煤粉燃烧器的分析
摘要：本文分析了几种有代表性的预燃室型煤粉稳燃装置的原理及其特性，并根据其原理提出了几种改进的方案。
关键词：回流区；煤粉锅炉燃烧器；钝体
前言：我国电力行业以劣质媒为主要燃料，这是我国能源政策的要求，同时也是我国煤碳资源分布状况、开采运输条件等所决定的。从经济性和发展趋势看，燃油锅炉和燃用优质煤锅炉所占比重将越来越少，燃用劣质煤锅炉，特别是大容量劣质煤锅炉将越来越多。锅炉燃用劣质煤时普遍存在着火困难、燃烧稳定性差、燃尽率低等问题。对于有些煤种，还存在着炉膛水冷壁结焦、尾部受热面磨损腐蚀、排放物严重污染环境等问题。另一方面，要求越来越多的锅炉机组参加电网调峰。锅炉参加电网调峰时，需要改变负荷和调整运行方式，这就进一步加剧了劣质煤锅炉己存在的问题的严重性。这些问题急需解决，而解决这些问题的重要手段就是研制和开发新燃烧设备。
我们小组从《燃烧学》课本上介绍的两种传统煤粉燃烧稳燃装置出发：
旋流稳燃器：
稳燃原理：
旋流射流的一个最大特点就是射流内部有一个反向回流区，旋转的射流不但从射流外侧卷吸周围的介质，而且还从内部回流区内卷吸介质，而内部回流区的烟气温度很高，能有效助燃和稳燃。
存在的问题：
1.预燃筒壁的积粉和结渣：
不能作为主燃烧器在锅炉运行中长期使用，甚至在短期的锅炉点火启动和低负荷稳燃运行使用时也成问题，因预燃室简壁结焦严重或出现局部温度过高而烧毁预燃室.
2.旋流叶片的磨损：
在长期多变负荷运行过程中，旋流叶片受到高速煤粉流的冲刷，容易磨损变形，造成煤粉流的堵塞，影响旋流效果
3.低负荷条件下工作不稳定，容易熄火，需要喷油助燃。
4.对无烟煤等低挥发分含量煤种的效果不好。
钝体直流稳燃器：
稳燃原理：
钝体是不良流线型体，在大雷诺数下流体流经钝体时在钝体的某个位置会是
流体边界层脱离开钝体，从而在下游形成一个回流区，回流区内的煤粉具有高温，高氧的特点，提供更多的着火热，克服了自由射流的冷核区，对于助燃和稳燃有较大效果。
存在的问题:
1.钝体的使用寿命不长，长时间使用，被煤粉流冲刷吸附，钝体的不良流线型遭到破坏，失去钝体稳燃的作用。
2.形成的回流区范围不大，且温度不是很高，在低负荷条件下作用不明显，负荷调节不方便。
3.钝体造成了流动阻力，增加了功耗。
4.对于挥发分含量较低的煤种效果不好。
为此我们查找了相关的专利进行分析和研究，力求在弄清各类专利的原理的基础上提出相关的改进和意见。
1、根部二次风的煤粉预燃室燃烧器：
技术背景:
煤粉锅炉在点火生炉或者停炉时都要用大量燃油来助燃。此外，由于一般煤粉锅炉负荷低于70%时，燃烧会发生不稳定。为了保持低负荷下稳定燃烧，必须消耗更多的助燃用油。
煤粉燃烧室这种新型燃烧装置，具有良好的着火和燃烧性能。它在锅炉启动、停止或低负荷时能够提高锅炉的燃烧稳定性，所以能节约大量点火和低负荷助燃用油。在预燃室结构一定的条件下，影响煤粉气流着火和燃烧的主要因素是煤质的优劣。当燃用挥发分和发热量低的煤种时点火就困难，燃烧也不稳定，常出现脱火现象，当燃用挥发分和发热量较高的煤种时会出现结焦现象。
本发明的任务：
改进型煤粉预燃室旋流燃烧器，可以解决长期助燃中的积粉、结渣问题，进一步达到节油效果，而且可以增大回流烟气量，有利于难燃煤种的着火和燃烧，还能保护桶壁材料不超过允许的使用温度。
图片：
图中：1——一次风喷口
2——二次风喷口
3——根部贴壁环形的二次风喷口
4——预燃筒
工作原理:
煤粉气流流经一次风喷口内的旋流叶片，使气流旋转扩张进入预燃筒内。在预燃筒中心部位形成高温烟气的回流，来点燃煤粉气流。点火初期由于炉膛温度轻低，应保持较低的一次风速和较高的煤粉浓度使煤粉着火时间缩短，火炬不至过长，以便加热预燃室壁温，给旋流器出口的风粉混合物提供大量的辐射热有利于煤粉的燃烧。由于出口二次风的送入位置距一次风喷口有一定距离，以控制煤粉气流着火后再混入空气助燃，有利于预燃筒内的着火。根部二次风喷口紧贴在预燃筒壁面锥体端面，成环状结构，用单独风管和风室以保证对根部二次风喷口风速的合理调节。根部旋流二次风的风速较高，风量占50%~70%。
结论：根部二次风的风速大，且贴壁吹出，在配合旋转一次风的情况下，提高了周边风速，增大了中心压强差，可以形成更强的回流区，回流将高温烟气抽吸至火焰根部不断向风粉混合物提供着火热量，使预燃筒内的风粉混合物能够持续稳定的燃烧，因而有利于难燃煤种的着火和燃烧。贴壁处大量的空气，形成氧
化区，使壁面附近结渣减少。因为燃烧70%的热量用来提高空气的温度，所以周边空气含量的增高可以降低壁温，不易烧坏筒壁,延长了材料的使用寿命。由于在燃烧过程中分段送入一次风、根部二次风和出口二次风，减少了燃烧时产生的NOx，因而降低了大气污染。
2、一种改进型钝体煤粉燃烧器：
技术背景：
劣质煤着火困难，燃烧不稳定，燃尽程度低。采用钝体燃烧器可以产生回流区，促使燃烧稳定，燃尽度提高，但一般钝体也有不足之处，回流区的大小和强弱由钝体的尺寸决定。对一定的炉子，按设计的钝体燃烧器很难适应煤种和负荷变化，且回流区还不够长。
发明目的：
在保留钝体稳燃的作用前提下，使回流区可调，回流强度增加且回流区内燃烧强度增加。
1——空心钝体
2——上下联板
3——一次风管
4——射流源引入管
工作原理：
如图所示，它是一个空心的三棱柱，在它的底面上对称地开有两个开设两个长方形的缝隙，和一般钝体所不同的是，从钝体底面的长条缝隙中喷出两股高速气流，由于高速气流具有卷吸作用，致使回流区的尺寸变大，回流强度增强，改变射流速度，可以改变回流区大小和强度，以适应不同的需要。
3、火焰稳定船式直流煤粉燃烧器：
技术背景：
现有技术中，采用一般的煤粉燃烧技术的煤粉锅炉，在点火升炉时，一般都要先烧大量的油，然后才能使喷入的煤粉燃烧稳定。此外，由于一般煤粉锅炉在负荷低于70%时，燃烧不稳定，为了保持低负荷下稳定的燃烧也需要相当多的助燃用油。已有的圆筒型煤粉预燃室虽然起到了节约点火和助燃用油的作用，但我国制造和使用的煤粉锅炉大多数是采用角置煤粉燃烧器，在这类锅炉上采用圆筒型煤粉预燃室，由于锅炉结构原因，不是很方便，而且改装工作量较大。
发明目的：
为煤粉锅炉，特别是角置直流煤粉燃烧设备提供一种多功能的直流煤粉燃烧
器，使之兼有煤粉预燃室的功能，可节约大量点火和助燃用油，又能作为主燃烧器长期连续运行，并能适用煤种的多变，保持燃烧稳定。
工作原理：
火焰稳定器为一船形钝体，置于直流煤粉燃烧器的一次风喷口内部，并在船头、船尾，及中心管环缝处各有一个喷射气流的喷口。一般的直流煤粉燃烧器中气流射出喷口后，将接近于自由射流特性，正向气流与回流气流的零速度边界线基本上是有一定夹角的二条直线，煤粉颗粒与气流流动趋于一致。船式直流煤粉燃烧器借助于射流流经船体时气流外边界的零速度线就束腰般地向中央收缩，气流在燃烧器一次风口外300～500mm处形成束腰区，如图。因煤粉的惯性大，不像气体流动那样很快向中央轴线靠近，因此在气体束腰部外缘煤粉分离和集中成较高的浓度。由相邻角置燃烧器喷来和射流卷吸引来的周围高温气体，使一次风气流束腰部外缘温度约为900～1100℃，含氧量约为10%。束腰部的外缘形成了有利于煤粉燃烧的三高区(即高煤粉浓度，高烟气温度及高含氧量)。由于船体放在一次风喷口内，无高温烟气大量回流至一次风口处，船体及一次风口处的气流温度大致与一次风温相当(在100 ~300℃范围内)。因而不会出现船体及喷口的烧坏问题。
结论：一次风喷出，绕流船体后，形成的回流气体温度不很高，也不直接用回流气体来引燃煤粉，而是在射出喷口后，于回流区外的煤粉气流外缘形成局部的三高区，形成稳定的引燃煤粉气流的良好的着火源，并且通过三股气流的适当运用，可调节稳定着火源的位置，大小和温度，从而适应煤种的改变和负荷的变化，同时三股气流对船体和喷口起到冷却作用。作为主燃烧器长期连续使用可节约大量点火和助燃用油。
4、带负荷稳燃器的直流煤粉燃烧器（针对船型稳燃器的缺陷改进型）：
技术背景：
