鍋爐原理-煤粉燃燒及燃燒設(shè)備

1、第五章 燃燒過程和燃燒設(shè)備在煤粉鍋爐中，煤粉是在一次風(fēng)的攜帶下以風(fēng)粉混合物的形式通過燃燒器噴入爐膛的，煤粉在爐膛內(nèi)呈懸浮狀態(tài)燃燒。設(shè)計合理的燃燒設(shè)備，合理組織燃燒過程，充分利用劣質(zhì)煤，提高燃燒效率，節(jié)約能源，降低成本 8/29/2022一、煤的著火、燃燒燃燒階段：煤粒被加熱和干燥：析出水分，吸熱。揮發(fā)分的析出和燃燒：煤熱解釋放出揮發(fā)分，達到相應(yīng)的著火溫度時即著火燃燒。燃燒放出的熱量占總放熱量的40%左右。揮發(fā)分的析出與燃燒改善了煤粒的著火性能：一方面大量揮發(fā)分的析出并燃燒，反過來加熱了煤粒，使煤粒溫度迅速升高；另一方面，揮發(fā)分的析出改變了煤粒的孔隙結(jié)構(gòu)，改善了揮發(fā)分析出后焦炭的燃燒反應(yīng)。焦炭燃

2、燒：焦炭的燃燒過程通常是在揮發(fā)分的析出完成后開始的 。放熱量6095。主要反應(yīng)：C+O2=CO2;C+O2=2CO燃盡：殘余焦炭被灰分和煙氣包圍，反應(yīng)減緩，需要足夠長的時間。對煤粉氣流的著火還伴隨著流動過程煤粉氣流的著火和燃燒8/29/2022焦炭燃燒階段氣固反應(yīng)1動力燃燒在動力燃燒中，化學(xué)反應(yīng)速率遠低于擴散速率。大顆粒焦炭900左右；多孔大顆粒焦炭在600以下；細顆粒多孔焦炭800溫度范圍內(nèi)燃燒基本屬于動力燃燒。在動力區(qū)內(nèi)，影響燃燒速度的決定因素是化學(xué)條件，即燃料性質(zhì)、溫度等，而和氧的擴散速度關(guān)系不大 。2過渡燃燒在過渡燃燒中，反應(yīng)速率與內(nèi)部擴散速率相當(dāng)。在過渡區(qū)內(nèi)，燃燒速度既取決于化學(xué)條件

3、，又取決于物理條件。對難著火的無煙煤總是將煤磨得更細，以便于著火及燃盡 。3擴散燃燒在擴散燃燒中，傳質(zhì)速率遠低于化學(xué)反應(yīng)速率。由于化學(xué)反應(yīng)速率很高，傳質(zhì)速率相對較慢的有限氧分在剛到達焦炭外表面就被化學(xué)反應(yīng)所消耗。在擴散區(qū)內(nèi)，影響燃燒速度的決定因素是物理條件，即氧的擴散速度，而與燃料性質(zhì)及溫度關(guān)系不大。 8/29/2022二、著火、熄火的熱力條件煤粉著火：煤粉由緩慢氧化轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚偃紵隣顟B(tài)的瞬間過程煤粉的著火溫度：著火瞬間的溫度，是由一定的環(huán)境條件下煤粉著火的臨界條件決定的。不同的環(huán)境條件下所測得的著火溫度是不同的。實驗室中在規(guī)定條件下，在著火溫度測試儀中，靜止的煤粉顆粒堆放在電爐中的著火溫度，對

4、煙煤為400500C；對貧煤、無煙煤和焦炭為650800C8/29/2022實際上，煤粉氣流的著火除與煤本身的放熱條件有關(guān)外，還與爐膛的散熱情況有關(guān)。Q1=Q2時，穩(wěn)定狀態(tài)。這個狀態(tài)能著火嗎？擴散區(qū)動力區(qū)過渡區(qū)1Q2當(dāng)爐膛壁面溫度為Tb1時，放熱曲線與散熱曲線交于1點，穩(wěn)定，緩慢氧化；Tb18/29/2022當(dāng)爐膛溫度為Tb2時，放熱曲線與散熱曲線相切于2點，不穩(wěn)定，開始著火，2點對應(yīng)的溫度為著火溫度Tzh；另外一個交點3是穩(wěn)定的燃燒工況點，對應(yīng)的溫度為火焰溫度。2點3點Q2Tb2Tzh8/29/2022Tzh當(dāng)爐膛溫度為Tb2，且散熱較大時，放熱曲線與散熱曲線分別交于5點和4點；5點穩(wěn)定，緩

5、慢氧化；4點不穩(wěn)定，可能燃燒，也可能熄火。4點對應(yīng)的溫度為熄火溫度Txh.注意：熄火溫度Txh著火溫度Tzh：著火后的熄火Tb25點4點TxhQ28/29/2022煤種揮發(fā)分Vdaf，煤粉氣流著火溫度Ti/C褐煤50550煙煤403020650750840貧煤14900無煙煤41000一般性著火溫度8/29/2022三、煤粉的著火煤粉氣流的著火條件,不僅在于用來點燃煤粉氣流的熱煙氣（熱源）的溫度，而且需要足夠的熱量。一般情況下煤粉氣流在著火過程中所吸收的輻射傳熱量約為其著火所需總熱量的10%30%，所以其著火所需熱量的主要來源是對流傳熱。將煤粉氣流加熱到著火溫度所需要的熱量稱為著火熱。包括：煤

6、粉，空氣，水分加熱、蒸發(fā)、過熱等所需熱量，公式（5-23）。著火熱主要有兩個來源：一是被煤粉射流卷吸到射流根部的高溫回流煙氣（包括內(nèi)回流和外回流），這部分熱煙氣和新噴入的煤粉射流強烈混合，以對流方式把熱量迅速傳遞給新燃料；二是高溫火焰及爐壁對煤粉射流的輻射加熱；另外還有少部分化學(xué)反應(yīng)本身放熱。8/29/2022四、影響煤粉著火的因素在煤粉爐中，燃燒所需的空氣被分成一次風(fēng)和二次風(fēng)。一次風(fēng)的作用是將煤粉通過燃燒器輸送到爐膛，并供給煤粉在著火階段所需的空氣；二次風(fēng)則在著火以后混入保證煤粉的燃盡。煤粉的點燃過程是將一次風(fēng)氣流和高溫?zé)霟岬臒煔饣旌?，使煤粉空氣混合物的溫度升高到煤粉能夠著火。影響煤粉氣流?/p>

7、火的主要因素是：著火需要熱量：燃料性質(zhì)（著火溫度、水分、灰分、細度）、一次風(fēng)量和一次風(fēng)溫等。著火熱來源：燃燒器的性能，即其空氣動力工況，卷吸周圍煙氣能力。8/29/20221燃料性質(zhì)的影響煤粉氣流的穩(wěn)定著火，在很大程度上是靠煤粉析出的揮發(fā)分，在其點燃后與一次風(fēng)發(fā)生反應(yīng)所形成的高溫燃燒產(chǎn)物來維持的，煤的揮發(fā)分Vdaf越低，它的著火溫度越高，所以，對貧煤和無煙煤，必須采取一些特殊措施，使煤粉氣流能被加熱到很高的溫度，才能保證其著火。煤中灰分的多少直接影響煤發(fā)熱量的高低，而鍋爐的燃料消耗量是與燃料的發(fā)熱量成反比的。著火熱與燃料的消耗量成正比，當(dāng)煤的灰分增加時，就會顯著增大煤粉氣流的著火熱，從而會將其

