第五部分第五部分.doc

第五部分 燃烧器和燃烧调试及稳燃措施

1、什么叫喷燃器？它的作用是什么？
答：燃烧器是把煤粉和空气混合后送入燃烧室进行燃烧的设备。
它的作用是将送入炉膛 的风粉合理混合，以达到迅速着火和完全燃烧。
2、喷燃器有几种类型？
答：常用的喷燃器有直流喷燃器和旋流喷燃器两种。
3、直流喷燃器有什么特点？
答：结构简单，气流阻力小，扩散角小，射程较远，单个布置时着火较差，采用多角对称布置时可以很好地改善炉内着火工况，因此煤种适应性较广。
4、直流喷燃器四角布置有何优缺点？
答：优点：a：喷出的煤粉射流经炉膛中部后，大部分可燃成份己燃烧形成高温烟气，高温烟气的一部分会直接补充到相邻喷燃器煤粉射流根部的着火区，从而形成相邻喷燃器相互引燃的作用。b：火焰集中在炉膛中心，形成一个高温火球，炉膛中心温度比较高，且气流在炉膛中心强烈旋转，煤粉与空气混合充分，尤其是后期混合条件较好。
缺点：管道布置复杂，要求燃烧室必须接近正方形，烟气的旋转可能使炉膛出口温度不均匀。
5、性能良好的喷燃器应满足哪些条件？
答：⑴ 一、二次风出口截面能保证适当的一、二次风比。
⑵ 要有足够的扰动性，能使风粉良好的混合。
⑶ 煤粉气流着火稳定，火焰在炉膛中心充满度好。
⑷ 风阻要小。
⑸ 扩散角在一定范围内能任意调整，以适应燃料种类变化的需要。
⑹ 出口截面气流分布均匀，煤粉燃烧迅速完全。
6：什么叫冷态空气动力场试验？
答：把热态炉膛近视看成是等温的，根据相似理论在冷炉内等温模化热态炉膛内气流工况所做的试验，称为冷态空气动力场试验。
7、锅炉进行泠态空气动力场试验时应遵守的三个相似条件是什么？
答：⑴几何相似；⑵动力相似，也即气流运动状态进入自模化区；⑶边界条件相似。
8：锅炉进行冷态空气动力场试验时，所谓气流运动状态进入自模化区的含义是什么？
答：所谓气流运动状态进入自模化区，就是指当运动气流的雷诺数大于某一临界值后，气流质点的运动轨迹主要受惯性力的支配，而粘性力的影响可以忽略不计，此时射流质点的运动轨迹也不再受雷诺数的影晌，我们说此时气流的运动状态即进入了自模化区。
9、在冷炉内进行等温模化（即冷态动力场试验）的作用是什么？
答：用于定性分析和观察炉内空气动力工况，如火焰中心是否偏斜，有无冲刷炉壁现象，实际切圆直径大小，燃烧器安装角度以及对射流的影响等，以指导锅炉的热态运行调整，具体分析包括以下几个方面：
⑴ 确定锅炉燃烧系统配风的均匀性，如直流燃烧器一、二、三次风系统的配风均匀性，各风门挡板的风量特性。
⑵ 确定燃烧系统及燃烧器的阻力。
⑶ 确定燃烧器的流体动力特性，如直流燃烧器一、二次风混合情况，四角喷燃器切园直径大小。
⑷ 确定三次风的作用，布置位置，角度和所需要的风速。
⑸ 确定影响炉膛火焰充满度的因素。
⑹ 探讨炉内结渣的空气动力原因。
⑺ 试验降低炉膛出口烟气速度和温度扭转残余 的各种措施。
⑻ 摸索合理的运行方式，如低负荷运行方式，缺角运行的影响等。
10、什么叫理想切圆直径？
答：四角布置直流燃烧器中，把以炉膛几何中心为圆心，且相内切于各燃烧器设计安装的一、二、三次风喷口中心线在炉膛中部所围成的正方形或矩形的圆的直径，称为理想切圆直径。
