燃烧原理和燃烧设备概述课件.ppt

1、七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院 七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院炉膛（燃烧室）燃烧器燃烧设备n煤粉燃烧器煤粉燃烧器n油燃烧器油燃烧器n点火装置点火装置n直流燃烧器直流燃烧器n旋流燃烧器旋流燃烧器n一次风喷嘴一次风喷嘴n二次风喷嘴二次风喷嘴n三次风喷嘴三次风喷嘴n直流一次风、二次风直流一次风、二次风n旋流二、三次风旋流二、三次风n电火花点火电火花点火n电弧点火电弧点火n半导体高能点火半导体高能点火n空气雾化空气雾化n蒸汽雾化蒸汽雾化自冷灰斗至炉膛自冷灰斗至炉膛出口的燃烧空间出口的燃烧空间七台河职业学院七台河职业学院直流燃烧器旋流燃烧器回流型燃烧器

2、回流型燃烧器浓淡燃烧器浓淡燃烧器一次旋流一次旋流一次直流一次直流+二次旋流二次旋流一次直流一次直流+二次旋流二次旋流+三次旋流三次旋流一次旋流一次旋流+二次旋流二次旋流+三次旋流三次旋流气流没有切向气流没有切向流动速度分量流动速度分量气流有切向气流有切向流动速度分量流动速度分量七台河职业学院七台河职业学院燃烧器燃烧器l燃烧器是煤粉锅炉的主要燃烧燃烧器是煤粉锅炉的主要燃烧设备，其设备，其作用作用是是l 保证燃料和燃烧用的空气在进入炉保证燃料和燃烧用的空气在进入炉膛时能充分混合、及时着火和稳定膛时能充分混合、及时着火和稳定燃烧。燃烧。l直流燃烧器直流燃烧器 出口气流为直流射流；布置在出口气流为直流

3、射流；布置在炉膛四角，使燃料气流在炉内炉膛四角，使燃料气流在炉内进行切圆燃烧进行切圆燃烧 炉膛内部的直流燃炉膛内部的直流燃烧器烧器七台河职业学院七台河职业学院直流燃烧器采用直流燃烧器采用四角切圆燃烧方四角切圆燃烧方式形成的火焰式形成的火焰俯视的炉膛火焰俯视的炉膛火焰七台河职业学院七台河职业学院煤粉燃烧火焰方式煤粉燃烧火焰方式 七台河职业学院七台河职业学院 直流煤粉燃烧器的布置方式直流煤粉燃烧器的布置方式 七台河职业学院七台河职业学院不同配风直流燃烧器不同配风直流燃烧器 七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院直流燃烧器直流燃烧器:出口气流为直流射流或直流射流组。出口气流为直流射

4、流或直流射流组。七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院 褐褐煤煤锅锅炉炉燃燃烧烧器器设设计计七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院保证充分混合、迅速保证充分混合、迅速着火着火、稳定稳定燃烧，燃烧，燃尽；炉温燃尽；炉温分布分布合理，受热面合理，受热面不结渣；不结渣；有较好的有较好的燃料适应性，以满足煤种在一定范围内变化时，燃料适应性，以满足煤种在一定范围内变化时，仍能保证机组安全、稳定、经济运行；仍能保证机组安全、稳定、经济运行；有良好的有良好的负荷调节性能负荷调节性能和较大的和较大的调节范围调节范围，以

5、适合电网，以适合电网调峰的需要；调峰的需要；能通过燃烧控制能通过燃烧控制NONOX X的生成，以满足环境保护的要求；的生成，以满足环境保护的要求；流动阻力较小，运行可靠，不易烧坏和磨损，便于维修流动阻力较小，运行可靠，不易烧坏和磨损，便于维修和更换部件。和更换部件。作用：作用：将燃料与燃烧所需空气，将燃料与燃烧所需空气，按一定的比例、速度和按一定的比例、速度和混合方式，经喷口送入炉膛。混合方式，经喷口送入炉膛。要求：要求：七台河职业学院七台河职业学院 W WH H=0=0，C CH H=0=0，T TH HTT0 0W W0 0C C0 0T T0 0七台河职业学院七台河职业学院W WH H=