8、著火位置（又稱著火點）推遲，使著火不穩(wěn)定。煤的水分增加時，用于蒸發(fā)水和過熱水蒸氣的熱量增加，因而增加了著火熱，著火點也會被推遲。煤的細度增加，化學(xué)反應(yīng)速度加快，放熱量增加。燃料特性對著火過程的影響是綜合的，不能簡單地用某單一指標來表示，但相對來說，揮發(fā)分的影響是最主要的。例如，無煙煤的灰分和水分都很低，發(fā)熱量很高，但由于無煙煤的低揮發(fā)分含量，其煤粉氣流的著火就十分困難。8/29/20222一次風(fēng)量的影響一次風(fēng)量增加時著火熱增大，因而著火點會推遲。但是，一次風(fēng)量必須同時滿足既能將煤粉氣力輸送入爐膛，又要保證揮發(fā)分的著火和燃燒的需要這兩個要求。從燃燒的角度來講，如果一次風(fēng)量等于煤中揮發(fā)分燃燒的理論

9、空氣量，則這時揮發(fā)分燃燒產(chǎn)物的溫度最高。由于燃料的發(fā)熱量與其燃燒的理論空氣量基本上成正比，因此，揮發(fā)分燃燒的理論空氣量和煤燃燒的理論空氣量之比，就等于它們?nèi)紵龝r所產(chǎn)生的熱量之比，這個比值約等于煤的揮發(fā)分含量。即：一次風(fēng)份額= Vdaf但對于貧煤和無煙煤，因其Vdaf很低，如按其揮發(fā)分含量來決定一次風(fēng)份額，則不能滿足輸送煤粉的要求，因此只能根據(jù)保證氣力輸送煤粉的需要而選用稍大的一次風(fēng)份額，但卻因此更增加了這些低揮發(fā)分煤粉氣流的著火困難。8/29/2022煤粉燃燒器中的一次風(fēng)份額煤 種揮 發(fā) 分Vdaf,%煤粉燃燒器中的一次風(fēng)份額,r1直 流 式旋 流 式無 煙 煤2100.150.2貧 煤101

10、70.150.2煙 煤17300.250.3煙 煤30500.30.30.4褐 煤370.350.4油 頁 巖80900.50.6泥 煤70 在使用300C以上的熱風(fēng)輸送煤粉時，r1=0.20.25。8/29/20223.一次風(fēng)溫的影響提高一次風(fēng)溫可以降低著火熱，使著火位置提前。例如，如果其它條件不變，以煤粉一次風(fēng)氣流的初溫T0=20C時的著火熱為100%，則當(dāng)煤粉空氣混合物的初溫為T0=300C時，其著火熱降低至40.5%。因此，熱風(fēng)送粉對煤粉氣流的著火十分有利，特別在燃用貧煤和無煙煤時，采用很高的熱空氣溫度，是保證低揮發(fā)分燃料穩(wěn)定著火的重要措施之一。我國電廠在燃用無煙煤時，所設(shè)計的預(yù)熱空氣

11、溫度一般為350420C，以盡量使煤粉空氣混合物的初溫接近300C。8/29/20224.爐內(nèi)散熱條件爐內(nèi)散熱條件好，則爐內(nèi)溫度低，從而不利于燃料的著火和燃燒。因此實踐中，為使低揮發(fā)分煤的及時著火和穩(wěn)定燃燒，常在燃燒器區(qū)域用耐火保溫材料將部分水冷壁遮蓋起來，構(gòu)成所謂的衛(wèi)燃帶，以減少水冷壁吸熱量、維持燃燒器區(qū)域的溫度水平，進而改善煤粉氣流的著火和燃燒條件。實踐表明，敷設(shè)衛(wèi)燃帶對于難燃煤種的及時著火和穩(wěn)定燃燒非常有效，但衛(wèi)燃帶面積過大又往往是爐內(nèi)結(jié)焦的根源所在，在引進的300MW和600MW機組W型火焰燃燒的鍋爐上就發(fā)生過多次，造成很大損失，運行中必須加以注意。8/29/20225.燃燒器結(jié)構(gòu)和布

12、置燃燒器結(jié)構(gòu)和噴口布置主要影響一、二次風(fēng)的混合。如果一、二次風(fēng)混合過早，即在一次風(fēng)煤粉氣流著火前就混入二次風(fēng)的話，就等于增大了一次風(fēng)量，使著火熱增大，著火推遲；反之，二次風(fēng)混入一次風(fēng)過遲，又會因供氧不足而限制固定碳的燃燒。因此，燃燒器的結(jié)構(gòu)和布置應(yīng)使二次風(fēng)適時混入一次風(fēng)中，如燃用低揮發(fā)分的難燃煤種時，應(yīng)使二次風(fēng)混入一次風(fēng)的時間適當(dāng)?shù)赝七t。燃燒器的尺寸也影響到著火。燃燒器出口截面積愈大，煤粉氣流的卷吸能力越小，著火點離噴口距離就愈遠。因此，采用尺寸較小的小功率燃燒器代替大功率燃燒器是合理的，因為小尺寸燃燒器既增加了煤粉氣流受熱的周界面，也縮短了著火區(qū)擴展到整個氣流截面所需要的時間。8/29/20

13、226.鍋爐負荷鍋爐經(jīng)常在變負荷下工作。鍋爐負荷降低時，燃料量減少，放熱量減少，而爐膛內(nèi)的水冷壁和過熱器等受熱面的結(jié)構(gòu)和面積保持不變，致使?fàn)t膛平均煙溫下降，燃燒器區(qū)域的溫度降低，煤粉氣流的加熱條件惡化，因而對煤粉氣流的著火和燃燒是不利的。當(dāng)鍋爐負荷降低到一定值時，就會危及煤粉著火和燃燒的穩(wěn)定性，甚至鍋爐熄火。采用各種穩(wěn)燃技術(shù)，在不投油的情況下，固態(tài)排渣煤粉爐的最低穩(wěn)燃負荷已經(jīng)由過去的70% BMCR降低到最低50BMCR，甚至更低。綜上所述，為組織煤粉氣流良好的著火，常采用的強化措施有：使煤粉氣流與高溫?zé)煔饬己没旌希笤O(shè)衛(wèi)燃帶、維持爐內(nèi)高溫，以保證供給煤粉氣流足夠的著火熱；提高一次風(fēng)溫、采用合

14、適的一次風(fēng)量和一次風(fēng)速，以減小著火熱；采用合適的煤粉細度等。8/29/2022五、燃燒良好的條件要組織良好的燃燒過程，其標志就是盡量接近完全燃燒，也就是在保證爐內(nèi)不結(jié)渣的前提下，燃燒速度快，而且燃燒完全，得到最高的燃燒效率。8/29/20221.供應(yīng)合適的空氣量燃料完全燃燒的必要條件?？諝饬砍Ｓ眠^量空氣系數(shù)來表示，直接影響燃燒過程的過量空氣系數(shù)是爐膛出口過量空氣系數(shù)l” 。如果l”過小，即空氣量供應(yīng)不足，會增大不完全燃燒熱損失q3和q4，使燃燒效率降低；l”過大，會降低爐溫，也會增加不完全燃燒熱損失。因此， l”有一個最佳值，使（q2q3q4）之和為最小值，這個值要通過燃燒調(diào)整試驗來取得。一般