11、什么叫实际切圆直径？
答：在炉膛燃烧区域平面速度场中，把平面速度场中切向速度最大的点相联形成的圆的直径称为实际切圆直径。
12、直流燃烧器一、二、三次风喷口间距的大小对燃烧有何影响？
答：喷口间距过大，不利于一、二次风的混合，喷口之间也容易结渣。间距过小，一、二次风混合过早，影响到燃烧的稳定性。因此，在燃用易着火的煤种时，喷口间距可适当减小，在燃用较易着火的煤种时，喷口间距可适当增大。
13、直流燃烧器一、二次风喷口之间间距有什么作用？
答：⑴ 平衡燃烧器形成射流屏两侧的压力差，减少气流的偏离。
⑵与燃烧器的倾角共同决定着一、二次风相交的位置，直接影响到煤粉着火的稳定性和风粉的混合。
14、对于直流燃烧器来说，影响一、二次风相交混合早晚的因素有哪些？
答：⑴ 一次风速，在其它条件不变时，一次风速越高，二次风混入越早。
⑵ 下二次风速，在其它条件不变时，单增加下二次风速，一次风射流轨迹上移，与二次风相交提前。
⑶ 上、中二次风速，在其它条件不变时，上、中二次风速越大，二次风混入一次风越早。
⑷ 上、中二次风及三次风倾角，在其它条件不变时，上、中二次风及三次风的下倾角越大，二次风混入一次风越早。
⑸ 一、二次风喷口间距，一、二次风喷口间距越小，二次风混入一次风越提前。
15、二次风如何混入一次风才能保证燃烧完全且良好？
答：二次风混入一次风的时间要合适，如果在着火前混入就等于增加了一次风量，使着火延迟，又会使着火后的燃烧缺氧，所以二次风应在着火后及时混入，但二次风一下子全部混入一次风对燃烧也是不利的。因为二次风的温度大大低于火焰温度，大量低温的二次风混入会降低火焰温度，使燃烧速度减慢，甚至造成灭火，因此二次风最好能按燃烧区域的需要及时混入，即做到使燃烧不缺氧，又不会降低火焰温度。这样，燃烧才能完全且良好。
16、什么叫射流的刚性？
答：所谓射流的刚性是指，射流喷入炉后射流的轨迹偏离假想射流轴心线的程度，射流刚性越小，越容易偏离，严重时还会产生气流贴墙，引起积灰和结渣。
17、炉内高温烟气是如何混入煤粉射流的？
答：由于煤粉气流以较高的速度喷入炉膛，属于紊流，因而气流中的气体分子一面随气流向前运动，一面又做横向运动，同时把周围的高温烟气带入其中，这种现象叫卷吸。由于卷吸的作用，在气流周围形成负压区，因而炉膛内的高温烟气又及时补入负压区，又被卷吸进入气流，这样高温烟气就不断混入煤粉射流中。
18、一次风集中布置是燃烧劣质煤的有效措施的理由是什么？
答：a：增加了煤粉的浓度，集中了易燃烧的挥发份。
b：降低了着火区的过量空气。
c：燃烧中心集中，使火距温度水平升高。
d：煤质越差，一次风比例就越小，此时分散送风，送粉会使射刚性变差，燃烧不易稳定，而采用一次风集中布置则气粉射流刚性增强。
19、直流燃烧器按一、二次风喷燃口布置方式的不同，可分为哪两种配风方式？
答：可分为均匀等配风和分级配风两种配风方式。
20、什么叫均等配方式？
