燃燒器減排技術(shù)及低氮燃燒技術(shù)介紹課件

燃燒器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)及低氮燃燒技術(shù)謝佳2017.07燃燒器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)及低氮燃燒技術(shù)謝佳一.燃燒設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)二.東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)四角爐超低氮燃燒技術(shù)W火焰爐超低氮燃燒技術(shù)對(duì)沖爐超低氮燃燒技術(shù)CFB超低氮燃燒技術(shù)目錄燃燒的基本原理燃燒器的主要作用燃燒器的主要型式燃料特性燃燒系統(tǒng)方案制粉系統(tǒng)計(jì)算燃燒器計(jì)算及參數(shù)燃燒器結(jié)構(gòu)一.燃燒設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)二.東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)四角爐超低氮燃1.燃燒的基本原理燃燒一般指燃料在空氣中的劇烈氧化放熱反應(yīng)，釋放出的熱量能使該反應(yīng)過(guò)程自動(dòng)維持。燃燒過(guò)程存在兩個(gè)基本階段，即著火階段和著火后的穩(wěn)定燃燒階段。1.1燃料的著火從工程應(yīng)用角度看，燃料的著火方式有兩類：自燃和點(diǎn)燃。1.1.1自燃1.1.1.1自燃的定義在一定條件下，燃料和空氣的混合物通過(guò)緩慢的氧化放熱反應(yīng)，不斷的積累熱量和活性粒子，隨著混合物溫度的升高，在沒(méi)有明火接近的條件下，自動(dòng)著火燃燒。如煤堆、積粉和空預(yù)器上黏附的油垢等均可能產(chǎn)生自燃現(xiàn)象。1.1.1.2自燃的條件自燃的條件是燃料和空氣的反應(yīng)放熱速度高于散熱速度，致使熱量不斷積累，燃料溫度不斷升高，燃料最終自燃。1.1.1.3自燃溫度自燃溫度（或稱自燃點(diǎn)）不是一個(gè)常數(shù)，它不僅和燃料本身的特性有關(guān)，還和散熱條件等有關(guān)，散熱條件越差，自燃溫度越低。而且往往更有實(shí)際意義的不是自燃溫度，而是能引起自燃時(shí)的介質(zhì)溫度，介質(zhì)溫度越高，自燃所需的時(shí)間越短。自燃溫度較低的燃料并不一定就更容易被點(diǎn)燃。如氫氣的自燃溫度比褐煤的高，但卻比褐煤更容易被點(diǎn)燃。1.1.2點(diǎn)燃1.1.2.1點(diǎn)燃的定義利用外部能源去接觸可燃混合物，使其在靠近外部能源傳入的部分先行發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)而著火，然后火焰?zhèn)鞑サ秸麄€(gè)混合物中去。1.燃燒的基本原理1.1.2.2火焰的傳播

火焰的傳播分為層流火焰?zhèn)鞑ズ屯牧骰鹧鎮(zhèn)鞑煞N。若可燃混合物氣流處于靜止或?qū)恿鳡顟B(tài)時(shí)，其火焰的傳播稱為層流火焰?zhèn)鞑?；若可燃混合物氣流處于湍流狀態(tài)時(shí)，其火焰的傳播稱為湍流火焰?zhèn)鞑?。工程中的火焰?zhèn)鞑セ旧隙际峭牧骰鹧鎮(zhèn)鞑?。層流火焰?zhèn)鞑ニ俣戎饕軠囟?、壓力、燃料濃度及燃料性質(zhì)影響。試驗(yàn)表明，火焰?zhèn)鞑ニ俣入S溫度的增大而增大，隨壓力的增大而減?。▽?duì)大多數(shù)氣體燃料而言），反應(yīng)能力越強(qiáng)的燃料其火焰?zhèn)鞑ニ俣纫苍娇?。在溫度、壓力一定的條件下，某一燃料的火焰?zhèn)鞑ニ俣却嬖谝粯O大值，該極大值一般處于過(guò)量空氣系數(shù)略小于1的情況下，因?yàn)榇藭r(shí)的燃燒溫度達(dá)到最大值。此外試驗(yàn)證明，可燃混合物氣流只有在一定的濃度范圍內(nèi)，火焰才能傳播。當(dāng)混合物氣流中燃料的濃度高于某一最高濃度或低于某一最低濃度時(shí)，燃燒只能局限在點(diǎn)火火源附近，火焰不能傳播。該濃度范圍又叫做著火濃度范圍，有時(shí)也叫做爆炸濃度范圍。爆炸濃度該范圍存在的原因是，當(dāng)氣流燃料濃度太低時(shí)，混合物反應(yīng)析出的熱量太低，不足以將鄰近的混合物加熱到著火溫度，所以火焰不能傳播；而當(dāng)氣流燃料濃度過(guò)高時(shí)，氧量不足，混合物不能充分燃燒，同樣不能析出足夠的熱量所以火焰也不能傳播。溫度、壓力和惰性氣體含量都可以影響著火濃度范圍。湍流火焰?zhèn)鞑C(jī)理與層流火焰有很大不同。湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣冗h(yuǎn)大于層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?。?duì)于煤粉氣流，湍流火焰的傳播速度可超過(guò)200cm/s，而層流火焰?zhèn)鞑ニ俣炔怀^(guò)100cm/s。由于可燃混合物自噴口噴出后馬上擴(kuò)散，風(fēng)速逐漸下降，當(dāng)與火焰?zhèn)鞑ニ俣认嗟葧r(shí)而穩(wěn)定著火。一般希望煤粉氣流的著火點(diǎn)離噴口出口的距離為0.3～0.5m。1.1.2.2火焰的傳播1.2燃料的穩(wěn)定燃燒可燃混合物噴入爐內(nèi)，利用點(diǎn)火設(shè)備將它點(diǎn)燃，火焰很快傳播到整個(gè)氣流中，當(dāng)點(diǎn)火設(shè)備撤出后，再進(jìn)入爐內(nèi)的可燃混合物應(yīng)能繼續(xù)著火燃燒，也就是保持火焰的穩(wěn)定而不熄滅。此外著火點(diǎn)的（遠(yuǎn)近）位置也必須合適。1.2.1一般火焰的穩(wěn)定可燃混合物氣流從噴口噴出后，速度是不均勻的，在噴口中心速度較高，四周速度很低，此外離噴口越遠(yuǎn)，速度也越低。另一方面火焰?zhèn)鞑ニ俣纫膊痪鶆?。這樣可能在氣流外周某一圈位置上，氣流速度等于火焰?zhèn)鞑ニ俣?，使火焰保持穩(wěn)定，這一圈稱為引燃區(qū)。從引燃區(qū)附近流過(guò)的氣體，雖然流速超過(guò)火焰?zhèn)鞑ニ俣?，也可以被引燃區(qū)的火焰點(diǎn)燃。由于噴口中心速度最高，因此整個(gè)火焰鋒面呈圓錐形。氣流在火焰鋒面處的法向速度等于火焰?zhèn)鞑ニ俣?，切向速度使該處火焰點(diǎn)燃靠近中心一些的相鄰氣流，這樣使整個(gè)火焰保持穩(wěn)定。如果氣流速度再增加，雖然在離開(kāi)噴口更遠(yuǎn)處氣流速度也將降低，但這里可燃?xì)怏w混合物的濃度太低，火焰可能已不能傳播，將沒(méi)有引燃區(qū)存在，火焰不能保持穩(wěn)定，這種情況稱為脫火。如果氣流速度太低，火焰將傳播到噴口內(nèi)，這種情況稱為回火。1.2.2鍋爐內(nèi)火焰的穩(wěn)定燃燒器出口氣流速度一般都較高，已超過(guò)脫火極限，火焰不能自身保持穩(wěn)定。從燃燒器噴出的可燃混合物必須不斷從其他方面獲得熱量，才能被加熱到著火溫度以上，不斷著火，保持燃燒穩(wěn)定。著火所需熱量主要來(lái)自于回流的高溫?zé)煔狻?duì)于直流式燃燒器，氣流噴出燃燒器后不斷吸卷周圍的高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔鈱⑵浼訜?，使之著火。這種從四周吸卷高溫?zé)煔獾幕亓鞣绞浇型饣亓?。?duì)于旋流式燃燒器，旋轉(zhuǎn)的氣流離開(kāi)燃燒器噴口后在離心力的作用下向四周擴(kuò)散，在中心形成負(fù)壓區(qū)，使高溫?zé)煔饣亓鳎⑻峁崃奎c(diǎn)燃可燃混合物。這種煙氣回流方式叫內(nèi)回流。1.2燃料的穩(wěn)定燃燒1.2.3影響火焰穩(wěn)定性的因素影響火焰穩(wěn)定性的因素主要包括回流區(qū)的大小、可燃混合物的初溫、燃燒器區(qū)域的煙氣溫度及燃料性質(zhì)等。1.2.3.1回流區(qū)的大小回流區(qū)越大，回流的煙氣量越多，回流區(qū)域內(nèi)的溫度就越高，燃料著火越穩(wěn)定，著火點(diǎn)更靠近噴口。對(duì)于直流式燃燒器，回流主要依靠外回流。外回流區(qū)的體積一般比內(nèi)回流區(qū)的大得多，但是，如果組織不好，回流的煙氣不是來(lái)自高溫區(qū)域，這樣的回流則不利于著火。因此一般直流式燃燒器采用四角布置燃燒方式，使每個(gè)燃燒器的火焰流向下游相鄰燃燒器的出口，以向其提供可吸卷的高溫?zé)煔?。由于燃燒器出口氣流速度一般都比較高，因此燃燒器噴口中還裝有穩(wěn)燃器，可使氣流產(chǎn)生一個(gè)小的內(nèi)回流區(qū)，有利于保證穩(wěn)定著火。對(duì)于旋流式燃燒器，回流主要依靠?jī)?nèi)回流，但氣流四周也卷吸煙氣，也有外回流區(qū)，它也有助于火焰的穩(wěn)定。增大內(nèi)回流區(qū)和煙氣回流量主要依靠增大每個(gè)燃燒器氣流的旋流強(qiáng)度，旋流式燃燒的氣流旋流強(qiáng)度一般均可調(diào)節(jié)，因此旋流式燃燒器獨(dú)立性較強(qiáng)，不像四角切圓燃燒方式那樣考慮爐內(nèi)整體組織燃燒。1.2.3.2可燃混合物的初溫可燃混合物的初溫越高，將其加熱到著火溫度所需的熱量就越少，氣流就更容易著火，因此著火就更穩(wěn)定，著火點(diǎn)就更近。由于著火熱主要用于加熱空氣，因此，提高可燃混合物的初溫主要是提高預(yù)熱空氣的溫度；對(duì)于煤粉氣流，提高煤粉濃度可降低煤粉氣流的著火熱，有利于著火。1.2.3.3燃燒器區(qū)域的煙氣溫度回流煙氣的溫度不僅取決于燃料在這一區(qū)域的燃燒程度，還和散熱（受熱面的吸熱）等因素有關(guān)。因此減少燃燒器區(qū)域的輻射吸熱，可提高燃燒器區(qū)域煙氣溫度，此時(shí)回流的煙氣溫度也會(huì)高一些，可使著火更加穩(wěn)定。1.2.3.4燃料性質(zhì)燃料的化學(xué)反應(yīng)能力越強(qiáng)，就越容易著火，如原油比重油更容易著火。此外對(duì)于燃油，霧化質(zhì)量越好，則油滴越細(xì)，燃燒越快，著火越穩(wěn)定。對(duì)于煤粉氣流，煤粉越細(xì)，則煤粉氣流越容易著火。1.2.3影響火焰穩(wěn)定性的因素2.燃燒器的主要作用燃燒器的主要作用是將燃料和燃燒所需空氣按一定的型式送入爐膛，使燃料能及時(shí)著火、穩(wěn)定燃燒、充分燃盡，燃燒器及爐膛不結(jié)焦，鍋爐NOx排放量低等，亦即要滿足安全、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保三方面的要求。上述要求主要是通過(guò)合理的燃燒方式、燃燒器布置、燃燒器結(jié)構(gòu)和燃燒器設(shè)計(jì)參數(shù)等來(lái)實(shí)現(xiàn)；同時(shí)鍋爐本體也應(yīng)有合理的設(shè)計(jì)。3.燃燒器的主要型式對(duì)于以煤為燃料的大型電站鍋爐，目前主要采用煤粉燃燒和循環(huán)流化床燃燒兩大類燃燒方式。煤粉爐和以油（天然氣）為主燃料的大型電站鍋爐的燃燒器布置型式主要有墻置式和角置式，此外煤粉爐燃燒器還有爐拱布置方式。不同的燃燒器布置型式要求配以相應(yīng)的燃燒器結(jié)構(gòu)型式，燃燒器結(jié)構(gòu)型式主要分為旋流式和直流式兩類。3.1墻置燃燒3.1.1墻置式旋流燃燒器墻置式燃燒器一般包括前墻布置燃燒器和前后墻布置燃燒器對(duì)沖燃燒兩種情況。這種布置方式的主要優(yōu)點(diǎn)是沿爐膛寬度方向的熱負(fù)荷分布比較均勻、鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃能力較強(qiáng)、爐膛不易結(jié)焦；但缺點(diǎn)是煙氣后期混合較差，不利于燃料的燃盡；而且單墻燃燒方式的爐膛火焰充滿度較差，已很少采用。前后墻布置燃燒器的示意圖如下圖所示。2.燃燒器的主要作用墻置式燃燒器一般包括前墻布置燃燒器和前后3.1.2墻置式直流燃燒器墻置式直流燃燒器主要用于配風(fēng)扇磨的高水分褐煤燃燒。由于風(fēng)扇磨所能提供的壓頭較小，因此磨煤機(jī)沿爐膛四周布置，盡可能減小磨煤機(jī)到燃燒器的沿程阻力損失。磨煤機(jī)數(shù)量一般為6臺(tái)或8臺(tái)，每臺(tái)磨煤機(jī)帶一列燃燒器。燃燒器采用直流式，布置在水冷壁墻上形成切圓燃燒，如右圖所示。3.2角置燃燒角置燃燒一般均采用直流式燃燒器。爐膛四角各布置一列燃燒器噴口，可燃混合物和燃燒所需其余空氣可以從不同噴口噴入爐內(nèi)，在爐膛中整體組織燃燒。每角燃燒器噴口的中心線與爐膛中心的一個(gè)或多個(gè)假想圓相切，燃燒火焰在爐內(nèi)形成一個(gè)大火球，燃料著火所需熱源由上游角的燃燒高溫?zé)煔馓峁?，如右圖所示。這種燃燒型式的四面水冷壁熱負(fù)荷比較均勻；煙氣的后期混合強(qiáng)烈，有利于燃盡；配以擺動(dòng)式噴口，可以方便的調(diào)節(jié)汽溫。缺點(diǎn)是煙氣的殘余旋轉(zhuǎn)易造成爐膛出口兩側(cè)的煙溫偏差；如果配風(fēng)不均勻，易造成火球中心偏移，使火焰沖刷水冷壁，造成結(jié)焦和高溫腐蝕；另外如果背火側(cè)補(bǔ)氣條件不好也會(huì)使火焰偏斜刷墻。3.1.2墻置式直流燃燒器3.2角置燃燒3.3爐拱燃燒爐拱燃燒一般應(yīng)用于難于著火和燃盡的無(wú)煙煤和低揮發(fā)分的貧煤。燃燒器一次風(fēng)噴口直立布置（略有傾斜）在前后墻水冷壁的爐拱上面，大部分燃燒所需空氣從前后水冷壁垂直墻上分段供給，每個(gè)燃燒器的火焰首先向下俯沖后再折向往上形成U形火焰，燃燒后的高溫?zé)煔獗晃頌槿剂现鹛峁┧锜崃?。前后墻的火焰共同在爐膛中形成W形，故這種燃燒方式一般稱為W型火焰燃燒方式，如下圖所示。鍋爐下?tīng)t膛區(qū)域敷設(shè)有適量的衛(wèi)燃帶，因此燃燒區(qū)域溫度水平較高，有利于煤粉的著火；同時(shí)火焰行程較長(zhǎng)，有利于燃盡。但這種燃燒方式的缺點(diǎn)是NOx排放量高以及鍋爐重量大、成本高。爐拱燃燒方式所配燃燒器即可采用直流燃燒器也可采用旋流燃燒器。3.3爐拱燃燒4.燃料特性電站鍋爐燃料主要有煤、油和氣體燃料。4.1煤4.1.1煤的種類鍋爐燃煤主要按干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf的含量分為褐煤、貧煤、煙煤及無(wú)煙煤幾種。無(wú)煙煤：Vdaf