15、l” 1.21.258/29/20222.保證適當(dāng)高的爐溫根據(jù)阿累尼烏斯定律，燃燒反應(yīng)速度與溫度成指數(shù)關(guān)系。因此爐溫對燃燒過程有著極其顯著的影響。爐溫高，著火快，燃燒速度快，燃燒過程便進行得猛烈，燃燒也易于趨向完全。爐溫過高不但會引起爐內(nèi)結(jié)渣，也會引起膜態(tài)沸騰，同時因為燃燒反應(yīng)是一種可逆反應(yīng)，過高的爐溫當(dāng)然會使正反應(yīng)速度加快，但同時也會使逆反應(yīng)（還原反應(yīng)）加快，逆反應(yīng)（還原反應(yīng)）速度加快，意味著有較多燃燒產(chǎn)物又還原，這樣同樣等于燃燒不完全。通過試驗證明，鍋爐的爐溫在中溫區(qū)域（10002000）內(nèi)比較適宜。當(dāng)然，在中溫區(qū)域，在保證爐內(nèi)不結(jié)渣的前提下，可以盡量提高些。8/29/20223.足夠的燃

16、燒時間在一定的爐溫下，一定細度的煤粉要有一定的時間才能燃盡。煤粉在爐內(nèi)的停留時間，是煤粉自燃燒器出口一直到爐膛出口這段行程所經(jīng)歷的時間。在這段行程中，煤粉要從著火一直到燃盡，才能燃燒完全，如果在爐膛出口處煤粉還在燃燒，將增加燃燒熱損失,同時會導(dǎo)致爐膛出口煙氣溫度過高，使過熱器結(jié)渣和過熱汽溫升高，運行不安全。煤粉在爐內(nèi)的停留時間主要取決于爐膛容積、爐膛截面積、爐膛高度及煙氣在爐內(nèi)的流動速度，這都與爐膛容積熱負荷和爐膛截面熱負荷有關(guān)，即要在鍋爐設(shè)計中選擇合適的數(shù)據(jù)，而在鍋爐運行時切不可超負荷運行。8/29/2022爐膛容積熱負荷爐膛容積熱負荷是指單位時間送入爐膛單位容積的平均熱量，以燃料收到基低位

17、發(fā)熱量計算，單位：kW/m3，可以表示為：8/29/2022qv越大，則爐膛容積越小，爐膛越緊湊，投資越小。但過大，則單位爐膛容積在單位時間內(nèi)的燃煤量過大，爐內(nèi)煙氣流量增加，煙氣流速加快，使燃料在爐內(nèi)的停留時間縮短，不能保證燃料完全燃燒。同時爐膛容積相對較小，布置足夠的水冷壁有困難，不但難以滿足鍋爐容量的要求，而且會使燃燒區(qū)域及爐膛出口的煙氣溫度升高，從而導(dǎo)致爐內(nèi)及爐膛出口后的對流受熱面結(jié)渣。過小，則會使?fàn)t膛容積過大，不但造價高，同時會使?fàn)t內(nèi)溫度水平降低，燃燒不完全，著火也困難， 甚至可能熄火。qv的選取除與鍋爐容量有關(guān)外，還與燃燒方式、燃料特性有關(guān)。對于固態(tài)排渣煤粉爐：無煙煤：qv=1101

18、40kW/m3貧 煤：qv=120165kW/m3煙 煤：qv=140200kW/m3褐 煤：qv= 90150kW/m3。大容量鍋爐的qv要比中、小容量鍋爐選得小一些。600MW級統(tǒng)計qv取值范圍84112kW/m3（煙煤） 。8/29/2022爐膛截面熱負荷：爐膛截面熱負荷指熱負荷按爐膛截面積計算，單位時間送入爐膛的平均熱量（以燃料收到基低位發(fā)熱量計算，單位：MW/m2）8/29/2022反映燃燒器區(qū)域的溫度水平如果過高，說明爐膛截面積小，爐膛橫截面周界也小，爐膛呈瘦高形，燃料在燃燒區(qū)域放出的熱量，周圍沒有足夠的水冷壁受熱面去吸收它，使溫度過高，當(dāng)然對著火有利，但卻容易引起燃燒器附近受熱面

19、結(jié)渣。如果過低，爐膛呈矮胖形，則煙氣不能充分利用爐膛容積，煙氣在離開爐膛時還未得到充分的冷卻，會使?fàn)t膛出口以后的受熱面結(jié)渣；同時燃燒器區(qū)域的溫度降低，雖然不會結(jié)渣，但對著火不利。因此，必須選擇合適的爐膛容積熱負荷和截面熱負荷。一般：qA=34.5MW/m2600MW級大容量鍋爐，qA=45.9MW/m28/29/2022燃燒器區(qū)域爐壁熱負荷： 按照燃燒器區(qū)域爐膛單位爐壁面積折算，單位時間送入爐膛的平均熱量稱為燃燒器區(qū)域爐壁熱負荷qr 反映了燃燒器區(qū)域的溫度水平。但qr還能反映火焰的分散或集中情況。qr愈大，說明火焰愈集中，燃燒器區(qū)域的溫度水平就愈高，這對燃料的穩(wěn)定著火有利，但卻容易造成燃燒器區(qū)

20、域的壁面結(jié)渣。推薦值：褐煤：qr=0.931.16MW/m2無煙煤及貧煤：qr=1.42.1MW/m2；煙煤：qr=1.281.40MW/m2。600MW級大容量鍋爐，qr=0.952.1MW/m2 （煙煤）。 8/29/2022爐膛壁面熱負荷：爐膛壁面熱負荷qf是單位爐膛壁面單位時間吸收的平均熱量，也稱爐壁熱流密度爐膛壁面熱負荷qf的數(shù)值愈高，表明單位壁面所吸收的熱量愈大，說明爐內(nèi)煙氣溫度水平愈高。qf如果過大，就會造成水冷壁結(jié)渣。此外，qf的數(shù)值也是判斷膜態(tài)沸騰是否會發(fā)生的主要指標之一。qf的數(shù)值主要決定于燃煤性質(zhì)，對于固態(tài)排渣煤粉爐，qf的建議值為：褐煤，100kW/m2；煙煤和無煙煤，

21、140kW/m2。8/29/20224.空氣和煤粉的良好混和與擾動煤粉燃燒是多相燃燒，燃燒反應(yīng)主要在煤粉的表面進行。燃燒反應(yīng)速度主要取決于煤粉的化學(xué)反應(yīng)速度和氧氣擴散到煤粉表面的擴散速度(過渡燃燒)。要做到完全燃燒，除保證足夠高的爐溫和供應(yīng)合適的空氣量之外，還必須使煤粉和空氣充分擾動混合，及時將空氣輸送到煤粉的燃燒表面去，煤粉和空氣接觸才能發(fā)生燃燒反應(yīng)。要求燃燒器的結(jié)構(gòu)特性優(yōu)良，一、二次風(fēng)配合良好，并有良好的爐內(nèi)空氣動力場。煤粉和空氣不但要在著火、燃燒階段充分混合，而且在燃盡階段也要加強擾動混合。因為在燃盡階段中，可燃質(zhì)和氧的數(shù)量已經(jīng)很少，而且煤粉表面可能被一層灰分包裹著，妨礙空氣與煤粉可燃質(zhì)