6、0=0，C CH H=0=0，T TH HTT0 0七台河职业学院七台河职业学院 射流核心区：射流核心区：射流中心尚未被周围气体混入，保持初速射流中心尚未被周围气体混入，保持初速w w0 0的区域的区域 湍流边界层：湍流边界层：核心区维持初速核心区维持初速w w0 0的边界称为的边界称为内边界内边界；射流与周围气体的分界射流与周围气体的分界称为称为外边界外边界。内、外边界间区域为内、外边界间区域为湍流边界层，湍流边界层，其内为射流本身的流体以及卷其内为射流本身的流体以及卷吸进来的周围气体吸进来的周围气体 转折截面：转折截面：核心区消失，只在射流轴线保持初速核心区消失，只在射流轴线保持初速w w

7、0 0的某点对应的截面。的某点对应的截面。在转折截面前的射流段称为在转折截面前的射流段称为初始段初始段，在转折截面后的射流称为，在转折截面后的射流称为基本段。基本段。扩展角：扩展角：射流外边界线的交点称为源点，其交角称为扩展角射流外边界线的交点称为源点，其交角称为扩展角1-1-喷口；喷口；2-2-核心区；核心区；3-3-边界层；边界层；4-4-外边界；外边界；5-5-内边界；内边界；6-6-源点；源点；7-7-扩展角；扩展角；8-8-速度分布速度分布W WH H=0=0，C CH H=0=0，T TH HTT0 0七台河职业学院七台河职业学院 u 七台河职业学院七台河职业学院 七台河职业学院七

8、台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院均等配风直流燃烧器均等配风直流燃烧器七台河职业学院七台河职业学院 一、二次风喷口相间布置，即在二个一次一、二次风喷口相间布置，即在二个一次风喷口之间风喷口之间(或或一次风喷口一次风喷口侧部侧部-侧二次风侧二次风)均等布置一个或二个均等布置一个或二个二次风喷口，各二次风喷口的风量分配较均匀。二次风喷口，各二次风喷口的风量分配较均匀。u一、二次风口间距较小，一、二次风口间距较小，有利于一、二次风较早混合有利于一、二次风较早混合，使一，使一次风煤粉气流着火后能迅速获得足够的空气，达到完全燃烧；次风煤粉气流着火后能迅速获得足够的空气，达到完全燃烧；u适用于燃用高

9、挥发分煤种，常称为烟（褐）煤型配风方式适用于燃用高挥发分煤种，常称为烟（褐）煤型配风方式 。直流燃烧器的一、二、三次风分别由垂直布置的一组圆形或矩形直流燃烧器的一、二、三次风分别由垂直布置的一组圆形或矩形的喷口以直流湍流自由射流的形式喷入炉膛。的喷口以直流湍流自由射流的形式喷入炉膛。七台河职业学院七台河职业学院 一次风喷口相对集中布置，并靠近燃烧器下一次风喷口相对集中布置，并靠近燃烧器下部，二次风喷口则分层布置，一、二次风喷口间保持较大的距离，部，二次风喷口则分层布置，一、二次风喷口间保持较大的距离，燃烧所需要的二次风分阶段送入燃烧的煤粉气流中，强化气流的燃烧所需要的二次风分阶段送入燃烧的煤粉

10、气流中，强化气流的后期混合，促使燃料燃烧与燃尽。后期混合，促使燃料燃烧与燃尽。u一次风喷口高宽比大，卷吸量大；一次风喷口高宽比大，卷吸量大；u煤粉气流相对集中，火焰中心温度高，有利于低挥发分煤的着煤粉气流相对集中，火焰中心温度高，有利于低挥发分煤的着火、燃烧。火、燃烧。u适合于燃用低挥发分煤种或劣质煤，常称为无烟煤和贫煤配风方式。适合于燃用低挥发分煤种或劣质煤，常称为无烟煤和贫煤配风方式。七台河职业学院七台河职业学院 七台河职业学院七台河职业学院防止煤粉离析，避免未燃烧的煤粉直接落入灰斗；防止煤粉离析，避免未燃烧的煤粉直接落入灰斗；托托住住火焰不致过分下冲，避免冷灰斗结渣，风量较小。火焰不致过