≤10％，炭化程度最高，含碳量大，水分、灰分及揮發(fā)分含量少，熱值高；不易著火和燃盡。貧煤：Vdaf

：10％～20％，煙煤：Vdaf：20％～37％，它們的炭化程度低于無(wú)煙煤，燃燒特性視具體成分的差異而不同；一般貧煤和劣質(zhì)煙煤的著火性能較差。褐煤：Vdaf＞37％，炭化程度較低，水分、灰分和干燥無(wú)灰基揮發(fā)分含量一般均較高。中低水分褐煤易著火，高水分褐煤則難著火；均易結(jié)焦。4.1.2成分分析基準(zhǔn)及相互換算燃料的成分分析一般常用元素分析和工業(yè)分析兩種。燃料的元素分析測(cè)定煤中碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）和礦物質(zhì)（習(xí)慣上稱之為灰分A）及水分（W）的含量。而工業(yè)分析只測(cè)定煤中水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳的含量。分析煤的成分時(shí)，常用的分析基準(zhǔn)有四種，即收到基、空氣干燥基、干燥基和干燥無(wú)灰基，具體定義如下。收到基：以實(shí)際入爐煤的成分作為百分之百；空氣干燥基：當(dāng)煤樣在20℃、相對(duì)濕度60％的實(shí)驗(yàn)室中放置，會(huì)失去一些水分，留下的穩(wěn)定水分稱為空氣干燥水分，以這種煤樣的成分作為百分之百；干燥基：去除水分以外的其他含量作為成分的百分之百；干燥無(wú)灰基：把水分、灰分含量除外，以可燃質(zhì)成分作為百分之百。4.燃料特性不同成分基準(zhǔn)之間需要換算，換算系數(shù)如下表。不同成分基準(zhǔn)之間需要換算，換算系數(shù)如下表。4.1.3煤粉細(xì)度4.1.3.1煤粉細(xì)度的定義及計(jì)算送入鍋爐燃燒的煤為滿足輸送和燃燒要求被磨煤機(jī)磨制成細(xì)粉，絕大部分煤粉的粒徑一般不超過(guò)0.2mm。煤粉粒度的分布（也稱為煤粉細(xì)度）在我國(guó)用篩余量R表示，即未通過(guò)篩孔的部分煤粉的質(zhì)量占全部煤粉質(zhì)量的百分比（％），一般用R90和R200表示，下標(biāo)90和200分別表示篩孔直徑為90μm和200μm。煤粉粒度分布的均勻性用均勻性系數(shù)n表示，煤粉粒度越均勻越好。n一般在0.8到1.2之間，n越大表示煤粉粒徑的分布越均勻。n的計(jì)算如右式。知道了系數(shù)n和某一粒徑x1的煤粉粒度分布Rx1后，便可計(jì)算其他粒徑x2的煤粉粒度分布Rx2，計(jì)算公式如右式。4.1.3.2R90與D200的換算工程中還常用過(guò)篩量D200來(lái)表示煤粉細(xì)度，即通過(guò)200目篩子的煤粉質(zhì)量占全部煤粉質(zhì)量的百分比（％），美國(guó)200目篩子的篩孔直徑為74μm，約相當(dāng)于我國(guó)篩孔直徑為75μm的篩子規(guī)格，即D200＝100－R75（％），因此R90與D200之間可按下面公式換算：

1）已知D200求R902）已知R90求D200

4.1.3煤粉細(xì)度4.1.3.3煤粉細(xì)度的選取煤粉越細(xì)，越容易著火和燃盡，同時(shí)也有利于降低NOx排放量，但磨煤電耗會(huì)增加。因此從能耗方面考慮，存在一個(gè)煤粉的經(jīng)濟(jì)細(xì)度，長(zhǎng)期以來(lái)推薦按下面的經(jīng)驗(yàn)公式選取煤粉細(xì)度。煙煤：R90=4+0.5nVdaf％，貧煤：R90=2+0.5nVdaf％，無(wú)煙煤：R90=0.5nVdaf％。但隨著磨煤技術(shù)的不斷進(jìn)步和對(duì)NOx排放量要求的日益嚴(yán)格，目前傾向于按下面公式選取煤粉細(xì)度。R90=0.5nVdaf％，對(duì)于無(wú)煙煤還可以更細(xì)。4.1.4煤的燃燒特性煤的燃燒特性主要指著火穩(wěn)定特性和燃盡特性，它是燃燒設(shè)備及鍋爐爐膛的正確設(shè)計(jì)時(shí)的重要因素。4.1.4.1著火穩(wěn)定特性目前主要通過(guò)燃料的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf、著火指數(shù)Td以及著火穩(wěn)定性指數(shù)Rw來(lái)判別其著火穩(wěn)定特性。①以Vdaf作為判別指標(biāo)，同時(shí)需參考Aar和Mar。這種判別方法準(zhǔn)確性相對(duì)較差，但使用方便。判別界限如下：Vdaf≤9％極難穩(wěn)定區(qū)，Vdaf

：9～19％難穩(wěn)定區(qū)，Vdaf

：19～30％中等穩(wěn)定區(qū)，Vdaf

：30～37％易穩(wěn)定區(qū)，Vdaf

：＞37％褐煤區(qū)。當(dāng)Vdaf

＞37％時(shí)之所以稱為褐煤區(qū)，是因?yàn)楫?dāng)水分很高時(shí)，鍋爐為低溫燃燒，其燃燒穩(wěn)定性也較差。當(dāng)Aar＞35％時(shí)，所有判別等級(jí)應(yīng)降一級(jí)。②著火指數(shù)Td為煤粉氣流在在管式電爐中著火時(shí)對(duì)應(yīng)的最低爐膛溫度。判別界限如下：Td＞638℃極難穩(wěn)定區(qū)，Td：613～638℃難穩(wěn)定區(qū)，Td：593～613℃中等穩(wěn)定區(qū)，Td：560～593℃易穩(wěn)定區(qū)，Td≤560℃褐煤區(qū)。以空干基水分Mad、空干基灰分Aad和干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf作為變量，對(duì)Td進(jìn)行回歸，得到如下關(guān)系：Td=654-1.9Vdaf+0.43Aad-4.5Mad±20（℃），其相關(guān)系數(shù)為0.916說(shuō)明相關(guān)較好，因此當(dāng)沒(méi)有條件進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定時(shí)，可用上式來(lái)計(jì)算Td指數(shù)。4.1.3.3煤粉細(xì)度的選?、壑鸱€(wěn)定性指數(shù)Rw基于熱天平測(cè)定煤樣的失重速率曲線，用測(cè)得數(shù)據(jù)計(jì)算得到：Rw＝560/t＋650/T1min＋0.27W1max，其中t為著火溫度、T1min為易燃峰最大反應(yīng)速率對(duì)應(yīng)的溫度、W1max為易燃峰的最大反應(yīng)速率。判別界限如下：Rw≤4.0極難穩(wěn)定區(qū)，Rw：4.0～4.65難穩(wěn)定區(qū)，Rw：4.65～5.0中等穩(wěn)定區(qū)，Rw：5.0～5.7易穩(wěn)定區(qū)，Rw＞5.7褐煤區(qū)。4.1.4.2燃盡特性目前主要通過(guò)燃盡指數(shù)RJ、RJl、傅張指數(shù)FZ、比表面積Si、表觀反應(yīng)速率系數(shù)kS以及用熱顯微鏡觀察等方法來(lái)判別。①燃盡指數(shù)RJ

