第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件

第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)【內(nèi)容】第一節(jié)鍋爐燃燒設備概述第二節(jié)直流式煤粉燃燒器第三節(jié)旋流式燃燒器第四節(jié)煤粉爐爐膛第五節(jié)煤粉氣流的著火燃燒第六節(jié)低負荷穩(wěn)燃及低NOx煤粉燃燒技術(shù)

第七節(jié)Ｗ型火焰燃燒技術(shù)第八節(jié)油燃燒器與點火器第九節(jié)循環(huán)流化床燃煤鍋爐第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)【內(nèi)容】第一節(jié)鍋爐燃燒設備概述一、不同的煤燃燒方式火床爐，煤粉爐，循環(huán)流化床鍋爐二、煤粉鍋爐燃燒設備的組成爐膛+燃燒器+供風設備+制粉設備三、煤粉燃燒器的作用與類型燃燒器的作用：輸送煤粉和一次空氣，組織煤粉氣流的著火、穩(wěn)定和低污染燃燒。燃燒器的類型：直流燃燒器旋流燃燒器第一節(jié)鍋爐燃燒設備概述一、不同的煤燃燒方式四、爐膛的作用與類型爐膛的作用：經(jīng)濟、安全地組織和完成燃燒過程和傳熱過程。煤粉鍋爐爐型：П型爐最多，分為四角燃燒、墻式燃燒；W型火焰爐，塔式爐，旋風爐等五、鍋爐燃燒設備的發(fā)展方向高效、低污染的燃燒技術(shù)和設備。六、與爐內(nèi)燃燒過程相關的問題(1)受熱面積灰、結(jié)渣；(2)受熱面金屬表面的高溫腐蝕；(3)蒸發(fā)受熱面中水動力的安全性；(4)氧化氮等污染物的生成；(5)火焰在爐膛容積中的充滿程度。四、爐膛的作用與類型*燃燒器的作用燃燒器的作用：向鍋爐爐膛內(nèi)輸送燃料和空氣；組織燃料和空氣及時、充分地混合；保證燃料進入爐膛后盡快、穩(wěn)定地著火，迅速、完全地燃盡。具體的說：將煤粉與空氣混合氣流按有利的方式送入爐膛，造成有利的空氣動力場，保證煤粉氣流及時著火、強烈燃燒、潔凈燃燒、良好燃盡。分類：直流燃燒器旋流燃燒器*燃燒器的作用燃燒器的作用：向鍋爐爐膛內(nèi)輸送燃料和空氣；組織第二節(jié)直流式煤粉燃燒器1一噴口；2一射流等速核心區(qū)；3一射流邊界層；4一射流的外邊界；5一射流內(nèi)邊界；6一射流源點；7一擴展角；8一速度分布等溫自由射流的結(jié)構(gòu)特性及速度分布直流射流的基本特性從噴口噴出來的直流射流，是湍流自由射流。第二節(jié)直流式煤粉燃燒器1一噴口；2一射流等速核心區(qū)；3一第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件第二節(jié)直流式煤粉燃燒器一、直流式煤粉燃燒器的特性1．不旋轉(zhuǎn)，射流擴展角小，卷吸能力小，單只燃燒器的著火性能差，爐膛充滿度差；2．射流衰減慢，射程遠，后期混合好，有利于煤粉燃盡；3．采用四角布置，相互配合時，相互點燃，著火好，混合強烈；4．多層布置（不少于三層）。第二節(jié)直流式煤粉燃燒器一、直流式煤粉燃燒器的特性二、直流燃燒器的類型1．均等配風一、二次風噴口間隔布置，混合較快，適用于揮發(fā)分較高的煤種。二、直流燃燒器的類型1．均等配風2.分級配風(1)目的：在燃燒過程不同時期的各個階段，按需要送入適量空氣，保證煤粉既能穩(wěn)定著火、又能完全燃燒。(2)特點使著火區(qū)保持比較高的煤粉濃度，以減少著火熱；燃燒放熱比較集中，使著火區(qū)保持高溫燃燒狀態(tài)，適用于難燃煤；煤粉氣流剛性增強，不易偏斜貼墻。同時，卷吸高溫煙氣的能力加強。2.分級配風(3)一次風集中布置的問題著火區(qū)煤粉高度集中，可能造成著火區(qū)供氧不足，延緩燃燒進程；一次風噴嘴附近為高溫區(qū)，噴嘴易變形，使噴嘴出口附近氣流速度分布不均，容易出現(xiàn)空氣、煤粉分層現(xiàn)象。(3)一次風集中布置的問題三、四角布置直流燃燒器的工作原理

1、工作原理主要表現(xiàn)為幾個過程：(1)煤粉氣流卷吸高溫煙氣而被加熱的過程；(2)射流的相互撞擊、射流兩側(cè)的補氣及壓力平衡過程；(3)煤粉氣流的著火過程；(4)煤粉與二次風空氣的混合過程；(5)四股氣流形成的切圓旋轉(zhuǎn)過程；(6)焦碳的燃盡過程。三、四角布置直流燃燒器的工作原理1、工作原理主要表現(xiàn)為幾個第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件2、“自點燃”作用

1k-一次風；2k-二次風；3-旋轉(zhuǎn)火焰的方向；4-上鄰角燃燒器送到向火面的高溫煙氣；5-背火面卷吸的熱煙氣；6-一次風與二次風的過早混合第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件四、四角切圓燃燒的氣流偏斜及切圓直徑