大多数稳燃装置采用四角布置，切向燃烧的直流燃烧器，一次风喷口一般为
矩形，在锅炉点火启动时要用大量的燃料油点火，在解决低负荷运行时，为了保持锅炉的稳定燃烧，也要投油助燃，在专利《带火焰稳定器的船形煤粉燃烧器》，它是在直流煤粉燃烧器的煤粉气流喷口内加装一只火焰稳定船，由于该火焰稳定的特殊结构形状，它可在一次风喷口的出口附近形成缩腰形射流，并在一次风射流两侧的缩腰部形成较高浓度煤粉，高温和合适氧浓度的区域，通常称为三高区。这是一个有利于着火燃烧的区域，煤粉气流射入炉内时首先在此区域开始着火燃烧，因而可保持燃烧稳定，节省大量的点火用油和助燃用油。但在气流绕流船体形成的回流区内，煤粉很少，温度较低，因而比较难着火，回流燃烧的优点并没有很好的开发出来。
发明目的：
加入该装置后，燃烧器出口形成高浓度的煤粉气流，并使高浓度的煤粉气流直接射入高温回流区内，以利于着火和保持火焰稳定。
燃烧器的结构简图：
1——来流渐扩段
2——U形体稳燃器
3——分流器
4——导流板
5——高速风喷口
6——备用蒸汽喷口
工作原理：
由于U形稳燃器的惯性分离和器的分流作用，将一次风管来的煤粉气流分成浓淡两股气流，利用淡的煤粉气流进行引射，在喷口外形成回流区，并使高浓度的气流直接射入回流区内，这样在回流区内有高浓度的煤粉气流，又有卷吸的高温烟气，使着火期提前，提高了燃烧区的温度，增加了地负荷运行时的稳定性，从而达到助燃和稳燃的作用。
结论：它是在一次风喷口内加装一个U形稳燃器和两个分流器，使其出口附近形成区内具有较高的煤粉浓度，因而可充分发挥回流燃烧的优点，使煤粉气流着火提前，保持炉内燃烧稳定，节省锅炉点火用油及助燃用油，适应煤种多变，同时在一次风喷口外形成分段燃烧工况，形成缺氧燃烧的一次燃烧区和氧充足的二次燃烧区从而降低NOx的排放。
5、流化床煤粉预燃加热燃烧器（另辟蹊径解决稳燃问题）：
专利研发背景：
煤粉燃烧技术设备中，一般在点火升炉或低负荷运行时，燃烧会不稳定，需要喷入大量的的油或气体燃料助燃；与此同时在运行过程中，由于煤种多变，也会出现燃烧的不稳定，着火和推迟飞灰可燃物较高的问题。
分析原有的各类煤粉预燃室原理：
依靠煤粉一次风喷口处造成一负压回流区，并在回流区边缘附近形成一个高温。高煤粉浓度的富氧区，以点燃火焰和稳定燃烧火焰，
存在的缺陷：
这些燃烧器虽然不同程度上节约了点火和助燃用油，扩大了不需油助燃条件下的负荷调节范围以及煤种的适应能力，但并没有从根本上解决这一问题，对于极难燃的无烟煤等燃料的低负荷稳定燃烧没有很好解决。
由于对于不同的煤种，要求的回流量的参数会不尽相同，另外锅炉运行的条件也不同，即负荷高低不同，造成燃烧器喷入的煤量，风量，以及炉内延期的温度也不同，因此按照上述原理设计的某一具体结构的燃烧器往往很难做到既能在煤种多变，煤质下降时保持火焰的稳定，又在低负荷条件下不要用油等液体或气体燃料助燃，特别是对于含挥发分极低的无烟煤等难燃煤种，目前尚缺乏成熟可靠的燃烧设备。
专利与原有技术相比，具有以下优势：
1，由于流化床内的热物料有较大的热容量，任何难燃煤种进入后都可快速被加热和点燃，故该燃烧器具有较宽的燃料适应性，可燃烧包括贫煤，无烟煤等
各种难燃煤种。
2，由于运用流化床燃烧技术对任何煤种均可在25%甚至更低的负荷条件下运行，故该燃烧器从根本上解决了低负荷下不需用油等液体或油或气体燃料助燃的问题，因而可大幅度降低低负荷条件下运行的费用。
3，锅炉的调节性能好，传统的燃烧器是靠调节回流量和煤粉浓度来间接控制燃烧强度，而流化床预热燃烧器是通过改变进入流化床预燃加热室的风量和煤量以及他与煤粉一次风携带煤的比例来直接控制燃烧强度，其功率调节可在25%-100%范围内调节。
4，流化床燃烧还具有大气污染物排放水平低的特点，可明显降低NOx等有害物质排放。
工作原理：
在煤粉一次风喷口外设置以小型流化床煤粉预燃加热室，该室与煤粉一二次风喷口一起组成流化床煤粉预燃加热燃烧器。流化床煤粉预燃加热室即一小型流化床，送入床内的风量只有煤粉燃烧所需的很少的一部分，加入床内的煤只有部分燃烧，热平衡由燃烧释热量与加入煤粉的吸热量决定，在正常运行时，流化床内为炽热的床料，煤粉进入后迅速与热床料混合，快速加热，很快达到着火温度而燃烧。由于扬折和夹带，热烟气携带着被加热点燃的煤粉离开流化床预热加热室，与携带的煤粉的煤粉一次风混合后一起喷入炉膛，与氧接触并加热点燃随煤粉一次风带入的煤粉颗粒，形成稳定的高温火焰，由于流化床具有极强的燃料适应性，任何难燃的煤进入后都可快速被加热和点燃，加之流化床内的风量。煤量。以及与煤粉一次风携带的煤粉量的比例均可方便调节，因而可燃烧包括无烟煤在内的任何煤种，具有大幅度调节负荷的能力，即使在非常低的负荷下运行，也不需要油或气体燃料助燃，故该燃烧器从根本上解决了低负荷下不需油或气体燃料助燃的问题。
工作过程简介：
在煤粉一次风喷口1外设置以小型流化床煤粉预燃加热室2，该室由流化床一次风室3，布风板4，流化床二次风进口5，给煤口6，煤粉经布风板4上的风帽进入流化床燃烧室，将布风板上的的固体物料流化，在流化床燃烧室8的下部形成密相床，在其上部则为稀相的悬浮段。
正常运行时，流化床内为炽热的燃料，煤粉进入后迅速与热床料混合，快速加热，很快达到着火温度而燃烧。由于扬折和夹带，热烟气携带着被加热点燃的煤粉离开流化床预热加热室，以10-30m/s的速度从导管9喷出，射入煤粉炉炉膛10；携带部分煤粉的煤粉一次风从导管周围以30-60m/s的速度喷入，二者形成交叉射流，射流夹角为0-45度加速混合，炽热的煤粉热烟气混合物快速燃烧、升温，形成稳定火焰，在煤粉一次风喷口的周围应布置每分二次风11，为煤粉的充分燃烧体供氧气，为减小堆顶部的磨损，可使煤粉一次风的一部分从预燃加热室的顶部喷入炉膛，流化床燃烧器预加热室内部为贫氧燃烧，室内控制为还原性气氛，输入的风量只是所需的很少的一部分，加入的煤量只有部分燃烧。
讨论改进的方案：
针对上述专利分析,为了实现低负荷下稳定燃烧,节约助燃用油,一个主要的思路就是依靠煤粉一次风喷口造成负压回流区，利用高温回流区卷吸回来的热量
来提供前期的着火所需供热。一个行之有效的方法就是实行浓淡分离，使高浓度
的煤粉直接进入回流区，并提高壁面处空气流的速度，使回流现象明显。为此，我们提出了一种新的方案。
方案一：如图，在一次风喷口处加一挡板，使气流分离成两部分，中心部分可以和煤粉混合，提供点燃所需的一次风氧气浓度，周边部分气流经渐缩面积，在亚音速条件下实现气流加速过程，既可以避免壁面局部温度过高而烧坏，也可以实现较强回流，达到稳燃效果，且易于改装。
方案二：在一次风喷口外逐级加入挡板，这样可使周边气流加速，实现速度梯度，并达到分级为中心回流燃烧区送入二次风，达到稳定燃烧，冷气流层也可以实现壁面的冷却，防止结渣，分级输送空气也可以使燃烧更加完全，减少污染物排放。
在本次完成作业中，由韩冰完成了前言、《根部二次风的煤粉预燃室燃烧器》与《火焰稳定船式直流煤粉燃烧器》的专利分析，郭江完成了《带负荷稳燃器的直流煤粉燃烧器》、《一种钝体煤粉燃烧器》《流化床煤粉预燃加热燃烧器》的专利分析，全体小组成员共同参与了探讨，得出了两个改进方案，并由王旭完成论文的排版与整理，制作PPT。
参考文献：
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[7]专利：一种钝体煤粉燃烧器.90108583.9
[8]专利：带负荷稳燃器的直流煤粉燃烧器.92100588.1
[9]专利：流化床煤粉预燃加热燃烧器.93107510.6
煤粉燃烧器的安全技术Through the process agreeme nt to achieve a uni fied action policy for differe nt people, so as to coord in ate acti on, reduce bli ndn ess, and make the work orderly.