22、的接觸，所以此時加強擾動混合，可破壞煤粉表面的灰層，增加煤粉和空氣的接觸機會，有利于燃燒完全。8/29/2022煤粉鍋爐的燃燒設(shè)備煤粉爐的燃燒設(shè)備由燃燒室（爐膛）、燃燒器和點火裝置組成。8/29/2022爐膛煤粉爐的爐膛是燃料燃燒的場所，它的四周布滿了蒸發(fā)受熱面（水冷壁），有時也設(shè)有墻式再熱器，爐膛也是熱交換的場所，所以爐膛是鍋爐最重要的部件之一。煤粉爐的爐膛既要保證燃料的完全燃燒，又要合理組織爐內(nèi)換熱、布置適當(dāng)?shù)氖軣崦嬉詽M足鍋爐容量的要求，并使煙氣到達爐膛出口時被冷卻到使其后的對流受熱面不結(jié)渣和安全工作所允許的溫度。8/29/20228/29/2022爐膛的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足下列要求：合理布置燃燒

23、器，使燃料迅速著火；有良好的爐內(nèi)空氣動力場，使各壁面的熱負荷均勻；既要使火焰在爐膛的充滿度好、減少氣流的死滯區(qū)，而且要避免火焰沖墻、避免結(jié)渣。爐膛要有足夠的容積和高度以保證燃料在爐內(nèi)的停留時間并完全燃燒。能夠布置適當(dāng)?shù)恼舭l(fā)受熱面，滿足鍋爐容量的要求。可靠的水循環(huán)動力特性，保證水循環(huán)可靠。爐膛出口煙氣溫度適當(dāng)以確保爐膛出口及以后受熱面不結(jié)渣和安全工作。爐膛結(jié)構(gòu)緊湊，金屬及其它材料用量少；便于制造、安裝、操作和維護。爐膛截面一般為矩形或方形。8/29/2022爐膛的結(jié)構(gòu)和尺寸與煤種、燃燒方式、燃燒器的型式和布置、火焰的形狀和行程等很多因素有關(guān)?，F(xiàn)代煤粉爐的爐壁是一個由爐墻圍成的立體空間，其四壁布滿

24、水冷壁，常規(guī)的煤粉爐爐膛結(jié)構(gòu)圖。1爐膛；2水冷壁；3冷灰斗；4燃燒器；5屏式過熱器，6折焰角8/29/2022在固態(tài)排渣煤粉爐爐膛中，煤粉和空氣在爐內(nèi)強烈燃燒，火焰中心溫度可達1500以上，灰渣處于液態(tài)。由于水冷壁的吸熱，煙溫逐漸降低，爐膛出口處的煙溫一般要冷卻至1100以下，使煙氣中的灰渣冷凝成固態(tài)，以防止結(jié)焦。煤粉燃燒生成的灰渣分為兩部分，其中80%95%為飛灰，它們隨煙氣向上流動，經(jīng)屏式過熱器進入對流煙道；剩下約5%20%的大渣?；蛟鼔K落入冷灰斗。爐底是由前后水冷壁管彎曲而成的傾斜灰斗。為了便于灰渣自動滑落，冷灰斗斜面的水平傾斜角應(yīng)在大于500。 8/29/2022現(xiàn)代大容量鍋爐的爐膛頂

25、部都采用平爐頂結(jié)構(gòu)，平爐頂可利用頂棚管過熱器作骨架采用敷管爐墻，簡化爐頂結(jié)構(gòu)，而且前水冷壁管取消了斜頂棚的傾斜段，使側(cè)墻水冷壁管受熱長度相同，水循環(huán)情況得到改善。高壓及高壓以上壓力的鍋爐，爐膛上部及爐膛出口處還布置屏式過熱器，以降低爐內(nèi)溫度，防止結(jié)焦。后水冷壁上部變成折焰角，折焰角約為爐膛深度的20%30%，折焰角即改善了火焰在爐內(nèi)的充滿程度，又使煙氣對屏式過熱器的沖刷由斜向改為橫向，改善了屏式過熱器的傳熱和磨損。折焰角還延長了水平煙道的長度，便于布置過熱器和再熱器，使鍋爐整體結(jié)構(gòu)緊湊。8/29/2022爐膛截面積：A A = ab（a-寬度，b-深度） 爐膛容積： Vl F1 = 0.5g(

26、b + p)/2 F2 = bh F3 =0.5( b + o )i F4 = 0.5(j + f)o F5 = 0.5t(j+q) Vl = a(F1 + F2 + F3 + F4 + F5)燃燒器區(qū)域壁面積：BA(uHt) BA = 2( a + b)(c + 3000)爐膛投影有效輻射受熱面：EPRS Lp = p + m + (h+i) + f + sq + r + n + h EPRS = 2(F1 + F2 + F3 + F4 + F5) +aLp + Fp FP: 爐內(nèi)過熱器有效輻射受熱面積爐膛結(jié)構(gòu)計算8/29/2022作業(yè)試根據(jù)圖示結(jié)構(gòu)和前述熱平衡計算結(jié)果，計算爐膛結(jié)構(gòu)參數(shù)和各

27、熱負荷qv，qA，qr，如熱負荷超出范圍，推薦爐膛結(jié)構(gòu)，并重新計算8/29/2022燃燒器燃燒器是煤粉鍋爐的主要燃燒設(shè)備，其作用是保證燃料和燃燒用空氣在進入爐膛時能充分混合、及時著火和穩(wěn)定燃燒。 送入煤粉爐燃燒器的空氣，按對著火、燃燒有利而合理組織、分批送入，按送入空氣的作用不同，可將送入燃燒器的空氣分為三種，即一次風(fēng)、二次風(fēng)和三次風(fēng)。一次風(fēng)即攜帶煤粉送入燃燒器的空氣，主要作用是輸送煤粉和滿足燃燒初期對氧氣的需要，一次風(fēng)數(shù)量一般較少。待煤粉氣流著火后再送入的空氣稱為二次風(fēng)。二次風(fēng)補充煤粉繼續(xù)燃燒所需要的空氣并著重起擾動、混合作用。當(dāng)煤粉制備系統(tǒng)采用中間儲倉式熱風(fēng)送粉時，在磨煤機內(nèi)干燥原煤后排出

28、的乏氣，因其中含有10%15%的細小煤粉需要充分利用，可將這股乏氣由單獨的噴口送入爐膛燃燒，這股乏氣稱為三次風(fēng)。8/29/2022煤粉爐燃燒器的基本要求：（1）能使煤粉氣流穩(wěn)定地著火；（2）著火以后，一、二次風(fēng)能及時合理混合，確保較高的燃燒效率；（3）火焰在爐內(nèi)的充滿程度好，且不會沖墻貼壁，避免結(jié)渣；（4）有較好的燃料適應(yīng)性和負荷調(diào)節(jié)范圍；（5）阻力較??；（6）能減少NOx的生成，減少對環(huán)境的污染。按其出口氣流特性分為兩大類：直流燃燒器：其出口氣流為直流射流或直流射流組的燃燒器。旋流燃燒器：其出口氣流為旋轉(zhuǎn)射流的燃燒器。8/29/2022旋流燃燒器在旋流燃燒器中，攜帶煤粉的一次風(fēng)和不攜帶煤粉的