11、分下冲，避免冷灰斗结渣，风量较小。是均等配风方式是均等配风方式煤粉燃烧阶段所需氧气煤粉燃烧阶段所需氧气和和湍流扰动湍流扰动的主的主要风源，风量较大。要风源，风量较大。提供适量的空气保证煤粉提供适量的空气保证煤粉燃尽燃尽，是分级配风方式煤粉燃是分级配风方式煤粉燃烧和燃尽的主要风源，风量较大。烧和燃尽的主要风源，风量较大。七台河职业学院七台河职业学院十字风或夹心风十字风或夹心风 是指从一次风的内部补入的少量空气。是指从一次风的内部补入的少量空气。周界风周界风 从一次风的外围补入的少量空气称为周界风，其特点从一次风的外围补入的少量空气称为周界风，其特点风层薄，风量小，风层薄，风量小，风速较高风速较高

12、。其作用是：。其作用是：冷却一次风喷口，防止喷口烧坏或变形。冷却一次风喷口，防止喷口烧坏或变形。给火焰周围补氧，但风量不宜过大，否则会相当于二次风过早混入而对着火给火焰周围补氧，但风量不宜过大，否则会相当于二次风过早混入而对着火不利。不利。周界风风速高于一次风，能增强一次风气流的刚性，防止其偏斜。周界风风速高于一次风，能增强一次风气流的刚性，防止其偏斜。可托浮煤粉，防止煤粉从主气流中离析出来而增加不完全燃烧热损失。可托浮煤粉，防止煤粉从主气流中离析出来而增加不完全燃烧热损失。在一次风煤粉气流与水冷壁之间形成屏障，避免一次风贴墙造成结渣。在一次风煤粉气流与水冷壁之间形成屏障，避免一次风贴墙造成结

13、渣。可作为变煤种、变负荷时燃烧调整的手段。可作为变煤种、变负荷时燃烧调整的手段。周界风周界风 如图如图6-4(a6-4(a）、十字风或夹心风十字风或夹心风 如图如图6-3(d6-3(d）、侧二次风侧二次风 如图如图6-3(b6-3(b）等等都是都是二次风二次风的一部分。的一部分。七台河职业学院七台河职业学院它也是它也是。其作用是：。其作用是：给燃尽区未燃尽的煤粉继续燃烧提供空气。给燃尽区未燃尽的煤粉继续燃烧提供空气。抑制燃烧区段温度，抑制燃烧区段温度，达到达到分级燃烧分级燃烧目的，有效减少炉内目的，有效减少炉内NONOX X生成量。生成量。燃尽风一般沿与主气流旋转方向相反的方向喷入炉膛内，这样

14、可降燃尽风一般沿与主气流旋转方向相反的方向喷入炉膛内，这样可降低炉膛出口处烟气的残余旋转，减轻水平烟道两侧的烟温烟速及烟气低炉膛出口处烟气的残余旋转，减轻水平烟道两侧的烟温烟速及烟气中飞灰浓度偏差，减小布置在水平烟道入口处过热器的热偏差，又叫中飞灰浓度偏差，减小布置在水平烟道入口处过热器的热偏差，又叫做偏转二次风或消漩二次风。做偏转二次风或消漩二次风。七台河职业学院七台河职业学院特点：特点：温度低，水分大，煤粉细。对燃烧有四个方面的不利影响：温度低，水分大，煤粉细。对燃烧有四个方面的不利影响：火焰温度低，燃烧不稳定；火焰拖长，炉膛出口烟温高，使过热器与再热器超温，汽温调节幅度大；三次风高速射入

15、，使火焰残余旋转增大，飞灰中可燃物会增加；三次风量较大时，风速也增大，易扰乱正常空气流动，引起火焰贴墙结渣。措施：措施：为消除这些不利影响，在大容量锅炉上可将三次风分为两段，即上三为消除这些不利影响，在大容量锅炉上可将三次风分为两段，即上三次风和下三次风，并且布置于燃烧器上部，远离一次风喷口。为了保证三次次风和下三次风，并且布置于燃烧器上部，远离一次风喷口。为了保证三次风穿透火焰，其风速通常高达风穿透火焰，其风速通常高达505060m/s60m/s。七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院 煤粉气流着火所需热量，除依煤粉气流着火所需热量，除依靠本身外边界卷吸烟气和接受炉膛靠本身