基于熱天平測(cè)定煤樣的失重速率曲線和煤焦燃盡率曲線，用測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算得到：RJ

＝10/（0.55G2＋0.004T2max＋0.14τ98＋0.27τ’98－3.76），其中G2為難燃峰下燒掉的燃料量、T2max為難燃峰最大反應(yīng)速率對(duì)應(yīng)的溫度、τ98為煤可燃質(zhì)燒掉98％所需的時(shí)間、τ’98為煤焦燃盡98％所需時(shí)間。判別界限如下：RJ≤2.5極難燃盡區(qū)，RJ：2.5～3.0難燃盡區(qū)，RJ：3.0～4.4中等燃盡區(qū)，RJ：4.4～5.7易燃盡區(qū)，RJ

＞5.7褐煤區(qū)。②煤的揮發(fā)分越高，其著火穩(wěn)定性越好，但其燃盡性不一定就越好，原因是部分煤存在燒結(jié)特性，使得比表面積減少而影響燃盡。指數(shù)RJl＝K×Vdaf。其中K為焦渣指數(shù)系數(shù)，取值方法為：G≤4時(shí)，K＝1；G＝5時(shí)，K＝0.9；G≥6時(shí)，K＝0.8。G為焦渣指數(shù)，由煤的工業(yè)分析坩堝中的殘?jiān)鼱顟B(tài)來(lái)判別：殘?jiān)鼱顟B(tài)粉狀粘著弱粘結(jié)不熔融粘結(jié)不膨脹熔融粘結(jié)微膨脹熔融粘結(jié)膨脹熔融粘結(jié)強(qiáng)膨脹熔融粘結(jié)

G12345678RJl判別界限如下：RJl≤9極難燃盡區(qū)，RJl：9～19難燃盡區(qū)，RJl：19～27中等燃盡區(qū)，RJl：27～40易燃盡區(qū)，RJl＞40褐煤區(qū)。③傅張指數(shù)FZ利用煤球在加熱爐內(nèi)燃燒試驗(yàn)所得結(jié)果回歸得到，F(xiàn)Z

＝（Vad＋Mad）2×FCad×100-2。式中FCad表示煤球中含碳量的大小，當(dāng)單位面積上含碳的比例越大時(shí)，則化學(xué)反應(yīng)放出的熱量就越大，有利于著火。判別界限如下：FZ≤0.5極難燃煤，F(xiàn)Z：0.5～1.0難燃煤，F(xiàn)Z：1.0～1.5中等難燃煤，F(xiàn)Z：1.5～2.0易燃煤，F(xiàn)Z＞2.0極易燃煤。④Si為清華大學(xué)用壓汞法所測(cè)煤質(zhì)表面積，判別界限如下：Si≤1.35極難燃盡區(qū)，Si：1.35～1.77難燃盡區(qū)，Si：1.77～2.19中等燃盡區(qū)，Si：2.19～2.85易燃盡區(qū)，Si

＞40褐煤區(qū)③著火穩(wěn)定性指數(shù)Rw基于熱天平測(cè)定煤樣的失重速率曲線，用測(cè)得⑤表觀反應(yīng)速率系數(shù)kS根據(jù)管式沉降爐煤焦燃燒試驗(yàn)結(jié)果求出，當(dāng)試驗(yàn)溫度為1673K時(shí)，它與燃料的Vdaf的關(guān)系的擬合公式為：kS＝（0.368Vdaf＋19.3）×10-5，相關(guān)系數(shù)為0.77。由Vdaf得出如下判別界限（×10-5

）：kS≤22.6極難燃盡區(qū)，kS：22.6～26.3難燃盡區(qū)，kS：26.3～29.2中等燃盡區(qū)，kS：29.2～33易燃盡區(qū)，kS＞33褐煤區(qū)。⑥用熱顯微鏡觀察預(yù)制成一定形狀的燃料燃燒后的灰渣形態(tài)，作如下判斷：膨脹型著火燃盡最好，收縮型燃盡比較困難，熔球型易結(jié)渣，不變型著火燃盡均困難。4.1.5煤灰結(jié)渣特性煤灰是燃料中不可燃的礦物雜質(zhì)在燃料燃燒后的生成物，當(dāng)煤灰的熔融溫度較低而爐膛中某處溫度較高時(shí)，熔融的煤灰就可能粘在該處逐步堆積冷卻成渣塊，結(jié)渣后的部位吸熱量減少，溫度繼續(xù)升高，這會(huì)使結(jié)渣更為嚴(yán)重，形成惡性循環(huán)，最終使鍋爐不能正常運(yùn)行。因此煤灰結(jié)渣特性也是鍋爐及燃燒設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的重要因素。目前主要用煤灰軟化溫度ST、灰成分綜合指數(shù)RZ、粘溫特性指數(shù)RN及熱顯微鏡觀察等方法來(lái)判別煤灰結(jié)渣特性。①煤灰的熔融溫度常用四個(gè)特征溫度來(lái)表示，即變形溫度DT、軟化溫度ST、半球溫度HT和流動(dòng)溫度FT。常用用煤灰的軟化溫度判別煤灰的結(jié)渣特性。煤灰軟化溫度ST的判別界限如下：ST＜1260℃結(jié)渣傾向嚴(yán)重，ST在1260～1390℃結(jié)渣傾向中等，ST＞1390℃結(jié)渣傾向輕微。②灰成分綜合指數(shù)RZ=1.24×(B/A)+0.28×(SiO2/Al2O3)-0.0023×ST-0.019G+5.4。式中堿酸比B/A=(CaO+MgO+Fe2O3+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3+TiO2)，硅比G=(SiO2×100)/(SiO2＋Fe2O3＋CaO+MgO)。判別界限如下：RZ＜1.5輕微，RZ：1.5～1.75中偏輕，RZ：1.75～2.25中等，RZ：2.25～2.5中偏重，RZ＞2.5嚴(yán)重。③粘溫特性指數(shù)RN=(T25-T1000)/Tm，式中T25為灰渣粘度為25Pa?s時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度，T1000為灰渣粘度為1000Pa?s時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度，Tm=(T25+T1000)/2。RN越高，結(jié)渣傾向越嚴(yán)重；RN越低，結(jié)渣傾向越輕。④熱顯微鏡觀察，煤樣燃燒后出現(xiàn)玻璃熔球說(shuō)明煤有結(jié)渣性，球尺寸越大，結(jié)渣傾向越嚴(yán)重。⑤表觀反應(yīng)速率系數(shù)kS根據(jù)管式沉降爐煤焦燃燒試驗(yàn)結(jié)果求出，當(dāng)4.2油4.2.1燃油種類鍋爐燃燒主要使用柴油、重油、渣油和奧里油等。柴油：利用常壓蒸餾和減壓蒸餾獲得，為柴油機(jī)的燃料，在鍋爐上僅作點(diǎn)火用，在鍋爐上燒柴油是不經(jīng)濟(jì)的。重油：由裂化重油、減壓重油、常壓重油和臘油調(diào)制而成，按粘度分成不同牌號(hào)，可作為鍋爐點(diǎn)火、助燃用油。渣油：煉油過(guò)程中產(chǎn)生的殘留油，直接作為燃料使用，因此一般沒(méi)有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。奧里油：是用70%的超重質(zhì)奧里原油，加30%左右的水，再加0.3~0.5%的表面活性劑乳化得到的，作燃料使用。4.2.2燃油特性燃油特性主要包括：成分、密度、粘度及閃點(diǎn)和凝固點(diǎn)等。粘度粘度為液體受外力作用流動(dòng)時(shí)，液體分子間呈現(xiàn)的內(nèi)摩擦力，它表征燃油輸送及霧化的難易程度。燃油的粘度主要受溫度的影響較為明顯，它隨溫度的升高而降低。為使霧化良好，采用壓力霧化方式時(shí)，進(jìn)入霧化器前的燃油粘度應(yīng)不大于3～4°E；采用蒸汽（或空氣）霧化方式時(shí)，進(jìn)入霧化器前的燃油粘度應(yīng)不大于5～8°E。燃油粘度常用運(yùn)動(dòng)粘度、動(dòng)力粘度和條件粘度表示，條件粘度中以恩氏粘度最為常用。運(yùn)動(dòng)粘度υ：常用厘斯（cST）為單位，相應(yīng)的國(guó)際制單位為10-6m2/s。動(dòng)力粘度μ：常用厘泊（cP）為單位，相應(yīng)的國(guó)際制單位為10-3Pa﹒s（即mPa﹒s）。4.2油4.3氣體燃料4.3.1氣體燃料種類氣體燃料可分為天然氣體燃料和人工氣體燃料，人工氣體燃料的種類較多，主要有液化石油氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、及發(fā)生爐煤氣等。天然氣有氣田煤氣和油田伴生氣，主要成分都是甲烷，如下例所示（％），天然氣的發(fā)熱量在35～55MJ/m3之間。液化石油氣是在石油熱裂化或催化裂化過(guò)程中獲得的可燃?xì)怏w，含硫量低，發(fā)熱量高，在84～125MJ/m3之間。高爐煤它是高爐中焦炭部分燃燒和鐵礦石部分還原作用所產(chǎn)生的煤氣，以CO為主，含有大量N2，發(fā)熱量較低，僅在3.6～4.0MJ/m3之間，獨(dú)立穩(wěn)燃困難。焦?fàn)t煤氣是焦炭氣化所得的煤氣，組成中以H2和CO為主，發(fā)熱量較高，～16.7MJ/m3

。發(fā)生爐煤氣是煤在發(fā)生爐中氧化燃燒而獲得，其可燃組分主要是H2和CO，CO2和N2占體積的50％以上，因此熱值僅高于高爐煤氣。若在氣化時(shí)通入水蒸氣，則煤氣中H2和CO的含量將增加，發(fā)熱量在6～10.5MJ/m3之間。4.3.2氣體燃料的特性氣體燃料的特性主要包括著火溫度和著火濃度極限等。4.3.2.1著火溫度4.3氣體燃料使可燃?xì)怏w與空氣或氧的混合物著火并能繼續(xù)維持燃燒的最低溫度。著火溫度與可燃?xì)怏w的濃度和壓力有關(guān)。一般在氧氣中的著火溫度低于空氣中的著火溫度50～100℃。在可燃?xì)怏w中摻入惰性氣體，著火溫度將提高；反之，如摻入著火溫度低的可燃?xì)怏w，則混合可燃?xì)怏w的著火溫度將降低。以下為部分可燃?xì)怏w在大氣壓力下、空氣中的著火溫度。