29、二次風(fēng)分別用不同的管道與燃燒器連接。在燃燒器中，一、二次風(fēng)的通道也是隔開的。二次風(fēng)射流都是旋轉(zhuǎn)射流，一次風(fēng)射流可以是旋轉(zhuǎn)射流也可以是不旋轉(zhuǎn)的直流射流，但燃燒器總的出口氣流都是一股繞燃燒器軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)射流。布置：前墻或前后墻旋流的產(chǎn)生：蝸殼、導(dǎo)向葉片。出口氣流一邊旋轉(zhuǎn)，一邊螺旋式運動，形成帶旋轉(zhuǎn)運動的擴展射流噴口：圓形特點：擴散角大，回流區(qū)大，早期混合強烈，但衰減快，后期混合較差，射流較短應(yīng)用：高揮發(fā)分的煙煤和褐煤 8/29/2022旋流強度對旋轉(zhuǎn)射流特性的影響 8/29/2022隨著旋流強度的不同，旋轉(zhuǎn)射流的氣流結(jié)構(gòu)型式不同。當(dāng)旋流強度很小時，出口氣流不旋轉(zhuǎn)或者旋轉(zhuǎn)很微弱，這時的氣流稱為弱旋

30、轉(zhuǎn)氣流，如圖 (a)所示。這時氣流中心不出現(xiàn)回流區(qū)，或回流區(qū)很小，變成基本上是封閉氣流，它不具有旋轉(zhuǎn)射流的一般特性。當(dāng)逐步增大旋流強度時，射流內(nèi)、外側(cè)壓力逐步接近，這時，沿著主氣流方向，有中心回流區(qū)，并且中心回流區(qū)延長到主氣流速度很低時才封閉，這種氣流稱為開放氣流，如圖 (c)。如果再繼續(xù)增大旋流強度到一定程度，擴展角隨之增大，氣流外側(cè)壓力小于中心回流區(qū)的壓力。氣流在內(nèi)外側(cè)壓力差的作用下，向四周擴展開來，形成全擴散氣流，如圖 (b)所示。這樣的氣流離開燃燒器后便會貼墻運動（飛邊），就會使燃燒器噴口燒壞，也會使燃燒器周圍結(jié)渣。因此在實際應(yīng)用時，應(yīng)控制適當(dāng)?shù)男鲝姸?，使氣流成為開放氣流。而且要能回

31、流大量高溫?zé)煔獾交鹁娓浚铀偃剂系闹鸷腿紵?8/29/2022旋流燃燒器外形8/29/2022旋流燃燒器出口8/29/20228/29/2022單蝸殼旋流燃燒器 1擴流錐 ; 2一次風(fēng)擴散管口; 3一次風(fēng)管 ; 4二次風(fēng)蝸殼 ; 5一次風(fēng)連接管 ; 6二次風(fēng)蛇形擋板 ; 7法蘭 ; 8點火噴霧嘴口8/29/2022雙蝸殼旋流燃燒器8/29/2022單蝸殼，雙蝸殼特點:結(jié)構(gòu)簡單、操作方便調(diào)節(jié)性能差，流動阻力大，不適于直吹式制粉系統(tǒng)外形尺寸較大、速度和濃度分布不均勻煤種適應(yīng)性差很少采用8/29/2022軸向葉片式旋流燃燒器1拉桿；2一次風(fēng)口；3一次風(fēng)舌形擋板；4一次風(fēng)管；5二次風(fēng)葉輪；6二次

32、風(fēng)殼；7油噴嘴；8擴流錐；9二次風(fēng)進口8/29/2022利用軸向葉片使二次風(fēng)氣流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。這種燃燒器的二次風(fēng)是通過軸向葉片的導(dǎo)向，形成旋轉(zhuǎn)氣流進入爐膛的。燃燒器中的軸向葉片可以是固定的，也可以是移動可調(diào)的。一次風(fēng)有不旋轉(zhuǎn)的和旋轉(zhuǎn)的兩種，調(diào)節(jié)比較靈活，調(diào)節(jié)性能也較好。這種燃燒器的中心回流區(qū)較小、較長，因此只適合燃用易著火的高揮發(fā)分燃料。在我國，主要用來燃用Vdaf25%，低位發(fā)熱量Qnet,ar16800kJ/kg 的煙煤和褐煤，還沒有用它燃用貧煤和無煙煤的經(jīng)驗。 8/29/2022切向葉片可調(diào)式旋流燃燒器8/29/2022這種燃燒器的一次風(fēng)也有旋轉(zhuǎn)和不旋轉(zhuǎn)兩種，二次風(fēng)則通過可動的切向葉片，變成

33、旋轉(zhuǎn)氣流送入爐膛。這種燃燒器的阻力較小，為使一次風(fēng)能形成回流區(qū)，常在一次風(fēng)出口中裝有一個多層盤式穩(wěn)焰器，穩(wěn)焰器可以前后移動，以調(diào)節(jié)中心回流區(qū)的形狀和大小。這種切向可動葉片旋流燃燒器，一般只適合于燃用Vdaf25%的煙煤 。8/29/2022德國Babcock低氮型DS雙調(diào)風(fēng)旋流分級燃燒器8/29/2022切向葉片式低NOx旋流燃燒器（鄒縣5機組）FosterWheeler8/29/2022東鍋HT-NR3低NOx燃燒器8/29/20228/29/20228/29/2022（a）前墻布置；（b）兩面墻對沖或交錯布置；（b-1）兩面墻交錯布置；（b-2）兩面墻對沖布置；（c）半開式爐膛對沖布置；（

34、d）爐底布置；（e）爐頂布置旋流燃燒器的布置方式8/29/2022（a）前墻布置； （b）相對對沖布置； （c）相對錯開布置 8/29/20221.前墻布置優(yōu)點：(1)煤粉管道短，阻力??；且煤粉及空氣的分配比較均勻（因為磨煤機一般布置在爐前）。(2)爐寬和對流煙道的寬度及汽包的長度便于相互配合，可以不受爐膛截面寬、深比的限制。(3)當(dāng)燃燒器單只功率選擇恰當(dāng)并布置合理時，爐膛出口煙氣溫度偏差較小。缺點：(1)爐膛火焰充滿度較差，使?fàn)t膛空間的有效利用率降低（后墻上部的折焰角可稍起補償作用）。(2)爐內(nèi)火焰擾動較小，后期混合較差。(3)負荷過低需要切斷部分燃燒器時，會引起爐內(nèi)溫度分布和煙氣流速不夠均

35、勻。8/29/20222.對沖布置（主要指前后墻對沖）優(yōu)點：(1)爐內(nèi)火焰充滿好，擾動強。(2)沿爐膛寬度的煙溫及速度分布比較均勻，對過熱器保護好，且過熱器溫偏差也較?。▽_布置時該偏差22C，四角布置時則為55C左右）。(3)防結(jié)渣性能較好，因為熱量輸入沿爐寬較均勻，避免了爐膛中部煙溫過高。缺點：(1)風(fēng)、粉管道的布置比較復(fù)雜。(2)為在后墻布置燃燒器，加大后墻與對流井之間距離，使鍋爐布置不夠緊湊。8/29/2022如果鍋爐容量較小，一般將旋流燃燒器布置在前墻，單排布置或多排布置，鍋爐容量較大時，則可采用前后墻或兩側(cè)墻對沖或交錯布置，單排或多排布置。8/29/2022鄒縣電廠5機組旋流燃燒器

