鍋爐的燃燒系統(tǒng)及其設(shè)備第四節(jié)、燃燒設(shè)備燃燒設(shè)備包括：爐膛、燃燒器和點(diǎn)火裝置對(duì)燃燒設(shè)備的要求：燃燒效率高；著火和燃燒穩(wěn)定、可靠；運(yùn)行方便；制造、安裝和檢修簡單方便；煤粉燃燒器的作用：

(1)向鍋爐爐膛內(nèi)輸送燃料和空氣；(2)組織燃料和空氣及時(shí)、充分的混合；(3)保證燃料進(jìn)入爐膛后盡快、穩(wěn)定的著火，迅速、完全的燃盡。一、爐膛1、結(jié)構(gòu)：全懸吊結(jié)構(gòu)；高、寬、深；平爐頂、斜爐頂；全鋼結(jié)構(gòu)；平衡通風(fēng)；負(fù)壓；島式；半露天、全封閉；第2頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第3頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第4頁,共80頁，2024年2月25日，星期天燃燒煤粉對(duì)爐膛的要求：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；將煙氣冷卻至煤灰的熔點(diǎn)溫度以下，保證爐膛內(nèi)所有的受熱面不結(jié)渣；布置足夠的蒸發(fā)受熱面，并不發(fā)生傳熱惡化；盡可能減少污染物的生成量；對(duì)煤質(zhì)和負(fù)荷變化有較寬的適應(yīng)性能以及連續(xù)運(yùn)行的可靠性。2、完全燃燒的條件A、充足而又合適的空氣量；B、適當(dāng)高的爐溫；C、足夠的燃燒停留時(shí)間；D、煤粉與空氣良好的混合和擾動(dòng)；二、燃燒器(一)燃燒器的布置第5頁,共80頁，2024年2月25日，星期天1、旋流燃燒器的布置方式：

(a)前墻布置(b)兩面墻布置(c)半開爐膛對(duì)沖(d)爐底布置

（e）爐頂布置(b-1)兩面墻交錯(cuò)布置(b)兩面墻交錯(cuò)布置第6頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第7頁,共80頁，2024年2月25日，星期天2、直流式燃燒器的布置方式第8頁,共80頁，2024年2月25日，星期天爐膛結(jié)構(gòu)動(dòng)畫第9頁,共80頁，2024年2月25日，星期天（二）直流式煤粉燃燒器直流燃燒器通常由一列矩形或圓形噴口組成。煤粉氣流和熱空氣從噴口射出后，形成直流射流。直流射流的主要特點(diǎn)是沿流動(dòng)方向的速度衰減比較慢，具有比較穩(wěn)定射流核心區(qū)，且一次風(fēng)和二次風(fēng)的后期混合比較強(qiáng)。1、湍流自由射流的動(dòng)力學(xué)特征2、直流煤粉燃燒器的類型（1）均等配風(fēng)直流式燃燒器直流煤粉燃燒器的一、二次風(fēng)噴口的布置方式大致上有兩種類型。一類適用于燃燒容易著火的煤，如煙煤、褐煤等。這類燃燒器的一、二次風(fēng)噴口通常交替間隔排列，相鄰兩個(gè)噴口的中心間距較小，稱為均等配風(fēng)直流燃燒器。見圖6-1。第10頁,共80頁，2024年2月25日，星期天

wx=0

Wx

x

θ

w0

wm

初始段

基本段

x第11頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第12頁,共80頁，2024年2月25日，星期天均等配風(fēng)直流燃燒器第13頁,共80頁，2024年2月25日，星期天2024/5/1第六章、燃燒設(shè)備及煤粉燃燒新技術(shù)14（2）一次風(fēng)集中布置的分級(jí)配風(fēng)直流式燃燒器