1、氣流偏斜問題引起燃燒器出口氣流偏斜的主要原因是：（1）鄰角氣流的撞擊是氣流偏斜的主要原因。（2）射流偏斜還受射流兩側(cè)“補氣”條件的影響。（3）燃燒器的高寬比(hr/b)對射流彎曲變形影響較大。（4）當燃燒器多層布置時，上層氣流不斷的被卷吸到下層氣流中，加上氣流受熱膨脹的影響，使氣流容積流量增大，旋渦直徑相應增大，一般可使實際切圓直徑膨脹到假想切圓直徑的8~10倍。四、四角切圓燃燒的氣流偏斜及切圓直徑

1、氣流偏斜問題第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件2、切圓直徑過大問題

優(yōu)點：（1）上游鄰角火焰向下游煤粉氣流的根部靠近，煤粉的著火條件較好。（2）這時爐內(nèi)氣流旋轉(zhuǎn)強烈，氣流擾動大，使后期燃燒階段可燃物與空氣流的混合加強，有利于煤粉的燃盡。問題：(1)火焰容易貼墻，引起結(jié)渣；(2)著火過于靠近噴口，容易燒壞噴口；(3)火焰旋轉(zhuǎn)強烈時，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)動量矩大，同時因為高溫火焰的粘度很大，到達爐膛出口處，殘余旋轉(zhuǎn)較大，這將使爐膛出口煙溫分布不均勻程度加大，因而既容易引起較大的熱偏差，也可能導致過熱器結(jié)渣或超溫。2、切圓直徑過大問題優(yōu)點：五、一次風與二次風1一次風量一次風量應該既能滿足煤粉中揮發(fā)分著火燃燒所需的氧量，又能滿足輸送煤粉的需要。如果同時滿足這兩個條件有矛盾，則應首先考慮輸送煤粉的需要。一次風量通常用一次風量占總風量的比值表示，稱為一次風率。五、一次風與二次風1一次風量2

一次風速

一次風速不但決定著火燃燒的穩(wěn)定性，而且還影響著一次風氣流的剛度。過高，會推遲著火，引起燃燒不穩(wěn)定；大于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r，就會吹滅火焰；過低剛性弱，易偏斜卷吸能力弱，著火延遲“回火”，燒壞噴口易發(fā)生空氣、煤粉分層，甚至引起煤粉沉積。2

一次風速

一次風速不但決定著火燃燒的穩(wěn)定性，而且還影響著3一次風溫

提高一次風溫，可降低著火熱，使著火位置提前。提高熱風溫度是提高煤粉著火速度和著火穩(wěn)定性的必要措施之一。根據(jù)煤質(zhì)揮發(fā)分含量的大小，一次風溫既應滿足使煤粉盡快著火，穩(wěn)定燃燒的要求，又應保證煤粉輸送系統(tǒng)工作的安全性。3一次風溫

提高一次風溫，可降低著火熱，使著火位置提前4二次風量和風速

二次風是在煤粉氣流著火后混入的。由于高溫火焰的粘度很大，二次風必須以很高的速度才能穿透火焰，以增強空氣與焦碳粒子表面的接觸和混合，故通常二次風速比一次風速提高一倍以上。4二次風量和風速二次風是在煤粉氣流著火后混入的。由于高5二次風溫從燃燒角度看，二次風溫愈高，愈能強化燃燒，并能在低負荷運行時增強著火的穩(wěn)定性。二次風溫的提高受到空氣預熱器傳熱面積的限制，傳熱面積愈大，金屬耗量就愈多，不但增加投資，而且將使預熱器結(jié)構(gòu)龐大，不便布置。

5二次風溫從燃燒角度看，二次風溫愈高，愈能強化燃燒，六、三次風、周界風、夾心風1、三次風概念：在中儲式制粉系統(tǒng)中，細粉分離器將煤粉和輸送煤粉的空氣分離后，形成乏氣。乏氣中帶有10%的細煤粉。這部分乏氣一般送入爐膛燃燒，形成三次風。三次風的特點是溫度低，水分大，煤粉細。六、三次風、周界風、夾心風1、三次風三次風對燃燒及汽溫調(diào)節(jié)的不利影響：(1)

使火焰溫度降低，燃燒不穩(wěn)定。(2)