36、布置圖-前后墻對沖布置8/29/2022鍋爐燃燒器前墻布置方案 8/29/2022e. 火炬向下f. 火炬向上旋轉(zhuǎn)方向?qū)t內(nèi)整體氣流的影響8/29/2022直流燃燒器8/29/20221噴口；2等速核心區(qū)；3射流邊界層；4射流外邊界；5射流內(nèi)邊界；6射流源點；7擴散角；8速度分布 由于射流的卷吸作用，與周圍煙氣進行著強烈的物質(zhì)交換和熱量交換，不斷地將煙氣卷吸到射流中來，隨射流一起運動，因此射流的流量逐漸增加，截面逐漸擴大，流速逐漸減小。 8/29/2022噴口尺寸越大，初速越高，即初始動量越大，射程越長。射程長表示射流衰減慢，在煙氣介質(zhì)中貫穿能力強，對后期混合有利。集中大噴口比分散的多個小噴口

37、的射流的射程長。當(dāng)噴口流通截面不變時，將一個大噴口分成多個小噴口，由于射流周界面增大，卷吸煙氣量也增加。對于矩形截面的噴口，當(dāng)初速與噴口流通面積不變時，隨噴口高寬比的增大，射流周界面增大，卷吸能力也增大。射流卷吸周圍煙氣后流量增加，流速自然會衰減下來。卷吸能力越強速度衰減越快，射程就越短。爐膛并非無限大的空間，在爐內(nèi)微小的擾動，也會導(dǎo)致射流偏離原有軸線方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。射流抗偏轉(zhuǎn)的能力稱為射流的剛性。射流的動量愈大，剛性愈強。對矩形截面噴口，噴口的高寬比愈小，剛性愈好。在爐內(nèi)幾股射流平行或交叉時，一般是剛性大的射流吸引剛性小的射流，并使其偏轉(zhuǎn)。8/29/2022直流煤粉燃燒器噴出的一、二次風(fēng)都是不

38、旋轉(zhuǎn)的直流射流，噴口一般都是狹長形。直流煤粉燃燒器可以布置在爐膛的前后墻、爐膛四角或爐膛頂部，從而形成不同的燃燒方式，如切圓燃燒方式、U形、W形火焰燃燒方式等。我國直流燃燒器放在爐膛四角的切圓燃燒方式應(yīng)用得最為廣泛。其特點為：流動：強烈旋轉(zhuǎn)，螺旋上升，旋轉(zhuǎn)大火球著火條件好煤種適應(yīng)性廣后期擾動混合強烈，燃盡條件好8/29/2022直流燃燒器布置煤粉燃燒火焰方式(a) 切圓燃燒方式 (b) U形火焰燃燒方式 (c) W形火焰燃燒方式 8/29/2022（a）正四角布置；（b）正八角布置；（c）大切角正四角布置；（d）同向大小雙切圓方式；（e）正反雙切圓方式；（f）兩角相切，兩角對沖方式；（g）雙室

39、爐膛切圓方式；（h）大切角雙室爐膛方式 8/29/2022四角布置的直流燃燒器射出的四股氣流在爐膛中心形成一個穩(wěn)定的強烈旋轉(zhuǎn)火炬。一方面由于氣流在爐膛中心發(fā)生旋轉(zhuǎn)，另一方面由于引風(fēng)機抽力、迫使氣流上升，在爐膛中心形成一股螺旋上升的氣流。從著火角度來看，每股煤粉氣流除依靠本身卷吸高溫?zé)煔夂徒邮軤t膛輻射熱外，由于每只燃燒器都能將一部分高溫火焰吹向相鄰燃燒器的根部，形成相鄰煤粉氣流互相引燃。此外，氣流旋轉(zhuǎn)上升時，由于離心力的作用，氣流向四周擴散，使?fàn)t膛中心形成負壓(即真空)，造成高溫?zé)煔庥缮舷蛳铝鞯交鹧娓俊Ｒ虼?，煤粉氣流有比較理想的著火條件。從燃燒角度來看，由于氣流在爐膛中心強烈旋轉(zhuǎn)燃燒，煤粉與空

40、氣的混合較好，爐膛中心火焰溫度高，這就加速了煤粉的燃燒，所以煤粉氣流的燃燒條件也是理想的。從燃盡角度來看：由于旋轉(zhuǎn)上升氣流即改善了爐內(nèi)氣流的充滿度，又延長了煤粉在爐內(nèi)停留的時間，這對煤粉的燃盡是有利的。 8/29/2022直流燃燒器結(jié)構(gòu)及分類直流煤粉燃燒器的出口是由一組圓形、矩形或多邊的噴口所組成。一次風(fēng)煤粉氣流、二次風(fēng)和中間儲倉式制粉系統(tǒng)熱風(fēng)送粉時的乏氣（三次風(fēng)）均分別由不同噴口以直流射流的形式噴入爐膛。燃燒器噴口之間保持一定距離，以滿足煤粉穩(wěn)定著火和燃燒的需要，高度方向上整個燃燒器呈狹長形。噴口射出的直流射流多為水平方向，也有的向上或向下傾斜一定角度。在國內(nèi)，直流燃燒器就常采用可擺動式的，

41、鍋爐運行時可上、下擺動200250的角度，主要用于調(diào)節(jié)再熱汽溫。 根據(jù)一二次風(fēng)口的布置分為：均等配風(fēng)分級配風(fēng)8/29/2022均等配風(fēng)燃燒器一次風(fēng)8/29/2022側(cè)二次風(fēng)均等配風(fēng)直流燃燒器 8/29/20228/29/2022外高橋三期燃燒器布置8/29/2022均等配風(fēng)結(jié)構(gòu)特點：一、二次風(fēng)噴口相間布置，即在兩個一次風(fēng)噴口之間均等布置一個或兩個二次風(fēng)噴口，或者在每個一次風(fēng)噴口的背火側(cè)均等布置二次風(fēng)噴口。一、二次風(fēng)相互緊靠，只有較小的間距。這樣有利于一、二次風(fēng)的較早混合，使一次風(fēng)煤粉氣流在著火后就能夠得到足夠的空氣補充。燃燒器最高層為上二次風(fēng)噴口：供應(yīng)上排煤粉燃燒器所需的空氣；提供爐內(nèi)未燃盡的

42、煤粉繼續(xù)燃燒時所需空氣；強化燃盡階段的混合。 。最低層為下二次風(fēng)噴口：供應(yīng)下排煤粉燃燒器所需空氣；把煤粉氣流中析出的大顆粒托住，延長在爐內(nèi)的停留時間，減少q4損失；降低爐膛下部溫度，防止結(jié)焦。8/29/20228/29/2022分級配風(fēng)燃燒器 8/29/2022上鍋煤粉燃燒器 8/29/2022分級配風(fēng)燃燒器，適用于無煙煤和難著火的貧煤。分級配風(fēng)的原則是：待一次風(fēng)煤粉氣流著火后，僅送入部分二次風(fēng)，待燃燒繼繼擴展后，再以高速噴入二次風(fēng)，與已燃燒的煤粉氣流強烈混合，這種布置可以加強煤粉氣流的后期混合，促使殘余焦炭燃盡。在分級配風(fēng)方式中，常將一次風(fēng)口集中布置。這種布置燃燒器的高寬比較小，可以加大煤粉

