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电站锅炉燃烧系统与设备引言：煤粉的燃烧设备包括煤粉燃烧器、点火装置和炉膛。
煤粉燃烧器也称为喷燃器，它是煤粉燃烧设备的主要组成部分。
其作用是：将携带煤粉的一次风和助燃的二次风送入炉膛，并组织一定的气流结构，使煤粉迅速稳定着火；及时供应空气，使燃料和空气充分混合，达到煤粉在炉内迅速完全燃烧。
燃烧器的性能对燃烧的稳定性和经济性有很大的影响。
本文将主要探究四角切圆燃烧锅炉的有关特性关键词：四角切圆锅炉燃烧调节一、四角切圆燃烧锅炉的炉膛特性1.1煤粉锅炉的炉膛炉膛是供煤粉燃烧的空间，也称为燃烧室。
煤粉燃烧过程的进行不仅与燃烧的结构有关，而且在很大程度上决定于炉膛的结构，决定于燃烧器如何在炉膛中布置及其所形成的炉内空气动力场的特性。
炉膛既是燃烧空间，又是锅炉的换热部件，因此它的结构应能保证燃料完全燃烧，同时又应使烟气在到达炉膛时已被冷却到对流受热面不结渣的温度。
所以炉膛的结构应能满足如下要求：（1）应具有足够的空间和合理的形状，以便组织燃烧，减小不完全燃烧热损失；（2）要有合理的炉内温度场和良好的炉内空气动力特性，既能保证燃料在炉内稳定着火和完全燃烧，又要避免火焰冲撞炉墙，或局部温度过高，防止炉膛水冷壁结渣；（3）应能布置足够数量的辐射受热面，将炉膛出口烟温降到允许的数值，以保证炉膛出口及其后的受热面不结渣；本文设定锅炉为单炉膛,四角布置摆动式直流燃烧器，切向燃烧，正压直吹式系统，每角燃烧器为六层一次风喷口，燃烧器可上下摆动，炉膛上部布置墙式辐射再热器和大节距的过热器分隔屏以增加再热器和过热器的辐射特性。
墙式辐射再热器布置于上炉膛前墙和二侧墙。
分隔屏沿炉宽方向布置六大片,起到切割旋转的烟气流以减少进入水平烟道沿炉宽方向的烟温偏差。
在锅炉的尾部竖井下集箱装有容量为5%的启动疏水旁路。
锅炉启动时利用此旁路进行疏水以达到加速过热器升温的目的。
此5%容量的小旁路可以满足机组冷热态启动的要求。
炉膛每角燃烧器由风箱风道、燃烧器护板、燃烬风室及水平摆动机构、空气风室、煤粉风室、油风室、挡板风箱、摆动机构及连杆、点火装置、风箱前软管等部件组成。
个人资料整理仅限学习使用超超临界锅炉燃烧设备设计特点分析动力工程系火电厂集控运行专业沙谭谭指导教师：何方摘要随着我国经济的快速发展，对能源、电力的需求日益增加，使在电力生产过程中产生的污染物造成了严重的环境问题，而氮氧化物<NO x）是主要的大气污染物之一。
氮氧化物的排放量中60%来自于煤的燃烧,因此煤燃烧造成的环境污染已成为制约我国国民经济和社会持续发展的一个重要影响因素，能够有效抑制减少NO X排放，是关乎电力工业可持续发展的重要因素。
我国三大动力设备厂分别引进不同的技术设计生产超<超）临界电站锅炉，力求节能减排、高效洁净燃烧。
文章分析比较了四种广泛应用于当前超超临界锅炉的燃烧技术和系统。
这些技术也是当前我国最为先进的燃烧技术的典型代表。
关键词：锅炉燃烧器；结构；设计特点；节能减排；高效燃烧；洁净环保前言近年来，随着各国政府对环保及可持续发展经济的日益重视，高效环保、节能减排，越来越重要，电力生产过程中产生的污染物造成了严重的环境问题，而氮氧化物<NO x）是主要的大气污染物之一。
氮氧化物的排放量中60%来自于煤的燃烧,因此煤燃烧造成的环境污染已成为制约我国国民经济和社会持续发展的一个重要影响因素，而火力发电厂要想长久立足，就必须在这方面做出对策。
而发展超<超）临界发电技术是今后一段时间内火力发电的必经之路。
超临界发电技术从开始发展至今，已逐步进入快速发展阶段。