H2COCH4C2H6C3H8C4H10530～590610～658645～850530～594530～558490～569H2S高爐煤氣焦?fàn)t煤氣發(fā)生爐煤氣天然氣290～487530300～5005305304.3.2.2著火濃度極限使火焰能夠傳播，維持繼續(xù)燃燒的可燃?xì)怏w濃度稱為著火濃度，它分為著火濃度上限和下限，可燃?xì)怏w濃度高于上限或低于下限火焰均不能傳播。著火濃度極限的大小與可燃?xì)怏w種類、溫度和壓力等有關(guān)。幾種可燃?xì)怏w在大氣壓、室溫下的空氣中的著火濃度極限上下值（體積百分比）為：H24～75％、CO12.5～74％、CH45.3～15％?？扇?xì)怏w在氧氣中的著火濃度極限上值明顯增加。混合可燃?xì)怏w的著火濃度極限上下值L可按下式計(jì)算：L＝（a+b+c+…）/（a/A+b/B+c/C+…）式中，a、b、c為混合氣體各組分的體積百分比，A、B、C為混合氣體各組分的著火濃度極限上下值。一些可燃?xì)怏w著火濃度極限上值隨壓力的增加而增加，下限值受壓力的影響不顯著。4.3.2.3火焰?zhèn)鞑ニ俣雀鞣N可燃?xì)怏w在空氣中的最大火焰?zhèn)鞑ニ俣却蟾旁?.247～2.67m/s范圍內(nèi)。其中氫氣的火焰?zhèn)鞑ニ俣茸罡撸瑸?.67m/s，天然氣為0.3～0.38m/s，CO為～0.415m/s，焦?fàn)t煤氣為0.841m/s。該速度值與混合物中可燃?xì)怏w的濃度有關(guān)。著火溫度低、著火濃度范圍寬、火焰?zhèn)鞑ニ俣却蟮目扇細(xì)怏w最具爆炸危險(xiǎn)性。4.3.2.4腐蝕性和毒性可燃?xì)怏w中的部分成分如遇水會(huì)生成具有腐蝕作用的酸性物質(zhì)，對(duì)設(shè)備造成危害，因此可燃?xì)怏w應(yīng)盡可能除去水分。此外可燃?xì)怏w中的許多成分具有毒性，因此燃?xì)庠O(shè)備的使用應(yīng)特別注意人員安全。使可燃?xì)怏w與空氣或氧的混合物著火并能繼續(xù)維持燃燒的最低溫度。5.燃燒系統(tǒng)方案5.1制粉系統(tǒng)型式制粉系統(tǒng)的主要任務(wù)是連續(xù)、穩(wěn)定、均勻的向鍋爐提供合格的煤粉，滿足燃燒要求；在磨制煤粉的同時(shí)要對(duì)煤粉進(jìn)行干燥，使煤粉達(dá)到要求的水分含量和溫度；同時(shí)制粉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還要考慮防爆要求等。5.1.1磨煤機(jī)的分類磨煤機(jī)是制粉系統(tǒng)中的主要設(shè)備，按工作轉(zhuǎn)速可分為三大類：低速磨煤機(jī)：主要有筒式鋼球磨煤機(jī)、雙進(jìn)雙出球磨機(jī)等；適用于無(wú)煙煤、貧煤、劣質(zhì)煙煤及磨損性大且爆炸性不強(qiáng)的煙煤。中速磨煤機(jī)：主要有球環(huán)式磨煤機(jī)（ZQM型或E型）、碗式磨煤機(jī)（RP型或HP型）、輪式磨煤機(jī)（ZGM型或MPS型）等；適

用于水分不大、灰分不大、磨損性小的貧煤、煙煤以及易燃燒、磨損性小的劣質(zhì)煙煤和水分較小的褐煤。高速磨煤機(jī)：主要有風(fēng)扇磨、錘擊式磨煤機(jī)等；適用于褐煤和高水分煙煤。5.1.2制粉系統(tǒng)類型及特點(diǎn)制粉系統(tǒng)的型式較多，主要根據(jù)燃煤特性進(jìn)行選擇。目前最常用的制粉系統(tǒng)類型主要有以下幾種：中間儲(chǔ)倉(cāng)式鋼球磨中倉(cāng)制熱風(fēng)送粉系統(tǒng)

鋼球磨中倉(cāng)制乏氣送粉系統(tǒng)直吹式※雙進(jìn)雙出球磨機(jī)正壓冷一次風(fēng)機(jī)直吹式系統(tǒng)※中速磨正壓冷一次風(fēng)機(jī)直吹式系統(tǒng)中速磨正壓熱一次風(fēng)機(jī)直吹式系統(tǒng)風(fēng)扇磨煤機(jī)直吹式系統(tǒng)5.燃燒系統(tǒng)方案5.1.3制粉系統(tǒng)選擇主要根據(jù)煤的燃燒特性、磨損特性、爆炸特性及磨煤機(jī)的制粉特性選擇磨煤機(jī)及制粉系統(tǒng)型式。1）磨制無(wú)煙煤：一般應(yīng)采用鋼球磨中間儲(chǔ)倉(cāng)式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)；當(dāng)鍋爐采用“W”火焰燃燒方式時(shí)，宜采用雙進(jìn)雙出球磨機(jī)正壓直吹式系統(tǒng)。2）磨制貧煤：當(dāng)煤的磨損指數(shù)在較強(qiáng)以下，煤的燃燒性能較好，且煤粉細(xì)度在磨煤機(jī)能滿足要求時(shí)，宜選用中速磨煤機(jī)直吹式系統(tǒng)。當(dāng)煤的磨損性在較強(qiáng)以上時(shí)，應(yīng)選用鋼球磨煤機(jī)中間儲(chǔ)倉(cāng)式熱風(fēng)送粉或乏氣送粉系統(tǒng)（視煤的燃燒性能而定）。3）磨制煙煤：當(dāng)磨制中揮發(fā)份及中高揮發(fā)份（Vdaf=19%~40%）、高水分以下（外在水分≤20%）、磨損性較強(qiáng)以下的煙煤時(shí)，宜選用中速磨煤機(jī)直吹式系統(tǒng)。當(dāng)煤的磨損性很強(qiáng)時(shí)，對(duì)于中揮發(fā)份（Vdaf=19%~27%）煙煤，應(yīng)選用鋼球磨中倉(cāng)制乏氣送粉系統(tǒng)；如系中高揮發(fā)份（Vdaf=27%~40%）煙煤，則需考慮防爆，可選用雙進(jìn)雙出鋼球磨直吹式系統(tǒng)。外在水分超過(guò)20％時(shí)應(yīng)對(duì)原煤進(jìn)行預(yù)處理。4）磨制劣質(zhì)煙煤：劣質(zhì)煙煤是指多灰份（Aad＞40%）、低熱值（Qnet,v,ar＜16.7MJ/kg）的煙煤和灰份Aad＞32%的洗中煤。大多數(shù)劣質(zhì)煙煤的燃燒性能接近于無(wú)煙煤和貧煤，極少數(shù)的燃燒性能較好，和普通煙煤相近。因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)煤的磨損性和燃燒性能具體分析選擇合適的制粉系統(tǒng)。對(duì)劣質(zhì)煙煤，極少數(shù)燃燒性能為易燃且煤的磨損性在較強(qiáng)以下時(shí)，宜選用中速磨煤機(jī)直吹式系統(tǒng)。否則應(yīng)選用鋼球磨中倉(cāng)制熱風(fēng)送粉系統(tǒng)。

