第六章燃燒設(shè)備和煤粉燃燒新技術(shù)第六章燃燒設(shè)備和煤粉燃燒新技術(shù)1第一節(jié)鍋爐燃燒設(shè)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(shè)備的組成爐膛+燃燒器+供風(fēng)設(shè)備+制粉設(shè)備三、煤粉燃燒器的作用與類型燃燒器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。第一節(jié)鍋爐燃燒設(shè)備概述一、不同的煤燃燒方式2四、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(fēng)爐等五、鍋爐燃燒設(shè)備的發(fā)展方向高效、低污染的燃燒技術(shù)和設(shè)備。六、與爐內(nèi)燃燒過程相關(guān)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3*燃燒器的作用作用：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*燃燒器的作用作用：將煤粉與空氣混合氣流按有利的方式送入爐膛4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(yuǎn)，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5二、直流燃燒器的類型1．均等配風(fēng)一、二次風(fēng)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(fēng)62.分級配風(fēng)(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?zé)煔獾哪芰訌姟?.分級配風(fēng)7(3)一次風(fēng)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(jìn)程；一次風(fēng)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(fēng)集中布置的問題8三、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?zé)煔舛患訜岬倪^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(fēng)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9燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件10燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件11燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件122、“自點燃”作用

燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件13四、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(dāng)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(yīng)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14燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件152、切圓直徑過大問題

優(yōu)點：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。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(dá)爐膛出處，殘余旋轉(zhuǎn)較大，這將使?fàn)t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(dǎo)致過熱器結(jié)渣或超溫。2、切圓直徑過大問題優(yōu)點：16五、一次風(fēng)與二次風(fēng)1一次風(fēng)量一次風(fēng)量應(yīng)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(yīng)首先考慮輸送煤粉的需要。一次風(fēng)量通常用一次風(fēng)量占總風(fēng)量的比值表示，稱為一次風(fēng)率。五、一次風(fēng)與二次風(fēng)1一次風(fēng)量172

一次風(fēng)速

一次風(fēng)速不但決定著火燃燒的穩(wěn)定性，而且還影響著一次風(fēng)氣流的剛度。2

一次風(fēng)速

一次風(fēng)速不但決定著火燃燒的穩(wěn)定性，而且還影響著183一次風(fēng)溫

提高一次風(fēng)溫，可降低著火熱，使著火位置提前。提高熱風(fēng)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(fēng)溫既應(yīng)滿足使煤粉盡快著火，穩(wěn)定燃燒的要求，又應(yīng)保證煤粉輸送系統(tǒng)工作的安全性。3一次風(fēng)溫

提高一次風(fēng)溫，可降低著火熱，使著火位置提前194二次風(fēng)量和風(fēng)速二次風(fēng)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(fēng)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(fēng)速比一次風(fēng)速提高一倍以上。4二次風(fēng)量和風(fēng)速二次風(fēng)是在煤粉氣流著火后混入的。由于高205二次風(fēng)溫從燃燒角度看，二次風(fēng)溫愈高，愈能強化燃燒，并能在低負(fù)荷運行時增強著火的穩(wěn)定性。二次風(fēng)溫的提高受到空氣預(yù)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(yù)熱器結(jié)構(gòu)龐大，不便布置。

