04燃烧设备及运行-旋流燃烧器.ppt

旋流燃烧器及其布置旋流燃烧器及其布置顾名思义：出口气流是旋转的顾名思义：出口气流是旋转的一般是圆口一般是圆口圆形燃烧器圆形燃烧器空气动力学特性空气动力学特性:速度分布、射程、速度分布、射程、卷吸卷吸、回流区回流区原理见图原理见图5 51919一、特点：一、特点：1 1、具有三个速度分量、具有三个速度分量:轴轴向向 径向径向 切向切向向前冲向前冲 扩展扩展 旋转旋转削弱削弱 射程较短射程较短2 2、回流区回流区:由于旋转，在射流中心产生低压区，造成在燃烧器出口由于旋转，在射流中心产生低压区，造成在燃烧器出口附近与主气流方向相反的回流运动。附近与主气流方向相反的回流运动。:能将能将高温烟气卷吸回来加热高温烟气卷吸回来，加热根部根部煤粉气流，煤粉气流，对着火、稳燃有利对着火、稳燃有利另外，同直流燃烧器一样，外边界也有卷吸作用另外，同直流燃烧器一样，外边界也有卷吸作用3 3、比直流燃烧器的、比直流燃烧器的扩散角大扩散角大，旋转越强，扩散越大，旋转越强，扩散越大:二、旋转强度及其影响：二、旋转强度及其影响：1 1、定义：、定义：M:M:旋转动量矩；旋转动量矩；K K：轴向动量矩；轴向动量矩；M M n n ；K K n n ；2 2、影响：、影响：(1(1)气气流流型型式：式：当当 n n 很小时，如很小时，如(a)(a)所示，弱旋转，不能产生回流区，所示，弱旋转，不能产生回流区，呈封闭状态，不具有旋转的重要特性，类似于直流。呈封闭状态，不具有旋转的重要特性，类似于直流。当当 n n 增大到一定值时，如增大到一定值时，如(b)(b)所示，出现回流区，适当所示，出现回流区，适当的的回流区的长度回流区的长度及及回流量回流量是我们所追求的，此时为开放是我们所追求的，此时为开放式气流。式气流。当当 n n 太大时，如太大时，如(c)(c)所示，形成扩散状，俗称所示，形成扩散状，俗称“飞边飞边”，飞边会使火焰贴墙，飞边会使火焰贴墙 烧喷口、结渣。烧喷口、结渣。2 2、回流区的长度回流区的长度及及回流量回流量在在开放式气流这一区间，开放式气流这一区间，n n 过大或过小均不利。过大或过小均不利。n n 过小：长度及回流量均小，只能卷吸少量低温烟气。过小：长度及回流量均小，只能卷吸少量低温烟气。n n 过大：回流量过大：回流量，但长度，但长度，回流大，回流大量低温烟气。量低温烟气。最终目的最终目的：回流大量高温烟气到火炬根部：回流大量高温烟气到火炬根部3 3、扩散角：、扩散角：n n 扩散角扩散角 ，外边界面外边界面 ，卷吸，卷吸 4 4、射程：、射程：n n 射程射程 充满度；充满度；对面的墙结渣。对面的墙结渣。前后墙对冲前后墙对冲种种类类蜗壳蜗壳式式轴向叶片式轴向叶片式切向叶片式切向叶片式三、几种旋流燃烧器三、几种旋流燃烧器旋流的旋流的产生方法：产生方法：1 1、单蜗壳、单蜗壳 扩锥型扩锥型(1)(1)二次风二次风 蜗壳，一次风不旋转；蜗壳，一次风不旋转；(2)(2)扩锥作用：扩锥作用：使一次风扩散，促进回流区产生使一次风扩散，促进回流区产生(3)(3)可调节扩流锥的位置可调节扩流锥的位置(前后移动前后移动)，改变气流的扩散角，改变气流的扩散角 回流区的大小；回流区的大小；(4)(4)二次风动量大，带动一次风一起旋转；二次风动量大，带动一次风一起旋转；(5)(5)与双蜗壳相比：一次风阻力小；与双蜗壳相比：一次风阻力小；混合相对较晚混合相对较晚适合燃用较差的煤。适合燃用较差的煤。2 2、双蜗壳式、双蜗壳式一、二次风转向相同一、二次风转向相同 混合早且强烈混合早且强烈适于烟煤、褐煤。适于烟煤、褐煤。总之：前两种目前应用很少总之：前两种目前应用很少。3 3、轴向叶片式、轴向叶片式(1)(1)叶片垂直于柱面，与轴成一定角度叶片垂直于柱面，与轴成一定角度(参见展开图参见展开图)；风从轴向流入风从轴向流入。叶片展开图叶片展开图(2)(2)叶片可固定，或可调；叶片可固定，或可调；(3)(3)通过叶轮的前后移动可调节通过叶轮的前后移动可调节旋转强度旋转强度 n n；(4)(4)回流区较小，适于高挥发分煤。