电厂锅炉炉膛风速

煤粉燃烧器种类

旋流燃烧器

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、及时着火、稳定燃烧，燃尽；

2、火焰在炉内的充满程度好，不冲墙贴壁，避免结渣；

3、有较好的燃料适应性和负荷调节范围；

4、能减少NOX的生成，减少对环境的污染；

5、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、分批送入，按作用不同，可分为三种

1、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。

2、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。

3、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。

旋流燃烧器

（1）旋流燃烧器:出口气流包含有绕燃烧器轴线旋转的旋转射流。

（2）一、二次风用不同管道与燃烧器连接，燃烧器内一、二次风通道隔开。

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（3）二次风射流为旋转射流,一次风射流可以是旋转射流,也可以是直流。

1、旋流射流空气动力特性

（1）旋流射流具有比直流射流大得多的扩展角，射流中心形成回流区，射流内、外同时卷吸炉内高温烟气，卷吸量大；

（2）从燃烧器喷出的气流具有很高的切向速度和足够大的轴向速度，早期湍动混合强烈；

（3）轴向速度衰减较快，射程短，后期扰动弱；

（4）旋流燃烧器适用于含挥发分较高的煤种

旋流强度n :表征旋转程度 (气流旋转动量矩/轴向动量)。随着n的不同，旋转射流有三种不同的流动状态

（1）封闭气流n较小，弱旋或不旋，中心没有回流区或回流区较小，回流区负压小，主射流受到压缩，旋转射流呈封闭状态，特性接近直流射流；

（2）全扩散气流n和扩展角很大，射流外卷吸作用强烈，使外侧压力小于中心压力，整个射流向外全部张开，外侧回流区全部消失；

（3）开放气流n较大，射流内、外侧的压力差逐渐接近，射流中心形成较大回流区，延长到速度很低处才封闭，形成开放式的结构。

2、旋流燃烧器的结构与类型

旋流燃烧器根据结构不同，分为：

（1）蜗壳式旋流燃烧器：采用蜗壳作旋流器；

（2）叶片式旋流燃烧器：采用叶片作旋流器。

3、旋流燃烧器的布置

旋流燃烧器前墙布置：

（1）不受炉膛截面宽、深比限制，布置方便，与磨煤机连接煤粉管道短.

（2）主气流上下两端形成明显的停滞旋涡区，炉膛火焰的充满程度较差.

（3）炉内火焰的扰动较差，不利于燃烧后期的扰动和混合.

燃烧器前后墙或两侧墙布置：

1、两面墙上燃烧器喷出的火炬在炉膛中央互相撞击后，火焰大部分向炉膛上方运动，炉内的火焰充满程度较好，扰动性也较强。

2、若对冲的两个燃烧器负荷不相同，则炉内高温火焰将向一侧偏移，造成结渣。

旋流燃烧器炉顶布置：

只在采用W火焰燃烧技术的较矮的下炉膛中才应用。

直流燃烧器

直流燃烧器: 出口气流为直流射流或直流射流组。

1、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≥100000）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。

湍流自由射流除了做整体运动外，流体微团还具有纵向脉动和横向脉动，后者对对热质交换起着重要作用。

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。

（1）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；

（2）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；

（3）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；

（4）扩展角：射流外边界线的交点称为源点，其交角称为扩展角。

2、直流燃烧器均等配风

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可分为均等配风和分级配风。

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(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。

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：

（1）一次风喷口高宽比大，卷吸量大；

（2）煤粉气流相对集中，火焰中心温度高，有利于低挥发份煤的着火、燃烧。

分级配风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。

4、直流燃烧器各层二次风的作用

5、直流燃烧器四角布置切圆燃烧方式

切圆燃烧方式直流燃烧器的布置：炉膛四角或接近四角布置，四个角燃烧器出口气流的轴线与炉膛中心的一个或两个假想圆相切，使气流在炉内强烈旋转。

切圆燃烧方式的特点：

（1）煤粉气流着火所需热量，除依靠本身外边界卷吸烟气和接受炉膛辐射热以外，主要是靠来自上游邻角正在剧烈燃烧的火焰的冲击和加热，着火条件好；

（2）火焰在炉内充满度较好，燃烧后期气流扰动较强，有利于燃尽，煤种适应性强；

（3）风粉管布置复杂。

6、一次风煤粉气流的偏斜

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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 。

增加一次风动量或减少二次风动量，可减轻一次风射流的偏斜。但一次风速受着火条件限制，不能相应提高；而为加强炉内气流的扰动，二次风速也不宜降低。