答：在直流燃烧器中，一、二次风喷口间隔布置，且一、二次风喷口相互紧靠着，只有较小的间距，按照集束吸引的着火原理来保证一、二次风的强烈混合，主要用于高挥发份煤种如烟煤和褐煤燃烧要求的配风方式，称为均等配风方式。
21、什么叫分级配风方式？
答：在直流燃烧器中，一、二次风喷口相对集中布置，且一、二次风喷口间保持较大距离，按照三角形着火方案来组织燃烧。主要用于低挥发份的无烟煤、贫煤及劣质煤燃烧要求的配风方式，称为分级配风方式。
22、什么叫三角形着火方案？
答：在分级配风直流燃烧器中，二次风和一次风以一定角度相交，一次风喷出一定距离后才与二次风相交，在这段距离内，一次风气流从两侧卷吸高温烟气并吸收高温火距的辐射热，温度不断升高至着火点，着火一般是从射流周界边缘开始。二次风与已着火的一次风射流相交，补充一次风燃烧所需要的氧气。并加强了射流的扰动和混合，使燃烧过程得以稳定和强化。这种着火方案称为三角形着火方案。在三角形着火方案中，一、二次风的大量相交必须在一次风气粉混合物着火以后，否则大量二次风与一次风过早相交混合，不但拖延着火过程，使一次风射流形成“黑龙”，还会引起局部熄火，这个交点和距离与燃料性质密切相交。
23、什么叫集束吸引着火方案？
答：在均等配风直流燃烧器中，由于二次风比例大，风速高，动量大，尽管二次风和一次风喷嘴平行向炉膛喷射，由于二次风射流的动量和刚度比一次风大得多。因此一次风喷出后不久即被二次风卷吸，射流轨迹变弯。形成一转弯的扇形面。对卷吸周围高温烟气，形成周缘着火区都是十分有利的。着火后的一次风被卷入二次风射流中燃烧，由于一次风射流混入动量大的二次风中，混合性能好，使火焰射流刚性加强，不易受到干扰，燃料能稳定燃烧，这种燃烧方案，称为集束吸引着火方案。
24、在分级配风直流燃烧器中下二次风、中二次风、上二次风的作用分别是什么？
答：下二次风的作用：浮托煤粉，防止煤粉离析落入冷灰斗，并供给炉膛下部燃烧所需的氧气。
中二次风的作用：在煤粉着火后及时补充燃烧所需要的氧气。
上二次风的作用：提供煤粉燃烧后期需要的空气量，并进行搅拌，以加强混合，促进煤粉的燃尽。
25、一次风速过高有什么不利？
答：一次风速过高会推迟着火，引起燃烧不稳定，而且较粗的煤粉因惯性大易穿过剧烈的燃烧区而落下或逸走，形成机械末完全燃烧损失，有时甚至喷射到炉墙上引起结焦，严重时造成锅炉灭火。
26、一次风速过低有什么不利？
答：a：使煤粉射流刚性降低，气流稳定性变差，扰动又不强烈，火炬容易摆动，切圆形成不佳。
b：卷吸高温烟气量减少，降低了煤粉气流着火前的加热强度。
c：易产生气粉分层和气粉分布不均匀、堵管等不良现象。
d：燃料如能着火，则因着火点距离喷口较近，容易烧坏喷嘴。
27、四角布置直流燃烧器切圆直径过大有什么好处？
答：⑴ 旋转动量增大，扰动强烈，对燃料的燃烬有利。
⑵ 火焰中心接近一次风喷嘴，煤粉的着火条件好，
⑶ 炉膛充满良好，炉膛利用率较高。
⑷ 旋转强度增大后，炉子中心区抽吸烟气较多，燃烧器上部的部分高温烟气由上往下回流，对提高着火区的炉温有利。
⑸ 对水冷壁的传热效果得到了加强。
28、四角布置直流燃烧器切圆直径过大有什么坏处？
答：⑴ 高温燃气容易贴墙引起结焦，对易结焦的劣质煤尤其应特别注意。
