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旋流煤粉燃烧器.ppt

1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,.,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,.,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,.,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,.,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,.,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,.,*,旋流煤粉燃烧器,王梓安

2、1,.,旋流煤粉燃烧器应用及类型,我国国产的中小容量锅炉多采用旋流式煤粉燃烧器,如国产,100,MW,机组,,125MW,机组以及,200MW,机组都应用过旋流燃烧器。,常见的旋流煤粉燃烧器有以下几种,:,双蜗壳旋流煤粉燃烧器,单蜗壳,-,推锥形煤粉燃烧器,轴向叶片旋流煤粉燃烧器和切向叶片旋流煤粉燃烧器,2,.,旋流煤粉燃烧器工作原理,旋流燃烧器由喷口组成,燃烧器中装有各种型式的旋流发生器,(,简称旋流器,),。煤粉气流空气或热空气通过旋流器时发生旋转,从喷口射出后形成旋转射流。利用旋转射流,能形成有利于着火的高温烟气回流区,并使气流强烈混合。,射出喷口在气流中心形成回流区,这个回流区叫做内

3、回流区。内回流区卷吸炉内的高温烟气来加热煤粉气流,当煤粉气流拥有一定热量并达到着火温度后就开始着火,火焰从内回流区的内边缘向外传播。与此同时,在旋转气流的外围也形成回流区,这个回流区叫外回流区。外回流区也卷吸高温烟气来加热空气和煤粉气流。由于二次风也形成气流,二次风与一次风的混合比较强烈,使燃烧过程连续进行,不断发展,直至燃尽。,3,.,旋流煤粉燃烧器工作原理结构图,4,.,旋流式燃烧器的类型,按照旋流燃烧器的结构,旋流式燃烧器可分为蜗壳式、轴向叶片式、切向叶片式三大类,常用有以下几种:,5,.,旋流式燃烧器的类型及结构图,6,.,单蜗壳旋流煤粉燃烧器结构图,7,.,单蜗壳旋流煤粉燃烧器,如上

4、图,一次风为直流,经中心一次风管喷入炉膛。一次风管出口装有扩流锥使气流扩散,扩流锥的位置可前后调节,能改变一次风出口的速度和气流扩散角的大小,并能调整一二次风气流混合的位置。二次风气流通过蜗壳旋流器产生旋转运动,以旋转射流方式喷入炉膛,二次风蜗壳进口处装有蛇形挡板,能改变二次风射流旋转强度,从而改变整个气流旋转强度。,优点:对煤种适应性较双蜗壳式好,可燃用挥发分较低的贫煤,一次风阻力小。,缺点,:扩流锥处于高温中心回流区,且直接受到炉内火焰辐射,因而易烧坏和结渣。目前该燃烧器在我国很少使用。,8,.,双蜗壳型旋流煤粉燃烧器结构图,9,.,双蜗壳旋流煤粉燃烧器,如上图所示,一次风在蜗壳内产生旋转

5、运动,二次风再大蜗壳内产生旋转运动,两股气流旋转方向相同。在一次风管中间有一个中心管,其中装有点火油枪。二次风蜗壳进出口装有一蛇形挡板,用以调节二次风旋流强度,当蛇形挡板管小时,二次风被挤向外侧,二次风旋流强度增加,反之减小。通过旋流强度来改变回流特性,以便适应不同煤种着火需要,但气流经射型挡板立即扩散,因此调节性能不理想。,特点,:一次风阻力大;出口气流速度和煤粉浓度分布不均匀,对煤种适应能力较差。难以适应劣质煤燃烧。,10,.,利用轴向叶片使气流产生旋转的燃烧器称为轴向叶片式旋转燃烧器。此种燃烧器是通过轴向叶片的导向,形成旋转气流的,轴向叶片可以是固定的,也可以是移动可调的,一次风有不旋转

6、和旋转两种。,轴向叶片旋流煤粉燃烧器结构图,11,.,轴向叶片旋流煤粉燃烧器,如图所示,为一次风不旋转,二次风旋转的旋流燃烧器。该燃烧器出口处装有一次风扩流锥,二次风通过可调的轴向叶轮控制,移动轴向移动拉杆,可以调节叶轮在二次风通道中的位置,当叶轮退出时,叶轮和二次风通道圆锥出现间隙,部分二次风通过此间隙绕过叶轮以直流风的形式直接经旁路流出,这股直流二次风与经叶轮流出来的旋转二次风混合后,进入炉膛。调节叶轮位置间隙大小就会改变,直流二次风和旋转二次风比例就会发生变化,混合后的二次风旋流强度就会发生改变,故此调节方法可用于调节二次风的强度。但这种燃烧器回流区小,因此只适用于挥发分较高的煤,适用于