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煤粉燃烧器的安全技术 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 煤粉燃烧器是煤粉炉的主要燃烧设备。煤粉燃烧器的型式很多，一般可按气流形式分为直流燃烧器和旋流燃烧器两大类。 燃烧器（又叫喷燃器）常见的故障有喷燃器烧坏、燃烧不稳、灰火打炮、炉膛或喷口处结焦、磨损漏粉等，所以对喷燃器的安装、运行、检修等都要有一定的安全技术要求。 1?喷燃器的安全要求 1）喷燃器的安装应按设计要求进行。当燃料变化时，可根据试验结果进行必要的改进。喷燃器与水冷壁的固定时应防止水冷壁管被拉裂。喷燃器的平衡配重应按设计要求安装， 保证水冷壁管不受过大的附加力和能随着水冷壁膨胀而能自由调整，不被卡涩。喷燃器及输粉管、风管亦能膨胀正常； 2）运行值班人员应根据某种和负荷的变化正确调整一、二次风的风量和风速。确保燃烧正常，防止灭火打炮、结焦 和烧坏喷燃器；
2010年6月 目录 1、燃料 2、制粉系统与煤粉管道 3、百叶窗式水平浓淡分离燃烧器 4、燃烧器安装和调整中的注意事项 5、伸缩式油枪（简单机械雾化） 6、常规点火油、蒸汽、空气管路(见供货厂家相关说明) 7、微油点火及暖风器系统(见供货厂家相关说明) 8.点火操作(常规说明，详见供货厂家相关说明) 9、煤粉燃烧器的操作运行 附图 参考图纸
1、燃料 本工程为山东魏桥创业集团有限公司、山东魏桥铝电有限公司1217t/h供热机组锅炉，所用燃料如下： 1.1、煤质分析资料： 1.1.1 品种：贫煤
1.2 燃油，0#轻柴油 特性如下： 粘度（20℃） 恩氏粘度°E 1.2～1.67 运动粘度mm2/s 3.8～8.0 灰份，不大于 0.25% 硫含量，不大于 0.25%
机械杂质无 水份，不大于痕迹 C16H34 不小于 50% 闪点不低于65℃ 凝固点不高于0℃ 低位发热量 41870kJ/kg(10000kcal/kg) 2、制粉系统与煤粉管道 2.1制粉系统 本机组采用双进双出钢球磨正压冷一次风机直吹式，每台锅炉配三台MGS-4360型磨煤机，一台磨煤机对应二层一次风。煤粉细度R90=6%。，炉前原煤由储煤斗经过给煤机进入磨煤机两端的原煤入口，借助螺旋输送装置将原煤送入磨煤机筒内。 热风通过磨煤机两端中空轴内的热风管道进入磨煤机，热风携带煤粉通过磨煤机两端中空轴和热风管之间通道由输粉管道进入分离器，经分离合格的煤粉连同干燥介质形成风煤混合物（一次风）经煤粉管道输送至燃烧器进入炉膛内进行燃烧，不合格的煤粉返回磨煤机再次碾碎。磨煤机出口风量(即一次风总量)由通过磨煤机的风量和旁路风量之和。MGS-4360型双进双出磨煤机允许采用不对称运行方式，即从磨煤机一端进煤而在磨煤机一端或二端出煤粉，可以实现半台或一台磨煤机运行。 磨煤机的性能和运行请仔细阅读供货厂家说明书。 2.2煤粉管道 2.2.1煤粉管道的布置 本机组配三台磨煤机，于锅炉前呈一排布置。由每台磨煤机两端出来的风粉混合物经2×4根煤粉管道引至两层四角煤粉燃烧器的两层煤粉喷嘴。3台磨煤机共3×8根煤粉管道在磨煤机上部和给煤机层之间的空间内分6层成水平走向引至炉膛四角。为了更好适应各种工况的运行，煤粉管道对应的煤粉喷嘴层(自下至上)为A1，A2，B1，C1，C2，B2。
109 百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器 在燃贫煤300MW 机组的应用研究 王纪宏 （河南安阳电厂） 摘要：为适应市场经济下的运行模式，针对发电企业改革中的深度调峰、超低NOx 排放问题，本文从百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器的结构分析了其稳燃性、NOx 低排放的机理，并通过安阳电厂#9、#10炉燃烧器的改造情况和试验结果分析，NOx 低排放量、稳燃性达到了国际领先水平，为企业创造了可观的经济效益和社会效益。文章还提出了对洁净燃烧和节能的一些新观点和建设性建议。 关键词：300MW 机组；百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器；改造；试验；Nox ；稳燃性 1 前言 安阳电厂#9、#10炉（DG1025/18.2-II4）为亚临界一次中间再热自然循环汽包炉，平衡通风，固态排渣，中储式结构，分别于1998年3、9月投产，运行基本稳定。为了适应电力市场频繁调峰、保证锅炉洁净燃烧，分别在2000、2001年机组大修中，将五层一次风全部改造为百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器。设计燃煤特性见附表。 2 燃烧器概述 2.1 结构特点 水平浓淡煤粉燃烧器分浓缩器和喷口两部分（如图1）。 图1 水平浓淡煤粉燃烧器横截面图
浓缩器由五块有一定倾角的耐磨陶瓷板组成，又称百叶窗浓缩器。燃烧器喷口由三部分组成：从向火侧到背火侧依次为浓相喷口、淡相喷口和侧二次风喷口，三者均属于狭长形喷口。浓相喷口由波形船体和四块稳燃齿组成，淡相喷口和侧二次风喷口中间均有横隔板。浓相与淡相喷口之间有8度的偏离角。浓缩器和喷口之间为文丘里式气流加速管。同时整个喷口与风室之间上下各有14mm、左右各有9mm间隙，以形成周界风。 2.2 降低NOx含量机理 燃煤燃烧过程中，所产生的氮氧化物NOx有两种：燃料型NOx和温度型NOx。 燃料型NOx：这是燃料氮在燃烧过程中氧化生成的。生成温度一般在600~800℃，正常燃烧情况下，燃料型NOx的生成量约占80~85%，最高可达90%。研究表明：当过量空气系数α≤0.7时，没有燃料型NOx产生。可见，提高煤粉浓度，降低氧气浓度，可以有效控制NOx生成。 温度型NOx：这是在高温下由燃烧所需空气中的氮气氧化生成的。研究表明，当温度小于1500℃，几乎测不出NOx；当温度大于1500℃，NOx的生成量相当明显。控制温度型NOx 生成的主要措施是：降低燃烧温度水平；降低氧浓度；缩短烟气在高温区停留时间。燃煤炉中，温度型NOx的生成量约占15~20%。 目前，控制锅炉燃烧中NOx主要从三个途径入手：改善燃烧、燃料脱氮和烟气净化。改善燃烧，包括改进燃烧器，改善运行条件两方面。其指导思想是降低燃烧温度和燃烧区的过量空气系数，组织二级燃烧。此燃烧器是综合利用了上述方式。一次风喷口向火侧煤粉浓度比背火侧煤粉浓度高6倍左右，在向火侧，相对氧气量低；在背火侧，燃烧温度相对较低。这样，有效地抑制了两种NOx的生成量。同时该燃烧器淡相气流、侧二风均偏离浓相气流8度，一定意义上组织了二级燃烧。水平摆动二次风喷口正常运行时，向增大切圆方向摆动15°，下层二次风假想切圆由φ700/500mm，改造为φ1667.4/1468.6mm，即均偏离了燃烧区，对整个燃烧区形成包围状态，构成了“外包风”，组织二级燃烧，极大程度地抑制了两种NOx 的生成。 2.3 稳燃节能机理 水平浓淡煤粉燃烧器节能性表现在三方面：低负荷不投油稳燃性；缩短点火时间；燃尽性。 该燃烧器设计指导思想之一是：充分发挥向火侧着火优势，在向火侧实现高浓度燃烧， 着火基地。浓相煤粉着火后，为淡相煤粉提供了高温 热源，淡相煤粉也迅速着火，最终形成了稳定的燃烧 火炬。该燃烧器浓相喷口内的波形船体形成燃烧“三 高区”，增加了一次风与回流高温烟气的接触面积；四 块稳燃齿，每个齿附近均有一个小小的旋涡与回流。 这些均有利于点火、稳燃和燃尽。 3 改造情况 3.1 燃烧器改造情况（如图2） 五层一次风全部更换为百叶窗式水平浓淡煤粉燃 图2 燃烧器喷口排列示意图110