⑵ 受煤种波动，负荷变化，四角风速及煤粉浓度均匀性的影响较大，上述因素波动时，将引起切圆直径变大，因而容易引起结焦和水冷壁局部超温等，使锅炉运行可靠性降低。
⑶ 燃烧器易变形，超温和烧坏。
⑷ 炉膛中心，弱风区过大，会使炉膛容积利用率降低。
⑸ 由于火炬旋转动量较高，使得炉膛出口残余扭转较大，形成出口速度场分布不均匀，横截面烟气温差增大，过热汽温出现热偏差等。
29、燃用劣质煤时，为防止结焦可采用哪些措施？
答：⑴ 采用较小的假想切圆直径。
⑵ 中、下二次风量适当减少，上二次风量可适当增加，使下部气流贴边少，上部扰动增加。
⑶ 一次风不宜过份密集，可适当拉开，以降低局部热负荷及温度。
⑷ 减少卫燃带面积，并把其位置适当下移。
⑸ 一、二次风及煤粉分布要均匀，避免局部的高煤粉浓度而缺氧。
⑹ 定期吹灰，可以保持受热面清洁，防止或减轻结焦。
30、良好的炉膛空气动力工况主要表现在哪三个方面？
答：⑴ 从燃烧中心区有足够的热烟气回流至一次风射流根部，使燃料喷入炉膛后能迅速受热着火，且保持稳定的着火前沿。
⑵ 燃料和空气分布适宜，燃料着火后能保持充分的空气供应，并达到均匀的扩散混合，以利迅速着火燃烬。
⑶ 炉膛内应有良好的火焰充满度，并形成区域适中的燃烧中心。这就要求炉膛内气流无偏斜，不冲刷炉壁，避免停滞区和无益的涡流区，各燃烧器射流也不应发生剧烈的干扰和冲撞。
31、对于四角布置直流燃烧器冷炉试验中对燃烧器射流主要观测的内容有哪些？
答：⑴ 射流的射程，以及射流沿轴线速度的衰减情况。
⑵ 四角射流所形成的切圆大小和位置。
⑶ 射流偏离燃烧器几何中心线的情况。
⑷ 一、二次风的混合特性。如一、二次风气流离喷口的混合距离，以及各射流的相对偏离程度。
⑸ 喷口倾角变化对射流混合距离及其相对偏离程度的影响。
32、对于四角布置直流燃烧器冷态试验中，对炉膛气流的主要观测内容有哪些？
答：⑴ 火焰和气流在炉内的充满度。火焰充满度越大，炉膛利用程度就越高，炉内停滞区就愈小。
⑵ 炉内气流的动态。一是气流是否冲刷炉膛，二是气流在炉膛断面上的分布均匀性，是否有偏斜现象。
⑶ 各种气流的相互干扰情况。如燃烧器射流的相互影响和三次风对燃烧器主射流的影响等。
33、进行炉内冷态空气动力场试验观测的方法主要有哪些？
答：主要有以下四种方法：即飘带法、纸屑法、火花法和测量法四种。
34、对于固态排渣煤粉炉来说进行燃烧调整的目的是什么？
答：⑴ 保证正常稳定的汽温、汽压和蒸发量。
⑵ 着火稳定，燃烧中心适中，火焰分布均匀，不烧损设备，尽量避免结焦，保证过热器的安全性。
⑶ 使运行达到最高的经济性。
35、在对煤粉炉进行燃烧调试中，主要调试参数有哪些？
答：⑴ 燃烧器各一、二、三次风的出口风速和风率。
⑵ 各燃烧器间的负荷分配和投停方式。
⑶ 炉膛的风量，即空气过剩系数。
⑷ 煤粉细度。
36、我厂锅炉采用的直流燃烧器为适应难燃煤种稳定着火的要求，在设计中采取了哪些措施？
答：⑴ 一次风集中布置，提高了燃烧区域的煤粉浓度。
⑵ 采用了狭长的一次风口以增加着火周界。
⑶ 加大了一、二次风喷口之间的距离，使二次风推迟混入。