7、Vdaf25%,,,Qar,net,p 16800kJ/kg,的烟煤和褐煤,12,.,轴向叶片旋流煤粉燃烧器结构图,13,.,轴向叶片旋流煤粉燃烧器,轴向叶片旋流煤粉燃烧器,一次风为旋转射流,二次风通过同心环状双通道轴向叶片旋流叶轮送入。双环状通道中轴向叶片的旋流强度不同,通过调节双通道风量比例,即可达到调节燃烧器出口二次风旋流强度的目的。一次风通过蜗壳式旋流器,形成选转射流,中心装有油枪和油的配风器这种燃烧器主要用于燃烧挥发分大于,25%,发热量大于,16.8MJ|kg,的褐煤和烟煤。,14,.,切向叶片式旋流煤粉燃烧器结构图,如图为切向叶片式旋流煤粉燃烧器,一次风为直流风,二次风通过可动

8、切向叶片形成旋流后送入炉膛,切向叶片一般,816,片,改变叶片的角度可是二次风产生不同的旋流强度。为了使一次风能在出口形成中心回流区,常在一次风出口中心装设一个多层式,稳燃器,,稳燃器结构如下图。,15,.,切向叶片式旋流煤粉燃烧器,如图为一次风旋转切向叶片旋流煤粉燃烧器。他的一次风通过,蜗壳旋流器,形成旋流射流,以便在一次风出口处形成中心回流区,用以稳定燃烧。,16,.,旋流燃烧器的布置,旋流燃烧器布置方式对炉内空气动力工况有很大影响。为了提高炉膛效率和有效利用率,应注意改善炉膛火焰充满度。,旋流让烧器布置方式有三种,,前墙布置,前后墙对冲布置,前后墙交错布置。,如下图所示,燃烧器前墙布置时

9、煤粉管道布置方便,各个燃烧器煤粉量和风量分布均匀。但炉内火焰充满度差,煤粉气流在后期扰动小,后期混合性差。而燃烧器前后墙布置恰恰相反,颅内气流充满程度好,气流扰动强烈,混合强烈,但煤粉管道布置复杂。,17,.,旋流燃烧器的布置,燃烧器前墙布置时沿炉膛高度方向可以布置成一排或两排。从每个燃烧器射出的旋流射流在炉内各自独立的扩展,依靠中心回流卷吸高温烟气,以保证煤粉气流迅速着火,由于炉内射流衰减的很快,因而气流是直接上升的,这样炉墙上部和底部形成两个死漩涡区,燃烧双排布置要比单排好一些。,前墙布置的优点是:,磨粉机可以直接布置在炉前。煤粉管路短,且各个长度大致相同,所以煤粉均匀,沿炉膛宽度方向烟

10、温偏差小。,缺点:,炉内火焰充满度差,煤粉气流在后期扰动小,后期混合性差。死漩涡区较差,前墙的火焰可以直接冲到后墙易结渣。可以布置折焰角改善其充满度。,18,.,旋流燃烧器的布置,旋流燃烧器可布置在前后墙,也可布置在两侧,他们又可分为对冲布置和错列布置,当对冲布置时,由于两方火炬在中央对冲,气流大部分向上,会有少部分下冲到冷灰斗,形成死滞旋涡区。如果燃烧时火炬一侧过强时,有可能导致水冷壁结渣,如果交错布置可以改善这种情况,由于火焰相互穿梭所以避免死漩涡区,这就改善了,火焰充满度和火焰混合度。,缺点:,当有一侧磨煤机出现故障时,或者切换低负荷运行时沿炉膛宽度方向容易引起温度不均,另外不布置燃烧器

11、的两侧容易引起结渣。,19,.,旋流燃烧器的布置,当一台锅炉上装有几台旋流燃烧器时,相邻燃烧气流会相互影响,如下图,相邻燃烧器气流合成的切向速度分布。由图可知,当两个燃烧器旋转方向相反时,气流高度和切向速度相当于单个燃烧器的气流两倍,当两个燃烧器气流旋转方向相同时,气流在燃烧器的切向速度很小,但梯度很大,传热、传质较为强烈。,20,.,旋流燃烧器的,发展潜力,四角布置燃烧方式要求由同一磨煤机供粉的一层燃烧器在同一标高,炉膛断面必须为正方形或接近正方形,以便能形成切圆燃烧。这种布置方式对于中小容量的机组不存在问题,但随着机组容量进一步增大,炉膛尺寸随之增大,要维持一二次风的良好混合就需要气流有更高的动量,这就使风机的压头必须进一步增加,而且气流的刚度很难保证。而对于墙式布置燃烧方式,由于炉膛不要求为正方形,所以随着机组容量的增加,只需增加炉膛的宽度,而不必增加炉膛的深度,锅炉的容量并不受炉膛截面积的限制,同时也给尾部受热面的布置带来很大方便。从试验研究方面考虑,旋流燃烧器比直流燃烧器要方便简单的多。旋流燃烧器靠卷吸周围的热烟气来点燃煤粉,与周围燃烧器关系不大,因此旋流燃烧器可对单个燃烧器进行试验,可以建成与实际燃烧器同样尺寸的燃烧器试验台。而直流燃烧器要靠切圆来点燃煤粉,试验时必须同样有切圆存在,因此要建立与实物同等大小的试验台必须耗资巨大,所以实际中也不太可行。,21,.,

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