一种防结焦结构以及煤粉燃烧器 技术领域 本实用新型涉及煤粉燃烧器技术领域，尤其涉及一种防结焦结构以及煤粉燃烧器。 背景技术 5 煤粉燃烧器是指能够让煤粉在短时间内充分燃烧，产生高温涡流的设备，现有的煤粉燃烧器的结构如图1至图3所示，其包括炉体1-1、炉膛1-11、支架1-2与底座1-3，炉体1-1的左侧中部设置有送煤管1-4，送煤管1-4的一端延伸至炉体1-1的外侧，送煤管1-4的另一端延伸至炉体1-1的内侧，送煤管1-4位于外部的一侧底部倾斜设置有煤粉进管10 1-5，送煤管1-4的中心设置有点火管1-6，点火管1-6内通过气缸1-7可水平移动的设置有点火枪1-8，点火枪1-8上设置有雾化喷油嘴，送煤管1-4的右端与点火管1-6的右端之间沿周向均匀的设置有若干第一叶片1-9，炉体1-1内对应送煤管1-4的中部与右侧分别设置有相连通的环形进风腔1-10与第一环形出风腔1-12，第一环形出风腔1-12的右端沿15 周向均匀的设置有若干第二叶片1-13，第一叶片1-9与第二叶片1-13均与轴线呈一定的角度，保证产生旋流效果，炉膛1-11与炉体1-1之间设 与第二环形出风腔1-15，环形进风腔 1-10之间设置有第二耐高温浇注料层1-16，支架1-2上设置有鼓风机1-17，鼓风机1-17分别通过第一供气管20 1-18、第二供气管1-19与第一环形出风腔1-12、第二环形出风腔1-15相连通，在行走电机1-20的带动下，炉体1-1可以在底座1-3上进行移动。 磨煤喷粉机将煤粉从煤粉进管1-5进入，然后通过送煤管1-4后在第一叶片1-9的作用下以旋流的方式喷出，煤粉被点燃后进行燃烧，点25 火枪1-8在点火之后被气缸1-7拉入点火管1-6内，避免烧损，与此同时，
锅炉燃烧器各种风的作 用和区别 标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
一次风： 一次风是用来输送加热煤粉，使煤粉通过一次风管送入炉膛，并能供给煤粉中的挥发分着火燃烧所需的氧气，采用热风送粉的一次风，同时还具有对煤粉预热的作用。它的作用除了维持一定的气粉混合物浓度以便于输送外，还要为燃料在燃烧初期提供足够的氧气。一次风有冷一次风与热一次风之分。热一次风用于保证煤粉进入锅炉时即有一定的温度，提高能量利用率。冷一次风用于调节热一次风温，以保证热交换率效果达到最大。 一次风携带的煤粉进入炉膛后通过二次风提供氧气燃烧。 ？ 二次风： 二次风是通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气，进入炉膛后才逐渐和一次风相混合。二次风为碳的燃烧提供氧气，并能加强气流的扰动，促进高温烟气的回流，促进可燃物与氧气的混合，为完全燃烧提供条件。二次风的风量在一次风、三次风中最大，在总风量中占有相当大的比例。 ？ 三次风： 三次风是制粉系统排出的干燥风，俗称乏气，它作为输送煤粉的介质，送粉时叫一次风，只有在以单独喷口送入炉膛时时叫做三次风。三次风含有少时煤粉，风速高，对煤粉燃烧过程有强烈的混合作用，并补充燃尽阶段所需要的氧气，由于其风温低、含水蒸汽多，有降低炉膛温度的影响。 ？ 中心风：
中心风的作用是增加一次风的刚性，防止煤粉离析和散射,并补充空气量，减少碳未完全燃烧损失。 中心风是四通道燃烧器与三通道燃烧器的根本区别所在，中心风的作用：１、冷却燃烧器端部，保护喷头。２、在燃烧器端部形成碗状效应（气流内循环），使火焰更加稳定。３、降低端部火焰温度，减少NOX有害气体的形成。 ？ 辅助风： 辅助风控制系统以二次风风箱压力的差压为被调量，风箱/炉膛压差的定值取为负荷的函数。辅助风控制系统为一单冲量多输出控制系统，控制系统输出同时控制各层的辅助风挡板。在运行时各层磨煤机的负荷可能各不相同，需要不同的配风，因此每层辅助风门都设有一个操作员偏置站。当油枪程控点火时，相应的的辅助风门自动到“油枪点火”位置。 ？ 燃料风（周界风）： 燃料风（周界风）控制系统为比值控制系统，燃料风风门的开度由相应的给煤机转速决定，燃料风风门的为其相应的给煤机转速的函数。 ？ 燃尽风： 燃尽风控制系统也是比值控制系统，燃尽风风门的开度为锅炉负荷的函数。。
在燃气锅炉的设备中燃烧器的地位非常重要，燃烧器决定着燃料燃烧过程能不能实现完全燃烧，所以要减少NOx的生成量就要考虑燃烧器的性能。由燃烧器对NOx的生成量控制程度，我们把低氮燃烧器分为以下6种： 1．阶段燃烧器 根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器，使燃料与空气分段混合燃烧，由于燃烧偏离理论当量比，故可降低NOx的生成。 2．自身再循环燃烧器 一种是利用助燃空气的压头，把部分燃烧烟气吸回，进入燃烧器，与空气混合燃烧。由于烟气再循环，燃烧烟气的热容量大，燃烧温度降低，NOx减少。 另一种自身再循环燃烧器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环，并加入燃烧过程，此种燃烧器有抑制氧化氮和节能双重效果。 3．浓淡型燃烧器 其原理是使一部分燃料作过浓燃烧，另一部分燃料作过淡燃烧，但整体上空气量保持不变。由于两部分都在偏离化学当量比下燃烧，因而NOx都很低，这种燃烧又称为偏离燃烧或非化学当量燃烧。 4．分割火焰型燃烧器 其原理是把一个火焰分成数个小火焰，由于小火焰散热面积大，火焰温度较低，使“热反应NO”有所下降。此外，火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间，对“热反应NO”和“燃料NO”都有明显的抑制作用。 5．混合促进型燃烧器
烟气在高温区停留时间是影响NOx生成量的主要因素之一，改善燃烧与空气的混合，能够使火焰面的厚度减薄，在燃烧负荷不变的情况下，烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短，因而使NOx的生成量降低。混合促进型燃烧器就是按照这种原理设计的。 6．低NOx预燃室燃烧器 预燃室是近10年来我国开发研究的一种高效率、低NOx分级燃烧技术，预燃室一般由一次风（或二次风）和燃料喷射系统等组成，燃料和一次风快速混合，在预燃室内一次燃烧区形成富燃料混合物，由于缺氧，只是部分燃料进行燃烧，燃料在贫氧和火焰温度较低的一次火焰区内析出挥发分，因此减少了NOx的生成。 锅炉系统中的一种喷口，结构相对简单。在燃煤锅炉中，为了降低燃烧产生的NOx,采用空气分级燃烧技术，即将锅炉炉膛分为主燃区、燃尽区。在燃尽区设置OFA供风，使主燃区产生的碳氢化合物被活化，主燃区产生的含氮中间产物进入OFA区，部分被还原为N2，未完全燃烧的燃料在燃尽区得到充分燃烧，即降低污染和又增加燃料利用率。亦有防止锅炉外爆的功能(锅炉外爆条件之一:足够的燃料)。一般在各个主燃烧器上方均有OFA喷口(多层燃烧器只在最上层 设有)。 在四角切圆锅炉中，燃尽风分为两类，一类是紧凑燃尽风，即 CCOFA(Close-coupled Overfire Air)，CCOFA与主燃烧器一体;另一类是分离燃尽风，即SOFA(Separated Overfire Air)，SOFA与主燃烧器分开布置。 浓淡燃烧器原理 2014-01-21 10:38 浓淡燃烧器原理 1. 所谓浓淡燃烧器，就是采用将煤粉——空气混合物气流，即一次风气流分离成富粉流和贫粉流两股气流，这样可在一次风总量不变的前提下提高富粉流中的煤粉浓度。 2. 富粉流中燃料在过量空气系数远小于1的条件下燃烧，贫粉流中燃料则在过量空气系数大于或接近1的条件下燃烧，两股气流合起来使燃烧器出口的总过量空气系数仍保持 在合理的范围内。
