第五節(jié)新型煤粉爐燃燒器的種類(lèi)及原理

1、第五節(jié)第五節(jié) 新型煤粉爐燃燒器的種新型煤粉爐燃燒器的種類(lèi)及原理類(lèi)及原理燃燒穩(wěn)定性的技術(shù)措施可歸納如下：燃燒穩(wěn)定性的技術(shù)措施可歸納如下：一、制粉系統(tǒng)方面一、制粉系統(tǒng)方面1.1.加強(qiáng)燃煤的統(tǒng)籌調(diào)度和管理，盡量避加強(qiáng)燃煤的統(tǒng)籌調(diào)度和管理，盡量避免煤質(zhì)的大幅度變化。免煤質(zhì)的大幅度變化。2.2.根據(jù)煤質(zhì)特性、磨煤機(jī)型式、燃燒方根據(jù)煤質(zhì)特性、磨煤機(jī)型式、燃燒方式、爐膛結(jié)構(gòu)和熱負(fù)荷等因素，選擇經(jīng)式、爐膛結(jié)構(gòu)和熱負(fù)荷等因素，選擇經(jīng)濟(jì)的煤粉細(xì)度。濟(jì)的煤粉細(xì)度。3.3.提高一次風(fēng)粉混合物溫度。提高一次風(fēng)粉混合物溫度。4.4.提高風(fēng)粉混合物中煤粉濃度。提高風(fēng)粉混合物中煤粉濃度。二、爐膛設(shè)計(jì)方面合理選擇爐型。爐膛的結(jié)

2、構(gòu)對(duì)爐內(nèi)空氣動(dòng)力特性和傳熱條件有直接影響。它關(guān)系到爐內(nèi)煙氣溫度水平、一次風(fēng)粉氣流與高溫?zé)煔獾臒崃亢唾|(zhì)量交換等，即直接影響煤粉氣流的著火和穩(wěn)燃。 三、燃燒方面三、燃燒方面 （1 1）在燃燒器出口建立起有利的）在燃燒器出口建立起有利的著火區(qū)。著火區(qū)。 （2 2）合理的噴口布置和配風(fēng)。）合理的噴口布置和配風(fēng)。 （3 3）增加預(yù)燃室點(diǎn)火穩(wěn)燃裝置，）增加預(yù)燃室點(diǎn)火穩(wěn)燃裝置，提供穩(wěn)定的著火和穩(wěn)燃熱源。提供穩(wěn)定的著火和穩(wěn)燃熱源。 在上述各項(xiàng)技術(shù)措施中，最關(guān)鍵的是燃燒在上述各項(xiàng)技術(shù)措施中，最關(guān)鍵的是燃燒器的作用。器的作用。四、新型煤粉燃燒器的主要類(lèi)型介四、新型煤粉燃燒器的主要類(lèi)型介紹如下紹如下 1 1、煤粉預(yù)

3、燃室燃燒器、煤粉預(yù)燃室燃燒器 這是我國(guó)研究最早、目前應(yīng)用最廣泛這是我國(guó)研究最早、目前應(yīng)用最廣泛的新型煤粉燃燒器裝置。的新型煤粉燃燒器裝置。 預(yù)燃室燃燒器是由耐火材料或耐熱鋼預(yù)燃室燃燒器是由耐火材料或耐熱鋼板制造的前置燃燒室。板制造的前置燃燒室。 2 2、鈍體燃燒器、鈍體燃燒器 該型燃燒器是華中理工大學(xué)于該型燃燒器是華中理工大學(xué)于8080年代初研制的，年代初研制的，其應(yīng)用范圍僅次于預(yù)燃室燃燒器。多用在燃用劣其應(yīng)用范圍僅次于預(yù)燃室燃燒器。多用在燃用劣質(zhì)煙煤、貧煤和無(wú)煙煤的鍋爐上，用作穩(wěn)定火焰質(zhì)煙煤、貧煤和無(wú)煙煤的鍋爐上，用作穩(wěn)定火焰和改善燃燒。和改善燃燒。 它是在角置式煤粉燃燒器每個(gè)角一次風(fēng)噴口出