分級(jí)配風(fēng)直流煤粉燃燒器適用于燃燒著火比較困難的煤，如揮發(fā)分較低的貧煤、無煙煤或劣質(zhì)煙煤。特點(diǎn)：幾個(gè)一次風(fēng)噴口集中布置在一起，一、二次風(fēng)噴口中心間距較大，如圖所示。由于一次風(fēng)中攜帶的煤粉著火比較困難，一、二次風(fēng)的混合過早，會(huì)使火焰溫度降低，引起著火不穩(wěn)定。為了維持煤粉火焰的穩(wěn)定著火，希望推遲煤粉氣流與二次風(fēng)的混合，所以將二次風(fēng)分為先后兩批送入著火后的煤粉氣流中。分級(jí)配風(fēng)的目的是：在燃燒過程不同時(shí)期的各個(gè)階段，按需要送入適量空氣，保證煤粉穩(wěn)定著火、完全燃燒。第14頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第15頁,共80頁，2024年2月25日，星期天分級(jí)配風(fēng)直流燃燒器第16頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第17頁,共80頁，2024年2月25日，星期天煙臺(tái)龍?jiān)垂狙兄崎_發(fā)的DLZ-200型等離子點(diǎn)火煤粉燃燒器第18頁,共80頁，2024年2月25日，星期天3、四角布置直流燃燒器的工作原理煤粉氣流在射出噴口時(shí)，是直流射流，但當(dāng)四股氣流到達(dá)爐膛中心部位時(shí)，以切圓形式匯合，形成旋轉(zhuǎn)燃燒火焰，如圖6-4所示，稱為四角切圓燃燒方式。同時(shí)在爐膛內(nèi)形成一個(gè)自下而上的旋渦狀氣流，如圖:煤粉氣流著火的熱源不僅來自卷吸熱煙氣和鄰角火焰的撞擊，而且還來自爐內(nèi)高溫火焰的輻射加熱，但著火的主要熱源來自卷吸加熱，約占總著火熱源的60～70%。煤粉氣流在正常燃燒時(shí)，一般在距離噴口0.3～0.5米處開始著火，在離開噴口1～2米的范圍內(nèi)，煤粉中大部分揮發(fā)分析出并燒完，此后是焦炭和剩余揮發(fā)份的燃燒，需要延續(xù)10～20米甚至更長的距離。當(dāng)燃料到達(dá)爐膛出口處時(shí)，燃料中98％以上的可燃物可以完全燃盡。第19頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第20頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第21頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第22頁,共80頁，2024年2月25日，星期天直流燃燒器工作原理動(dòng)畫第23頁,共80頁，2024年2月25日，星期天四角切圓燃燒器工作原理動(dòng)畫第24頁,共80頁，2024年2月25日，星期天四角切圓燃燒第25頁,共80頁，2024年2月25日，星期天4、四角切圓燃燒鍋爐的殘余旋轉(zhuǎn)在四角切圓燃燒鍋爐中，火焰不但旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定、強(qiáng)烈，而且粘性很大。一般煙溫偏差達(dá)100℃左右，偏差嚴(yán)重的甚至達(dá)到300℃。在沿爐膛出口過熱器區(qū)域的高度方向上，也存在著煙溫偏差和煙速偏差。5、四角切圓燃燒的氣流偏斜及切圓直徑采用四角燃燒方式的鍋爐，運(yùn)行中容易發(fā)生氣流偏斜而導(dǎo)致火焰貼墻，引起結(jié)渣以及燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象。（1）氣流偏斜問題引起燃燒器出口氣流偏斜的主要原因是：鄰角氣流的撞擊射流兩側(cè)“補(bǔ)氣”條件燃燒器的高寬比(hr/b)切圓直徑的膨脹第26頁,共80頁，2024年2月25日，星期天（2）切圓直徑爐內(nèi)假想切圓直徑影響著氣流貼墻、結(jié)渣情況和燃燒穩(wěn)定性，還影響著汽溫調(diào)節(jié)和爐膛容積中火焰的充滿程度。切圓直徑的調(diào)整十分重要。當(dāng)切圓直徑較大時(shí)，煤粉的著火條件較好，氣流旋轉(zhuǎn)強(qiáng)烈，氣流擾動(dòng)大，可燃物與空氣流的混合加強(qiáng)，有利于煤粉的燃盡。但是，切圓直徑過大，會(huì)帶來下述的問題：(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(qiáng)烈時(shí)，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)動(dòng)量矩大，這將使?fàn)t膛出口煙溫分布不均勻程度加大，引起較大的熱偏差，導(dǎo)致過熱器結(jié)渣或超溫。第27頁,共80頁，2024年2月25日，星期天6、一次風(fēng)與二次風(fēng)（1）一次風(fēng)量一次風(fēng)量主要取決于煤質(zhì)的揮發(fā)分含量和揮發(fā)分的發(fā)熱量。當(dāng)煤質(zhì)一定時(shí)，一次風(fēng)量是影響煤粉氣流著火速度和著火穩(wěn)定性的主要因素。一次風(fēng)量愈大，煤粉氣流加熱至著火所需的熱量就越多，即著火熱愈多，使著火推遲，燃料在爐內(nèi)的有效燃燒時(shí)間減少，導(dǎo)致燃燒不完全。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。（2）一次風(fēng)速一次風(fēng)速過高，會(huì)推遲著火，引起燃燒不穩(wěn)定。當(dāng)一次風(fēng)速大于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r(shí)，就會(huì)吹滅火焰或者引起“脫火”。一次風(fēng)速過低，對(duì)穩(wěn)定燃燒和防止結(jié)渣也是不利的。（3）一次風(fēng)溫