16、外边界卷吸烟气和接受炉膛辐射热以外，主要是靠来自辐射热以外，主要是靠来自上游邻上游邻角角正在剧烈燃烧的火焰的冲击和加正在剧烈燃烧的火焰的冲击和加热，着火条件好热，着火条件好 火焰在炉内充满度较好，燃烧火焰在炉内充满度较好，燃烧后期气流扰动较强，有利于燃尽，后期气流扰动较强，有利于燃尽，煤种适应性强煤种适应性强风粉管布置复杂风粉管布置复杂 炉膛四角或接近四角布置，四个角燃烧器出口气流的轴线与炉膛中炉膛四角或接近四角布置，四个角燃烧器出口气流的轴线与炉膛中心的一个或两个假想圆相切，使气流在炉内强烈旋转。心的一个或两个假想圆相切，使气流在炉内强烈旋转。七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院七台河

17、职业学院 邻角气流的横向推力邻角气流的横向推力 其大小取决于四其大小取决于四角射流的旋转动量矩。其中角射流的旋转动量矩。其中二次风射流动二次风射流动量矩起主要作用量矩起主要作用；一次风射流本身的动量；一次风射流本身的动量（刚性）则是维持气流不偏斜的内在因素（刚性）则是维持气流不偏斜的内在因素 七台河职业学院七台河职业学院 较大的较大的d dJXJX可使可使邻角火炬的高温烟气更易达到下邻角火炬的高温烟气更易达到下角射流的根部，角射流的根部，扰动更强烈，有利于煤粉气流着火、燃尽；扰动更强烈，有利于煤粉气流着火、燃尽；但但d dJXJX过过大，射流大，射流偏斜增大偏斜增大，容易引起水冷壁结渣；炉膛出

18、口较大的，容易引起水冷壁结渣；炉膛出口较大的残余旋转残余旋转会引起烟温和过热汽温偏差会引起烟温和过热汽温偏差.燃烧器燃烧器射流两侧卷吸烟气形成负压，射流两侧卷吸烟气形成负压，内侧内侧（向火侧）夹角（向火侧）夹角1 1大，且有上游邻角大，且有上游邻角气流横扫过来，气流横扫过来，补气条件补气条件充裕；面向充裕；面向炉墙的一侧炉墙的一侧（外侧外侧）夹角夹角2 2小，且需小，且需从射流较远处回流烟气或由射流上下从射流较远处回流烟气或由射流上下两端来两端来补气补气，补气条件很差，射流两补气条件很差，射流两侧因此出现侧因此出现压差压差，迫使射流偏向压力迫使射流偏向压力低的一侧低的一侧.七台河职业学院七台河

19、职业学院型布置锅炉型布置锅炉炉膛内火焰结构炉膛内火焰结构比较内容比较内容前后墙对冲燃烧前后墙对冲燃烧切圆燃烧切圆燃烧前墙前墙后墙后墙切圆燃烧切圆燃烧塔式布置锅炉塔式布置锅炉炉型炉型火焰冲刷水冷壁几率火焰冲刷水冷壁几率炉内空气动力场炉内空气动力场锅炉基础荷载锅炉基础荷载基准基准炉膛防结渣性能炉膛防结渣性能好好煤种适应性能煤种适应性能 再热器采用喷水及燃再热器采用喷水及燃烧器摆动调温，对经济烧器摆动调温，对经济性和煤适应性均有影响性和煤适应性均有影响七台河职业学院七台河职业学院什么是均等配风与分级配风，各有什么是均等配风与分级配风，各有何特点，各在什么情况下采用？何特点，各在什么情况下采用？煤粉炉中一次风、二次风、三次风煤粉炉中一次风、二次风、三次风的作用是什么的作用是什么?七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院