文章编号:10072290X(2005)0120019204 等离子点火煤粉燃烧器技术原理及其应用研究 孙超凡1,王公林2,刘庆鑫1,于文波2,叶向前1,陈东2,郭斌1 (1.广东省电力试验研究所,广东广州510600; 2.烟台龙源电力技术有限公司,山东烟台264006) 摘 要:介绍了广东省电力系统第1台等离子点火稳燃装置的基本原理和设计特点,探讨了该系统的燃烧机理和控制逻辑的修改,介绍了该装置的调试应用情况。调试结果表明:等离子点火装置具有节省启动调试阶段燃油的能力,运行和维护费用低廉,结构简单,操作控制方便,有较大的推广应用价值。 关键词:锅炉;燃烧器;等离子点火 中图分类号:T K223123文献标识码:B T echnical principle and application research of plasma ignition burner SUN Chao2fan1,W AN G Gong2lin2,L IU Qing2xin1,YU Wen2bo2,YE Xiang2qian1,C HEN Dong2,GUO Bin1 (11Gua ngdong Power Test&Research Institute,Gua ngzhou510600,China;21Ya ntai L ongyua n Power Technology Co., L t d.,Ya ntai,Sha ndong264006,China) Abstract:This p ap er int roduces t he basic p rinciple and design characteristics of t he plasma ignition bur ner which is t he first one built in Gua ngdong Province.Its combustion mecha nism and logical cont rol syste m are discussed wit h t he commissioning test of t he plasma ignition system described.The commissioning results show t hat t he plasma ignition bur ner is wort h sp reading due t o its characteristics of oil saving,low operation a nd mainte nance costs,simple st ructure a nd easy manip ulation. K ey w ords:boiler;bur ner;plasma ignition 广州恒运热电厂C厂6号锅炉系东方锅炉厂生产的D G980/1317220型自然循环汽包炉。该炉采用四角切圆布置,有A,B,C,D,E共5层燃烧器,2层油枪。配中速辊式直吹磨煤机。设计煤种为山西大同烟煤,其实际燃煤特性(收到基):固定碳4413%,灰分1915%,全水分9%,挥发分2512%,低位发热量21635kJ/kg。为节省启动调试阶段的燃油及运行、调峰阶段的助燃用油,根据6号锅炉的实际情况,该厂采用了烟台龙源电力技术有限公司生产的DL Z2200型等离子点火煤粉燃烧器,将A层(对应C磨煤机)4只主燃烧器改造为等离子点火煤粉燃烧器,与一次风管成60°夹角。该装置在广东地区推广应用尚属首次,本文主要对其工作原理和调试应用进行研究。1 工作原理 111 点火机理 DL Z2200型等离子点火煤粉燃烧器利用直流电流(大于200A)在介质气压大于011M Pa的条件下接触引弧,并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体。该等离子体在燃烧器的一次燃烧筒中形成T>5000K的梯度极大的局部高温区,煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用,并在10ms内迅速释放出挥发物,使煤粉颗粒破裂粉碎,从而迅速燃烧。由于反应是在气向中进行,使混合物组分的粒级发生了变化,因而使煤粉的燃烧速度加快,也有助于煤粉的燃烧,这样就大大地减少煤粉燃烧所需要的引燃能量。 等离子体内含有大量化学活性粒子,如原子(C,H和O)、原子团(O H,H2和O2)、离子(O2-,H2-,O H-,O-和H+)和电子等,可加 第18卷第1期广东电力V ol118No11 2005年1月GUANG DONG E LECTRIC POWER J a n12005 收稿日期:2004205231
EPIC四风道煤粉燃烧器的操作与要求 窑头燃烧器对窑内熟料的煅烧有着举足轻重的作用，其性能好坏及调整是否合理直接影响窑内的煅烧情况以及窑衬的使用寿命。合理调整燃烧器的外风、内风和中心风的蝶阀开度，提高煤粉着火前区域局部煤粉浓度，加强燃烧器高温气体的内、外，回流，强化一次风充分混合，达到完全燃烧。但必须注意，内风不能调整太大，否则可能导致煤粉在着火前就已被稀释，这样反倒不利于着火，或者可能引起高温火焰，冲刷窑皮，导致窑皮脱落，不利于保护耐火砖。内风也不能调整过小，否则煤粉着火后不能很快与空气混合，就会导致煤粉反应速率降低，引起大量的一氧化碳不能及时地氧化成二氧化碳，造成窑内还原气氛。另外：外风也不宜调整过大，否则会造成烧成带火焰后移，窑内窑尾部分结厚窑皮或在过渡带附近出现结圈、结蛋现象，外风也不要太小，否则不能产生强劲的火焰，不利于煅烧出好质量的熟料。因此应根据具体情况选择合理的操作参数，根据煤质的好坏、细度、水分、二次风温度、窑内情况以及生料易烧性的好坏而定，通过调整最佳的外风、内风和中心风的比例关系，以及燃烧器在窑口附近的合理位置，确定适宜的煅烧制度。 1.燃烧器的定位 许多公司的燃烧器采用“光柱法”定位，控制准确，但操作不方便。最好采用位置标尺在窑头截面上定位，一般控制在窑头截面Ｘ轴稍偏左(右)位置或稍偏第三（四）象限的位置效果较好。在特殊工艺情况下可做少许微调。 2.火焰形状对煅烧的影响 燃烧器设计的最佳火焰形状是轴流风和旋流风在（0.0）位置（此时各风道管通风量最大），这时的火焰形状完整而有力。 调整火焰的形状是通过调整各风道的通风截面积来实践的。在（0.0）位置时，轴流风和旋流风的通风截面积达到最大。 火焰形状是通过旋流风和轴流风的相互影响、相互制约而得到，火焰形状的稳定是通过中心风来实现的，中心风的风量不能过大，也不能过小。一般中心风的压力应该控制在4-8KPa之间比较理想，旋流风在35-45KPa，轴流风在
