新062直流燃燒器　籃白

§6-2

直流燃燒器

與

四角(墻)切圓燃燒鍋爐

背景四角切圓燃燒鍋爐在國內(nèi)的應(yīng)用直流燃燒器電站燃煤鍋爐煤粉爐循環(huán)流化床鍋爐切圓燃燒墻式對沖W形火焰旋流燃燒器特殊直旋流四角切圓燃燒方式的特點(diǎn)直流燃燒器結(jié)構(gòu)、布置及特性均等配風(fēng)分級配風(fēng)火焰偏斜殘余旋轉(zhuǎn)本節(jié)重點(diǎn)直流燃燒器概述一般是矩形，也可以是圓形上鍋哈鍋四角切圓燃燒技術(shù)：CEABB-CE阿爾斯通Alston一、射流的動力學(xué)特性剛性卷吸能力配風(fēng)方式一、二次風(fēng)動量(矩)比噴口高寬比風(fēng)速大小角度(與水冷壁夾角)空氣動力學(xué)特性：燃燒器設(shè)計及運(yùn)行的關(guān)鍵參數(shù)1、卷吸與擴(kuò)散p148射流邊界卷吸周圍煙氣

發(fā)生熱量、質(zhì)量交換

射流橫截面擴(kuò)大、速度降低煤粉氣流卷吸高溫?zé)煔馐侵馃崃康闹饕獊碓?70-90%)另10-30%來源于爐膛四壁及高溫火焰的輻射卷吸的重要作用增加邊界面可以加強(qiáng)卷吸作用

增加寬高比

面積未變，周長變大加強(qiáng)卷吸的方法4482

直流縫隙式燃燒器（1698mm×162mm）

W型火焰鍋爐射程太大：使鄰角射流發(fā)生偏斜射程太小：對鄰角射流的加熱作用差2、射程軸向速度降到初速的0.05倍時；穿透能力★★影響射程大小的因素：1）噴口面積一定,速度越高越遠(yuǎn)2）速度一定，噴口越大，射程越大二、四角布置切圓燃燒方式每層四個角噴口中心線相切于一個或兩個假想切圓1、直流燃燒器的布置方式p150均等配風(fēng)分級配風(fēng)（1）均等配風(fēng)一、二次風(fēng)相間布置一次風(fēng)之間隔1－2層二次風(fēng)一次風(fēng)的背火側(cè)布置二次風(fēng)一、二次風(fēng)相鄰

較早混合

適應(yīng)：煙煤、褐煤CE公司則更廣

Vdaf＞13%

1)上下相隔布置最上層二次風(fēng)

給未燃盡的煤粉供氧最下層二次風(fēng)

把粗煤粉浮托起來212121212最常見的方式2)側(cè)二次風(fēng)一次風(fēng)向火側(cè)卷吸高溫?zé)煔忄徑菤饬鞯募訜釥t中間的熱輻射二次風(fēng)背火側(cè)防止火炬刷墻氧化性氣氛防止結(jié)渣、高溫腐蝕★21(2)分級配風(fēng)注意:此時可能存在三次風(fēng)?二次風(fēng)分級送入（布置于上方）一次風(fēng)集中布置

燃燒放熱集中

著火高煤粉濃度著火熱小一、二次風(fēng)離得遠(yuǎn)，混合晚

適用于無煙煤、貧煤、劣質(zhì)煙煤問題：著火區(qū)供氧不足燒噴口周界風(fēng)不多見W形火焰鍋爐2、四角布置切圓燃燒的主要特點(diǎn)上游鄰角氣流的加熱作用(互點(diǎn)燃)，加之本身卷吸，著火條件優(yōu)越，著火穩(wěn)定性好向火側(cè)背火側(cè)在整個爐內(nèi)形成強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)，擾動混合好，利于燃燒及燃盡強(qiáng)烈的湍流擴(kuò)散和良好的爐內(nèi)空氣動力結(jié)構(gòu)，煙氣在爐內(nèi)充滿度好，熱負(fù)荷分布均勻負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活，對煤種的適應(yīng)性強(qiáng)爐膛結(jié)構(gòu)簡單，便于大容量鍋爐的布置便于通過上下擺動式燃燒器

調(diào)節(jié)汽溫便于實(shí)現(xiàn)沿高度方向二次風(fēng)的分段送入，組織分級燃燒，從而抑制NOx生成第一階段低過量空氣系數(shù)，還原性氣氛抑制NOx生成第二階段高過量空氣系數(shù)，保證燃燒的完全燃盡一次風(fēng)射流易沖刷水冷壁結(jié)渣、腐蝕爐膛出口處的殘余旋轉(zhuǎn)煙溫左右偏差四個角的風(fēng)粉均勻性不易保證