5）磨制褐煤：當(dāng)褐煤的沖刷磨損指數(shù)Ke≤3.5時(shí)，宜選用風(fēng)扇磨煤機(jī)直吹式系統(tǒng)。當(dāng)褐煤的沖刷磨損指數(shù)Ke＞3.5，且外在水分≤20%時(shí)，宜選用中速磨煤機(jī)直吹式系統(tǒng)。當(dāng)外在水分＞20%時(shí)，可選用熱煙-熱風(fēng)二介質(zhì)干燥系統(tǒng)，或冷煙-熱煙-熱風(fēng)三介質(zhì)干燥系統(tǒng)。當(dāng)外在水分≤20%時(shí)，應(yīng)選用熱風(fēng)干燥系統(tǒng)。5.1.3制粉系統(tǒng)選擇5.1.4磨煤機(jī)規(guī)格及參數(shù)選擇磨煤機(jī)的規(guī)格及參數(shù)主要是根據(jù)所要求的磨煤機(jī)出力、磨煤機(jī)通風(fēng)量、煤粉細(xì)度等來(lái)進(jìn)行選擇的。磨煤機(jī)的出力、通風(fēng)量、功率等按照制造廠提供的計(jì)算公式、圖、表進(jìn)行計(jì)算和選取。對(duì)缺少資料或資料不全的磨煤機(jī)可以提供計(jì)算要求的數(shù)據(jù)給制造廠請(qǐng)其幫助計(jì)算。磨煤機(jī)的出口溫度應(yīng)根據(jù)防爆和系統(tǒng)運(yùn)行要求確定。表4列出各類磨煤機(jī)出口溫度的高限值；磨煤機(jī)出口溫度的低限值為：采用中倉(cāng)制制粉系統(tǒng)時(shí)，正壓系統(tǒng)高于露點(diǎn)溫度5℃，負(fù)壓系統(tǒng)高于露點(diǎn)溫度15℃；采用直吹式制粉系統(tǒng)時(shí)，正壓系統(tǒng)高于露點(diǎn)溫度2℃，負(fù)壓系統(tǒng)高于露點(diǎn)溫度7℃。5.1.4磨煤機(jī)規(guī)格及參數(shù)選擇磨煤機(jī)的規(guī)格及參數(shù)主要是根據(jù)所5.2燃燒方式5.2.1油/氣爐可采用四角切圓燃燒方式，也可采用前后墻對(duì)沖燃燒方式。兩種燃燒方式各有特點(diǎn)，均有大量應(yīng)用業(yè)績(jī)。5.2.2煤粉爐1）對(duì)于高水分褐煤配風(fēng)扇磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)，應(yīng)采用墻置直流燃燒器切圓燃燒方式。由于磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)一般為6臺(tái)或8臺(tái)。2）對(duì)于無(wú)煙煤或其他極難著火煤種，可采用“W”型火焰燃燒方式，也可采用四角切圓燃燒方式。制粉系統(tǒng)應(yīng)采用鋼球磨中間儲(chǔ)倉(cāng)式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)，“W”型火焰燃燒方式常采用雙進(jìn)雙出鋼球磨直吹式制粉系統(tǒng)，但目前傾向采用雙進(jìn)雙出鋼球磨中間儲(chǔ)倉(cāng)式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)。3）對(duì)于其他大部分煤質(zhì)既可采用四角切圓燃燒方式配直流式燃燒器，也可采用前后墻對(duì)沖燃燒方式配旋流燃燒器。制粉系統(tǒng)宜優(yōu)先選用中速磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)。5.3燃燒設(shè)備布置5.3.1四角切圓燃燒設(shè)備的布置爐膛斷面、燃燒器中心線與水冷壁夾角及切圓尺寸等都是四角切圓鍋爐的重要參數(shù)。5.2燃燒方式5.3.1.3對(duì)應(yīng)于不同煤質(zhì)的幾種典型的燃燒器噴嘴布置型式幾種典型的燃燒器噴嘴布置型式見(jiàn)右圖。在這些燃燒器噴嘴布置型式的基礎(chǔ)上還可根據(jù)具體情況派生出其他許多種燃燒器噴嘴的布置型式。燃燒器噴嘴布置的基本原則如下：1）選取合適的制粉系統(tǒng)型式后，可確定有無(wú)三次風(fēng)噴嘴。2）確定合適的一次風(fēng)噴嘴熱功率，即一次風(fēng)層數(shù)。3）對(duì)于高揮發(fā)份、強(qiáng)結(jié)焦性煙煤，可降低一次風(fēng)噴嘴熱功率并盡量拉開(kāi)一次風(fēng)噴嘴間距，兩層一次風(fēng)噴嘴之間可布置有兩個(gè)乃至三個(gè)二次風(fēng)噴嘴，必要時(shí)可將燃燒器分三組布置。4）對(duì)于結(jié)焦性不強(qiáng)的無(wú)煙煤、貧煤和劣質(zhì)煙煤，可選取較高的一次風(fēng)噴嘴熱功率并適當(dāng)拉近一次風(fēng)噴嘴間距，對(duì)于這些煤種可采用水平濃淡燃燒方式或其他有較強(qiáng)穩(wěn)燃作用的特殊燃燒方式。5）對(duì)于其他煤種，在計(jì)算和參考以往工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上選取適當(dāng)?shù)囊淮物L(fēng)噴嘴間距，并可通過(guò)采用水平濃淡燃燒器來(lái)增強(qiáng)燃燒器低負(fù)荷穩(wěn)燃能力并同時(shí)防止?fàn)t膛結(jié)焦。6）為降低NOx排放量，確定是否單獨(dú)布置燃盡風(fēng)噴口并拉開(kāi)布置。5.3.1.3對(duì)應(yīng)于不同煤質(zhì)的幾種典型的燃燒器噴嘴布置型式5.3.1.2燃燒器參數(shù)燃燒器參數(shù)主要指各種風(fēng)率、風(fēng)速及風(fēng)溫。1）風(fēng)率對(duì)于中速磨直吹系統(tǒng)一次風(fēng)率η1，取決于磨煤機(jī)計(jì)算結(jié)果，一般為20%左右；燃盡風(fēng)率ηrj，按不同的煤種和氮氧化物排放要求選??；二次風(fēng)率η2，η2=100-η1-ηrj。對(duì)于鋼球磨中倉(cāng)制熱風(fēng)送粉系統(tǒng)一次風(fēng)率η1，根據(jù)煤質(zhì)特性人為選取，著火性差的煤可取較小值，著火性好的煤可取較大值，一般可取為15%~25%；燃盡風(fēng)率ηrj，按不同的煤種和氮氧化物排放要求選取；三次風(fēng)率η3，取決于磨煤機(jī)計(jì)算結(jié)果，一般為20%左右，不宜超過(guò)25%二次風(fēng)率η2，η2=100-η1-ηrj-η3。2）風(fēng)速一次風(fēng)速：根據(jù)煤的著火特性取值，著火性好取高值，著火性差取低值，一般為20~30m/s。但應(yīng)核算低負(fù)荷時(shí)噴口出口處和一次風(fēng)管中一次風(fēng)速不應(yīng)低于17m/s。二次風(fēng)速：考慮爐膛大小，要維持適當(dāng)?shù)那袌A大?。ㄖ穑┖突鹧娉錆M度（傳熱）；與一次風(fēng)速相差越大，一、二次風(fēng)混合越早；一般為40~50m/s；燃盡風(fēng)速（三次風(fēng)速）：風(fēng)速較高，以保證足夠的穿透力，一般為50~60m/s。5.3.1.2燃燒器參數(shù)5.3.1.2燃燒器參數(shù)3）風(fēng)溫一次風(fēng)溫首先應(yīng)防止結(jié)露（低限）、防止爆炸（高限）；其次考慮煤的著火性能，著火性好的煤應(yīng)取低值，著火性差的煤應(yīng)取高值；還有考慮磨煤機(jī)軸承允許溫度。熱風(fēng)送粉，一次風(fēng)溫為預(yù)熱器送粉用熱風(fēng)與煤粉混合后溫度，目的，提高一次風(fēng)溫度，但當(dāng)揮發(fā)份大于16%時(shí)，原則上應(yīng)不大于160℃；揮發(fā)份小于16%時(shí)，無(wú)上限（常規(guī)預(yù)熱器出口熱風(fēng)溫度情況下）。直吹式，一次風(fēng)溫為磨煤機(jī)出口風(fēng)溫—5℃，磨煤機(jī)出口風(fēng)溫主要考慮磨煤機(jī)軸承允許溫度、煤的著火性能（爆炸性），一般可按下面經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算最高允許溫度5（82—Vdaf）/3℃

（允許正負(fù)5℃偏差）二次風(fēng)溫綜合考慮煤的著火性能和預(yù)熱器計(jì)算結(jié)果三次風(fēng)溫為磨煤機(jī)出口風(fēng)溫，最低應(yīng)比露點(diǎn)溫度高~5℃，最高允許溫度為中速磨5（82—Vdaf）/3℃

（允許正負(fù)5℃偏差）鋼球磨對(duì)于貧煤不超過(guò)~130℃，煙煤不超過(guò)~70℃5.3.1.2燃燒器參數(shù)5.3.1.3.燃燒器結(jié)構(gòu)四角切圓燃燒直流式燃燒器結(jié)構(gòu)煤粉燃燒器主要由殼體、噴口、抽出式一（三）次風(fēng)管、風(fēng)門（及噴口擺動(dòng)機(jī)構(gòu)）等零部件組成。煤粉及其輸送用風(fēng)(即一次風(fēng))經(jīng)煤粉管道、燃燒器一次風(fēng)管(含百葉窗式煤粉濃縮器)，一次風(fēng)噴口噴入爐膛；制粉系統(tǒng)乏氣經(jīng)乏氣管道、燃燒器三次風(fēng)管、三次風(fēng)噴口噴入爐膛；周界風(fēng)(兼作停運(yùn)一次風(fēng)噴口、三次風(fēng)噴口冷卻風(fēng))經(jīng)大風(fēng)箱、燃燒器風(fēng)室、一次風(fēng)噴口的周界風(fēng)通道、三次風(fēng)噴口的周界風(fēng)通道噴入爐膛；二次風(fēng)(其中噴口內(nèi)布置有燃油裝置的二次風(fēng)在油槍投運(yùn)時(shí)也作為油燃燒器的配風(fēng))經(jīng)大風(fēng)箱、燃燒器風(fēng)室、二次風(fēng)噴口噴入爐膛。燃燒器殼體將燃燒器隔成與燃燒器噴口數(shù)量相等的多層風(fēng)室，各層風(fēng)室分別向?qū)?yīng)的各周界風(fēng)噴口和二次風(fēng)噴口單獨(dú)供風(fēng)。各層風(fēng)室之間的風(fēng)量分配是通過(guò)調(diào)節(jié)各層風(fēng)室入口處的風(fēng)門擋板的開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。5.3.1.3.燃燒器結(jié)構(gòu)5.3.2前后墻對(duì)沖燃燒設(shè)備的布置燃燒器的數(shù)量（或單只燃燒器的熱功率）和布置位置主要考慮燃燒器火焰之間不會(huì)相互影響（氣流能自由擴(kuò)展，形成必要的回流區(qū)），火焰不沖刷受熱面，爐膛火焰充滿度好，熱負(fù)荷均勻和合理的爐膛結(jié)構(gòu)尺寸等。由于燃燒器的布置位置（定位間距）與燃燒器熱功率Qth密切相關(guān)，因此按Qth確定燃燒器布置位置是最合理的；但由于燃燒器的出口直徑d隨燃燒器熱功率的增加而增加，因此國(guó)內(nèi)習(xí)慣直接以燃燒器出口直徑d的倍數(shù)來(lái)確定燃燒器的布置。燃燒器層數(shù)一般為3層，燃燒器列數(shù)以600MW爐為例，一般為4～6列。燃燒器布置一般按以下方法確定。5.3.2.1按燃燒器熱功率Qth（以某國(guó)外公司數(shù)據(jù)為例）燃燒器列間距：0.42(Qth)1/2最外側(cè)燃燒器中心至側(cè)墻距離：0.5(Qth)1/2燃燒器層間距：≥0.6(Qth)1/2最下層燃燒器中心至冷灰斗拐點(diǎn)距離：0.4(Qth)1/2燃盡風(fēng)噴口到最上層燃燒器噴口的距離，取6～7m時(shí)降低NOx的效果較為明顯5.3.2.2按燃燒器出口直徑d的倍數(shù)燃燒器列間距和層間距：2.5d～3.5d，燃燒器層間距還應(yīng)該保證燃燒器區(qū)域壁面熱負(fù)荷在合適范圍內(nèi)。最外側(cè)燃燒器中心至側(cè)墻水冷壁中心線的距離：3.0d～3.5d，盡量取大值。最下層燃燒器中心至冷灰斗拐點(diǎn)的距離：2.4m～3.6m，對(duì)結(jié)焦性強(qiáng)的煤取較大值。5.3.2.3爐膛深度爐膛深度應(yīng)保證對(duì)沖的火焰既不要相互干擾、火焰不沖墻，又要在燃燒后期（火焰尾部）產(chǎn)生適度的相互擾動(dòng)，以加強(qiáng)后期混合。一般爐膛深度應(yīng)≥5d～7d或＝1.9(Qth)1/25.3.2.4氣流旋向此外各燃燒器的氣流旋向?qū)t膛中的氣流結(jié)構(gòu)也有很大影響，相鄰燃燒器的氣流旋向宜彼此對(duì)稱，反向旋轉(zhuǎn)。前后墻對(duì)沖的兩個(gè)燃燒器的氣流旋向應(yīng)相同（從同一方向看）。當(dāng)發(fā)現(xiàn)燃燒器布置位置不能滿足推薦要求時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整燃燒器的數(shù)量和爐膛尺寸，直至滿足要求。5.3.2前后墻對(duì)沖燃燒設(shè)備的布置5.3.2.5前后墻對(duì)沖燃燒旋流燃燒器煤粉燃燒器將燃燒用空氣分成四個(gè)部分：即一次風(fēng)、二次風(fēng)、三次風(fēng)和中心風(fēng)，參見(jiàn)下圖。一次風(fēng)率磨煤機(jī)出口一次風(fēng)量＝磨煤機(jī)入口風(fēng)量＋進(jìn)入磨煤機(jī)的密封風(fēng)量，不包含蒸發(fā)水分，用于計(jì)算一次風(fēng)率；一次風(fēng)率＝磨煤機(jī)出口一次風(fēng)量/爐膛總風(fēng)量；一次風(fēng)體積流量＝磨煤機(jī)出口一次風(fēng)體積流量＋蒸發(fā)水分體積流量，用于計(jì)算設(shè)備中風(fēng)速燃盡風(fēng)率總?cè)急M風(fēng)率＝總?cè)急M風(fēng)量/爐膛總風(fēng)量，視NOx排放要求等因素綜合確定燃燒器冷卻風(fēng)率燃燒器冷卻風(fēng)量用于保護(hù)未投運(yùn)燃燒器，單層未投運(yùn)燃燒器的冷卻風(fēng)率＝冷卻風(fēng)量/爐膛總風(fēng)量，一般選取未2.6％中心風(fēng)率中心風(fēng)率的選取主要考慮燃煤工況，因此風(fēng)率較小，一般選取為0.8％，該風(fēng)量遠(yuǎn)不足以滿足燃油要求，因此油槍投運(yùn)時(shí)需要投一次風(fēng)系統(tǒng)來(lái)補(bǔ)充燃油用風(fēng)。二次風(fēng)率總二次風(fēng)風(fēng)率＝100－一次風(fēng)率－燃盡風(fēng)風(fēng)率－燃燒器冷卻風(fēng)風(fēng)率－中心風(fēng)風(fēng)率（％）單只燃燒器中內(nèi)二次風(fēng)占總二次風(fēng)的比例一般取為20％～30％，實(shí)際運(yùn)行中可以通過(guò)風(fēng)門加以調(diào)節(jié)內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)率＝總二次風(fēng)風(fēng)率×內(nèi)二次風(fēng)占總二次風(fēng)的比例外二次風(fēng)風(fēng)率＝總二次風(fēng)風(fēng)率－內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)率絕大部分工程采用中速磨直吹式制粉系統(tǒng)及雙進(jìn)雙出磨直吹式制粉系統(tǒng)。5.3.2.5前后墻對(duì)沖燃燒旋流燃燒器一次風(fēng)率絕大部分工程5.3.3“W”型火焰燃燒設(shè)備布置5.3.3.1布置原則1）上下?tīng)t膛深度比宜大于0.5，使前后拱火焰射流避免相互干擾。2）燃燒器中心線到水冷壁的距離應(yīng)防止火焰沖刷水冷壁。3）燃燒器中心線與垂直方向的夾角，既要防止火焰沖刷前后墻水冷壁，又要防止火焰短路，增強(qiáng)火焰向下的穿透能力，一般向爐膛中心傾斜5度。4）燃燒器沿爐寬應(yīng)均勻布置。5）下?tīng)t膛垂直段高度應(yīng)保證下沖火焰有充分的行程空間。6）燃燒器乏氣口的布置位置，考慮不妨礙主煤粉氣流的著火、不短路，同時(shí)能起到防止主煤粉氣流刷墻以及分級(jí)燃燒降低NOx的作用。7）垂直墻二次風(fēng)的分段供給和風(fēng)向，應(yīng)保證不影響穩(wěn)定著火、不影響火焰行程、同時(shí)保證煤粉的燃盡和降低NOx排放。5.3.3.2“W”型火焰燃燒器1）一次風(fēng)率：目前大部分工程均采用雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)，一次風(fēng)率根據(jù)制粉系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果確定。2）燃盡風(fēng)率：一般取為15～20％。3）總二次風(fēng)風(fēng)率：100－一次風(fēng)率－燃盡風(fēng)率（％）。二次風(fēng)按布置位置不同分拱上二次風(fēng)、垂直墻二次風(fēng)以及少量邊界風(fēng)。垂直墻二次風(fēng)由擋板D（E）、F對(duì)應(yīng)的風(fēng)道組成。4）風(fēng)速一次風(fēng)速：10～25m/s。一次風(fēng)速過(guò)高會(huì)推遲著火，過(guò)低會(huì)使火焰行程太短，使火焰行程短路而抬高爐膛火焰中心位置。拱上二次風(fēng)速：30～50m/s。垂直墻二次風(fēng)速：10～20m/s。5.3.3“W”型火焰燃燒設(shè)備布置5.3.3.3“W”型火焰燃燒器結(jié)構(gòu)雙旋風(fēng)煤粉濃縮型燃燒器是專門設(shè)計(jì)用于燃燒低揮發(fā)分燃料的無(wú)煙煤型燃燒器。其設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)是采用旋風(fēng)筒進(jìn)行煤粉濃縮，并提供多種調(diào)節(jié)手段，以適應(yīng)無(wú)煙煤著火、穩(wěn)燃的要求。雙旋風(fēng)煤粉燃燒器由煤粉進(jìn)口管、煤粉均分器、雙旋風(fēng)筒殼體、煤粉噴口、乏氣管、乏氣調(diào)節(jié)蝶閥等組成。一次風(fēng)、粉混合物經(jīng)煤粉管道輸送至燃燒器入口。進(jìn)入燃燒器后，煤粉均分器將其等分成兩股氣流分別切向送入相應(yīng)的兩個(gè)旋風(fēng)筒，風(fēng)粉混合物在旋風(fēng)筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)。在離心力的作用下，大部分煤粉被分離到筒壁附近，旋風(fēng)筒中心部位的一次風(fēng)含粉量極少，該部分一次風(fēng)被作為“乏氣”，由乏氣管引出從乏氣噴口送入爐膛。其余一次風(fēng)因此得到濃縮，煤粉濃度大大提高，從旋風(fēng)筒下端的主煤粉噴口向下噴射送入爐膛，組織“W”型火焰燃燒。乏氣管道上設(shè)有乏氣調(diào)節(jié)蝶閥，可以調(diào)節(jié)乏氣引出量，從而調(diào)節(jié)主煤粉氣流中的煤粉濃度。每個(gè)旋風(fēng)筒內(nèi)均設(shè)有消旋裝置，它由一個(gè)調(diào)節(jié)桿和三片直葉片組成。用于調(diào)節(jié)、抑制主煤粉氣流的殘余旋轉(zhuǎn)，使煤粉氣流保持足夠的剛性和最佳擴(kuò)散角。雙旋風(fēng)煤粉燃燒器筒體及彎頭內(nèi)壁襯有高性能的耐磨材料。5.3.3.3“W”型火焰燃燒器結(jié)構(gòu)第二部分：東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)第二部分：東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)超低氮燃燒技術(shù)目標(biāo)煤種低氮排放目標(biāo)超低氮排放目標(biāo)印尼煤-120神華煤-180一般煙煤（含高灰分煙煤）350(450)250/350貧煤650450無(wú)煙煤(W爐)1200750單位:mg/Nm3超低氮燃燒技術(shù)目標(biāo)煤種低氮排放目標(biāo)超低氮排放目標(biāo)印尼煤-12東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)