第28頁,共80頁，2024年2月25日，星期天一次風(fēng)溫對(duì)煤粉氣流的著火、燃燒速度影響較大。提高一次風(fēng)溫，可降低著火熱，使著火位置提前，還能在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定燃燒。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。（4）二次風(fēng)量和風(fēng)速二次風(fēng)量、風(fēng)速、風(fēng)溫和投入位置對(duì)著火穩(wěn)定性和燃盡過程起著重要作用。對(duì)于大容量鍋爐尤其要注意二次風(fēng)穿透火焰的能力。二次風(fēng)是在煤粉氣流著火后混入的。通常二次風(fēng)速比一次風(fēng)速提高一倍以上。（5）二次風(fēng)溫從燃燒角度看，二次風(fēng)溫愈高，愈能強(qiáng)化燃燒。但是二次風(fēng)溫的提高受到空氣預(yù)熱器傳熱面積的限制，不但增加投資，而且將使預(yù)熱器結(jié)構(gòu)龐大，不便布置。第29頁,共80頁，2024年2月25日，星期天7、擺動(dòng)式燃燒器直流式煤粉燃燒器的噴口可做成固定式的，也可做成擺動(dòng)式的。擺動(dòng)式燃燒器的各噴口一般可同步上、下擺動(dòng)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。便于在啟動(dòng)和運(yùn)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(dòng)式燃燒器一般適用于燃燒煙煤，也可燃燒較易著火的貧煤，但不適用于燃燒難著火的無煙煤、貧煤、劣質(zhì)煙煤。第30頁,共80頁，2024年2月25日，星期天擺動(dòng)式燃燒器的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)第31頁,共80頁，2024年2月25日，星期天寬調(diào)節(jié)比燃燒器（WR型）第32頁,共80頁，2024年2月25日，星期天（二）旋流式燃燒器旋流式燃燒器由圓形噴口組成，燃燒器中裝有各種型式的旋流發(fā)生器（簡稱旋流器）。煤粉氣流或熱空氣通過旋流器時(shí)，發(fā)生旋轉(zhuǎn)，具有切向、軸向、徑向三個(gè)方向的速度，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(qiáng)烈混合。圖中表示煤粉氣流經(jīng)過蝸殼式旋流器后形成旋轉(zhuǎn)氣流，射出噴口后在氣流中心形成回流區(qū)，這個(gè)回流區(qū)叫內(nèi)回流區(qū)。內(nèi)回流區(qū)卷吸爐內(nèi)的高溫?zé)煔鈦砑訜崦悍蹥饬?，?dāng)煤粉氣流擁有了一定熱量并達(dá)到著火溫度后就開始著火，火焰從內(nèi)回流區(qū)的內(nèi)邊緣向外傳播。在旋轉(zhuǎn)氣流的外圍也形成回流區(qū)，叫外回流區(qū)。外回流區(qū)也卷吸高溫?zé)煔鈦砑訜峥諝夂兔悍蹥饬?。在著火后的煤粉氣流的外圍送入的二次風(fēng)也形成旋轉(zhuǎn)氣流，故二次風(fēng)與一次風(fēng)的混合比較強(qiáng)烈，使燃燒過程連續(xù)進(jìn)行，直至燃盡。第33頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第34頁,共80頁，2024年2月25日，星期天前墻旋流燃燒器及油槍第35頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第36頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第37頁,共80頁，2024年2月25日，星期天燃燒器與水冷壁組裝后第38頁,共80頁，2024年2月25日，星期天旋流燃燒器工作原理動(dòng)畫第39頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第40頁,共80頁，2024年2月25日，星期天