煤粉燃烧器的分析 摘要：本文分析了几种有代表性的预燃室型煤粉稳燃装置的原理及其特性，并根据其原理提出了几种改进的方案。 关键词：回流区；煤粉锅炉燃烧器；钝体 前言：我国电力行业以劣质媒为主要燃料，这是我国能源政策的要求，同时也是我国煤碳资源分布状况、开采运输条件等所决定的。从经济性和发展趋势看，燃油锅炉和燃用优质煤锅炉所占比重将越来越少，燃用劣质煤锅炉，特别是大容量劣质煤锅炉将越来越多。锅炉燃用劣质煤时普遍存在着火困难、燃烧稳定性差、燃尽率低等问题。对于有些煤种，还存在着炉膛水冷壁结焦、尾部受热面磨损腐蚀、排放物严重污染环境等问题。另一方面，要求越来越多的锅炉机组参加电网调峰。锅炉参加电网调峰时，需要改变负荷和调整运行方式，这就进一步加剧了劣质煤锅炉己存在的问题的严重性。这些问题急需解决，而解决这些问题的重要手段就是研制和开发新燃烧设备。 我们小组从《燃烧学》课本上介绍的两种传统煤粉燃烧稳燃装置出发： 旋流稳燃器： 稳燃原理： 旋流射流的一个最大特点就是射流内部有一个反向回流区，旋转的射流不但从射流外侧卷吸周围的介质，而且还从内部回流区内卷吸介质，而内部回流区的烟气温度很高，能有效助燃和稳燃。 存在的问题： 1.预燃筒壁的积粉和结渣： 不能作为主燃烧器在锅炉运行中长期使用，甚至在短期的锅炉点火启动和低负荷稳燃运行使用时也成问题，因预燃室简壁结焦严重或出现局部温度过高而烧毁预燃室. 2.旋流叶片的磨损： 在长期多变负荷运行过程中，旋流叶片受到高速煤粉流的冲刷，容易磨损变形，造成煤粉流的堵塞，影响旋流效果 3.低负荷条件下工作不稳定，容易熄火，需要喷油助燃。 4.对无烟煤等低挥发分含量煤种的效果不好。 钝体直流稳燃器： 稳燃原理： 钝体是不良流线型体，在大雷诺数下流体流经钝体时在钝体的某个位置会是
LHX-高效节能型锅炉煤粉燃烧器 产 品 说 明 书 西安路航机电工程有限公司
一、工作原理： ①燃烧器是锅炉的主要燃烧设备，他通过各种形式，将燃料和燃烧所需要的空气送入炉膛使燃料按照一定的气流结构迅速、稳定的着火：连续分层次供应空气，使燃料和空气充分混合，提高燃烧强度。 煤粉燃烧器就是利用二次风旋转射流形成有利于着火的回流区，以及旋转射流内和旋转射流与周围介质之间的强烈混合来加强煤粉气流的着火特性。旋转射流的工质除了二次风外，还可以有一次风。在二次风蜗壳的入口处装有舌形挡板，用以调节气流的旋流强度，蜗壳煤粉燃烧器的结构简单，对于燃烧烟煤和褐煤有良好的效果，也能用于燃烧贫煤 运行参数:一次风率r1，一、二次风量比，一、二次风速w1和w2及风速比w1 /w2有关。。锅炉燃烧器使用的是气化原理，能使燃油完全 气化，整个燃烧器采用三级点火方式，先用高能点火器点燃轻柴油，再用轻柴油点燃浓煤粉，最后点燃淡煤粉，实现煤粉全部燃烧。 ②为避免工业锅炉积灰过多，本产品采取炉外排渣系统.进入锅炉体内的烟气灰渣尘只占燃料燃烧总的渣量的15%，其中只有小部分沉于锅炉体内,绝大部分烟气尘随烟气流入炉外的收尘系统.工业锅炉本体只需采用压缩空气吹灰系统即可避免锅炉本体人工掏渣。本产品的使用效果与燃油燃气的工业锅炉效果基本一致。
③本产品燃烧煤种与水煤浆燃烧煤种大大放宽，而不需要特优烟煤，而对于一般烟煤、无烟煤、褐煤等甚至劣质杂煤均可.使用其煤粉燃烬率可达到99%,炉渣含碳量为1%左右.炉渣为黄白色是农业化肥和建材的良好的混合材,以达到循环利用的目的.其耗煤量与一般链条锅炉可节省煤耗为25-30%以上。 二.环保技术指标： 由于燃烧系统的彻底改进，相对于链条式的工业锅炉，由燃煤层燃燃烧方式改为煤粉燃烧方式，同时又采用炉外排渣技术。其中燃烧筒（立式、卧式）的捕渣率能达到85%以上，进入工业炉的炉渣量几乎小于15%以上，只有极小部分烟尘沉于炉内,大部分随烟气流进炉后收尘系统.这样极大的减轻了炉尾部的收尘器的收尘量，进入锅炉内的细微烟尘只需要设置采用压缩空气吹灰孔即可，锅炉必须设置专用检查炉门。本公司依据水膜旋风除尘器的基本原理研发成功:文氏管双级脱硫水雾除尘器（不锈钢等钢结构见另外产品说明书），进而彻底淘汰多年普遍使用的水膜麻石除尘器，使锅炉后的除尘系统简单化，而除尘效果更优。经测算：除尘效率可达到99%，粉尘含量≤100mg/m3,SO2≤250～ 300mg/m3, NO2≤400mg/m3,总体排放指标，可达到国家城市二类地区的环保指标。 三.全线实现PLC全自动热工仪表控制系统
1 回转窑煤粉烧嘴 技 术 方 案
目录 1．总则 2．煤粉烧嘴设计要求 3．功能指标、保证值和考核办法4．监造及见证、出厂验收5．安装验收和技术服务 6．附件图纸
1 总则 1.1新型中央煤粉烧嘴是北京**环保设备有限公司研制开发的新一代的燃烧设备，该项目课题组研究人员基于多年的实践经验，根据冷、热态实验的技术参数，以国内外的煤粉烧嘴为基础，采用现代最新燃烧技术的大速差和强旋流理论，结合全国原煤资源的特性以及我国工业炉的燃料燃烧特点，运用计算机仿真技术，综合考虑多学科研究和发展成果研制而成。该燃烧器适用于冶金球团工程的回转窑以及建材水泥行业和石灰行业的及工业窑炉加热装置，具有一次风量比例低、燃烧推力大的显著技术特点。其高速的出口射流，大大强化了煤粉气流和二次热风的混合，最大限度消除了不完全燃烧，减少了不必要的热损失，并有利于降低热耗和利用低、劣质燃料；其独特的结构设计，具有灵便快捷的火焰调节手段，可使火焰形状随时满足窑内工况的需要，有利于建立合理的煅烧制度，提高产品质量；其卓越的燃烧特性，可提高工业窑炉的煅烧能力，充分发掘了设备的潜在能力以增加产量。 1.2本技术方案是适用于太钢**铁矿项目200万t/a链篦机-回转窑球团工程煤粉燃烧 器设备订货、设计、制造、检验、试验及交货等方面提出基本要求和最低要求。 1.3本技术方案未经卖方北京**环保设备有限公司允许，严禁买方转载和复制。 1.4本技术方案是根据北京**国际工程技术有限公司提供煤粉燃烧器的技术规格书要求编制而成。新型煤粉燃烧器由北京**环保设备有限公司完成制造，用户在使用之前要仔细使用手册和相关技术说明，安装、操作及维护等问题作了较为详细的介绍。 2、燃烧器性能保证的前提条件 用户需为本燃烧器的使用提供基本的使用条件，以保证HDF-K55型回转窑用四风道煤粉燃烧器达到良好的使用效果。本燃烧器性能保证的前提条件如下： ●相关工艺系统正常； ●窑头二次风温约1100℃左右； ●送煤风配置误差最大不超过10%； ●送煤粉的空气中不得含有大颗粒的异物或棉纱等物； ●燃烧器的喷嘴及煤粉入口处不允许出现堵塞现象。 2．煤粉烧嘴设计要求 2.1适应的煤粉成份