W火焰爐超低氮燃燒技術(shù)對(duì)沖爐超低氮燃燒技術(shù)

CFB超低氮燃燒技術(shù)33

四角爐超低氮燃燒技術(shù)東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)W火焰爐超低氮燃燒技術(shù)對(duì)沖爐超切圓燃燒鍋爐新型超低氮濃淡燃燒器MDSS--多維深度分級(jí)燃燒系統(tǒng)，強(qiáng)化實(shí)現(xiàn)軸向、徑向和周向的空氣和燃料深度分級(jí)，實(shí)現(xiàn)煤粉高效燃燒的同時(shí)防止水冷壁高溫腐蝕和爐膛結(jié)焦。實(shí)現(xiàn)燃用煙煤的NOx排放低于200mg/Nm3

等級(jí)水平。四角爐超低氮燃燒技術(shù)134濃側(cè)垂直鈍體淡側(cè)穩(wěn)燃齒楔形體百葉窗東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)切圓燃燒鍋爐134濃側(cè)垂直鈍體淡側(cè)穩(wěn)燃齒楔形體百葉窗東方鍋爐東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)四角爐超低氮燃燒技術(shù)1351.3數(shù)值模擬1.2重點(diǎn)措施1.1

MDSS技術(shù)特點(diǎn)1.4工程應(yīng)用情況東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)1351.3數(shù)值模擬1.2重點(diǎn)361.1MDSS技術(shù)特點(diǎn)1采用多維深度分級(jí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)軸向、徑向和周向的空氣和燃料的深度分級(jí)2布置高位燃盡風(fēng)和低位燃盡風(fēng)實(shí)現(xiàn)軸向空氣分級(jí)3采用帶夾心風(fēng)的上下濃淡燃燒器實(shí)現(xiàn)主燃區(qū)精細(xì)的過(guò)量空氣系數(shù)控制實(shí)現(xiàn)軸向燃料分級(jí)4淡相噴口帶穩(wěn)燃齒濃相一次風(fēng)反吹實(shí)現(xiàn)徑向和周向燃料分級(jí)實(shí)現(xiàn)淡相穩(wěn)燃、濃相深度分級(jí)5二次風(fēng)采用不同角度送入實(shí)現(xiàn)徑向空氣分級(jí)實(shí)現(xiàn)風(fēng)包粉的氛圍，防止結(jié)焦和高溫腐蝕361.1MDSS技術(shù)特點(diǎn)1采用多維深度分級(jí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)軸向、37低負(fù)荷穩(wěn)燃與燃盡低NOx排放防結(jié)焦和高溫腐蝕防磨措施采用DBC-MDSS燃燒器，合理組織濃淡燃燒周界風(fēng)偏置布置煤粉濃縮器分離葉片采用楔形體型式濃煤粉反切周界風(fēng)噴口翻邊設(shè)計(jì)濃煤粉反切燃燒器腔體內(nèi)壁和煤粉濃縮器分離葉片均內(nèi)襯燕尾槽結(jié)構(gòu)的陶瓷貼片進(jìn)行防磨淡煤粉噴口設(shè)置穩(wěn)燃齒二次風(fēng)同平面多向送風(fēng)高位燃盡風(fēng)水平擺動(dòng)設(shè)置高、低位燃盡風(fēng)燃燒器分組布置一次風(fēng)噴口四周和噴口內(nèi)鈍體（鑄件基材，材質(zhì)：ZGCr33Ni15NnbRe）的迎風(fēng)面進(jìn)行噴涂耐磨處理1.2重點(diǎn)措施37低負(fù)荷穩(wěn)燃與燃盡低NOx排放防結(jié)焦和高溫腐蝕防磨措施采用采用多維深度分級(jí)燃燒系統(tǒng)布置后，對(duì)恒運(yùn)（D）廠鍋爐進(jìn)行了全爐膛數(shù)值模擬計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明：爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)良好，火焰充滿度高，溫度梯度小，沒(méi)有出現(xiàn)火焰貼壁，預(yù)測(cè)NOx排放能達(dá)到200mg/Nm3以下。1.3數(shù)值模擬采用多維深度分級(jí)燃燒系統(tǒng)布置后，對(duì)恒運(yùn)（D）廠鍋爐進(jìn)行了全爐多維深度分級(jí)燃燒系統(tǒng)（MDSS）技術(shù)已在恒運(yùn)、天富熱電鍋爐機(jī)組上應(yīng)用，恒運(yùn)項(xiàng)目已運(yùn)行1年，天富熱電已安裝完畢，正在調(diào)試中。恒運(yùn)＃8鍋爐經(jīng)過(guò)近1年的運(yùn)行，燃燒穩(wěn)定性好，無(wú)嚴(yán)重結(jié)焦現(xiàn)象，整體性能優(yōu)良。燃用神華煙煤，額定負(fù)荷脫硝前實(shí)測(cè)NOX排放從450～500mg/Nm3降到170～220mg/Nm3，脫硝裝置噴氨量減少約60％，鍋爐熱效率達(dá)到93%的保證值，各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)良。通過(guò)在恒運(yùn)電廠實(shí)際驗(yàn)證，東方鍋爐新型低氮燃燒系統(tǒng)――DBC-MDSS（多維深度分級(jí)）燃燒系統(tǒng)，運(yùn)行可靠性高，燃燒穩(wěn)定性好，爐膛負(fù)壓波動(dòng)較小，煤粉燃盡程度高，NOx排放低。運(yùn)用多維深度分級(jí)燃燒各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)解決了提高煤粉燃盡程度同降低NOx技術(shù)之間的矛盾，在有效降低NOx后，飛灰可燃物保持在原有水平，同時(shí)解決了以往低氮燃燒技術(shù)中水冷壁高溫腐蝕和爐膛結(jié)焦等問(wèn)題。1.4工程應(yīng)用情況多維深度分級(jí)燃燒系統(tǒng)（MDSS）技術(shù)已在恒運(yùn)、天富熱電鍋爐機(jī)