我国发展超临界虽然起步较晚，但速度很快，从引进国外技术到实现自主设计生产、从进口机组到发展适应本国国情的国产机组，目前，我国的超临界发电技术已较成熟，各项技术指标已达到国际先进水平。
截止2018年底，已投运的超超临界机组已超过60台。
这些机组虽然来源于不同的技术，但共同点是都能实现较为清洁的燃烧、都能达到较高的稳燃水平、都能不同程度的减轻炉膛的结渣以及减轻炉膛出口的烟温偏差。
本文将对比分析国内主要的超超临界锅炉所采用的燃烧技术和燃烧系统，从系统的布置、燃烧设备的结构特点等多方面进行阐述。
![电站锅炉整体介绍1[1]](https://uimg.taocdn.com/72921c1aa300a6c30d229f05.webp)
电站锅炉原理重点总结电站锅炉原理重点总结1、锅炉分类：按燃烧方式分类：火床燃烧方式；火室燃烧方式；旋风燃烧方式；流化床燃烧方式。
按蒸发受热面内介质流动方式分类：自然循环；控制循环；直流循环；复合循环2、锅炉运行指标：经济性指标：锅炉效率，锅炉静效率；安全经济性指标：连续运行小时数，锅炉可用率，锅炉事故率。
3、锅炉受热面：水冷壁，过热器，再热器，省煤器，空气预热器。
4、随着锅炉容量增大，蒸汽参数提高，汽化过程所需的蒸发热比例逐渐减小，而给水预热热和蒸汽过热热的比例增加。
5、折焰角的作用：增加水平烟道长度可在不增加锅炉深度的前提下布置更多的过热器受热面；增加炉膛充满度延长烟气流程加强烟气混合匀称烟温。
6、自然循环锅炉的特点：蒸发受热面内的工质依靠下降管中的汽水混合物之间的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉。
而强制循环锅炉不仅依靠密度差还依靠锅水循环泵7、锅炉运行的安全性指标：锅炉连续运行的小时数；锅炉的可用率；锅炉事故率；8、随着锅炉容量增大，蒸汽参数提高汽化过程所需的蒸发热比例逐渐减小，而给水预热热和蒸汽过热热的比例增大。
9、膜式水冷壁的优点：炉膛气密性好，减少了漏风，降低排烟热损失，提高锅炉效率；降低金属耗材；炉墙不用耐好材料，大大减少炉墙重量，降低本钱；便于采用悬吊结构；炉膛升温快，冷却快，有利于锅炉负荷条件，缩短启动停炉时间；10、对流式过热器和再热器的布置方式：逆流，顺流，混合流11、省煤器的目的：减少蒸发受热面，以价格低廉的省煤器受热面代替价格昂贵的蒸发受热面；给水省煤器加热后，温度接近或达到汽包内水的温度，减少给水与汽包包壁的温差，使汽包的热应力降低，延长汽包使用寿命；降低了排烟热损失，降低了锅炉排烟温度，提高锅炉效率因而减少经济本钱。
12、空气预热器的作用：进一步降低排烟温度，改善燃烧，强化传热，枯燥煤粉。
13、燃料：在空气中易于燃烧并能放出大量的热量且在经济上值得利用其热量的物质。
大型电站锅炉燃烧器布置方式简介[ 作者：韩淑秀，魏巍| 转贴自：本站原创| 点击数：6057 | 更新时间：2009-5-5 | 文章录入：imste 2009年第 3 期 ](内蒙古电力勘测设计院，内蒙古呼和浩特 010020)摘要：文章介绍了目前电站用大型锅炉燃烧器布置的两种主流形式，同时对两种燃烧方式在运行中的优缺点进行了分析，并对目前大型锅炉对冲燃烧这一新型燃烧方式做了简要的论述。
关键词：锅炉；燃烧器；布置方式中图分类号：TK223.23 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2009)03—0228—02随着中国国民经济的快速增长，各地区对电负荷的要求也在快速增长，同时，环境要求也在进一步的提高，锅炉的排放要求进一步改进，大容量的锅炉应用而生，对于电站大型煤粉锅炉而言，燃烧器的布置方式鉴于供货商的不同，采用的燃烧方式也各不相同，但主要为两大流派：即以ABBCE为代表的直流燃烧器、四角布置切圆燃烧方式和以B&W为代表的旋流燃烧器前后墙布置的对冲燃烧方式。