火焰拖長，爐膛出口煙溫升高，使過熱汽溫與再熱汽溫偏高，汽溫調(diào)節(jié)幅度增大。同時增大過熱器熱偏差。(3)三次風高速射入，使火焰殘余旋轉(zhuǎn)增大，同時飛灰可燃物增加；(4)三次風量較大時，風速也增大，易擾亂爐正常的空氣流動，引起火焰貼墻結(jié)渣。三次風對燃燒及汽溫調(diào)節(jié)的不利影響：2、周界風周界風的作用是：(1)冷卻一次風噴口，防止噴口燒壞或變形；(2)少量熱空氣與煤粉火焰及時混合。(3)周界風的速度比煤粉氣流的速度要高，能增加一次風氣流的剛度，防止氣流偏斜；并能托住煤粉，防止煤粉從主氣流中分離出來而引起不完全燃燒；(4)高速周界風有利于卷吸高溫煙氣，促進著火，并加速一、二次風的混合過程。2、周界風周界風的作用是：3、夾心風夾心風的作用：(1)補充火焰中心的氧氣，同時也降低了著火區(qū)的溫度，而對一次風射流外緣的煙氣卷吸作用沒有明顯的影響；(2)高速的夾心風提高了一次風射流的剛度，能防止氣流偏斜，而且增強了煤粉氣流內(nèi)部的擾動，這對加速外緣火焰向中心的傳播是有利的；(3)夾心風速度較大時，一次風射流擴展角減小，煤粉氣流擴散減弱，這對于減輕和避免煤粉氣流貼壁，防止結(jié)渣有一定作用；(4)可作為變煤種、變負荷時燃燒調(diào)整的手段之一。3、夾心風夾心風的作用：第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件七、擺動式燃燒器擺動式燃燒器的各噴口一般可同步上、下擺動20~30度，用來改變火焰中心位置的高度，調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度。并便于在啟動和運行中進行燃燒調(diào)節(jié)，控制爐膛出口煙溫，避免爐膛內(nèi)受熱面結(jié)渣。擺動式燃燒器運行中容易出現(xiàn)的問題是：因噴口受熱變形，使擺動機構(gòu)卡死，或擺動不靈活。擺動機構(gòu)上的傳動銷磨損或受熱太大時，容易被剪斷。七、擺動式燃燒器擺動式燃燒器的各噴口一般可同步上、下擺動2第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件八、大容量鍋爐的典型燃燒器結(jié)構(gòu)八、大容量鍋爐的典型燃燒器結(jié)構(gòu)九、直流式燃燒器布置方式九、直流式燃燒器布置方式我國不少電廠對四角切圓燃燒方式進行了改進，其主要特點為：(1)一、二次風不等切圓布置。這種方法是將一、二次噴口按不同角度組織切圓，二次風靠爐墻一側(cè)，一次風靠內(nèi)側(cè)布置。這種布置方式既保持了鄰角相互點燃的優(yōu)勢，又使爐內(nèi)氣流流動穩(wěn)定，火焰不貼爐墻，因而防止了結(jié)渣。但容易引起煤粉氣流與二次風的混合不良，可燃物的燃燒不充分。一次風噴口以小切圓方式布置，二次風噴口射出的氣流與一次風氣流偏轉(zhuǎn)一個角度，即稱為偏轉(zhuǎn)二次風，如圖6-12所示。這種方法的特點是在燃料著火后，及時供應二次風，將火焰與爐墻“隔開”，形成一層“氣幕”，在水冷壁附近區(qū)域造成氧化性氣氛，可提高灰熔點溫度，減輕水冷壁的結(jié)渣。還可以降低ＮＯx的生成量。適用于燃用煙煤及揮發(fā)分較高的貧煤。我國不少電廠對四角切圓燃燒方式進行了改進，其主要特點為：第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件(2)一次風正切圓、二次風反切圓布置。這種布置方法可減弱爐膛出口的殘余旋轉(zhuǎn)，從而減小了過熱器的熱偏差，并能防止結(jié)渣。(3)一次風對沖、二次風切圓布置。這種方法減小了爐內(nèi)一次風氣流的實際切圓直徑，使煤粉氣流不易貼壁，因而能防止結(jié)渣，而且能減弱氣流的殘余旋轉(zhuǎn)。

(2)一次風正切圓、二次風反切圓布置。這種布置方法可減弱十、四角切圓燃燒鍋爐的殘余旋轉(zhuǎn)十、四角切圓燃燒鍋爐的殘余旋轉(zhuǎn)第三節(jié)旋流式燃燒器

a)理想流線b)實際流線第三節(jié)旋流式燃燒器a)理想流線b)實際流線

第三節(jié)旋流式燃燒器

一、旋流式燃燒器的工作原理煤粉氣流或熱空氣通過旋流器時，發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從噴口射出后即形成旋轉(zhuǎn)射流。利用旋轉(zhuǎn)射流，能形成有利于著火的高溫煙氣回流區(qū)，并使氣流強烈混合。

第三節(jié)旋流式燃燒器一、旋流式燃燒器的工作原理第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件二、分類1，可動葉片雙調(diào)風旋流燃燒器

二、分類1，可動葉片雙調(diào)風旋流燃燒器第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件2，雙調(diào)風燃燒器

2，雙調(diào)風燃燒器

3，蝸殼式燃燒器3，蝸殼式燃燒器三、旋流式燃燒器的布置與供風方式旋流式燃燒器通常布置在爐膛的前、后墻上，有的采用大風箱供風，有的采用分隔風箱供風。三、旋流式燃燒器的布置與供風方式旋流式燃燒器通常布置在爐膛第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件四、單只燃燒器的熱功率

單只燃燒器功率過大，會帶來以下幾個問題：(1)

爐膛受熱面局部熱負荷過高，易于結(jié)渣。(2)

爐膛受熱面局部熱負荷過高，易引起水冷壁的傳熱惡化和直流鍋爐的水動力多值性。(3)

切換或啟停燃燒器對爐內(nèi)火焰燃燒的穩(wěn)定性影響較大。(4)

切換或啟停燃燒器對爐膛出口煙溫的影響較大，影響過熱器的安全性和汽溫調(diào)節(jié)。(5)一、二次風的氣流太厚，不利風粉混合。(6)燃燒調(diào)節(jié)不太靈活。四、單只燃燒器的熱功率單只燃燒器功率過大，會帶來以下幾個問五、旋轉(zhuǎn)火焰的特性根據(jù)氣流的旋流強度的大小，旋流式燃燒器形成的火焰形狀可能有三種：封閉式火焰、開放式火焰、飛邊火焰。

五、旋轉(zhuǎn)火焰的特性根據(jù)氣流的旋流強度的大小，旋流式燃燒器形第四節(jié)煤粉爐爐膛一、燃燒煤粉對爐膛的要求(1)

創(chuàng)造良好的著火、穩(wěn)燃條件，并使燃料在爐內(nèi)完全燃盡；(2)

將煙氣冷卻至煤灰的熔點溫度以下，保證爐膛內(nèi)所有的受熱面不結(jié)渣；(3)

布置足夠的蒸發(fā)受熱面，并不發(fā)生傳熱惡化；(4)

盡可能減少污染物的生成量；(5)對煤質(zhì)和負荷變化有較寬的適應性能以及連續(xù)運行的可靠性。第四節(jié)煤粉爐爐膛一、燃燒煤粉對爐膛的要求二、評價爐膛結(jié)構(gòu)的參數(shù)1、爐膛結(jié)構(gòu)著火穩(wěn)定性參數(shù)