一次风：一次风是用来输送加热煤粉，使煤粉通过一次风管送入炉膛，并能供给煤粉中的挥发分着火燃烧所需的氧气，采用热风送粉的一次风，同时还具有对煤粉预热的作用。它的作用除了维持一定的气粉混合物浓度以便于输送外，还要为燃料在燃烧初期提供足够的氧气。一次风有冷一次风与热一次风之分。热一次风用于保证煤粉进入锅炉时即有一定的温度，提高能量利用率。冷一次风用于调节热一次风温，以保证热交换率效果达到最大。 一次风携带的煤粉进入炉膛后通过二次风提供氧气燃烧。 二次风：二次风是通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气，进入炉膛后才逐渐和一次风相混合。二次风为碳的燃烧提供氧气，并能加强气流的扰动，促进高温烟气的回流，促进可燃物与氧气的混合，为完全燃烧提供条件。二次风的风量在一次风、三次风中最大，在总风量中占有相当大的比例。 三次风：三次风是制粉系统排出的干燥风，俗称乏气，它作为输送煤粉的介质，送粉时叫一次风，只有在以单独喷口送入炉膛时时叫做三次风。三次风含有少时煤粉，风速高，对煤粉燃烧过程有强烈的混合作用，并补充燃尽阶段所需要的氧气，由于其风温低、含水蒸汽多，有降低炉膛温度的影响。
中心风：中心风的作用是增加一次风的刚性，防止煤粉离析和散射,并补充空气量，减少碳未完全燃烧损失。中心风是四通道燃烧器与三通道燃烧器的根本区别所在，中心风的作用：１、冷却燃烧器端部，保护喷头。２、在燃烧器端部形成碗状效应（气流内循环），使火焰更加稳定。３、降低端部火焰温度，减少N O X有害气体的形成。 辅助风：辅助风控制系统以二次风风箱压力的差压为被调量，风箱/炉膛压差的定值取为负荷的函数。辅助风控制系统为一单冲量多输出控制系统，控制系统输出同时控制各层的辅助风挡板。在运行时各层磨煤机的负荷可能各不相同，需要不同的配风，因此每层辅助风门都设有一个操作员偏置站。当油枪程控点火时，相应的的辅助风门自动到“油枪点火”位置。 燃料风（周界风）：燃料风（周界风）控制系统为比值控制系统，燃料风风门的开度由相应的给煤机转速决定，燃料风风门的为其相应的给煤机转速的函数。
浓淡燃烧器原理 2014-01-21 10:38 浓淡燃烧器原理 1. 所谓浓淡燃烧器，就是采用将煤粉——空气混合物气流，即一次风气流分离成富粉流和贫粉流两股气流，这样可在一次风总量不变的前提下提高富粉流中的煤粉浓度。 2. 富粉流中燃料在过量空气系数远小于1的条件下燃烧，贫粉流中燃料则在过量空气系数大于或接近1的条件下燃烧，两股气流合起来使燃烧器出口的总过量空气系数仍保持在合理的范围内。 3. 浓淡分离原理 （1）离心式煤粉浓缩器用在W型火焰锅炉上； （2）利用管道转弯所产生的离心力使煤粉浓缩，在四角切圆燃烧的炉膛上得到应用； 百叶窗锥形轴向分离器； （3）带有旋流叶片的煤粉浓缩器，用于燃用高水分褐煤的风扇磨煤机直吹式燃烧系统中。 4. 稳燃原理 富粉流中煤粉浓度的提高，即该股气流一次风分额降低，将使着火热减少，火焰转播速度提高，燃料着火提前。但是，煤粉浓度并非越高越好。如果煤粉浓度过高，则会因氧量不足影响挥发分燃烧，颗粒升温速度降低，反而使火焰转播速度下降，着火距离拉长，并会产生煤烟。最佳煤粉浓度值与煤种有关低挥发分煤和劣质烟煤的最佳值高于烟煤。富粉流着火后，为贫粉流提供了着火热源，后者随之着火，整个火炬的燃烧稳定性增强，从而扩大了锅炉不投油助燃的负荷调节范围及煤种适应性。 5. 减少污染 煤粉燃烧时有NO和极少量的NO2生成，它们统称为氮氧化合物，用NOX表示，是一种
有害的气体排放物。要降低NOX的生成量，要求火焰温度低，燃烧区段内氧浓度小，燃料在高温区内的停留时间短。浓淡燃烧器因能降低燃烧产物中NOX的排放量，所以也是一种低NOX燃烧器。 6. 防止结渣 煤粉颗粒在高温还原性气氛下，煤灰的灰熔点将大大降低，这样当烟中的灰粒接触到受热面或炉墙时，仍可能保持软化状态或熔化状态，会粘结在壁面上，形成结渣。 对于浓淡型煤粉燃烧器，将一次风煤粉气流沿水平方向进行浓淡分离，淡煤粉气流位于背火侧，即水冷壁一侧，使水冷壁附近煤粉浓度降低，氧浓度提高，还原性气氛水平下降，提高了灰粒的熔化温度，可减少炉膛结渣的可能性。同时，浓煤粉气流位于向火侧，有利于获取着火热，稳定燃烧。
燃烧器 - 介绍 燃烧器介绍： 将燃料与空气合理混合，使燃料稳定着火和完全燃烧的设备。燃烧器用于燃烧煤粉、液体燃料和气体燃料的锅炉和工业炉等。燃煤的小型锅炉一般采用层燃方式，不需燃烧器。燃烧器按所燃燃料的不同可分为煤粉燃烧器、油燃烧器和气体燃烧器3类。 煤粉燃烧器分旋流式和直流式两种。 ①旋流式煤粉燃烧器:主要由一次风旋流器、二次风调节挡板（旋流叶片或蜗壳）和一、二次风喷口组成(图1)。 它可以布置在燃烧室前墙、两侧墙或前后墙。输送煤粉的空气称为一次风，约占燃烧所需总风量的15～30％。煤粉空气混合物通过燃烧器的一次风喷口喷入燃烧室。燃烧所需的另一部分空气称为二次风。 二次风经过燃烧器的调节挡板（旋流叶片或蜗壳）后形成旋转气流，在燃烧器出口与一次风汇合成一股旋转射流。射流中心形成的负压将高温烟气卷吸到火焰根部。这部分高温烟气是煤粉着火的主要热源。一次风出口的扩流锥可以增大一次风的扩散角，以加强高温烟气的卷吸作用。 ②直流式煤粉燃烧器:一般由沿高度排列的若干组一、二次风喷口组成（图2）,布置在燃烧室的每个角上。燃烧器的中心线与燃烧室中央的一个假想圆相切，因而能在燃烧室
内形成一个水平旋转的上升气流。每组直流式燃烧器的一、二次风喷口分散布置，以适应不同煤种稳定而完全燃烧的要求，有时也考虑减少氮氧化物的生成量。 油燃烧器 它由油喷嘴和调风器组成。油喷嘴安置在调风器轴心线上，将油雾化成细滴，以一定的扩散角(也称雾化角)喷入燃烧室内，与调风器送入的空气相混后着火燃烧。油喷嘴主要有压力雾化和双流体雾化两种。压力雾化油喷嘴由分流片、旋流片和雾化片组成。油压一般为2～3兆帕。油在旋流片内产生高速旋转运动，经中心孔喷出，在离心力的作用下破碎成细滴，经雾化后的油滴平均直径在 100微米以下。双流体雾化油喷嘴利用蒸汽或压缩空气作为雾化介质，使油加速而破碎雾化。用蒸汽作为雾化介质的Y型油喷嘴（图3），因蒸汽通道和油通道成 Y形斜交而得名，它具有负荷调节范围大、蒸汽消耗少的优点。 油燃烧器的调风器除与煤粉燃烧器相似的旋流式和直流式外，尚有一种部分旋流式，即在直流式调风器内布置一个稳焰器，使少量空气(10～20％)流经稳焰器后产生旋转运动，在调风器出口形成中心回流区，使油雾着火稳定，以达到低氧燃烧。 气体燃烧器主要有天然气燃烧器和高炉煤气燃烧器两类。大容量天然气燃烧器大多采用多枪进气平流式。天然气枪放在调风器的空气通道内。高炉煤气燃烧器因高炉煤气发热量较低，着火困难，常在炽热的通道内燃烧，而后喷入燃烧室。 燃气燃烧器介绍 燃气燃烧器介绍： 使燃气和空气分别或混合后进入燃烧区而实现稳定燃烧的装置。燃气燃烧器是民用燃气用具和燃气工业炉的基本组成部分。燃气燃烧器种类繁多。按一次空气系数（预先和燃气混合的助燃空气量与燃气完全燃烧所需的理论空气量之比）分类，有扩散式、大气式和无焰式燃烧器；按空气供给方式分类，有引射式和鼓风式燃烧器；按用气压力分类有低压（5千帕以下）、中压（5～300千帕）和高压燃烧器。 扩散式燃烧器 依靠燃气从火孔逸出后的扩散作用，实现燃气和空气的混合并稳定燃烧的燃烧器。燃气逸出火孔前不同空气预先混合,一次空气系数为0。扩散式燃烧器结构简单、使用方便、火焰稳定。但其燃烧速度较慢、火焰较长,为达到完全燃烧需要较多的过剩空气,因此燃烧温度较低。扩散式燃烧器适用于温度不高但要求温度比较均匀的工业炉和民用燃具。小型扩散式燃烧器也常用作点火器。 大气式燃烧器 预先混合部分空气的燃烧器。一次空气系数通常取0.4～0.7。燃气以一定压力自喷嘴喷出进入混合管（即引射器），借高速喷射形成的负压将周围一部分空气吸入，在混合管中混合后从燃烧器头部火孔逸出而燃烧。大气式燃烧器燃烧比较完全，使用方便，但负荷较大时结构较庞大笨重。多孔大气式燃烧器(图1)广泛用于民用燃具。