5二次風(fēng)溫從燃燒角度看，二次風(fēng)溫愈高，愈能強化燃燒，21六、三次風(fēng)、周界風(fēng)、夾心風(fēng)1、三次風(fēng)概念：在中儲式制粉系統(tǒng)中，細(xì)粉分離器將煤粉和輸送煤粉的空分離后，形成乏氣。乏氣中帶有10%的細(xì)煤粉。這部分乏氣一般送入爐膛燃燒，形成三次風(fēng)。三次風(fēng)的特點是溫度低，水分大，煤粉細(xì)。六、三次風(fēng)、周界風(fēng)、夾心風(fēng)1、三次風(fēng)22三次風(fēng)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(fēng)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(fēng)量較大時，風(fēng)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(fēng)對燃燒及汽溫調(diào)節(jié)的不利影響：232、周界風(fēng)周界風(fēng)的作用是：(1)冷卻一次風(fēng)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(fēng)的速度比煤粉氣流的速度要高，能增加一次風(fēng)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(fēng)有利于卷吸高溫?zé)煔猓龠M(jìn)著火，并加速一、二次風(fēng)的混合過程。2、周界風(fēng)周界風(fēng)的作用是：243、夾心風(fēng)夾心風(fēng)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(fēng)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(fēng)提高了一次風(fēng)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(fēng)速度較大時，一次風(fēng)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(fù)荷時燃燒調(diào)整的手段之一。3、夾心風(fēng)夾心風(fēng)的作用：25燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件26七、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(jìn)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227燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件28八、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)29九、直流式燃燒器布置方式九、直流式燃燒器布置方式30我國不少電廠對四角切圓燃燒方式進(jìn)行了改進(jìn)，其主要特點為：(1)一、二次風(fēng)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(fēng)靠爐墻一側(cè)，一次風(fēng)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?fàn)t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(fēng)的混合不良，可燃物的燃燒不充分。一次風(fēng)噴口以小切圓方式布置，二次風(fēng)噴口射出的氣流與一次風(fēng)氣流偏轉(zhuǎn)一個角度，即稱為偏轉(zhuǎn)二次風(fēng)，如圖6-12所示。這種方法的特點是在燃料著火后，及時供應(yīng)二次風(fēng)，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(jìn)行了改進(jìn)，其主要特點為：31燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件32燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件33(2)一次風(fēng)正切圓、二次風(fēng)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(fēng)對沖、二次風(fēng)切圓布置。這種方法減小了爐內(nèi)一次風(fēng)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)。

燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件34十、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)35

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?zé)煔饣亓鲄^(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36燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件37二、分類1，可動葉片雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器

二、分類1，可動葉片雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器38燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件392，雙調(diào)風(fēng)燃燒器

2，雙調(diào)風(fēng)燃燒器

403，蝸殼式燃燒器3，蝸殼式燃燒器41三、旋流式燃燒器的布置與供風(fēng)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(fēng)箱供風(fēng)，有的采用分隔風(fēng)箱供風(fēng)。三、旋流式燃燒器的布置與供風(fēng)方式旋流式燃燒器通常布置在爐膛42燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件43四、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(fù)荷過高，易于結(jié)渣。(2)

爐膛受熱面局部熱負(fù)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(fēng)的氣流太厚，不利風(fēng)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44五、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45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(fù)荷變化有較寬的適應(yīng)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46二、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(fù)荷qA

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。---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)47燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件48B、燃燒器區(qū)域的壁面熱負(fù)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(fēng)噴口上方1.5米處和下層一次風(fēng)噴口下方1米處的距離；ζ——圍燃帶面積修正系數(shù)；B、燃燒器區(qū)域的壁面熱負(fù)荷qR49２、爐膛結(jié)構(gòu)燃盡性參數(shù)A、爐膛容積熱負(fù)荷qv

VL——爐膛容積，m3。爐膛容積熱負(fù)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(fù)荷qv50燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件51B、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(guān)系表示：L——燃燒器上一次風(fēng)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52燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件533、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：54三、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(dāng)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552、受熱面積灰或結(jié)渣的危害(1)使?fàn)t內(nèi)傳熱變差，加劇結(jié)渣過程。(2)爐膛出口的受熱面超溫。(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(yán)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?fàn)t內(nèi)傳熱變差，加劇結(jié)渣563、影響受熱面結(jié)渣的主要因素(1)煤灰特性和化學(xué)組成(2)爐膛溫度水平(3)火焰貼墻(4)過量空氣系數(shù)(5)煤粉細(xì)度(6)吹灰(7)燃用混煤3、影響受熱面結(jié)渣的主要因素(1)煤灰特性和化學(xué)組成574、防止受熱面結(jié)渣的基本條件一是爐內(nèi)應(yīng)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(fēng)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(yīng)布置足夠的受熱面來冷58四、火焰充滿度