A、爐膛截面熱負荷qA

qA的意義是指在單位時間內(nèi)、單位爐膛截面積上，燃料燃燒放出的熱量。A---爐膛橫截面積，m2。通常用燃燒器區(qū)域的爐膛水平斷面面積表示。B---燃煤量，kg/s。Qar,net

---燃料的收到基低位發(fā)熱量，kJ/kg。二、評價爐膛結(jié)構(gòu)的參數(shù)1、爐膛結(jié)構(gòu)著火穩(wěn)定性參數(shù)第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件B、燃燒器區(qū)域的壁面熱負荷qR

a、b——爐膛深度、寬度；

HR

——燃燒器區(qū)域高度，一般取上層一次風噴口上方1.5米處和下層一次風噴口下方1米處的距離；ζ

——衛(wèi)燃帶面積修正系數(shù)；B、燃燒器區(qū)域的壁面熱負荷qR２、爐膛結(jié)構(gòu)燃盡性參數(shù)A、爐膛容積熱負荷qv

VL——爐膛容積，m3。爐膛容積熱負荷qv的意義是指在單位時間內(nèi)、單位爐膛容積內(nèi)，燃料燃燒放出的熱量２、爐膛結(jié)構(gòu)燃盡性參數(shù)A、爐膛容積熱負荷qv第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件B、燃料在爐內(nèi)的停留時間燃料在爐內(nèi)的停留時間可用下述關系表示：L——燃燒器上一次風中心至屏下端距離，m;

Wy——煙氣在爐內(nèi)的平均上升速度，m/s;B、燃料在爐內(nèi)的停留時間第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件3、爐膛結(jié)構(gòu)結(jié)渣性參數(shù)與著火穩(wěn)定因素相同，用Jz表示：

JZ=qA+qR

3、爐膛結(jié)構(gòu)結(jié)渣性參數(shù)與著火穩(wěn)定因素相同，用Jz表示：三、爐膛受熱面結(jié)渣的影響因素

1、受熱面結(jié)渣的形成過程

當熔融的灰渣接近受熱面時，若未被冷卻凝固，并與受熱面相碰，大塊渣積聚在受熱面外壁上，便形成了“結(jié)渣”現(xiàn)象。三、爐膛受熱面結(jié)渣的影響因素1、受熱面結(jié)渣的形成過程2、受熱面積灰或結(jié)渣的危害(1)使爐內(nèi)傳熱變差，加劇結(jié)渣過程。(2)爐膛出口的受熱面結(jié)渣或超溫。(3)水冷壁積灰、結(jié)渣較多時，多數(shù)并發(fā)高溫腐蝕。(4)使鍋爐效率降低。(5)水冷壁尤其是過熱器結(jié)渣嚴重時，大塊渣落下，可能撲滅火焰或砸壞爐底水冷壁，造成惡性事故。2、受熱面積灰或結(jié)渣的危害(1)使爐內(nèi)傳熱變差，加劇結(jié)渣寧波北侖港發(fā)電廠鍋爐爐膛爆炸事故1.事故概況

1993年3月10日14：07，寧波北侖港發(fā)電廠機組(600MW)的鍋爐發(fā)生爐膛爆炸，14：08MFT(主燃料切斷保護)跳閘，鍋爐自動停爐，爐膛下部及冷灰斗嚴重破壞，大量汽水混合物以及高溫煙氣迅速向外噴出，造成23人死亡，8人重傷，16人輕傷。經(jīng)檢查21m標高以下的爐墻損壞情況自上而下趨于嚴重，冷灰斗向爐后側(cè)塌倒呈開放性破口，側(cè)墻與冷灰斗交界處撕裂31根水冷壁管，立柱不同程度扭曲，剛性梁拉裂;水冷壁管嚴重損壞，66根拉斷，有的呈典型的剪切形斷口，有的呈拉伸形斷口，爐右側(cè)21m層以下剛性梁嚴重變形;0m層爐后側(cè)基本被熱焦堵至冷灰斗，3臺碎渣機和噴射水泵等全部湮埋在焦渣中。事故后清除的焦渣達934m3，最大一塊焦現(xiàn)場測量尺寸為7m×7.1m×4m，重達130t，停爐檢修132天，直接經(jīng)濟損失780萬元。寧波北侖港發(fā)電廠鍋爐爐膛爆炸事故1.事故概況2.事故原因經(jīng)分析此次爐膛爆炸是由于爐膛嚴重結(jié)焦(渣)而觸發(fā)的，過熱器以及再熱器局部超溫則與爐膛結(jié)構(gòu)設計、受熱面布置不完善以及運行指導失當有直接關系。爐膛嚴重結(jié)焦(渣)而觸發(fā)爐膛爆炸的過程有2種觀點：

1)嚴重結(jié)焦(渣)造成靜載加上隨機落渣造成的動載，致使冷灰斗局部失穩(wěn);落入水中的焦渣產(chǎn)生蒸汽進入爐膛，在熾熱的堆渣的加熱下升溫、膨脹，使爐膛壓力上升;繼續(xù)落渣造成冷灰斗失穩(wěn)擴大，冷灰斗局部塌陷，側(cè)墻與冷灰斗連接處的水冷壁管撕裂，大量的汽水噴出與落渣形成的汽水共同作用下爐膛壓力猛增，并使冷灰斗塌陷擴展，MFT動作。在渣的靜載、動載及工質(zhì)閃蒸擴容壓力共同作用下，造成爐膛爆炸，21m層以下嚴重破壞。