水平浓淡分离燃烧器的应用 1 前言 某厂 200MW 机组锅炉投产时安装的燃烧器为 CE 公司技术生产的 WR 型燃烧器。为了适应该厂当地煤种（无烟煤），以及电网负荷的调峰需要，保持低负荷稳燃，采用水平浓淡分离燃烧器技术，改进了该炉的燃烧器及相关设备，达到了预先的设计目的，现笔者将该改造过程介绍给大家参考。 2 水平浓淡分离燃烧器的结构 2 . 1 水平浓淡分离燃烧器的稳燃原理 水平浓淡分离燃烧器利用煤粉经过水平输粉管道的最后一个弯头时产生的离心力作用，将煤粉气流分为左、右浓淡两股。通过布置在煤粉管道和煤粉喷管中的竖置隔板进入炉膛。根据炉膛内主气流的旋转方向，使浓侧煤粉在向火侧，淡侧煤粉在背火侧。有利于无烟煤着火和防止水冷壁结渣。如图 1 所示。 2 . 2 水平浓淡分离的浓淡换向装置 采用四角切圆燃烧技术的锅炉，一次风在布置时，其中有两只角的煤粉经弯头的自然离心分离后，就会产生淡侧向火，浓侧背 火的不合理布置。要实现四角都是浓侧向火，淡侧背火的燃烧方式，必须经过浓淡分离换向器换向。如图 2 所示。在图 1 中，左侧＃1、＃2角的浓淡分离实现是靠90°弯头＋中间竖置隔板。右侧＃3、＃4角的水平浓淡分离实现靠如90°弯头＋浓淡换向器。 2 . 3 两种燃烧器的各层喷嘴布置 该厂200MW 机组锅炉投产时安装的燃烧器为 CE 公司技术生产的 WR 型燃烧器。通过某次机组大修，把该 WR 型燃烧
器改进为水平浓淡分离燃烧器，各层喷嘴布置如图3 。 3水平浓淡分离燃烧特点 水平浓淡分离燃烧器运行时，浓侧煤粉气流占一次风煤粉量的绝大部分。 这部分富燃料气流在向火侧有利于着火和提高燃烧火焰中心的温度。并且，浓侧煤粉气流直接受上游邻角喷出火焰的冲击和混合。这种混合对浓侧气流燃烧贡献很大。与WR燃烧器相比，水平浓淡分离燃烧器在适应煤粉浓度变化上，比WR 燃烧器佳。 4水平浓淡分离燃烧器与WR燃烧器比较 4 . 1喷口比较 如图 3 结构图，WR 燃烧器浓侧喷口的高宽比，h / b = 0 . 339 ，水平浓淡分离燃烧器浓侧喷口的高宽比，h / b = 2 。水平浓淡分离燃烧器的高宽比大于WR 燃烧器。高宽比增大，就增大了煤粉气流的与炉膛中高温烟气的接触面积，煤粉气流可卷吸更多的高温烟气，有利于煤粉的着火和燃烧稳定。 4 . 2V 型钝体横置和竖置的比较 V型钝体竖置时，使燃烧器喷口高宽比增大，一次风气流的刚型就会减弱许多。造成一次风气流不能到达燃烧中心，影响燃烧。严重时还会造成一次风贴墙。并且，由于V 型钝体扩流锥的分流作用，使一次风成一定角度向外扩张，浓相煤粉气流很容易冲刷水冷壁面引起结渣。V 型钝体横置时，煤粉气流刚性减弱很少，且不存在煤粉气流向外扩张的问题。因此，水平浓淡分离燃烧器和WR 型燃烧器多采用V 型钝体横置方式。 4 . 3 周界风的处理 在一次风喷口周围有一层速度较高的二次风，即周界风。周界风风层薄、风量小、而风速高，有利于将周围的高温烟气吸入一次风气流中，增加一次风气流吸热量。同时，如果周界风风速过高，风层过厚又会阻碍一次风与高温烟气接触，影响吸热。遇这种情况，可将周界风三个方向的封口封堵，只保留背风侧的周界风，同时加大通风量。形成侧二次风。有了这层侧二次风，可在水冷壁面附近形成氧化气氛。提高灰熔点而避免水冷壁结渣。 4 . 4 关于无油助燃最低负荷 无油助燃最低负荷是衡量现代锅炉经济、技术性能的重要指标。对于燃用烟煤的锅炉，设计最低负荷可达到40 % BMCR 。对于无烟煤，无油低负荷稳定运行最低负荷，设计一般为75 ％~80 % BMCR。 采用了水平浓淡分离技术，浓侧煤粉在向火面，有良好的燃烧条件。而且，各角燃烧相互支持、相互作用，具有较强的低负荷适应能力。该电厂200MW 机组，采用水平浓淡分离技术后，无油低负荷稳定能力从75 % BMCR 降到50 % BMCR 。 4 . 5 关于低NOx 燃烧 降低NOx 排放，减少对环境的污染，一直是电厂努力解决的问题。因NOx是煤粉高温燃烧的产物，所以从燃烧器入手也是解决低NOx 排放的一条途径。采用水平浓淡分离燃烧，可在燃烧器出口局部形成富燃料区域，形成还原气氛，有效抑制NOx 的生成，从而达到降低NOx排放的目的。 5 结论 通过该厂对锅炉燃烧器及相关设备的技术改造可以看出，对于燃用无烟煤的锅炉，采用水平浓淡分离燃烧器技术，可以大大提高锅炉的低负荷稳燃特性，能局部满足电网负荷的调峰需要，能提高灰熔点而避免水冷壁结渣，能达到降低NOx 排放的目的。
电厂煤粉燃烧器烧损原因分析及预防措施 石建伟，沈观培，李娜 （广州宇阳电力科技有限公司，510080） 1引言 某1000MW级燃煤电厂锅炉采用前后墙对冲燃烧方式，前后各三层，每层8支煤粉燃烧器。为了降低油耗，锅炉燃烧器点火系统进行了改造，前墙底层改用等离子点火方式，后墙底层采用微油点火。但是，在锅炉首次点火后到吹管结束一周左右时间内，整层煤粉燃烧器均发生烧损。燃烧器的损坏，不仅会增加检修费用和检修工作量，破坏炉内燃烧工况，也易带来水冷壁结焦和高温腐蚀等问题，使锅炉运行的安全性和经济性受到影响[1]。吹管结束停炉后对整层燃烧器进行了改进设计，延长等离子点火距离，相应缩短一、外筒长度，同时减小外筒外径以增加其与一次风套筒间隙，加强冷却。然而，投运仅1d，燃烧器再次严重烧损，随后相应等离子发生器断弧。本文就这次燃烧器烧损做出原因分析并提出预防措施。 2锅炉设备概况 锅炉为高效超临界参数变压直流炉、一次再热、平衡通风、运转层以上露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。锅炉采用前后墙对冲燃烧方式，前墙使用深圳东方锅炉控制有限公司研究的等离子体点火系统，后墙使用该公司的微油点火系统。 3燃烧器烧损情况简述 2012年7月5日，锅炉使用等离子点火启动。7月6日0点10分，DCS显示A12燃烧器一、外筒壁温从230℃左右骤升至近1300℃。相应等离子发生器断弧停运。初步判断该燃烧器已经烧毁。0点29分，全炉膛火焰丧失导致MFT。7月16日锅炉冷却后，进入炉膛检查，发现A12燃烧器烧损情况如图1所示。 其中图1为烧损的燃烧器。图2为正常燃烧器。通过对烧损的燃烧器进行观察，发现内筒损害情况较外筒轻微。内筒发生部分变形但尚未到熔融流动状态。外筒更靠近炉膛，其有大概1/3圆周被烧化，熔融金属下落并与二次风套筒内壁金属粘结在一起。内、外套筒热电偶测点均位于膨胀缝隔开的多个弧面的其中一段上（顶部弧面，如图3，4所示），可以看出热膨胀缝的存在对热电偶测量整个套筒的温度具有一定的影响，热电偶有可能无法及时测量到套筒壁面的最高温度。 4燃烧器烧损原因探讨 在等离子点火层煤粉燃烧器整层烧损后，进行了一次风调平试验。试验中发现等离子点火层8支一次风管风压偏差很小，无需进行调平。说明燃烧器烧损与一次风调平并无关联。 通过对DCS烧损燃烧器壁温历史曲线进行分析，如图4所 摘要：根据被烧损的燃烧器壁温历史曲线进行分析，结合锅炉燃烧器结构以及配风方式、损坏的燃烧器形貌图片，分析判断燃烧器烧损原因，找出存在的问题，并提出若干预防措施，做好监控，尽量防止烧损。 关键词：燃烧器；烧损原因；预防措施 电力建设 86 广东科技２０１２．１１．第２１期