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、火焰充滿度因為死滯漩渦區(qū)的存在會給鍋爐運行帶來下述問題59五、爐膛負(fù)壓1、煤粉爐的正常爐膛負(fù)壓

爐內(nèi)壓力比外界大氣壓力低2～6Pa(mm水柱)。維持正常的爐膛負(fù)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(fù)壓1、煤粉爐的正常爐膛負(fù)壓602、爐膛負(fù)壓太大的危害(1)

爐膛負(fù)壓太大，說明引風(fēng)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(dǎo)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)酰紵兊貌环€(wěn)定。如果煤質(zhì)著火性能變差時，還可能引起滅火。(4)

漏風(fēng)增大，使煙氣體積增加，煙氣流速相應(yīng)升高。這時排煙損失增加；受熱面磨損加劇；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(fù)壓太大的危害(1)

爐膛負(fù)壓太大，說明引61(5)

爐膛負(fù)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(fēng)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(yīng)時，爐膛負(fù)壓急劇升高。因此，在切斷燃料的同時，應(yīng)適當(dāng)關(guān)小引風(fēng)機擋板，以免負(fù)壓劇增。此外，大型機組應(yīng)設(shè)置爐內(nèi)壓力報警和安全保護裝置。(6)

爐膛負(fù)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(fù)壓也隨著脈動。所以，爐膛負(fù)壓是燃燒調(diào)整和鍋爐保護的重要參數(shù)。(7)

爐膛負(fù)壓由負(fù)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(fù)壓超限時，控制系統(tǒng)會自動發(fā)出報警或保護動作。但當(dāng)控制系統(tǒng)處于手動狀態(tài)時，則必須做出準(zhǔn)確、迅速的判斷和處理。(5)

爐膛負(fù)壓急劇升高時，還可能發(fā)生爐膛內(nèi)爆事故。內(nèi)62六、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(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)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)的爆炸性燃燒爐膛爆炸的原因是數(shù)量過多的燃料和空氣63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(xì)度及煤粉顆粒分布┏一次風(fēng)量、一次風(fēng)溫、一次風(fēng)速┏燃燒器┃二次風(fēng)速，二次風(fēng)溫，結(jié)構(gòu)┃配風(fēng)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(fù)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64第六節(jié)低負(fù)荷穩(wěn)燃及低NOx煤粉燃燒技術(shù)

一、低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù)1，提高一次風(fēng)氣流中的煤粉濃度第六節(jié)低負(fù)荷穩(wěn)燃及低NOx煤粉燃燒技術(shù)一、低負(fù)荷穩(wěn)燃技652，提高煤粉氣流初溫2，提高煤粉氣流初溫663，提高煤粉顆粒細(xì)度

3，提高煤粉顆粒細(xì)度674，在難燃煤中加入易燃燃料

4，在難燃煤中加入易燃燃料68二、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69（1）溫度型NOx，是指空氣中的氮在超過1500攝氏度的高溫下，發(fā)生氧化反應(yīng)，溫度越高NOx的生成量越多。（2）燃料型NOx，是指燃料中的氮受熱分解和氧化生成NOx。進(jìn)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?xì)淙剂舷仍诟邷叵路磻?yīng)生成中間產(chǎn)物N、NCH、CN等，然后快速與氧反應(yīng)，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攝氏度70燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件712、低NOｘ煤粉燃燒器（1）、PM型燃燒器PM型燃燒器是在燃燒器內(nèi)將煤粉氣流分為濃度氣流和煤粉氣流。濃煤粉氣流在上，淡煤粉氣流在下。2、低NOｘ煤粉燃燒器（1）、PM型燃燒器72燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件73燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件74（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(fù)荷下，不投油仍然能穩(wěn)定燃燒。故其對鍋爐負(fù)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75燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件76（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(jìn)為A-PM型濃、淡、濃燃燒器，（3）A—PM型濃淡濃燃燒器77燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件78（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(fēng)管中設(shè)置調(diào)節(jié)桿，一次風(fēng)管出口裝有環(huán)形穩(wěn)焰器，在環(huán)形二次風(fēng)管內(nèi)裝有隔板。（4）新型低ＮＯx旋流式燃燒器79燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件80燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件813、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)82燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件83（2）A—MACT爐內(nèi)脫氮技術(shù)其核心技術(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(shè)置OFA供風(fēng)，使主燃燒區(qū)產(chǎn)生的碳?xì)浠衔锉换罨⒃贠FA的上部留有足夠的空間，使主燃燒區(qū)生成的ＮOx到達(dá)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。