著火、偏斜擺動燃燒器調(diào)節(jié)汽溫的副作用缺點(diǎn)：容易出現(xiàn)下述問題

3、一次風(fēng)射流的偏斜p154一次風(fēng)射流貼附或沖擊爐墻，是水冷壁結(jié)渣的主要原因火焰貼墻Ф960Ф820正常偏斜假想切圓影響一次風(fēng)射流偏斜的主要因素（2）個別射流非正常偏斜（1）整體旋轉(zhuǎn)過強(qiáng)（3）燃燒器結(jié)構(gòu)特性爐內(nèi)的整體旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度取決于

旋轉(zhuǎn)動量矩旋轉(zhuǎn)動量矩取決于動量角度（1）整體旋轉(zhuǎn)過強(qiáng)Ф960α動量(mv)

面積、速度角度

假想切圓直徑假想切圓直徑太大：水冷壁結(jié)渣燒噴口殘余旋轉(zhuǎn)

過熱器超溫、結(jié)渣太?。簞恿霾环€(wěn)定；充滿度不好；自點(diǎn)燃作用減弱

燃燒不穩(wěn)定；著火推遲

爐出口煙溫升高綜合考慮：充滿度、著火條件、結(jié)渣、殘余旋轉(zhuǎn)直接影響實(shí)際切圓直徑（數(shù)倍于假想直徑）一二次風(fēng)可采取不同的切圓大小不同旋轉(zhuǎn)方向小切圓部分一次風(fēng)反切部分二次風(fēng)反切部分對沖消旋風(fēng)頂部可水平擺動OFA噴口解決整體旋轉(zhuǎn)過強(qiáng)的措施

四角風(fēng)粉不均

風(fēng)或粉某角速度太小

剛性不足

易被吹斜太大

吹下游鄰角發(fā)生四角不均時，實(shí)際切圓會偏心四面墻熱負(fù)荷不均勻（2）個別射流非正常偏斜風(fēng)粉在線監(jiān)測?。?）燃燒器結(jié)構(gòu)特性補(bǔ)氣條件噴口高寬比氣流剛性①補(bǔ)氣條件向火側(cè)與背火側(cè)的補(bǔ)氣條件不同靜壓差偏斜α=42oβ=48o夾角大小爐膛截面（近正方形好）一、二風(fēng)噴口間距不能太小大容量鍋爐可將每個角燃燒器分為上下2－3組，兩組之間的間距相當(dāng)于壓力平衡孔高度方向燃燒器分組瘦高形的剛性差矮胖形的剛性強(qiáng)②噴口高寬比區(qū)別水冷壁區(qū)域的結(jié)渣現(xiàn)象：局部四周都有1#2#3#4#結(jié)渣思考4、四角切圓鍋爐的殘余旋轉(zhuǎn)爐膛出口處存在煙溫和煙速的左右偏差煙溫高＋煙速高？一般偏差可達(dá)100度右側(cè)爐寬左側(cè)爐高爐膛出口截面溫度分布從上往下看，氣流逆時針旋轉(zhuǎn)時殘余旋轉(zhuǎn)對鍋爐工作的影響汽溫左右偏差大過熱器的熱偏差煙溫高的一側(cè)受熱面的安全性（超溫結(jié)渣高溫腐蝕）一個工程實(shí)例豐泰發(fā)電廠670t/h1、過熱器超溫對流過熱器前左右兩側(cè)煙溫偏差大(達(dá)到200-260℃)2、排煙溫度低3、多次結(jié)渣，導(dǎo)致落焦故障DT＞1500℃

存在的問題試分析原因熱力計算冷態(tài)試驗(yàn)－－火花拍攝數(shù)值模擬采取的研究方法擬采取的措施小切圓同心反切消旋風(fēng)，上二次風(fēng)反切爐后屏出口截面溫度分布

右側(cè)爐寬左側(cè)爐高燃燒器只數(shù)：24只布置方式：前后左右墻上燃燒器層數(shù)：6層OFA噴咀位置：最上層OFA噴咀數(shù)量：4層油槍數(shù)量：12只油槍層數(shù)：3層哈鍋600MW等級超超臨界鍋爐燃燒器墻式切圓燃燒（CUF）的特點(diǎn)低NOxPM燃燒器輔助風(fēng)高濃度煤粉火焰(濃相)低濃度煤粉火焰(淡相)一次風(fēng)/粉比一次風(fēng)/粉比常規(guī)火焰低NOx(PM)火焰煤粉分離器5、切圓燃燒方式的主要熱力參數(shù)(1)一次風(fēng)層數(shù)：300MW

5－6層隨著鍋爐容量增大，若只增大單個一次風(fēng)噴口的熱負(fù)荷，會導(dǎo)致結(jié)渣、NOx增加(2)一次風(fēng)率：取決于煤種的Vdaf值、著火條件、制粉系統(tǒng)情況

(3)一次風(fēng)速一次風(fēng)速過高燃燒不穩(wěn)，甚至滅火（＞火焰的傳播速度）對面墻結(jié)渣一次風(fēng)速過低剛性、擾動、卷吸、回火、堵管、濃度不均(4)一次風(fēng)溫與煤種有關(guān)，風(fēng)溫高：優(yōu)易著火，燃燒穩(wěn)定：無煙煤近300度缺制粉系統(tǒng)的安全性（5）二次風(fēng)速二次風(fēng)穿透火焰的能力