1 直流燃烧器的四角切圆燃烧方式直流燃烧器的四角切圆燃烧方式为炉内的气流流动由四角燃烧器的四股射流共同形成，总体上组成一个旋转气流，具体布置方式见图1。
该燃烧方式燃烧器射出的煤粉气流经过燃烧室中部区域变成强烈燃烧的高温烟气，一部分直接补充到相邻燃烧器射流的根部，使相邻燃烧器射出的煤粉升温引燃。
射流本身的卷吸和邻角的相互点燃特点，使直流式燃烧器四角布置、切圆燃烧方式具有良好的着火性能。
同时二次风口与一次风口相对独立，相互间的排列自由，可以在布置上变化出多种形式，控制二次风与一次风混合的迟早，满足不同的燃料对混合的不同要求，改善着火性能。
此外，由于一次风衰减慢和二次风的加强作用，使煤粉气流的后期混合强烈，加之炉内的气流旋转，煤粉在炉内螺旋上升，通过的路程长，故直流式燃烧器切圆燃烧又具有燃烬程度好的特点。
煤粉管道从磨煤机出口供至燃烧器进口，每台磨煤机出口由4根煤粉管道接至同一层四角布置的煤粉燃烧器。
电站锅炉燃烧系统与设备煤粉的燃烧设备包括煤粉燃烧器、点火装置和炉膛。
煤粉燃烧器也称为喷燃器，它是煤粉燃烧设备的主要组成部分。
其作用是：将携带煤粉的一次风和助燃的二次风送入炉膛，并组织一定的气流结构，使煤粉迅速稳定着火；及时供应空气，使燃料和空气充分混合，达到煤粉在炉内迅速完全燃烧。
燃烧器的性能对燃烧的稳定性和经济性有很大的影响。
一、四角切圆燃烧锅炉的炉膛特性1.1煤粉锅炉的炉膛炉膛是供煤粉燃烧的空间，也称为燃烧室。
煤粉燃烧过程的进行不仅与燃烧的结构有关，而且在很大程度上决定于炉膛的结构，决定于燃烧器如何在炉膛中布置及其所形成的炉内空气动力场的特性。
炉膛既是燃烧空间，又是锅炉的换热部件，因此它的结构应能保证燃料完全燃烧，同时又应使烟气在到达炉膛时已被冷却到对流受热面不结渣的温度。
所以炉膛的结构应能满足如下要求：（1）应具有足够的空间和合理的形状，以便组织燃烧，减小不完全燃烧热损失；(5)）要有合理的炉内温度场和良好的炉内空气动力特性，既能保证燃料在炉内稳定着火和完全燃烧，又要避免火焰冲撞炉墙，或局部温度过高，防止炉膛水冷壁结渣；(6)）应能布置足够数量的辐射受热面，将炉膛出口烟温降到允许的数值，以保证炉膛出口及其后的受热面不结渣；本文设定锅炉为单炉膛,四角布置摆动式直流燃烧器，切向燃烧，正压直吹式系统，每角燃烧器为六层一次风喷口，燃烧器可上下摆动，炉膛上部布置墙式辐射再热器和大节距的过热器分隔屏以增加再热器和过热器的辐射特性。
墙式辐射再热器布置于上炉膛前墙和二侧墙。
分隔屏沿炉宽方向布置六大片,起到切割旋转的烟气流以减少进入水平烟道沿炉宽方向的烟温偏差。
在锅炉的尾部竖井下集箱装有容量为5%的启动疏水旁路。
锅炉启动时利用此旁路进行疏水以达到加速过热器升温的目的。
此5%容量的小旁路可以满足机组冷热态启动的要求。
炉膛每角燃烧器由风箱风道、燃烧器护板、燃烬风室及水平摆动机构、空气风室、煤粉风室、油风室、挡板风箱、摆动机构及连杆、点火装置、风箱前软管等部件组成。
300MW电站锅炉热力系统和燃烧器系统设计300MW电站的锅炉热力系统和燃烧器系统是电站发电过程中重要的组成部分。
锅炉热力系统主要负责将燃料燃烧产生的热能转化为蒸汽能量，再经由汽轮机转化为电能。
燃烧器系统则负责燃料的燃烧过程，确保燃烧效率和排放标准的达到。
锅炉热力系统设计主要包含以下几个方面：锅炉燃烧系统、锅炉蒸汽系统、锅炉热传递系统和锅炉控制系统。
锅炉燃烧系统是指供给锅炉燃料进行燃烧的部分，主要包含燃料供给系统、点火系统和调节系统。
在燃料供给系统中，首先将燃料从燃料仓库中输送到锅炉燃料燃烧室，通常采用输送带、螺旋输送机等方式。