⑷ 二次风采用了分级送风的配风方式。
⑸ 在一次风喷口内装有一个小钝体，一方面可防止喷口变形和出口风速不均现象，更重要的是增加了一次风射流的迎火周界。
37、加热煤粉气流着火的热源有哪些？
答：⑴ 燃料着火前进行化学反应放出的热量。
⑵ 卷吸高温烟气携带的热量。
⑶ 火焰及炉墙的辐射热量。
⑷ 上游邻角相互点燃的热量。
38、影响煤粉气流着火的因素有哪些？
答：⑴ 煤的性质。煤的可燃基挥发份越高，着火温度越低，需要的着火热越少，着火就容易。反之，煤的灰份，水份越大，需要的着火热越多，着火越困难。
⑵ 一次风量和一次风速。一次风量和一次风速应适应煤种要求，过大过小的一次风量和一次风速都将影响到煤粉气流的着火。
⑶ 一次风温和着火区域的烟气温度。一次风温越高，着火区域的烟气温度越高，越有利于煤粉气流的着火。因此对难燃煤种可采用热风送粉和敷设卫燃带的方法强化煤粉气流的着火。
⑷ 炉内气流动力场。合理组织炉内空气动力场加强回流高温烟气对煤粉气流的加热，是改善着火的重要措施。
⑸ 煤粉粒度。煤粉越细，着火越容易，反之着火相对困难。
39、影响煤粉火炬火焰传播速度的因素有哪些？
答：⑴ 煤粉浓度的影响。
⑵ 煤粉挥发份含量的影响。
⑶ 灰份含量的影响。
⑷ 煤粉颗粒度的影响。
40、影响煤粉火炬稳定的因素有哪些？
答：⑴ 烟气回流区的大小。回流区越大，回流烟气量越多，着火点可提前，着火就稳定。
⑵ 燃烧器出口煤粉气流的速度。
⑶ 煤粉气流的初温。
⑷ 燃烧器区域的烟气温度。
⑸ 合理地组织气流。
⑹ 燃料性质。
41、目前使煤粉燃烧稳定的典型稳燃技术有哪些？
答：有旋流燃烧器、直流周界风燃烧器、直流夹心风 燃烧器、钝体燃烧器、船形燃烧器、预燃室稳燃技术、大速差射流稳燃技术、不对称射流稳燃技术、反吹风稳燃技术、煤粉浓缩燃烧器，W型火焰、r型火焰、平面火焰燃烧器稳燃技术等。
42、对于四角布置直流燃烧器来说，射流偏转的原因有哪些？
答：⑴ 射流卷吸高温烟气引起的射流偏转。取决于射流中心线与两侧墙的夹角的大小。
⑵ 邻角气流的冲击，挤压引起射流的偏转。取决于邻角气流的速度大小和作用点的位置。
⑶ 燃烧器结构对射流偏转的影响。取决于燃烧器的高宽比h/b,各燃烧器的相对间距Δ/b，以及燃烧器喷口总面积与炉膛截面积比。
43、对于我厂四角直流燃烧器在燃烧劣质煤时，为保证燃烧的安全稳定，在燃烧调试中可采用哪些措施？
答：⑴ 适当降低一次风速。
⑵ 减少上、中二次风火嘴的下倾角，以推迟二次风的混入。
⑶ 二次风采用上大、下小的倒宝塔配风方式。
⑷ 限制三次风速，风量，以减少三次风对燃烧稳定性的破坏。
⑸ 在燃烧区域敷设一定数量的卫燃带，保持着火区高温。
⑹ 适当降低煤粉细度。
44、强化煤粉气流燃烧的措施有哪些？
答：⑴ 提高热空气的预热温度。
⑵ 限制一次风数量。
⑶ 合理送入二次风。
⑷ 选择适当的气流速度。
⑸ 选择适当的煤分细度。
⑹ 在着火区保持高温。
⑺ 在强化着火阶段的同时必须强调燃烧阶段本身。
45、燃料在炉内燃烧有四种燃烧方式？
答：层状燃烧、悬浮燃烧、旋风燃烧、流化燃烧。