東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)

W火焰爐超低氮燃燒技術(shù)對(duì)沖爐超低氮燃燒技術(shù)

CFB超低氮燃燒技術(shù)40四角爐超低氮燃燒技術(shù)東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)W火焰爐“W”型火焰鍋爐的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)W火焰爐超低氮燃燒技術(shù)241第一代“W”爐燃燒系統(tǒng)：以上安、陽(yáng)泉電廠為主要代表；第二代“W”爐燃燒系統(tǒng)：以株州、永城電廠、安順二期、黔北等電廠為主要代表第三代“W”爐燃燒系統(tǒng)：以金竹山、瀘州等為代表第四代“W”爐燃燒系統(tǒng)：以越南海防300MW機(jī)組為代表第五代“W”爐燃燒系統(tǒng)：以珙縣、福溪等東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)“W”型火焰鍋爐的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)241第一代“W”爐燃燒系統(tǒng)：以上東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)W火焰爐超低氮燃燒技術(shù)2422.2亞臨界“W”爐改造燃燒系統(tǒng)2.1超臨界“W”爐燃燒系統(tǒng)東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)2422.2亞臨界“W”爐改造燃燒系統(tǒng)超臨界“W”爐燃燒系統(tǒng)W火焰爐超低氮燃燒技術(shù)2.143一次風(fēng)二次風(fēng)燃燼風(fēng)

自主開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的600MW超臨界“W”火焰鍋爐采用了空氣分級(jí)和燃料分級(jí)相結(jié)合的燃燒技術(shù)，在以珙縣、福溪等為代表的超臨界“W”爐相配合的燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首次引入了燃盡風(fēng)的設(shè)計(jì)理念，同時(shí)進(jìn)行了燃燒器數(shù)量的調(diào)整及防焦方案的優(yōu)化等。東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)超臨界“W”爐燃燒系統(tǒng)2.143一次風(fēng)二次風(fēng)燃燼風(fēng)自主開(kāi)發(fā)441將拱下二次風(fēng)布風(fēng)孔板向前移，在布風(fēng)孔板后增加風(fēng)向調(diào)節(jié)導(dǎo)流板。目的：減小拱下二次風(fēng)水平方向的分速度2將原燃燒器布置于兩個(gè)噴口之間的一個(gè)C風(fēng)口，設(shè)計(jì)為兩個(gè)獨(dú)立的二次風(fēng)口3C風(fēng)口的方向由與一次風(fēng)口成10°夾角改為與一次風(fēng)口平行。目的：增加拱上風(fēng)量，適當(dāng)減小拱下風(fēng)量，提高拱上二次風(fēng)的下沖動(dòng)量4在上爐膛喉部增加燃盡風(fēng)風(fēng)口。目的：形成全爐膛風(fēng)量分級(jí)5在翼墻高度和寬度上布置貼壁風(fēng)。目的：防結(jié)焦441將拱下二次風(fēng)布風(fēng)孔板向前移，在布風(fēng)孔板后增加風(fēng)向調(diào)節(jié)導(dǎo)亞臨界“W”爐改造燃燒系統(tǒng)W火焰爐超低氮燃燒技術(shù)2.245早期的W爐普遍問(wèn)題：實(shí)際燃用煤質(zhì)與原設(shè)計(jì)煤存在較大偏差、當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)W火焰鍋爐投運(yùn)業(yè)績(jī)少、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)有限等種種原因，造成鍋爐投產(chǎn)后存在燃燒效率低、NOx排放大、過(guò)熱器減溫水量大、排煙溫度偏高、低過(guò)超溫等問(wèn)題。東鍋利用現(xiàn)有最新的技術(shù)針對(duì)其實(shí)際燃用煤種對(duì)鍋爐設(shè)備進(jìn)行改造，通過(guò)改造達(dá)到節(jié)能減排、降低發(fā)電成本、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)亞臨界“W”爐改造燃燒系統(tǒng)2.245早期的W爐普遍問(wèn)題：實(shí)際462.2.1亞臨界W爐改造技術(shù)特點(diǎn)1燃燒器拱上布置，采用直流式帶中心風(fēng)煤粉燃燒器，煤粉燃燒器由一次風(fēng)管和中心風(fēng)管組成2乏氣噴口布置于下?tīng)t膛垂直墻中部，垂直墻下部布置拱下二次風(fēng)噴口，上爐膛下部布置燃盡風(fēng)噴口3分離式煤粉濃縮器采用中心擋塊+旋流葉片，使煤粉氣流分成中心的淡粉氣流和外圍的濃粉氣流，分別引入乏氣噴口和煤粉燃燒器一次風(fēng)噴口4中心風(fēng)管內(nèi)布置點(diǎn)火油槍；一次風(fēng)出口設(shè)置穩(wěn)焰齒和穩(wěn)焰擴(kuò)錐5一次風(fēng)與拱上二次風(fēng)分離6燃盡風(fēng)由外側(cè)旋流風(fēng)和內(nèi)側(cè)直流風(fēng)組成，可分別調(diào)節(jié)462.2.1亞臨界W爐改造技術(shù)特點(diǎn)1燃燒器拱上布置，采用1）陽(yáng)泉改造后，燃用熱值接近改造設(shè)計(jì)要求的煤種時(shí)，各工況下省煤器出口NOx排放濃度低于800mg/Nm3；鍋爐效率均在91%以上；飛灰含碳量在6%~7%之間；各工況下過(guò)熱器減溫水總量均低于60t/h；各工況下鍋爐過(guò)熱汽溫、再熱汽溫能達(dá)到設(shè)計(jì)值540℃。鍋爐最大出力能達(dá)到1025t/h；鍋爐改造后低負(fù)荷穩(wěn)燃能力良好；鍋爐燃用改造設(shè)計(jì)煤種和改造校核煤種時(shí)均能安全穩(wěn)定運(yùn)行，具有較強(qiáng)的燃煤適應(yīng)性。2)鴨溪燒高灰分,低熱值無(wú)煙煤，通過(guò)改造很好地解決了無(wú)煙煤低氮燃燒與經(jīng)濟(jì)性要求的協(xié)同兼顧，燃用熱值接近改造設(shè)計(jì)要求的煤種時(shí)，各工況下省煤器出口NOx排放濃度800左右mg/Nm3。2.2.2改造結(jié)論1）陽(yáng)泉改造后，燃用熱值接近改造設(shè)計(jì)要求的煤種時(shí)，各工況下省

東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)

W火焰爐超低氮燃燒技術(shù)對(duì)沖爐超低氮燃燒技術(shù)

CFB超低氮燃燒技術(shù)48四角爐超低氮燃燒技術(shù)東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)W火焰爐對(duì)沖爐煤粉燃燒新技術(shù)：第三代DBC-OPCC燃燒器爐膛沿高度方向深度多層空氣分級(jí)（多層OFA）燃燒器區(qū)域水冷壁防高溫腐蝕措施（貼壁風(fēng)）對(duì)沖爐超低氮燃燒技術(shù)349東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)對(duì)沖爐煤粉燃燒349東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)對(duì)沖爐超低氮燃燒技術(shù)3503.3貼壁風(fēng)3.2多層OFA3.1第三代OPCC3.4工程應(yīng)用東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)3503.3貼壁風(fēng)3.2多層O第三代OPCC根據(jù)燃燒學(xué)基本原理和對(duì)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)旋流煤粉燃燒器的研究，在東方鍋爐自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第一代OPCC及第二代OPCC的基礎(chǔ)上，總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，新研發(fā)了第三代OPCC，結(jié)合爐內(nèi)多層OFA深度空氣分級(jí)等措施可實(shí)現(xiàn)燃用普通煙煤的NOx排放達(dá)到低于200mg/Nm3

，神華煤低于150mg/Nm3，印尼煤低于120mg/Nm3。對(duì)沖爐超低氮燃燒技術(shù)3.151東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)第三代OPCC3.151東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)523.1.1第三代OPCC技術(shù)特點(diǎn)1兩級(jí)煤粉濃縮器對(duì)煤粉采用徑向濃縮2一次風(fēng)穩(wěn)焰齒+火焰分割3一次風(fēng)通道出口處設(shè)置突擴(kuò)臺(tái)階4在一次風(fēng)管端部設(shè)置兩種不同的角度一次風(fēng)導(dǎo)向錐,采用螺栓連接固定在一次風(fēng)管突擴(kuò)臺(tái)階上。5內(nèi)二次風(fēng)和外二次風(fēng)風(fēng)量和旋流強(qiáng)度可調(diào)6形成一個(gè)“三高區(qū)”（煤粉濃度高區(qū)、高溫?zé)煔饣亓骰旌蠀^(qū)、高湍動(dòng)能區(qū)）7選取合理的內(nèi)、外二次風(fēng)導(dǎo)向錐的角度523.1.1第三代OPCC技術(shù)特點(diǎn)1兩級(jí)煤粉濃縮器對(duì)煤粉采3.1.2關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的優(yōu)化3.1.2關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

對(duì)沖爐超低氮燃燒技術(shù)3.254第三級(jí)燃盡風(fēng)（直流+旋流）直流風(fēng)水平擺動(dòng)，調(diào)節(jié)爐膛截面的氧量分布，燃燒完全第二燃盡風(fēng)（直流+旋流）直流風(fēng)固定或可垂直擺動(dòng)，調(diào)整火焰中心，控制爐膛出口煙溫第一級(jí)燃盡風(fēng)（直流），在降低NOx的同時(shí)，抑制CO的生成爐膛沿高度方向深度多層空氣分級(jí)東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)多層OFA3.254第三級(jí)燃盡風(fēng)（直流+旋流）直流風(fēng)水平擺動(dòng)，調(diào)節(jié)擺動(dòng)燃盡風(fēng)結(jié)構(gòu)擺動(dòng)燃盡風(fēng)結(jié)構(gòu)

對(duì)某項(xiàng)目的進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算（燃盡風(fēng)率均為20%），各種布置的NOx排放值：相同燃盡風(fēng)率下，采用雙層燃盡風(fēng)的NOx排放較比單層的低15%左右，同時(shí)飛灰可燃物含量無(wú)明顯升高。對(duì)某項(xiàng)目的進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算（燃盡風(fēng)率均為20%），各種布