2)爐內(nèi)結(jié)焦(渣)嚴重，燃燒器長時間下擺運行，加劇了冷灰斗結(jié)渣，為煤裂解氣和煤氣的動態(tài)產(chǎn)生和積聚創(chuàng)造了條件。灰渣落入煤斗產(chǎn)生的蒸汽進入冷灰斗，形成的擾動加速了可燃氣體的產(chǎn)生。突遇熾熱焦渣，引起可燃氣體爆炸，爐膛壓力急劇上升，MFT動作。2.事故原因3、影響受熱面結(jié)渣的主要因素(1)煤灰特性和化學組成?；胰埸c、粘性、化學組成(2)爐膛溫度水平(3)火焰貼墻(4)過量空氣系數(shù)。小則還原性氣氛(5)煤粉細度。粗火焰長，出口結(jié)渣(6)吹灰(7)燃用混煤。結(jié)渣性低于結(jié)渣性強的煤3、影響受熱面結(jié)渣的主要因素(1)煤灰特性和化學組成?；?、防止受熱面結(jié)渣的基本條件一是爐內(nèi)應布置足夠的受熱面來冷卻煙氣，使煙氣貼近受熱面時，煙氣溫度降低到灰的熔點溫度以下，即保證灰渣貼近受熱面時被凝固；二是組織一、二次風形成良好的氣流結(jié)構(gòu)，保證火焰不直接沖刷受熱面。4、防止受熱面結(jié)渣的基本條件一是爐內(nèi)應布置足夠的受熱面來冷四、火焰充滿度

組織與調(diào)整燃燒時，應確?；鹧嬖跔t膛內(nèi)有較高水平的充滿度，減少氣流的的死滯漩渦區(qū)。因為死滯漩渦區(qū)的存在會給鍋爐運行帶來下述問題：(1)爐膛容積利用不好。(2)造成熱偏差。四、火焰充滿度組織與調(diào)整燃燒時，應確保火焰在爐膛內(nèi)有較高水五、爐膛負壓1、煤粉爐的正常爐膛負壓爐內(nèi)壓力比外界大氣壓力低20～60Pa。維持正常的爐膛負壓，不僅對鍋爐經(jīng)濟運行作用很大，而且對運行調(diào)節(jié)十分有益。五、爐膛負壓1、煤粉爐的正常爐膛負壓2、爐膛負壓太大的危害(1)

爐膛負壓太大，說明引風機抽吸力過大。此時，爐內(nèi)氣流明顯向上翹，火焰中心上移，爐膛出口煙溫升高，引起汽溫升高或過熱器結(jié)渣。(2)

氣流上翹，火焰行程縮短，導致不完全燃燒。(3)

對于四角燃燒爐，由于氣流上翹，使四股氣流的相互作用變差，甚至切圓形成不好，煤粉氣流相互點燃的作用變?nèi)?，燃燒變得不穩(wěn)定。如果煤質(zhì)著火性能變差時，還可能引起滅火。(4)

漏風增大，使煙氣體積增加，煙氣流速相應升高。這時排煙損失增加；受熱面磨損加??；汽溫升高；爐膛溫度降低，影響燃燒穩(wěn)定性；火焰向上運動速度增大，一部分燃料未來得及完全燃燒就被排出爐外，因而造成不完全損失增大等一系列不良影響。2、爐膛負壓太大的危害(1)

爐膛負壓太大，說明引(5)

爐膛負壓急劇升高時，還可能發(fā)生爐膛內(nèi)爆事故。內(nèi)爆會造成水冷壁損壞或人身事故。內(nèi)爆產(chǎn)生的原因一是：引風機運行不正常，靜壓頭過高或擋板運行不良；二是因滅火而切斷燃料供應時，爐膛負壓急劇升高。因此，在切斷燃料的同時，應適當關小引風機擋板，以免負壓劇增。此外，大型機組應設置爐內(nèi)壓力報警和安全保護裝置。(6)

爐膛負壓波動時，也可能是爐內(nèi)壓力波變化造成的。此時表明燃燒處于不穩(wěn)定狀態(tài)。燃燒脈動時，負壓也隨著脈動。所以，爐膛負壓是燃燒調(diào)整和鍋爐保護的重要參數(shù)。(7)

爐膛負壓由負壓值極高突變正壓，此過程發(fā)生的時間極短，只有1～2秒，正壓值極高。這種情況下，極可能發(fā)生爐膛爆炸或“打炮”。對于自動化程度比較高的鍋爐，爐膛負壓超限時，控制系統(tǒng)會自動發(fā)出報警或保護動作。但當控制系統(tǒng)處于手動狀態(tài)時，則必須做出準確、迅速的判斷和處理。(5)

爐膛負壓急劇升高時，還可能發(fā)生爐膛內(nèi)爆事故。內(nèi)六、爐膛內(nèi)的爆炸性燃燒爐膛爆炸的原因是數(shù)量過多的燃料和空氣在爐膛內(nèi)未能及時著火燃燒，而以極高的速度進行化學反應，當具有足夠的著火熱源時，在瞬間形成可燃性氣體，氣體容積急劇增加，爐內(nèi)壓力和溫度急劇升高。六、爐膛內(nèi)的爆炸性燃燒第五節(jié)煤粉氣流的著火燃燒一、影響煤粉氣流著火的因素┏揮發(fā)分┏燃料品質(zhì)┃水分燃料┃灰分┃┗發(fā)熱量┗煤粉細度及煤粉顆粒分布┏一次風量、一次風溫、一次風速┏燃燒器┃二次風速，二次風溫，結(jié)構(gòu)┃配風方式及燃燒器結(jié)構(gòu)型式┗單只燃燒器的熱功率┗爐膛┏qA，qR，qV