（2）A—MACT爐內(nèi)脫氮技術(shù)84燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件85（3）擴大還原燃燒技術(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(fēng)，形成HCN、NH3、HC等還原性氣氛，促使NＯx還原，

（3）擴大還原燃燒技術(shù)86燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件87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88燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件89二、Ｗ型火焰鍋爐的燃燒器二、Ｗ型火焰鍋爐的燃燒器90燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件91第八節(jié)油燃燒器與點火器一、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(xì)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(dāng)氣態(tài)燃油與空氣混合并達(dá)到著火條件時，便開始著火。

第八節(jié)油燃燒器與點火器一、油燃燒的特點92燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件93二、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、壓力霧化式油噴嘴二、油噴嘴94燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件952、蒸汽霧化油噴嘴

2、蒸汽霧化油噴嘴

96三、平流式調(diào)風(fēng)器三、平流式調(diào)風(fēng)器97四、點火器四、點火器98燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件99第九節(jié)循環(huán)流化床燃煤鍋爐一、流態(tài)化的描述及其性質(zhì)當(dāng)氣體通過布風(fēng)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)。

第九節(jié)循環(huán)流化床燃煤鍋爐一、流態(tài)化的描述及其性質(zhì)當(dāng)氣體通過100燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件101燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件102燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件103燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件104燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件105燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件106燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件107燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件108燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件109燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件110燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件111燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件112第十節(jié)常規(guī)燃煤粉火電廠低氮氧化物燃燒技術(shù)（潔凈燃燒）隨著燃燒運行中煙氣中含氧量的增加，NOX的生成量和增加的幅度與燃料的種類、燃燒方式以及排渣方式有關(guān)圖3—1不同燃燒方式和煤種的NOX排放濃度比較第十節(jié)常規(guī)燃煤粉火電廠低氮氧化物燃燒技術(shù)（潔凈燃燒）隨著燃113燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件114燃煤排放的眾多污染物中，NOX是唯一可通過改進(jìn)燃燒方式來降低排放量的氣體污染物，選擇合理燃燒參數(shù)和合理地組織燃燒過程減少在燃料燃燒階段NOX的形成量，是比較經(jīng)濟且合理的降低NOX排放的技術(shù)措施。燃煤排放的眾多污染物中，NOX是唯一可通過改進(jìn)燃燒方式來降低115二、抑制NOX生成的理論依據(jù)降低火焰峰值溫度、降低最高溫度區(qū)域的局部氧濃度，降低燃料在最高溫度區(qū)域的停留時間二、抑制NOX生成的理論依據(jù)降低火焰峰值溫度、116燃煤粉電站鍋爐降低NOX的燃燒技術(shù)措施1、改進(jìn)鍋爐燃燒運行參數(shù)2、燃燒空氣分級技術(shù)3、組織爐內(nèi)燃料分級再燃還原NOX燃煤粉電站鍋爐降低NOX的燃燒技術(shù)措施1、改進(jìn)鍋爐燃燒運行參117一次風(fēng)煤粉氣流外層二次風(fēng)調(diào)節(jié)器內(nèi)層二次風(fēng)旋流器點火用油燃燒器圖3—9雙調(diào)風(fēng)旋流式煤粉燃燒器的典型結(jié)構(gòu)一次風(fēng)煤粉氣流外層二次風(fēng)調(diào)節(jié)器內(nèi)層二次風(fēng)旋流器點