回流区较小，适于高挥发分煤。4 4、切向叶片式、切向叶片式(1)(1)叶片切于柱面，平行于轴；叶片切于柱面，平行于轴；风从切向流入风从切向流入。(2)(2)叶片可动叶片可动 改变角度改变角度 旋转强度旋转强度；(3)(3)适用于烟煤。适用于烟煤。稳焰稳焰器器在一次风出口处形成在一次风出口处形成回流区回流区，可轴向调节，可轴向调节油喷嘴油喷嘴见图见图5 52222q 双双调风调风旋流燃烧器旋流燃烧器二次二次风：内二次风风：内二次风内环：轴向叶片内环：轴向叶片 外二次风外二次风外环：切向叶片外环：切向叶片内二次风的风量可调内二次风的风量可调轴向拉动调节风门，间隙轴向拉动调节风门，间隙内外二次风均可以调节旋流强度内外二次风均可以调节旋流强度空气分级燃烧空气分级燃烧的思想的思想低低NOxNOx1 1、有效降低温度型有效降低温度型NOxNOx 富燃料区温度低富燃料区温度低2 2、有效限制燃料型有效限制燃料型NOxNOx 在富燃料区的还原性在富燃料区的还原性气氛下，抑制挥发分气氛下，抑制挥发分N N向向NOxNOx转化转化美国巴布科克美国巴布科克.威尔科克斯（威尔科克斯（B BW W）DRBDRB型双调风型双调风燃烧器燃烧器一次风量一次风量151520%20%；内二次风量；内二次风量353545%45%；外；外555565%65%一次风周围还有一股冷空气或烟气一次风周围还有一股冷空气或烟气距喷口距喷口1.21.2米处的温度由米处的温度由16001600降到降到14001400度，度，NOxNOx降低降低39%39%外二次风可把还原性气氛与水冷壁分开，避免结渣或腐蚀外二次风可把还原性气氛与水冷壁分开，避免结渣或腐蚀在喷口处加装在喷口处加装陶瓷火焰稳定环陶瓷火焰稳定环可进一步降低可进一步降低NOxNOx及飞灰含碳量及飞灰含碳量邹县邹县电厂电厂2020t/h2020t/h2424只只3 3层每层层每层4 4只前后墙对冲只前后墙对冲风箱为沿炉四周环形连通风箱为沿炉四周环形连通旋转方向均为两侧向中心旋旋转方向均为两侧向中心旋q减少了相邻燃烧器的干扰减少了相邻燃烧器的干扰q控制了火焰冲刷侧墙控制了火焰冲刷侧墙四、布置四、布置充满度好充满度好 不刷墙不刷墙1 1、前墙布置：用于小容量锅炉、前墙布置：用于小容量锅炉 最大缺点：主气流上下均有停滞旋涡区。最大缺点主气流上下均有停滞旋涡区。2 2、前后墙对冲、前后墙对冲 (或侧墙或侧墙)仅在冷灰斗附近形成小停滞区，一般多层布置。仅在冷灰斗附近形成小停滞区，一般多层布置。3 3、两面墙交错布置：充满度更好、两面墙交错布置：充满度更好北仑北仑电厂电厂2 2号炉号炉加拿大拔柏葛加拿大拔柏葛3636只双调风前后墙各只双调风前后墙各3 3层每层层每层6 6个个同墙面同标高的同墙面同标高的6 6只燃烧器共用一个二次风室，只燃烧器共用一个二次风室，刀通过刀通过6 6根煤粉管道与同一台磨相连根煤粉管道与同一台磨相连6 6个同层燃烧器投则同投，停则同停，各负荷也要个同层燃烧器投则同投，停则同停，各负荷也要求相同求相同两侧墙为二次风总风道两侧墙为二次风总风道为何不希望单只燃烧器功率太大？为何不希望单只燃烧器功率太大？q局部热负荷过高局部热负荷过高结渣结渣q局部热负荷过高局部热负荷过高NOxNOx生成多生成多q局部热负荷过高局部热负荷过高膜态沸腾；直流炉水动力多值性膜态沸腾；直流炉水动力多值性q切换或启停燃烧器对燃烧稳定性的影响切换或启停燃烧器对燃烧稳定性的影响q切换或启停燃烧器对汽温的影响切换或启停燃烧器对汽温的影响q燃烧调节不灵活燃烧调节不灵活总之：旋流燃烧器布置总之：旋流燃烧器布置不像直流燃烧器的布置讲究总体的不像直流燃烧器的布置讲究总体的效果及相互配合，采用旋流燃烧器的炉效果及相互配合，采用旋流燃烧器的炉子的燃烧主要决定于燃烧器本身的结构子的燃烧主要决定于燃烧器本身的结构和参数和参数五、运行参数五、运行参数一、二次风速，风率，风温一、二次风速，风率，风温与与 煤煤 种种 相相 关关