┗散熱強度和放熱強度運行┏鍋爐負荷┗調(diào)節(jié)方式第五節(jié)煤粉氣流的著火燃燒一、影響煤粉氣流著火的因素1、燃料性質(zhì)①Vdaf↑著火快（Tzh低）揮發(fā)分高的煤點火溫度低②Aar↑，著火慢③Mar↑，著火慢，Tl↓④Rx↑，著火慢⑤Qar,net↑,Vdaf↓著火慢1、燃料性質(zhì)2、爐內(nèi)溫度：Tl↑，著火快，結(jié)渣※對Vdaf低的煤加衛(wèi)燃帶，TL↑3、一次風溫度T1（Qzh）T1↑，著火快，Vdaf低，熱風送粉2、爐內(nèi)溫度：Tl↑，著火快，結(jié)渣4、一次風量及一次風速一次風率：一次風量占總風量份額①揮發(fā)分燃燒需要的空氣量②不發(fā)生煤粉沉積一次風率r隨Vdaf↑，一次風率↑（所需空氣量↑）風速w1↑，n↑,Qzh↑，拉斷火焰→滅火w1↓↓,“回火”，燒壞噴口，卷吸能力↓剛性↓氣粉分層“黑龍”，q4,q3↑4、一次風量及一次風速5、二次風風量及風速（遠遠大于一次風的風量和風速）一次風量確定后，二次風量也就確定了根據(jù)煤種：正三角：下大，上?。ㄓ糜赩daf↑的煤）供氧問題倒三角：上大，下?。ㄓ糜赩daf↓的煤）分級配風腰鼓形：（適用于Vdaf↑的煤）下二次風：向上供氧，托住離析煤粉（比一般的二次風要大）對于分級配風燃燒器來說，多個托住火焰對于擺動燃燒器：風速w2：高速沖入燃燒器5、二次風風量及風速（遠遠大于一次風的風量和風速）6、二次風溫度T2①T2↑，Qzh↓，著火快②T2決定與空氣預熱器的受熱面積，金屬消耗↑通風電耗↑Vdaf↑，T2↓6、二次風溫度T27、燃燒器型式Vdaf↓：分級配風直流燃燒器；W火焰Vdaf↑：旋流燃燒器；均等配風直流燃燒器8、鍋爐負荷D↑→B↑－熱強度（T）↑D↓→B↓Q1<Q2滅火50%以下時，投油穩(wěn)燃7、燃燒器型式9、調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)不好“滅火”，滅火后會自動卸煤10、鍋爐爐內(nèi)熱負荷qV，qA，qR↑Tl↑（爐膛溫度）9、調(diào)節(jié)方式第六節(jié)低負荷穩(wěn)燃及低NOx煤粉燃燒技術(shù)

一、低負荷穩(wěn)燃技術(shù)1，提高一次風氣流中的煤粉濃度1）減少一次風量，可減少著火熱2）提高了揮發(fā)分含量，使火焰?zhèn)鞑ニ俣忍岣?）燃燒放熱相對集中，使著火區(qū)保持高溫狀態(tài)最佳煤粉濃度第六節(jié)低負荷穩(wěn)燃及低NOx煤粉燃燒技術(shù)一、低負荷穩(wěn)燃技2，提高煤粉氣流初溫提高煤粉氣流初溫，可減少煤粉氣流的著火熱，并提高爐內(nèi)溫度水平，使著火提前。2，提高煤粉氣流初溫提高煤粉氣流初溫，可減少煤粉氣流的著火3，提高煤粉顆粒細度

煤粉越細，單位質(zhì)量的表面積越大，火焰?zhèn)鞑ニ俣仍娇??；鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣仍娇?，燃燒放熱速度越快，煤粉顆粒越容易被加熱，越容易穩(wěn)定燃燒。3，提高煤粉顆粒細度煤粉越細，單位質(zhì)量的表面積越大，火焰?zhèn)鞑?，在難燃煤中加入易燃燃料

在鍋爐負荷低或煤質(zhì)很差時，可投入助燃用霧化燃油或氣體燃料，混入燃燒器出口的煤粉氣流種，來改善煤粉的燃燒特性，維持著火的穩(wěn)定性。有時為了節(jié)省燃油，也可混入揮發(fā)分較大的煤粉。4，在難燃煤中加入易燃燃料二、低ＮＯx煤粉燃燒技術(shù)1、NOx的生成機理NOx的生成機理有三種：溫度型NOx，燃料型NOx，快速溫度型NOx。二、低ＮＯx煤粉燃燒技術(shù)1、NOx的生成機理（1）溫度型NOx，是指空氣中的氮在超過1500℃的高溫下，發(fā)生氧化反應，溫度越高NOx的生成量越多。這部分NOx占NOx總量的10~20%（2）燃料型NOx，是指燃料中的氮受熱分解和氧化生成NOx。進一步說，主要指揮發(fā)份中的氮化合物生成NOx，其占NOx總量的80~90%，這部分NOx在燃燒器出口處的火焰中心生成。（3）快速溫度型NOx，是指空氣中的氮和碳氫燃料先在高溫下反應生成中間產(chǎn)物N、NCH、CN等，然后快速與氧反應，生成NOx。這部分NOx占NOx總量的5%。（1）溫度型NOx，是指空氣中的氮在超過1500℃的高溫下，第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件2、低NOｘ煤粉燃燒器（1）PM（PollutionMinimum）型燃燒器PM型燃燒器是在燃燒器內(nèi)將煤粉氣流分為濃粉氣流和淡粉氣流。濃煤粉氣流在上，淡煤粉氣流在下。用于穩(wěn)定著火燃燒并降低Nox濃度高，缺氧，NOx低濃度低，空氣量多，溫度低，NOx低2、低NOｘ煤粉燃燒器（1）PM（PollutionMin第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件（2）寬調(diào)節(jié)比燃燒器寬調(diào)節(jié)比燃燒器實際上也是一種濃、淡型煤粉燃燒器。這種燃燒器的主要性能是在低負荷下，不投油仍然能穩(wěn)定燃燒。故其對鍋爐負荷變化時的燃燒調(diào)節(jié)范圍比較寬。