著火后的穩(wěn)定性燃盡(6)二次風(fēng)溫風(fēng)溫高利于燃燒，但受空預(yù)器傳熱面積的限制

煤質(zhì)差時，設(shè)計較高的熱風(fēng)溫度(7)二次風(fēng)的配風(fēng)方式在爐膛高度方向各層二次風(fēng)風(fēng)量的配置正塔型對粗煤粉的浮托能力減少灰渣含碳量燃用煙煤時，較倒塔型爐膛出口煙溫低倒塔型適用于無煙煤、貧煤著火穩(wěn)定、燃燒效率高束腰型降低污染物NOx總之，可以通過各層二次風(fēng)的風(fēng)量配置，實(shí)現(xiàn)

燃燒的優(yōu)化

效率、污染6、幾種特殊類型的噴口(1)三次風(fēng)中儲式制粉系統(tǒng)、熱風(fēng)送粉乏氣直接送入爐內(nèi)10%的細(xì)煤粉特點(diǎn)風(fēng)溫低水分大煤粉細(xì)風(fēng)速大三次風(fēng)、周界風(fēng)、夾心風(fēng)、十字風(fēng)三次風(fēng)可能導(dǎo)致的不利影響：降低火焰溫度，燃燒不穩(wěn)爐膛出口煙溫升高過熱、再熱汽溫升高加大殘余旋轉(zhuǎn)飛灰可燃物增加影響空氣動力場，火焰貼墻合理布置：向下壓火下傾角上下兩段(2)周界風(fēng)也稱燃料風(fēng)使燃燒器對煤種適用范圍擴(kuò)大燃用易著火的煤種時：推遲著火、懸托煤粉補(bǔ)充前期著火所需氧氣量，其燃料風(fēng)量可以大些當(dāng)然用不易著火的煤種時，適當(dāng)減少燃料風(fēng)量，使其著火點(diǎn)提前冷卻作用，防止燒噴口增加剛性防止刷墻停運(yùn)時冷卻風(fēng)補(bǔ)充中心的氧氣剛性、氣流內(nèi)部擾動減小射流擴(kuò)散角，防止貼壁，結(jié)渣變煤種、變負(fù)荷時的調(diào)節(jié)手段(4)十字風(fēng)：同夾心風(fēng)(3)夾心風(fēng)周界風(fēng)、夾心風(fēng),使用不當(dāng)會產(chǎn)生不利影響7、大容量鍋爐的典型燃燒器結(jié)構(gòu)(垂直方向)8、切圓燃燒方式的燃燒器的布置方式（水平截面）正四角與補(bǔ)氣條件

大切角與切角形水冷壁大小切圓(或反切)：矩形減小橢圓度兩角對沖：減弱旋轉(zhuǎn)不偏斜、充滿度、熱負(fù)荷均勻幾種典型的布置1、一、二次風(fēng)不等切圓即不同的切角防止火焰貼墻，但容易出現(xiàn)混合不良2、一次風(fēng)正切、二次風(fēng)反切減弱殘余旋轉(zhuǎn)，但要慎重，二次風(fēng)動量大一次風(fēng)反切更好：動力場穩(wěn)定“風(fēng)包火”：火焰不貼墻；近壁區(qū)氧化性氣氛可使灰熔點(diǎn)升高，減輕結(jié)渣3、側(cè)二次風(fēng)氣膜4、偏轉(zhuǎn)二次風(fēng)利港600MW超臨界鍋爐燃燒器布置48o39o雙切圓前后48o1881617696一次風(fēng)切圓與偏轉(zhuǎn)二次風(fēng)假想切圓直徑：Φ1548（45o）mmΦ1744（36o）mm輔助風(fēng)正偏轉(zhuǎn)22o時Φ10131（45o）mmΦ10290（36o）mm同軸燃燒系統(tǒng)CFS1.與電站鍋爐燃燒有關(guān)的安全問題有哪些2.與電站鍋爐燃燒有關(guān)的經(jīng)濟(jì)性問題有哪些3.與電站鍋爐燃燒有關(guān)的污染問題有哪些4.煤粉爐燃燒器的主要類型5.四角切圓燃燒是什么意思？6.四角切圓燃燒方式的主要優(yōu)缺點(diǎn)7.假想切圓與實(shí)際切圓8.殘余旋轉(zhuǎn)是怎么發(fā)生的？有何危害？如何避免？9.爐膛出口煙溫左右偏差10.分級配風(fēng)與均等配風(fēng)11.向火側(cè)背火側(cè)知識點(diǎn)12.最上層（最下層）二次風(fēng)的作用13.水冷壁近壁區(qū)的氧化性氣氛有什么好處？14.有哪些手段可以營造近壁區(qū)的氧化性氣氛？15.