4、口它是在角置式煤粉燃燒器每個(gè)角一次風(fēng)噴口出口處，設(shè)置一個(gè)非流線形物體處，設(shè)置一個(gè)非流線形物體鈍體，使煤粉氣鈍體，使煤粉氣流在鈍體的尾跡區(qū)產(chǎn)生回流，卷吸高溫?zé)煔?，以流在鈍體的尾跡區(qū)產(chǎn)生回流，卷吸高溫?zé)煔?，以利于燃料的著火和火焰的穩(wěn)定。著火后的煤粉火利于燃料的著火和火焰的穩(wěn)定。著火后的煤粉火炬在爐膛內(nèi)組成四角切圓燃燒。炬在爐膛內(nèi)組成四角切圓燃燒。 3 3、火焰穩(wěn)定船燃燒器、火焰穩(wěn)定船燃燒器 又稱(chēng)船型煤粉燃燒器是由清華大學(xué)于又稱(chēng)船型煤粉燃燒器是由清華大學(xué)于8080年代中期年代中期研制成功的。研制成功的。 其結(jié)構(gòu)為在常規(guī)直流煤粉燃燒器一次風(fēng)口內(nèi)加裝其結(jié)構(gòu)為在常規(guī)直流煤粉燃燒器一次風(fēng)口內(nèi)加裝一個(gè)船型火焰

5、穩(wěn)定器，并在其中心設(shè)有點(diǎn)火小油一個(gè)船型火焰穩(wěn)定器，并在其中心設(shè)有點(diǎn)火小油槍。槍。 采用這種結(jié)構(gòu)后，上煤粉氣流繞過(guò)它以后射入爐采用這種結(jié)構(gòu)后，上煤粉氣流繞過(guò)它以后射入爐膛，在離一次風(fēng)噴口不遠(yuǎn)處形成一個(gè)束腰射流。膛，在離一次風(fēng)噴口不遠(yuǎn)處形成一個(gè)束腰射流。在束腰部的兩側(cè)外緣形成高溫、高煤粉濃度和有在束腰部的兩側(cè)外緣形成高溫、高煤粉濃度和有適當(dāng)氧氣濃度的區(qū)域，成為點(diǎn)燃煤粉氣流的良好適當(dāng)氧氣濃度的區(qū)域，成為點(diǎn)燃煤粉氣流的良好著火熱源，從而穩(wěn)定爐內(nèi)燃燒。著火熱源，從而穩(wěn)定爐內(nèi)燃燒。4 4、濃淡燃燒器、濃淡燃燒器濃淡燃燒器利用離心力或慣性力將一次風(fēng)煤粉濃淡燃燒器利用離心力或慣性力將一次風(fēng)煤粉氣流分成富粉流和

6、貧粉流兩股氣流，分別通過(guò)氣流分成富粉流和貧粉流兩股氣流，分別通過(guò)不同噴口進(jìn)入爐膛內(nèi)燃燒。不同噴口進(jìn)入爐膛內(nèi)燃燒。這樣，可在一次風(fēng)總量不變的條件下，分離出這樣，可在一次風(fēng)總量不變的條件下，分離出一股高煤粉濃度的富粉流。由于高濃度煤粉氣一股高煤粉濃度的富粉流。由于高濃度煤粉氣流具有良好的著火和穩(wěn)燃性，因此它不需要特流具有良好的著火和穩(wěn)燃性，因此它不需要特別強(qiáng)的熱回流。別強(qiáng)的熱回流。這樣，不僅實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化著火在技術(shù)上簡(jiǎn)單易行，這樣，不僅實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化著火在技術(shù)上簡(jiǎn)單易行，還可避免熱回流強(qiáng)帶來(lái)的弊端。這樣燃燒器有還可避免熱回流強(qiáng)帶來(lái)的弊端。這樣燃燒器有較寬的煤種適應(yīng)性，不僅用于燃用高灰分劣質(zhì)較寬的煤種適應(yīng)性，不