43、氣流對高溫?zé)煔獾木砦芰?，增強氣流的剛度和穿透能力，使煤粉氣流集中，燃燒集中，火焰中心溫度水平提高，對燃燒一些難著火的煤種有利。上二次風(fēng)和中二次風(fēng)不但保證煤粉氣流燃燒所需要的氧氣，而且加強了氣流擾動，強化了混合過程；上二次風(fēng)向下傾斜50 150，以壓低火焰中心位置；下二次風(fēng)從煤粉氣流下側(cè)提供氧氣，并防止火焰下沖。8/29/2022在燃用低揮發(fā)分煤的直流燃燒器的一次風(fēng)噴口四周，有時常布置一層二次風(fēng)，稱為周界風(fēng)。布置周界風(fēng)有利于將周圍的高溫?zé)煔饩砦M一次風(fēng)煤粉氣流中，以提高煤粉氣流的溫度，有利于煤粉氣流的著火，也可保護一次風(fēng)噴口防止燒壞。如果設(shè)計和使用不當(dāng)，周界風(fēng)反而會妨礙一次風(fēng)與高溫?zé)煔獾慕佑|。

44、a）周界風(fēng)；（b）夾心風(fēng)；（c）十字風(fēng) 8/29/2022為了避免周界風(fēng)妨礙一次風(fēng)直接卷吸高溫?zé)煔獾牟焕绊?，可以布置夾心風(fēng)。即豎直布置在一次風(fēng)口中的一個二次風(fēng)噴口。夾心風(fēng)的作用在于：能及時補充煤粉氣流著火后燃燒所需要的空氣，但卻不影響著火；并可以提高一次風(fēng)射流的剛性，使一次風(fēng)射流減少偏斜；強化了煤粉氣流的湍流脈動，有利于煤粉和空氣的混和；改變夾心風(fēng)量的大小，可以作為煤種和負荷變動時燃燒調(diào)節(jié)的手段。8/29/2022鍋爐不同負荷時燃燒器的投入方式 運行方式鍋爐負荷MCR5磨運行80%100%4磨運行70%80%3磨運行40%70%2磨運行（10%30%BMCR煤油混燒）10%40%油槍運行03

45、0%8/29/2022四角布置切圓燃燒的主要問題 (1)一次風(fēng)煤粉氣流的偏斜在實際燃燒過程中，從燃燒器噴口射出的氣流并不能保持沿噴口幾何軸線方向前進，而會出現(xiàn)一定程度的傾斜，實際氣流的切圓直徑總是大于假想切圓直徑。由于一次風(fēng)煤粉氣流動量最小，剛性最差，因此一次風(fēng)煤粉氣流的偏斜也最厲害。雖然適當(dāng)?shù)钠睂γ悍蹥饬鞯囊加欣?，但偏斜嚴重時，會導(dǎo)致煤粉氣流沖刷爐墻而造成水冷壁結(jié)渣，因此應(yīng)避免一次風(fēng)煤粉氣流的偏斜。 8/29/2022影響一次風(fēng)煤粉氣流偏斜的因素主要有：1)射流兩側(cè)的補氣條件。煤粉氣流的兩側(cè)卷吸爐內(nèi)煙氣，在射流兩側(cè)形成負壓區(qū)，但側(cè)煙氣補氣條件比側(cè)要充分的多，氣流兩側(cè)的壓力不同，就存在壓差

46、。在此壓差作用下，迫使射流向側(cè)偏轉(zhuǎn)，因此一般應(yīng)采用正方形爐膛或爐膛寬深比小于1.1，切圓的直徑也不宜過大。但切圓直徑太小，會使?fàn)t內(nèi)氣流旋轉(zhuǎn)和混合不強烈，不利于煤粉氣流的著火和燃燒，一般假想切圓直徑為6001200mm。將同一角的燃燒器分成上下2組，中間留有一定距離，就可以起到平衡氣流兩側(cè)壓力的作用，防止偏斜。2)上游鄰角射流的橫向推力與射流的剛性。由于直流射流的動量大，因此上游鄰角射流對下游射流會產(chǎn)生較大的橫向推力，迫使下游流向爐墻一側(cè)偏斜。一次風(fēng)動量愈大，射流剛性愈強，一次風(fēng)射流抵抗偏斜的能力就愈強，射流的偏斜也就愈小。3)燃燒器的結(jié)構(gòu)特性。燃燒器的高寬比或一次風(fēng)噴口的高寬比愈大，射流的剛性

47、或一次風(fēng)的剛性就越小，就越容易產(chǎn)生偏斜。因此當(dāng)燃燒器高度過大時，也應(yīng)該對燃燒器進行分組。8/29/20228/29/2022(2)爐內(nèi)容易結(jié)渣爐內(nèi)溫度或爐內(nèi)局部溫度過高、煤的灰燃點降低時，處于熔融狀態(tài)的灰粒粘黏并積聚在受熱面或爐墻上的現(xiàn)象稱為結(jié)渣。如果一次風(fēng)速過低，煤粉氣流著火離燃燒器噴口太近，燃燒器周圍容易結(jié)渣；一次風(fēng)管風(fēng)量分布不均易造成爐膛火焰偏斜，爐膛火焰中心向風(fēng)量小的一角傾斜，使其附近水冷壁結(jié)渣；二次風(fēng)速低、剛性弱，對一次風(fēng)的保護能力降低，一次風(fēng)容易貼壁，還會使一次風(fēng)在著火早期得不到足夠的氧量而產(chǎn)生還原性氣氛，造成爐內(nèi)結(jié)渣；當(dāng)采用擺動式燃燒器向下擺動調(diào)節(jié)汽溫時，如下排燃燒器距冷灰斗轉(zhuǎn)彎

48、處較近，易造成冷灰斗結(jié)渣等。8/29/2022(3)爐膛出口及水平煙道兩側(cè)煙溫的偏差較大在四角燃燒鍋爐中，燃燒器區(qū)域的高溫火炬是強烈旋轉(zhuǎn)的，在爐膛出口處，雖然旋轉(zhuǎn)強度有所減弱，但仍存在較大的殘余旋轉(zhuǎn)，造成爐膛出口處煙溫和煙速的偏差，導(dǎo)致過熱器、再熱器的熱偏差，甚至超溫爆管。一般爐膛出口處的煙溫偏差能達100，嚴重時甚至達到300。氣流逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，左側(cè)煙溫高于右側(cè)煙溫，左側(cè)煙速高于右側(cè)煙速。(4)采用擺動式燃燒器需經(jīng)常維護采用擺動式燃燒器的目的是調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度。但由于燃燒器長期面對爐內(nèi)高溫火焰的烘烤，極易因超溫變形而卡澀。為避免卡澀，應(yīng)定期進行維護，保證其動作的靈活性。8/29/2022