對(duì)沖爐超低氮燃燒技術(shù)3.357設(shè)置貼壁風(fēng)噴口后，提高了側(cè)墻區(qū)域的氧化性氣氛降低了還原性氣氛，從而在一定程度上抑制了硫化氫的產(chǎn)生，有效的緩解了鍋爐主燃燒器區(qū)域側(cè)墻高溫腐蝕現(xiàn)象貼壁風(fēng)--燒器區(qū)域水冷壁防高溫腐蝕措施東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)3.357設(shè)置貼壁風(fēng)噴口后，提高了側(cè)墻區(qū)域的氧化性氣氛降低3.4工程應(yīng)用在爐膛高度方向進(jìn)行空氣深度分級(jí)燃燒對(duì)降低NOx是有較好效果的，也適應(yīng)了目前整個(gè)行業(yè)對(duì)NOx的高要求。多層OFA布置，已經(jīng)運(yùn)用在萬(wàn)州、安慶、壽光等1000MW項(xiàng)目上。近期燃燒系統(tǒng)以往工程燃燒系統(tǒng)3.4工程應(yīng)用在爐膛高度方向進(jìn)行空氣深度分級(jí)燃燒對(duì)降低NO貼壁風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)已作為我公司新建對(duì)沖鍋爐防止高溫腐蝕、新建“W”型火焰鍋爐防止側(cè)墻及角部結(jié)焦的標(biāo)準(zhǔn)配置。3.4工程應(yīng)用貼壁風(fēng)系統(tǒng)作為前后墻對(duì)沖鍋爐改善側(cè)墻氧化性氣氛的有效手段，已經(jīng)在鄒縣、北侖等已投運(yùn)機(jī)組上進(jìn)行了改造；貼壁風(fēng)系統(tǒng)作為“W”型火焰鍋爐防止側(cè)墻結(jié)焦的有效手段，已經(jīng)在珙縣項(xiàng)目上進(jìn)行了改造；貼壁風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)已作為我公司新建對(duì)沖鍋爐防止高溫腐蝕、新建“W”3.4工程應(yīng)用（改造）綏中800MW鍋爐燃燒系統(tǒng)改造項(xiàng)目改造內(nèi)容燃燒器改造采用東鍋?zhàn)灾髦R(shí)產(chǎn)權(quán)的新二代低氮旋流燃燒器多層OFA采用全爐深度分級(jí)燃燒技術(shù),布置兩層燃盡風(fēng)貼壁風(fēng)改造在燃燒區(qū)域靠前后墻位置增加布置貼壁風(fēng)調(diào)節(jié)手段增加風(fēng)量測(cè)量裝置和調(diào)整設(shè)備節(jié)油改造下層12只燃燒器采用微油點(diǎn)火2014.8.25一次點(diǎn)火成功,9.13進(jìn)入滿負(fù)荷試運(yùn)行,目前實(shí)際燃用煤種為“70%神混+30%準(zhǔn)格爾煤”（Aar≈17%,Mar≈14.4%,Vdaf≈36.55%,Qnet.ar≈20520KJ/kg)初步運(yùn)行NOx排放在140~200mg/Nm^3,飛灰含碳量＜1%。3.4工程應(yīng)用（改造）綏中800MW鍋爐燃燒系統(tǒng)改造項(xiàng)目

東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)

W火焰爐超低氮燃燒技術(shù)對(duì)沖爐低氮燃燒技術(shù)CFB超低氮燃燒技術(shù)61四角爐低氮燃燒技術(shù)東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)W火焰爐東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)CFB超低氮燃燒技術(shù)4624.2技術(shù)特點(diǎn)4.1技術(shù)原理東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)4624.2技術(shù)特點(diǎn)4.1技術(shù)原理CFB鍋爐典型燃燒溫度860~890℃，不會(huì)生成高溫型和快速型NOx，一二次風(fēng)分級(jí)送風(fēng)，在爐膛下部營(yíng)造還原性氣氛，還原燃料型NOx。爐膛尾部煙道分離器空預(yù)器除塵器一次風(fēng)二次風(fēng)CFB超低氮燃燒技術(shù)4.1技術(shù)原理：低溫燃燒，

NOx原始生成低，一二次風(fēng)分級(jí)送風(fēng)，爐膛下部營(yíng)造還原性氣氛東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)CFB鍋爐典型燃燒溫度860~890℃，不會(huì)生成高溫東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)CFB超低氮燃燒技術(shù)644.2技術(shù)特點(diǎn)：多點(diǎn)給煤+多點(diǎn)二次風(fēng)組合，減少富氧、高溫區(qū)，降低NOx爐膛分離器一次風(fēng)二次風(fēng)煤電廠名稱機(jī)組容量(MW)NOx(mg/m3）攀枝花三維發(fā)電有限責(zé)任公司13599貴州華電畢節(jié)熱電有限公司13578.5福建龍巖3＃30090福建龍巖4＃30095廣東寶麗華30087白馬循環(huán)流化床示范電站60065.1

貧煤、無(wú)煙煤NOx<100mg/Nm3東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)644.2技術(shù)特點(diǎn)：多點(diǎn)給煤+多點(diǎn)二次2022/12/2565高效二次風(fēng)工況二次風(fēng)穿透能力提高常規(guī)二次風(fēng)工況東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)CFB超低氮燃燒技術(shù)4.2高效二次風(fēng)工況常規(guī)工況技術(shù)特點(diǎn)：高效二次風(fēng)技術(shù)，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上再降低NOx15%~20%徐礦華美350MW燃燒煙煤的超臨界循環(huán)流化床鍋爐氮氧化物排放30~40mg/Nm3高效二次風(fēng)射流提高混合效果更佳的脫硝效率提高燃燒效率，降低CO、飛灰含碳量增強(qiáng)石灰石/SO2的反應(yīng)，提高脫硫率2022/12/2065高效二次風(fēng)工況常規(guī)二次風(fēng)工況東方鍋爐THANKS謝謝大家！THANKS謝謝大家！燃燒器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)及低氮燃燒技術(shù)謝佳2017.07燃燒器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)及低氮燃燒技術(shù)謝佳一.燃燒設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)二.東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)四角爐超低氮燃燒技術(shù)W火焰爐超低氮燃燒技術(shù)對(duì)沖爐超低氮燃燒技術(shù)CFB超低氮燃燒技術(shù)目錄燃燒的基本原理燃燒器的主要作用燃燒器的主要型式燃料特性燃燒系統(tǒng)方案制粉系統(tǒng)計(jì)算燃燒器計(jì)算及參數(shù)燃燒器結(jié)構(gòu)一.燃燒設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)二.東方鍋爐超低氮燃燒技術(shù)四角爐超低氮燃1.燃燒的基本原理燃燒一般指燃料在空氣中的劇烈氧化放熱反應(yīng)，釋放出的熱量能使該反應(yīng)過(guò)程自動(dòng)維持。燃燒過(guò)程存在兩個(gè)基本階段，即著火階段和著火后的穩(wěn)定燃燒階段。1.1燃料的著火從工程應(yīng)用角度看，燃料的著火方式有兩類：自燃和點(diǎn)燃。1.1.1自燃1.1.1.1自燃的定義在一定條件下，燃料和空氣的混合物通過(guò)緩慢的氧化放熱反應(yīng)，不斷的積累熱量和活性粒子，隨著混合物溫度的升高，在沒(méi)有明火接近的條件下，自動(dòng)著火燃燒。如煤堆、積粉和空預(yù)器上黏附的油垢等均可能產(chǎn)生自燃現(xiàn)象。1.1.1.2自燃的條件自燃的條件是燃料和空氣的反應(yīng)放熱速度高于散熱速度，致使熱量不斷積累，燃料溫度不斷升高，燃料最終自燃。1.1.1.3自燃溫度自燃溫度（或稱自燃點(diǎn)）不是一個(gè)常數(shù)，它不僅和燃料本身的特性有關(guān)，還和散熱條件等有關(guān)，散熱條件越差，自燃溫度越低。而且往往更有實(shí)際意義的不是自燃溫度，而是能引起自燃時(shí)的介質(zhì)溫度，介質(zhì)溫度越高，自燃所需的時(shí)間越短。自燃溫度較低的燃料并不一定就更容易被點(diǎn)燃。如氫氣的自燃溫度比褐煤的高，但卻比褐煤更容易被點(diǎn)燃。1.1.2點(diǎn)燃1.1.2.1點(diǎn)燃的定義利用外部能源去接觸可燃混合物，使其在靠近外部能源傳入的部分先行發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)而著火，然后火焰?zhèn)鞑サ秸麄€(gè)混合物中去。1.燃燒的基本原理1.1.2.2火焰的傳播

火焰的傳播分為層流火焰?zhèn)鞑ズ屯牧骰鹧鎮(zhèn)鞑煞N。若可燃混合物氣流處于靜止或?qū)恿鳡顟B(tài)時(shí)，其火焰的傳播稱為層流火焰?zhèn)鞑?；若可燃混合物氣流處于湍流狀態(tài)時(shí)，其火焰的傳播稱為湍流火焰?zhèn)鞑?。工程中的火焰?zhèn)鞑セ旧隙际峭牧骰鹧鎮(zhèn)鞑ァ恿骰鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣戎饕軠囟?、壓力、燃料濃度及燃料性質(zhì)影響。試驗(yàn)表明，火焰?zhèn)鞑ニ俣入S溫度的增大而增大，隨壓力的增大而減?。▽?duì)大多數(shù)氣體燃料而言），反應(yīng)能力越強(qiáng)的燃料其火焰?zhèn)鞑ニ俣纫苍娇?。在溫度、壓力一定的條件下，某一燃料的火焰?zhèn)鞑ニ俣却嬖谝粯O大值，該極大值一般處于過(guò)量空氣系數(shù)略小于1的情況下，因?yàn)榇藭r(shí)的燃燒溫度達(dá)到最大值。此外試驗(yàn)證明，可燃混合物氣流只有在一定的濃度范圍內(nèi)，火焰才能傳播。當(dāng)混合物氣流中燃料的濃度高于某一最高濃度或低于某一最低濃度時(shí)，燃燒只能局限在點(diǎn)火火源附近，火焰不能傳播。該濃度范圍又叫做著火濃度范圍，有時(shí)也叫做爆炸濃度范圍。爆炸濃度該范圍存在的原因是，當(dāng)氣流燃料濃度太低時(shí)，混合物反應(yīng)析出的熱量太低，不足以將鄰近的混合物加熱到著火溫度，所以火焰不能傳播；而當(dāng)氣流燃料濃度過(guò)高時(shí)，氧量不足，混合物不能充分燃燒，同樣不能析出足夠的熱量所以火焰也不能傳播。溫度、壓力和惰性氣體含量都可以影響著火濃度范圍。湍流火焰?zhèn)鞑C(jī)理與層流火焰有很大不同。湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣冗h(yuǎn)大于層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?。?duì)于煤粉氣流，湍流火焰的傳播速度可超過(guò)200cm/s，而層流火焰?zhèn)鞑ニ俣炔怀^(guò)100cm/s。由于可燃混合物自噴口噴出后馬上擴(kuò)散，風(fēng)速逐漸下降，當(dāng)與火焰?zhèn)鞑ニ俣认嗟葧r(shí)而穩(wěn)定著火。一般希望煤粉氣流的著火點(diǎn)離噴口出口的距離為0.3～0.5m。1.1.2.2火焰的傳播1.2燃料的穩(wěn)定燃燒可燃混合物噴入爐內(nèi)，利用點(diǎn)火設(shè)備將它點(diǎn)燃，火焰很快傳播到整個(gè)氣流中，當(dāng)點(diǎn)火設(shè)備撤出后，再進(jìn)入爐內(nèi)的可燃混合物應(yīng)能繼續(xù)著火燃燒，也就是保持火焰的穩(wěn)定而不熄滅。此外著火點(diǎn)的（遠(yuǎn)近）位置也必須合適。1.2.1一般火焰的穩(wěn)定可燃混合物氣流從噴口噴出后，速度是不均勻的，在噴口中心速度較高，四周速度很低，此外離噴口越遠(yuǎn)，速度也越低。另一方面火焰?zhèn)鞑ニ俣纫膊痪鶆颉＿@樣可能在氣流外周某一圈位置上，氣流速度等于火焰?zhèn)鞑ニ俣?，使火焰保持穩(wěn)