7、僅用于燃用高灰分劣質(zhì)煙煤和高水分褐煤，也用于燃用無(wú)煙煤和貧煤。煙煤和高水分褐煤，也用于燃用無(wú)煙煤和貧煤。 五、濃淡燃燒器原理五、濃淡燃燒器原理 1.1.所謂濃淡燃燒器，就是采用將煤粉所謂濃淡燃燒器，就是采用將煤粉空氣混空氣混合物氣流，即一次風(fēng)氣流分離成富粉流和貧粉流合物氣流，即一次風(fēng)氣流分離成富粉流和貧粉流兩股氣流，這樣可在一次風(fēng)總量不變的前提下提兩股氣流，這樣可在一次風(fēng)總量不變的前提下提高富粉流中的煤粉濃度。高富粉流中的煤粉濃度。 2.2.富粉流中燃料在過(guò)量空氣系數(shù)遠(yuǎn)小于富粉流中燃料在過(guò)量空氣系數(shù)遠(yuǎn)小于1 1的條件下的條件下燃燒，貧粉流中燃料則在過(guò)量空氣系數(shù)大于或接燃燒，貧粉流中燃料則在過(guò)量

8、空氣系數(shù)大于或接近近1 1的條件下燃燒，兩股氣流合起來(lái)使燃燒器出口的條件下燃燒，兩股氣流合起來(lái)使燃燒器出口的總過(guò)量空氣系數(shù)仍保持在合理的范圍內(nèi)。的總過(guò)量空氣系數(shù)仍保持在合理的范圍內(nèi)。 3.3.濃淡分離原理，濃淡分離原理， (1)(1)離心式煤粉濃縮器用在離心式煤粉濃縮器用在W W型火焰鍋爐上；型火焰鍋爐上； (2)(2)利用管道轉(zhuǎn)彎所產(chǎn)生的離心力使煤粉濃利用管道轉(zhuǎn)彎所產(chǎn)生的離心力使煤粉濃縮，在四角切圓燃燒的爐膛上得到應(yīng)用；縮，在四角切圓燃燒的爐膛上得到應(yīng)用； 百葉窗錐形軸向分離器；百葉窗錐形軸向分離器； (3)(3)帶有旋流葉片的煤粉濃縮器，用于燃用帶有旋流葉片的煤粉濃縮器，用于燃用高水分褐煤

9、的風(fēng)扇磨煤機(jī)直吹式燃燒系統(tǒng)高水分褐煤的風(fēng)扇磨煤機(jī)直吹式燃燒系統(tǒng)中。中。 4.4.穩(wěn)燃原理穩(wěn)燃原理 富粉流中煤粉濃度的提高，即該股氣流一次風(fēng)分富粉流中煤粉濃度的提高，即該股氣流一次風(fēng)分額降低，將使著火熱減少，火焰轉(zhuǎn)播速度提高，額降低，將使著火熱減少，火焰轉(zhuǎn)播速度提高，燃料著火提前。燃料著火提前。 但是，煤粉濃度并非越高越好。如果煤粉濃度過(guò)但是，煤粉濃度并非越高越好。如果煤粉濃度過(guò)高，則會(huì)因氧量不足影響揮發(fā)分燃燒，顆粒升溫高，則會(huì)因氧量不足影響揮發(fā)分燃燒，顆粒升溫速度降低，反而使火焰轉(zhuǎn)播速度下降，著火距離速度降低，反而使火焰轉(zhuǎn)播速度下降，著火距離拉長(zhǎng)，并會(huì)產(chǎn)生煤煙。最佳煤粉濃度值與煤種有拉長(zhǎng)，并會(huì)