按照旋流器的結(jié)構(gòu)，旋流式燃燒器可分為①蝸殼式、②可動(dòng)葉輪式、③可動(dòng)葉片式三大類。旋流強(qiáng)度：氣流旋流強(qiáng)度較小時(shí)，形成封閉式火焰。氣流旋流強(qiáng)度較大時(shí)，形成開放式火焰。氣流旋流強(qiáng)度進(jìn)一步增大時(shí)，形成全開放式火焰(飛邊火焰)。在封閉式旋流火焰中，在火焰根部形成回流區(qū)，這種火焰可卷吸火焰自身燃燒放出的熱量，具有一定的自穩(wěn)定著火能力，但因回流量小，不適合燃燒難燃的煤。旋流式燃燒器出口有時(shí)可能是開放式氣流，這時(shí)旋轉(zhuǎn)氣流將高溫?zé)煔鈴臓t膛中卷吸進(jìn)來，形成貼壁火焰，引起結(jié)渣，因此實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)避免旋流強(qiáng)度過大而導(dǎo)致飛邊氣流。第41頁,共80頁，2024年2月25日，星期天旋轉(zhuǎn)火焰的特性第42頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第43頁,共80頁，2024年2月25日，星期天三、點(diǎn)火裝置：電火花，電弧點(diǎn)火，等離子點(diǎn)火，高能點(diǎn)火。四、空氣預(yù)熱器1、分類：傳熱式：管式空氣預(yù)熱器蓄熱式：回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器2、回轉(zhuǎn)式特點(diǎn)：1）傳熱面密度大，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，在相同體積內(nèi)，回轉(zhuǎn)式可布置的受熱面面積是管式預(yù)熱器的6～8倍。；2）總重量輕；第44頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第45頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第46頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第47頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第48頁,共80頁，2024年2月25日，星期天管式空氣預(yù)熱器工作動(dòng)畫第49頁,共80頁，2024年2月25日，星期天3）布置靈活方便；4）受熱面金屬溫度高，低溫腐蝕輕；5）漏風(fēng)量較大，對(duì)密封結(jié)構(gòu)要求較高，8%～10%；6）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝高，運(yùn)行維護(hù)檢修復(fù)雜，工作量大；有水平軸和垂直軸兩種，多用垂直軸；回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)部件不同分為受熱面旋轉(zhuǎn)和風(fēng)罩旋轉(zhuǎn)兩種。3、受熱面回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器受熱面波形板裝于圓形筒體內(nèi)，圓形筒體被鋼板分隔成若干個(gè)扇形倉格，每個(gè)扇形倉格內(nèi)裝滿由金屬薄板制成的波形板組件，波形板組件稱為預(yù)熱器蓄熱板。蓄熱板一般由厚度0.5～1.25mm薄鋼板軋制成波形板和定位板，并要求板上斜波紋與氣流方向成30°夾角，以使增強(qiáng)氣流擾動(dòng)而改善傳熱效果。第50頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第51頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第52頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第53頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第54頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第55頁,共80頁，2024年2月25日，星期天空氣預(yù)熱器原理第56頁,共80頁，2024年2月25日，星期天傳熱元件盒第57頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第58頁,共80頁，2024年2月25日，星期天空預(yù)器支撐軸承第59頁,共80頁，2024年2月25日，星期天回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器中煙氣通道一般占總受熱面積的50%，空氣通道占總面積的30%～40%，其余部分為密封區(qū)，用以防止漏風(fēng)。三分倉式受熱面轉(zhuǎn)動(dòng)空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)由三對(duì)扇形板形成的密封區(qū)將受熱面分為一次風(fēng)通道，二次風(fēng)通道，煙氣通道。每個(gè)密封區(qū)所占角度為15°，一次風(fēng)通道所占角度35°，二次風(fēng)通道為115°，煙氣通道為165°。國內(nèi)電站鍋爐多數(shù)采用受熱面旋轉(zhuǎn)式的空氣預(yù)熱器，正常運(yùn)行時(shí)其轉(zhuǎn)速一般為1.17r/min，轉(zhuǎn)速變化范圍為0.25-1.23r/min。4、風(fēng)罩回轉(zhuǎn)空氣預(yù)熱器第60頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第61頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第62頁,共80頁，2024年2月25日，星期天回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)動(dòng)畫第63頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第64頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第五節(jié)、輔助設(shè)備一、風(fēng)機(jī)常用的風(fēng)機(jī)有離心式和軸流式兩種。按作用分為送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)和排粉風(fēng)機(jī)。二、除塵器（一）機(jī)械式除塵器1、干式旋風(fēng)子2、濕式除塵器：離心水膜式除塵器；文丘里濕式除塵器；（二）電氣除塵器1、基本原理：氣體電離、塵粒的荷電和沉積三個(gè)階段（1）氣體的電離金屬圓管1為正極，導(dǎo)線2為負(fù)極導(dǎo)線與圓管組成非均勻電場導(dǎo)線附近空氣被電離的現(xiàn)象，稱為電暈。第65頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第66頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第67頁,共80頁，2024年2月25日，星期天起始區(qū)：電場力作用下，空氣中離子在電場中向電極運(yùn)動(dòng)，粒子運(yùn)動(dòng)速度與電場強(qiáng)度成正比。電流飽和區(qū)：電壓達(dá)到某一定數(shù)值時(shí)，全部離子都不能合成中性原子。電暈區(qū)：離子速度更高，撞擊中性原子，電子逸出，原子形成正離子，電