燃烧状态 由于旋流式燃烧器所形成的火焰是单个独立可调的 因而调节的灵活性比较大 容易维持稳定燃烧 调节气流的旋流强度时 回流区大小相应变化 高温烟气的回流量也随着发生变化 因为内回流区的大小和回流量在稳定着火燃烧方面作用很大 所以对于不同的煤质应具有不同的旋流强度 例如 烟煤容易着火 只需要较小的回流区和回流量 就能稳定着火和燃烧 而无烟煤着火困难 需要有较大的中心回流区
11、和回流量 但不希望形成飞边气流 除了回流区大小和回流量外 回流区长度对着火也有一定影响 因为比较长的回流区能使气流延伸到温度更 24 高的烟气深层 因而直接关系到回流烟气的温度水平 提高旋流强度 既能强化内回流区的作用 又能强化空气与可燃物的混合 以及高温烟气与煤粉 空气的混合 随着旋流增强 内回流区变得更宽更强 但同时也会带来一些问题 即一次风与二次风以及内回流与外回流的过早强烈混合 会降低一次风中煤粉的浓度和火焰温度 这对着火的稳定性又是不利的 25 因此 提高旋流强度给稳定着火造成两个相互对立和相互矛盾的条件 增强内回流对着火造成的有利条件从某一点开始 又被太强的过早混合破坏了 为了解决这一矛盾 可通过运行调节或试验确定出适应燃烧不同煤质的最佳旋流强度和相应的混合强度以及混合点位置 第三节煤粉炉炉膛 26 27