10、產(chǎn)生煤煙。最佳煤粉濃度值與煤種有關(guān)低揮發(fā)分煤和劣質(zhì)煙煤的最佳值高于煙煤。關(guān)低揮發(fā)分煤和劣質(zhì)煙煤的最佳值高于煙煤。 富粉流著火后，為貧粉流提供了著火熱源，后者富粉流著火后，為貧粉流提供了著火熱源，后者隨之著火，整個(gè)火炬的燃燒穩(wěn)定性增強(qiáng)，從而擴(kuò)隨之著火，整個(gè)火炬的燃燒穩(wěn)定性增強(qiáng)，從而擴(kuò)大了鍋爐不投油助燃的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍及煤種適應(yīng)大了鍋爐不投油助燃的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍及煤種適應(yīng)性。性。 5.5.減少污染減少污染 煤粉燃燒時(shí)有煤粉燃燒時(shí)有NONO和極少量的和極少量的NO2NO2生成，它們生成，它們統(tǒng)稱(chēng)為氮氧化合物，用統(tǒng)稱(chēng)為氮氧化合物，用NOXNOX表示，是一種有表示，是一種有害的氣體排放物。要降低害的氣體排放

11、物。要降低NOXNOX的生成量，要的生成量，要求火焰溫度低，燃燒區(qū)段內(nèi)氧濃度小，燃求火焰溫度低，燃燒區(qū)段內(nèi)氧濃度小，燃料在高溫區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間短。料在高溫區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間短。 濃淡燃燒器因能降低燃燒產(chǎn)物中濃淡燃燒器因能降低燃燒產(chǎn)物中NOXNOX的排放的排放量，所以也是一種低量，所以也是一種低NOXNOX燃燒器。燃燒器。 6.6.防止結(jié)渣防止結(jié)渣 煤粉顆粒在高溫還原性氣氛下，煤灰的灰熔點(diǎn)將煤粉顆粒在高溫還原性氣氛下，煤灰的灰熔點(diǎn)將大大降低，這樣當(dāng)煙中的灰粒接觸到受熱面或爐大大降低，這樣當(dāng)煙中的灰粒接觸到受熱面或爐墻時(shí)，仍可能保持軟化狀態(tài)或熔化狀態(tài)，會(huì)粘結(jié)墻時(shí)，仍可能保持軟化狀態(tài)或熔化狀態(tài)，會(huì)粘結(jié)在壁

12、面上，形成結(jié)渣。在壁面上，形成結(jié)渣。 對(duì)于濃淡型煤粉燃燒器，將一次風(fēng)煤粉氣流沿水對(duì)于濃淡型煤粉燃燒器，將一次風(fēng)煤粉氣流沿水平方向進(jìn)行濃淡分離，淡煤粉氣流位于背火側(cè)，平方向進(jìn)行濃淡分離，淡煤粉氣流位于背火側(cè)，即水冷壁一側(cè)，使水冷壁附近煤粉濃度降低，氧即水冷壁一側(cè)，使水冷壁附近煤粉濃度降低，氧濃度提高，還原性氣氛水平下降，提高了灰粒的濃度提高，還原性氣氛水平下降，提高了灰粒的熔化溫度，可減少爐膛結(jié)渣的可能性。同時(shí)，濃熔化溫度，可減少爐膛結(jié)渣的可能性。同時(shí)，濃煤粉氣流位于向火側(cè)，有利于獲取著火熱，穩(wěn)定煤粉氣流位于向火側(cè)，有利于獲取著火熱，穩(wěn)定燃燒。燃燒。 六、鈍體燃燒器六、鈍體燃燒器 華中工學(xué)院首先提出在四角直流燃燒器咖華中工學(xué)院首先提出在四角直流燃燒器咖裝鈍體來(lái)適應(yīng)劣質(zhì)煤的著火和燃燒。裝鈍體來(lái)適應(yīng)劣質(zhì)煤的著火和燃燒。 通常鈍體安裝在一次風(fēng)出口處截面形狀為通常鈍體安裝在一次風(fēng)出口處截面形狀為等腰三角形，加裝鈍體后，對(duì)爐內(nèi)著火及等腰三角形，加裝鈍體后，對(duì)爐內(nèi)著火及空氣動(dòng)力特性具有如下影響：空氣動(dòng)力特性具有如下影響： 1.1.在鈍體后形成內(nèi)回流區(qū)。在鈍體后