火用油燃燒器118圖3—8旋流燃燒器空氣分級示意圖空氣煤粉氣流爐膛圖3—8旋流燃燒器空氣分級示意圖空氣煤粉氣流爐膛119一次風(fēng)煤粉氣流上下濃淡隔板V型擴流錐噴口鋸齒形V型括流錐噴口圖3—7垂直濃淡煤粉燃燒器（WR燃燒器）一次風(fēng)煤粉氣流上下濃淡隔板V型擴流錐噴口鋸齒形V型括流錐噴口120稀相一次風(fēng)濃相一次風(fēng)圖3—6一次風(fēng)水平濃淡燃燒示意圖稀相一次風(fēng)濃相一次風(fēng)圖3—6一次風(fēng)水平濃淡燃燒示意圖121一次風(fēng)直吹二次風(fēng)一次風(fēng)反切二次風(fēng)一次風(fēng)反切二次風(fēng)一次風(fēng)反切二次風(fēng)一次風(fēng)反切二次風(fēng)頂部風(fēng)（OFA）消旋二次風(fēng)一次風(fēng)反切二次風(fēng)（b）圖3—5某300MW鍋爐同軸燃燒系統(tǒng)一、二次風(fēng)噴口布置示意圖消旋二次風(fēng)直吹二次風(fēng)一次風(fēng)一次風(fēng)一次風(fēng)一次風(fēng)一次風(fēng)一次風(fēng)頂部風(fēng)（OFA）一次風(fēng)反切二次122一次風(fēng)二次風(fēng)（a）一次風(fēng)二次風(fēng)（b）圖3—4同軸燃燒系統(tǒng)一、二次風(fēng)射流方向示意圖（a）一二次風(fēng)同向；（b）一二次風(fēng)反向一次風(fēng)二次風(fēng)（a）一次風(fēng)二次風(fēng)（b）圖3—4同軸燃燒系統(tǒng)一123與主燃燒器一體的OFA第二次生成的NOXNOXNOX被還原NOXNOX圖3—10燃燒器分級配風(fēng)的噴口布置示意和NOX的還原過程上部二次風(fēng)SOFA主燃燒器與主燃燒器一體的OFA第二次生成的NOXNOXNOX被還原N124主燃燒區(qū)燃盡區(qū)還原區(qū)主燃燒器再燃燃料燃盡風(fēng)NO，CO2，H2O，O2，SO2，灰N2，NONON2NOX濃度圖3—11再燃與還原NOX技術(shù)的示意主燃燒區(qū)燃盡區(qū)還原區(qū)主燃燒器再燃燃料燃盡風(fēng)NO，CO2，H212520%入爐燃料80%入爐燃料一次燃料二次燃料燃盡風(fēng)一次風(fēng)主燃燒區(qū)燃盡區(qū)40%NOX再燃還原區(qū)100%NOX圖3—12爐膛內(nèi)燃料分級燃燒過程20%入爐燃料80%入爐燃料一次燃料二次燃料燃盡風(fēng)一次風(fēng)主燃126低NOX燃燒器調(diào)節(jié)風(fēng)口上部燃盡風(fēng)再燃噴口前墻后墻圖3—13采用爐內(nèi)再燃技術(shù)的噴口布置示意圖低NOX燃燒器前墻后墻圖3—13采用爐內(nèi)再燃技術(shù)的噴口布置127第六章燃燒設(shè)備和煤粉燃燒新技術(shù)第六章燃燒設(shè)備和煤粉燃燒新技術(shù)128第一節(jié)鍋爐燃燒設(shè)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(shè)備的組成爐膛+燃燒器+供風(fēng)設(shè)備+制粉設(shè)備三、煤粉燃燒器的作用與類型燃燒器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。第一節(jié)鍋爐燃燒設(shè)備概述一、不同的煤燃燒方式129四、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(fēng)爐等五、鍋爐燃燒設(shè)備的發(fā)展方向高效、低污染的燃燒技術(shù)和設(shè)備。六、與爐內(nèi)燃燒過程相關(guān)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130*燃燒器的作用作用：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*燃燒器的作用作用：將煤粉與空氣混合氣流按有利的方式送入爐膛131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(yuǎn)，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132二、直流燃燒器的類型1．均等配風(fēng)一、二次風(fēng)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(fēng)1332.分級配風(fēng)(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?zé)煔獾哪芰訌姟?.分級配風(fēng)134(3)一次風(fēng)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(jìn)程；一次風(fēng)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(fēng)集中布置的問題135三、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?zé)煔舛患訜岬倪^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(fēng)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136燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件137燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件138燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件1392、“自點燃”作用

燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件140四、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(dāng)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(yīng)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141燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件1422、切圓直徑過大問題

優(yōu)點：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。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(dá)爐膛出處，殘余旋轉(zhuǎn)較大，這將使?fàn)t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(dǎo)致過熱器結(jié)渣或超溫。2、切圓直徑過大問題優(yōu)點：143五、一次風(fēng)與二次風(fēng)1一次風(fēng)量一次風(fēng)量應(yīng)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(yīng)首先考慮輸送煤粉的需要。一次風(fēng)量通常用一次風(fēng)量占總風(fēng)量的比值表示，稱為一次風(fēng)率。五、一次風(fēng)與二次風(fēng)1一次風(fēng)量1442

一次風(fēng)速

一次風(fēng)速不但決定著火燃燒的穩(wěn)定性，而且還影響著一次風(fēng)氣流的剛度。2

一次風(fēng)速

一次風(fēng)速不但決定著火燃燒的穩(wěn)定性，而且還影響著1453一次風(fēng)溫

提高一次風(fēng)溫，可降低著火熱，使著火位置提前。提高熱風(fēng)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(fēng)溫既應(yīng)滿足使煤粉盡快著火，穩(wěn)定燃燒的要求，又應(yīng)保證煤粉輸送系統(tǒng)工作的安全性。3一次風(fēng)溫

提高一次風(fēng)溫，可降低著火熱，使著火位置提前1464二次風(fēng)量和風(fēng)速二次風(fēng)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(fēng)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(fēng)速比一次風(fēng)速提高一倍以上。4二次風(fēng)量和風(fēng)速二次風(fēng)是在煤粉氣流著火后混入的。由于高1475二次風(fēng)溫從燃燒角度看，二次風(fēng)溫愈高，愈能強化燃燒，并能在低負(fù)荷運行時增強著火的穩(wěn)定性。二次風(fēng)溫的提高受到空氣預(yù)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(yù)熱器結(jié)構(gòu)龐大，不便布置。

5二次風(fēng)溫從燃燒角度看，二次風(fēng)溫愈高，愈能強化燃燒，148六、三次風(fēng)、周界風(fēng)、夾心風(fēng)1、三次風(fēng)概念：在中儲式制粉系統(tǒng)中，細(xì)粉分離器將煤粉和輸送煤粉的空分離后，形成乏氣。乏氣中帶有10%的細(xì)煤粉。這部分乏氣一般送入爐膛燃燒，形成三次風(fēng)。三次風(fēng)的特點是溫度低，水分大，煤粉細(xì)。六、三次風(fēng)、周界風(fēng)、夾心風(fēng)1、三次風(fēng)149三次風(fēng)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(fēng)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(fēng)量較大時，風(fēng)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(fēng)對燃燒及汽溫調(diào)節(jié)的不利影響：1502、周界風(fēng)周界風(fēng)的作用是：(1)冷卻一次風(fēng)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(fēng)的速度比煤粉氣流的速度要高，能增加一次風(fēng)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(fēng)有利于卷吸高溫?zé)煔猓龠M(jìn)著火，并加速一、二次風(fēng)的混合過程。2、周界風(fēng)周界風(fēng)的作用是：1513、夾心風(fēng)夾心風(fēng)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(fēng)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(fēng)提高了一次風(fēng)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(fēng)速度較大時，一次風(fēng)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(fù)荷時燃燒調(diào)整的手段之一。3、夾心風(fēng)夾心風(fēng)的作用：152燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件153七、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(jìn)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2154燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件155八、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)156九、直流式燃燒器布置方式九、直流式燃燒器布置方式157我國不少電廠對四角切圓燃燒方式進(jìn)行了改進(jìn)，其主要特點為：(1)一、二次風(fēng)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(fēng)靠爐墻一側(cè)，一次風(fēng)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?fàn)t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(fēng)的混合不良，可燃物的燃燒不充分。一次風(fēng)噴口以小切圓方式布置，二次風(fēng)噴口射出的氣流與一次風(fēng)氣流偏轉(zhuǎn)一個角度，即稱為偏轉(zhuǎn)二次風(fēng)，如圖6-12所示。這種方法的特點是在燃料著火后，及時供應(yīng)二次風(fēng)，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(jìn)行了改進(jìn)，其主要特點為：158燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件159燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件160(2)一次風(fēng)正切圓、二次風(fēng)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(fēng)對沖、二次風(fēng)切圓布置。這種方法減小了爐內(nèi)一次風(fēng)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)。

燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件161十、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)162

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?zé)煔饣亓鲄^(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163燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件164二、分類1，可動葉片雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器

二、分類1，可動葉片雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器165燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件1662，雙調(diào)風(fēng)燃燒器

2，雙調(diào)風(fēng)燃燒器

1673，蝸殼式燃燒器3，蝸殼式燃燒器168三、旋流式燃燒器的布置與供風(fēng)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(fēng)箱供風(fēng)，有的采用分隔風(fēng)箱供風(fēng)。三、旋流式燃燒器的布置與供風(fēng)方式旋流式燃燒器通常布置在爐膛169燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件170四、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(fù)荷過高，易于結(jié)渣。(2)

爐膛受熱面局部熱負(fù)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(fēng)的氣流太厚，不利風(fēng)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171五、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172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(fù)荷變化有較寬的適應(yīng)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173二、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(fù)荷qA

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。---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)174燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件175B、燃燒器區(qū)域的壁面熱負(fù)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(fēng)噴口上方1.5米處和下層一次風(fēng)噴口下方1米處的距離；ζ——圍燃帶面積修正系數(shù)；B、燃燒器區(qū)域的壁面熱負(fù)荷qR176２、爐膛結(jié)構(gòu)燃盡性參數(shù)A、爐膛容積熱負(fù)荷qv

VL——爐膛容積，m3。爐膛容積熱負(fù)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(fù)荷qv177燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件178B、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(guān)系表示：L——燃燒器上一次風(fēng)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179燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件1803、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：181三、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(dāng)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1822、受熱面積灰或結(jié)渣的危害(1)使?fàn)t內(nèi)傳熱變差，加劇結(jié)渣過程。(2)爐膛出口的受熱面超溫。(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(yán)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?fàn)t內(nèi)傳熱變差，加劇結(jié)渣1833、影響受熱面結(jié)渣的主要因素(1)煤灰特性和化學(xué)組成(2)爐膛溫度水平(3)火焰貼墻(4)過量空氣系數(shù)(5)煤粉細(xì)度(6)吹灰(7)燃用混煤3、影響受熱面結(jié)渣的主要因素(1)煤灰特性和化學(xué)組成1844、防止受熱面結(jié)渣的基本條件一是爐內(nèi)應(yīng)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(fēng)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(yīng)布置足夠的受熱面來冷185四、火焰充滿度

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、火焰充滿度因為死滯漩渦區(qū)的存在會給鍋爐運行帶來下述問題186五、爐膛負(fù)壓1、煤粉爐的正常爐膛負(fù)壓

爐內(nèi)壓力比外界大氣壓力低2～6Pa(mm水柱)。維持正常的爐膛負(fù)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(fù)壓1、煤粉爐的正常爐膛負(fù)壓1872、爐膛負(fù)壓太大的危害(1)

爐膛負(fù)壓太大，說明引風(fēng)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(dǎo)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)酰紵兊貌环€(wěn)定。如果煤質(zhì)著火性能變差時，還可能引起滅火。(4)

漏風(fēng)增大，使煙氣體積增加，煙氣流速相應(yīng)升高。這時排煙損失增加；受熱面磨損加劇；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(fù)壓太大的危害(1)

爐膛負(fù)壓太大，說明引188(5)