49、（5）爐膛滅火由于鍋爐爐膛內(nèi)煤粉氣流的存量小，爐內(nèi)的熱容量就很小，因此一旦煤粉氣流中斷，或煤質(zhì)變差，或鍋爐負荷過小，就極易產(chǎn)生鍋爐滅火，因此在鍋爐低負荷運行或煤質(zhì)很差時，就要嚴密監(jiān)視運行狀態(tài)，防止發(fā)生滅火事故。8/29/2022煤粉燃燒器穩(wěn)燃技術(shù)鈍體燃燒器 8/29/2022船形火焰穩(wěn)定器（徐旭常） 8/29/2022低NOx燃燒器 8/29/2022PM燃燒器（日本三菱） Pollutant Minimum8/29/2022WR寬調(diào)節(jié)比燃燒器（美國CE）可用于水平和垂直安裝 8/29/20228/29/2022W火焰爐膛8/29/2022W火焰燃燒器8/29/20228/29/2022一次風(fēng)

50、置換燃燒器8/29/2022爐內(nèi)脫氮新技術(shù)8/29/2022哈鍋8/29/2022上鍋8/29/2022點火裝置鍋爐點火裝置主要是在鍋爐機組啟動時，用它來點燃主燃燒器的煤粉氣流。此外，當(dāng)鍋爐機組在低負荷運行，或者當(dāng)燃煤質(zhì)量變差，爐膛溫度降低，危及煤粉氣流的穩(wěn)定，爐內(nèi)火焰發(fā)生脈動以致有熄火危險時，也用點火裝置來穩(wěn)定著火和燃燒；同時也可作為輔助燃燒的一種手段。8/29/2022現(xiàn)代大、中型煤粉爐常采用過渡燃料的點火裝置，可分為氣油煤粉的三級點火和油煤粉的二級點火系統(tǒng)兩種。三級點火系統(tǒng)是用點火器點燃著火能量最小的氣體燃料，再點燃霧化的燃料油，最后點燃主燃燒器的煤粉氣流。二級點火系統(tǒng)則采用一種過渡燃料

51、燃料油，即用點火器點燃燃料油，再點燃主燃燒器中的煤粉氣流。點火裝置中的點火器都采用電器點火器，常用的電器點火器有電火花點火器、電弧點火器和高能點火器三種。目前推薦的點火技術(shù)有等離子點火和微油點火技術(shù)，等離子點火技術(shù)要求煤質(zhì)的干燥無灰基揮發(fā)份在18%以上，而微油技術(shù)適應(yīng)煤質(zhì)的變化范圍較廣。8/29/20228/29/2022半導(dǎo)體高能點火器，其工作原理是，將半導(dǎo)體電嘴兩極置于一個能量峰值很高的脈沖電壓作用下，在半導(dǎo)體電嘴表面就產(chǎn)生強烈的電火花，發(fā)出強大的能量，足夠直接點燃霧化了的輕油或者重油。油槍及點火器分別由電動推桿帶動，高能點火器引燃完畢先行退出，以免燒壞，油槍在點火完成后也及時退出。8/2

52、9/20228/29/20228/29/2022機理：等離子煤粉點火裝置是利用直流電流在介質(zhì)氣壓0.010.03MPa的條件下接觸引弧，并在強磁場控制下獲得穩(wěn)定功率的直流空氣等離子體，該等離子體在專門設(shè)計的燃燒器的中心燃燒筒中形成溫度T5000K的、溫度梯度極大的局部高溫區(qū)，煤粉顆粒通過該等離子“火核”受到高溫作用，在瞬間迅速吸熱并釋放出揮發(fā)物，使煤粉顆粒破裂粉碎，從而迅速燃燒。由于反應(yīng)是在氣相中進行，使混合物組分的粒級發(fā)生了變化，因而使煤粉的燃燒速度加快，這樣就大大地減少煤粉燃燒所需要的引燃能量。另外，等離子體內(nèi)含有大量化學(xué)活性的粒子，如原子（C、H、O）、原子團（OH、H2、O2）、離子（

53、O2、OH、H）和電子等，可加速熱化學(xué)轉(zhuǎn)換，提高燃料的燃盡率。等離子煤粉點火無油點火 8/29/2022DLZ-200型等離子發(fā)生器（煙臺龍源生產(chǎn)）為磁穩(wěn)、空氣載體等離子發(fā)生器，它由線圈、陰極、陽極等組成。其中陰極和陽極材料都采用具有高導(dǎo)電率、高導(dǎo)熱、耐氧化的金屬材料制成，且均采用水冷方式冷卻，以承受電弧高溫沖擊。線圈在250高溫情況下具有抗2000V的直流電壓擊穿能力，電源采用全波整流并具有恒流性能。線圈的作用是產(chǎn)生一個磁場，壓縮等離子體。直線電機的作用是在投運等離子點火器時，直線電機驅(qū)動陰極進、退。首先陰極自動前進，陰、陽極接觸后，電流立刻增加，之后陰極后退，電壓逐漸增加，陰極退到指定距離

54、，產(chǎn)生電弧。陰極、陽極之間距離2935mm，需現(xiàn)場整定。壓縮空氣將電弧吹出陽極腔室，加熱煤粉顆粒。 DLZ-200型等離子發(fā)生器工作原理見圖。8/29/2022等離子發(fā)生器工作原理圖 8/29/2022集開放式磁穩(wěn)與機械、電磁壓縮于一體復(fù)合結(jié)構(gòu)的等離子發(fā)生器，其功率為60120kW。其陽極材料為具有高導(dǎo)熱、高導(dǎo)電和不易氧化的特殊合金，壽命在1000小時以上；陰極為高速噴嘴、強化冷卻結(jié)構(gòu)，材料由特殊合金與銅質(zhì)材料組合而成，壽命在50小時以上，且更換方便。以空氣作為等離子載體，不需專供惰性氣體保護電極，既簡化系統(tǒng)，又大幅度地降低運行費用。等離子體輸送管采用防磨損設(shè)計，可以耐受一次風(fēng)煤粉氣流的沖刷磨

55、損，其運行壽命可以滿足鍋爐檢修周期的要求，同時等離子發(fā)生器及輸送管可從燃燒器后端整體拆除，維護、檢修十分方便。8/29/2022優(yōu)點(1) 經(jīng)濟：采用等離子煤粉點火技術(shù)運行和維護費僅是使用油點火時費用的15%20%，尤其對新建機組調(diào)試過程中啟停頻繁，可節(jié)約上千萬的試運燃油費。(2) 環(huán)保：由于點火時不燃用油，靜電除塵裝置可以在點火初期投入，因此，減少了點火初期排放大量煙塵對環(huán)境的污染；另外，電廠采用單一燃料后，減少了油品的運輸和儲存環(huán)節(jié)，亦改善了電廠的環(huán)境。(3) 高效：等離子體內(nèi)含有大量化學(xué)活性的粒子，如原子（C、H、O）、原子團（OH、H2、O2）、離子（O2、OH、H）和電子等等，可加速熱化學(xué)轉(zhuǎn)換，促進燃料完全燃燒。(4) 簡單：電廠可以單一燃料運行，簡化了系統(tǒng)，簡化了運行方式。8/29/2022等離子點火裝置不足之處（1）一次性投資大，太倉電廠2600MW機組共投資約900萬元（6只/臺），鄒縣21000MW機組裝設(shè)等離子點火