（2）寬調(diào)節(jié)比燃燒器圖寬調(diào)節(jié)比燃燒器圖寬調(diào)節(jié)比燃燒器（3）A—PM型濃淡濃燃燒器主要技術(shù)是將原來的PM型濃、淡燃燒器改進為A-PM型濃、淡、濃燃燒器，（3）A—PM型濃淡濃燃燒器第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件（4）新型低ＮＯx旋流式燃燒器新型低ＮＯx旋流式燃燒器是在燃燒器一次風管中設置調(diào)節(jié)桿，一次風管出口裝有環(huán)形穩(wěn)焰器，在環(huán)形二次風管內(nèi)裝有隔板。（4）新型低ＮＯx旋流式燃燒器第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件3、爐內(nèi)脫氮新技術(shù)（1）兩級燃燒與MACT燃燒技術(shù)兩級燃燒是把燃燒所需要的空氣量兩段送入爐膛，第一級的空氣量大約為80%左右，從燃燒器的下部送入；第二級的空氣量大約為20%左右，從燃燒器的上部送入，兩級噴口之間的距離為1.5~2米。采用兩級燃燒方式，主要用于降低ＮＯx的生成量。3、爐內(nèi)脫氮新技術(shù)（1）兩級燃燒與MACT燃燒技術(shù)采用兩級燃燒法，在燃燒中心區(qū)(第一段燃燒區(qū))過量空氣系數(shù)小于1，為缺氧燃燒。由于燃料不能完全燃燒，火焰溫度比較低，因而溫度型ＮOx的生成量減少；同時，由于缺氧，燃料型ＮOx的生成量也減少。當?shù)诙壙諝馑腿牒?，因爐膛的冷卻作用，火焰溫度已降低。因此，在第二段燃燒區(qū)域中，雖然過量空氣系數(shù)大于1，火焰中有剩余氧存在，但因溫度低，燃料型和溫度型ＮOx的生成量都大幅度降低。采用兩級燃燒法，在燃燒中心區(qū)(第一段燃燒區(qū))過量空氣系數(shù)小于日本三菱公司在PM型燃燒器的基礎上，進一步發(fā)展了爐內(nèi)三級燃燒的低ＮOx燃燒技術(shù)(MACT)。即在主燃燒器的上二次風OFA噴口上部設置一層附加空氣AA，在主燃燒區(qū)生成的ＮOx到達OFA區(qū)時，由于缺氧又被還原成N2。據(jù)資料介紹，MACT燃燒技術(shù)可將ＮOx控制在60～150PPm內(nèi)。日本三菱公司在PM型燃燒器的基礎上，進一步發(fā)展了爐內(nèi)三級燃燒（2）A—MACT爐內(nèi)脫氮技術(shù)MACT的核心技術(shù)是控制主燃燒區(qū)的燃料與空氣比為0.8~0.9，在主燃燒器上方設置OFA供風，使主燃燒區(qū)產(chǎn)生的碳氫化合物被活化，并在OFA的上部留有足夠的空間，使主燃燒區(qū)生成的ＮOx到達OFA區(qū)時，由于缺氧又被還原成N2，從而為NＯx充分還原創(chuàng)造條件。

將AA供風進一步細分為上下兩層，可促進未燃物和空氣的均勻混合，提高燃燒效率。稱A-MACT（2）A—MACT爐內(nèi)脫氮技術(shù)第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件（3）擴大還原燃燒技術(shù)擴大還原燃燒技術(shù)與新型低Nox旋流燃燒器及IAP供風方式配合，形成另一種風格的燃燒技術(shù)。技術(shù)的核心是在主燃燒區(qū)與燃盡區(qū)之間留有較大的空間，并注入IAP供風（分級風），形成HCN、NH3、HC等還原性氣氛，促使NＯx還原。采用此技術(shù)與兩段燃燒法相比，NOx減少35％可有效的控制未完全燃燒。（3）擴大還原燃燒技術(shù)第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件第七節(jié)Ｗ型火焰燃燒技術(shù)一、Ｗ型火焰鍋爐的爐膛形狀

W形火焰爐膛由下部的拱型著火爐膛（燃燒室）和上部的輻射爐膛（燃盡室）組成。前者的深度比后者約大80～120%

燃盡室前后墻向外擴展構(gòu)成爐頂拱，并布置燃燒器，煤粉氣流和二次風從爐頂拱向下噴射，在燃燒室下部與二次風相遇后，再1800轉(zhuǎn)彎向上流經(jīng)燃盡室爐膛，形成W形火焰，第七節(jié)Ｗ型火焰燃燒技術(shù)一、Ｗ型火焰鍋爐的爐膛形狀W形

爐膛溫度高煤粉噴嘴出口處于燃燒中心爐頂拱的輻射傳熱可提供部分著火熱，同時可減少對燃盡室的放熱著火區(qū)水冷壁敷設衛(wèi)燃帶

較低的NOx生成量空氣沿著火焰行程逐步加入，易實現(xiàn)分級配風，分段燃燒?？煽刂戚^低的過?？諝庀禂?shù)