爐膛負(fù)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(fēng)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(yīng)時，爐膛負(fù)壓急劇升高。因此，在切斷燃料的同時，應(yīng)適當(dāng)關(guān)小引風(fēng)機擋板，以免負(fù)壓劇增。此外，大型機組應(yīng)設(shè)置爐內(nèi)壓力報警和安全保護裝置。(6)

爐膛負(fù)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(fù)壓也隨著脈動。所以，爐膛負(fù)壓是燃燒調(diào)整和鍋爐保護的重要參數(shù)。(7)

爐膛負(fù)壓由負(fù)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(fù)壓超限時，控制系統(tǒng)會自動發(fā)出報警或保護動作。但當(dāng)控制系統(tǒng)處于手動狀態(tài)時，則必須做出準(zhǔn)確、迅速的判斷和處理。(5)

爐膛負(fù)壓急劇升高時，還可能發(fā)生爐膛內(nèi)爆事故。內(nèi)189六、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(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)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)的爆炸性燃燒爐膛爆炸的原因是數(shù)量過多的燃料和空氣190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(xì)度及煤粉顆粒分布┏一次風(fēng)量、一次風(fēng)溫、一次風(fēng)速┏燃燒器┃二次風(fēng)速，二次風(fēng)溫，結(jié)構(gòu)┃配風(fēng)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(fù)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191第六節(jié)低負(fù)荷穩(wěn)燃及低NOx煤粉燃燒技術(shù)

一、低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù)1，提高一次風(fēng)氣流中的煤粉濃度第六節(jié)低負(fù)荷穩(wěn)燃及低NOx煤粉燃燒技術(shù)一、低負(fù)荷穩(wěn)燃技1922，提高煤粉氣流初溫2，提高煤粉氣流初溫1933，提高煤粉顆粒細(xì)度

3，提高煤粉顆粒細(xì)度1944，在難燃煤中加入易燃燃料

4，在難燃煤中加入易燃燃料195二、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196（1）溫度型NOx，是指空氣中的氮在超過1500攝氏度的高溫下，發(fā)生氧化反應(yīng)，溫度越高NOx的生成量越多。（2）燃料型NOx，是指燃料中的氮受熱分解和氧化生成NOx。進(jìn)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?xì)淙剂舷仍诟邷叵路磻?yīng)生成中間產(chǎn)物N、NCH、CN等，然后快速與氧反應(yīng)，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攝氏度197燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件1982、低NOｘ煤粉燃燒器（1）、PM型燃燒器PM型燃燒器是在燃燒器內(nèi)將煤粉氣流分為濃度氣流和煤粉氣流。濃煤粉氣流在上，淡煤粉氣流在下。2、低NOｘ煤粉燃燒器（1）、PM型燃燒器199燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件200燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件201（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(fù)荷下，不投油仍然能穩(wěn)定燃燒。故其對鍋爐負(fù)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202燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件203（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(jìn)為A-PM型濃、淡、濃燃燒器，（3）A—PM型濃淡濃燃燒器204燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件205（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(fēng)管中設(shè)置調(diào)節(jié)桿，一次風(fēng)管出口裝有環(huán)形穩(wěn)焰器，在環(huán)形二次風(fēng)管內(nèi)裝有隔板。（4）新型低ＮＯx旋流式燃燒器206燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件207燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件2083、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)209燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件210（2）A—MACT爐內(nèi)脫氮技術(shù)其核心技術(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(shè)置OFA供風(fēng)，使主燃燒區(qū)產(chǎn)生的碳?xì)浠衔锉换罨⒃贠FA的上部留有足夠的空間，使主燃燒區(qū)生成的ＮOx到達(dá)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。

（2）A—MACT爐內(nèi)脫氮技術(shù)211燃燒設(shè)備和潔凈煤燃燒技術(shù)課件212（3）擴大還原燃燒技術(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(fēng)，形成HCN、NH3、HC等還原性氣氛，促使NＯx還原，

（3）擴大還原燃燒技術(shù)213燃燒設(shè)備和潔凈煤