爐膛內(nèi)的火焰行程長，增加了煤粉在爐內(nèi)的停留時間

W型火焰燃燒方式的特點爐膛溫度高較低的NOx生成量爐膛內(nèi)的火焰行程

煙氣中的飛灰含量少火焰在下部著火爐膛底部轉(zhuǎn)彎180°向上流動時，可使煙氣中部分飛灰分離出來

有利于組織良好的著火、燃燒過程可以采用直流燃燒器或軸向可動葉片旋流燃燒器，也可采用高濃度煤粉燃燒器

有良好的負荷調(diào)節(jié)性能負荷變化時，下部著火爐膛火焰中心溫度變化不大適用于無煙煤等低揮發(fā)分煤的燃燒W型火焰燃燒方式的特點煙氣中的飛灰含量少有利于組織良好的著火、燃燒過程二、Ｗ型火焰鍋爐的燃燒器

50％的空氣和少量（約占10％～20％）煤粉組成的低濃度煤粉氣流從旋風分離器上部的抽氣管通過燃燒器乏氣噴嘴送入爐膛（三次風）

50％的空氣和80%以上的煤粉形成的高濃度煤粉氣流從旋風分離器下部流出，然后垂直向下通過主燃燒器進入爐膛（一次風）

調(diào)節(jié)乏氣量是適應煤種變化的一種手段煤質(zhì)變差，開大乏氣調(diào)節(jié)擋板，抽出的乏氣量增加，煤粉濃度隨之增加，有利于煤粉氣流的著火，燃燒

主燃燒器兩側(cè)有高速二次風氣流同時噴入二、Ｗ型火焰鍋爐的燃燒器50％的空氣和少量（約占10％第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件第八節(jié)油燃燒器與點火器啟動時輕油：二級點火：①先點油②后點煤粉重油：三級點火：順序①點氣體②點重油③點煤粉低負荷穩(wěn)燃時第八節(jié)油燃燒器與點火器啟動時一、油燃燒的特點重油的燃燒特點是：首先用霧化噴嘴將重油霧化成很細小的霧狀液滴群（即油霧），再經(jīng)過受熱、蒸發(fā)，成為氣態(tài)燃料。當氣態(tài)燃油與空氣混合并達到著火條件時，便開始著火。

液體燃料的著火溫度比其氣化溫度高得多，油滴在氣化后才開始著火燃燒，所以液體燃料的燃燒實際上轉(zhuǎn)變?yōu)榫嗳紵?。其著火與燃盡自然比煤粉容易得多。一、油燃燒的特點油燃燒器包括油噴嘴和調(diào)風器。油噴嘴的作用是把燃油霧化成細小的油霧群，并保持一定的霧化角與空氣相交混合，油霧中心區(qū)形成回流區(qū)，卷吸熱煙氣，加熱油霧。調(diào)風器的作用是組織油燃燒時的空氣供給，并使空氣與油霧充分混合。由于油霧燃燒時要求早期混合強烈，因此通常采用旋流葉片，使一次風產(chǎn)生強烈旋轉(zhuǎn)，促進油霧與空氣的混合。油燃燒器包括油噴嘴和調(diào)風器。二、油噴嘴

按照油的霧化方式，油噴嘴分為壓力霧化式、蒸汽霧化式、空氣霧化式等。1、壓力霧化式油噴嘴將具有一定壓力的燃油在油噴嘴內(nèi)產(chǎn)生的高速旋轉(zhuǎn)，從油噴嘴射出后，油膜被撕裂，形成霧狀小液滴。二、油噴嘴1、壓力霧化式油噴嘴

1、壓力霧化式油噴嘴噴嘴頭上有油孔、汽孔和混合孔，形成“Ｙ”形噴嘴。油壓一般為0.5～2.0ＭＰa，汽壓一般為0.6～1.0ＭＰa。油與蒸汽在混合孔內(nèi)相互撞擊，形成乳化狀態(tài)的油汽混合物，再噴入爐內(nèi)便霧化成細小油滴。為了使空氣和油霧很好地混合，噴嘴頭上裝有多個油孔。為了減少汽耗量與便于控制，蒸汽壓力保持不變，而用調(diào)節(jié)油壓的辦法來改變噴油量。2、蒸汽霧化油噴嘴

噴嘴頭上有油孔、汽孔和混合孔，形成“Ｙ”形噴嘴。油壓一般為0第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件三、平流式調(diào)風器二次風平行于調(diào)風器的軸線流動，為了加強后期混合，風速很高，約有50～70米/秒。一次風通過固定式旋流葉片強烈旋轉(zhuǎn)，以滿足火焰根部油霧與空氣的混合并產(chǎn)生中心回流區(qū)。既提供了著火熱源，又防止產(chǎn)生碳黑。三、平流式調(diào)風器二次風平行于調(diào)風器的軸線流動，為了加強后期第九節(jié)循環(huán)流化床燃煤鍋爐循環(huán)流化床（CFB）一開始就是因適應了當今資源綜合利用、環(huán)保要求日益嚴格的發(fā)展趨勢，從而得到快速發(fā)展，CFB具有清潔燃燒、高效、燃料適應性廣、調(diào)節(jié)特性好等特點。近二十年，CFB技術(shù)得到突飛猛進的發(fā)展，容量等級從當初的20t/h發(fā)展到現(xiàn)在的1025t/h，成為我國清潔燃燒領域中發(fā)展最迅速、工程運用最多的技術(shù)！第九節(jié)循環(huán)流化床燃煤鍋爐循環(huán)流化床（CFB）一開始就是因適一、流態(tài)化的描述及其性質(zhì)當氣體通過布風板自下而上地穿過固體顆粒隨意填充狀態(tài)的床層時（見圖6-51），整體床層將依氣體流速的不斷增大而呈現(xiàn)完全不同的狀態(tài)。

一、流態(tài)化的描述及其性質(zhì)當氣體通過布風板自下而上地穿過固體顆第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件第六章燃燒設備和煤粉燃燒新技術(shù)課件第六章燃燒設