然后通过点火系统，在燃料燃烧室中点火，使燃料开始燃烧。
最后通过调节系统，控制燃烧过程的供氧量和燃料供给量，以维持合适的燃烧状态。
锅炉蒸汽系统是指将燃烧产生的热能转化为蒸汽能量的部分，主要包含蒸汽发生器、蒸汽分离器和蒸汽再加热器。
在蒸汽发生器中，燃烧室的高温烟气与水进行传热交换，使水被加热并蒸发为蒸汽。
然后蒸汽进入蒸汽分离器，将其中的水分离出去，以获得干燥的蒸汽。
部分蒸汽还可以进入蒸汽再加热器，再次被加热增加温度。
最后，蒸汽通过蒸汽主管道输送到汽轮机进行功率转化。
锅炉热传递系统是指将燃料燃烧产生的热能传递给水的过程，主要包含燃烧室结构、传热表面和传热介质。
在燃烧室结构中，通过合理的结构设计和燃烧室壁面材料的选择，使烟气与水之间的温度差最大化，以提高传热效率。
传热表面则是指将燃烧室中的高温烟气与水进行传热的部分，通常采用管束或板换方式。
传热介质则是指传热表面中的水，它在燃烧室中被加热蒸发为蒸汽。
锅炉控制系统是指对锅炉热力系统进行监控和调节的部分，主要包含控制仪表和自动化系统。
控制仪表主要用于测量和检测锅炉运行参数，如温度、压力和流量等。
自动化系统则根据测量的参数，通过控制阀门、启停设备等方式，对锅炉进行自动调节，以确保锅炉在安全稳定的运行状态。
在燃烧器系统设计中，为了实现高效燃烧和低排放，通常采用一些先进的燃烧技术，如低氮燃烧技术、煤粉燃烧技术和循环流化床燃烧技术等。
大型电站锅炉燃烧器布置方式简介
(内蒙古电力勘测设计院，内蒙古呼和浩特 010020)
摘要：文章介绍了目前电站用大型锅炉燃烧器布置的两种主流形式，同时对两种燃烧方式在运行中的优缺点进行了分析，并对目前大型锅炉对冲燃烧这一新型燃烧方式做了简要的论述
中图分类号：TK223.23 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(XX)03—0228—02
随着中国国民经济的快速增长，各地区对电负荷的要求也在快速增长，同时，环境要求也在进一步的提高，锅炉的排放要求进一步改进，大容量的锅炉应用而生，对于电站大型煤粉锅炉而言，燃烧器的布置方式鉴于供货商的不同，采用的燃烧方式也各不相同，但主要为两大流派：即以ABBCE为代表的直流燃烧器、四角布置切圆燃烧方式和以B&W 为代表的旋流燃烧器
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直流燃烧器的四角切圆燃烧方式为炉内的气流流动由四角燃烧器的四股射流共同形成，总体上组成一个旋转气流，具体布置方式见图1。
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该燃烧方式燃烧器射出的煤粉气流经过燃烧室中部区域变成强烈燃烧的高温烟气，一部分直接补充到相邻燃烧器射流的根部，使相邻燃烧器射出的煤粉升温引燃。
射流本身的卷吸和邻角的相互点燃特点，使直流式燃烧器四角布置、切圆燃烧方式具有良好的着火性能。
同时二次风口与一次风口相对独立，相互间的排列自由，可以在布置上变化出多种形式，控制二次风与一次风混合的迟早，满足不同的燃料对混合的不同要求，改善着火性能。
此外，由于一次风衰减慢和二次风的加强作用，使煤粉气流的后期混合强烈，加之炉内的气流旋转，煤粉在炉内螺旋上升，通过的路程长，故直流式燃烧器切圆燃烧又具有燃烬程度好的特
煤粉管道从磨煤机出口供至燃烧器进口，每台磨煤机出口由4根煤粉管道接至同一层四角布置的煤粉燃烧器。
每角燃烧器风箱分成14层，其中A、B、C、D、E、F 6层为一次风喷嘴，其余8层为二次风喷嘴。
一二次风呈间隔排列，在AB、CD、EF 3层二次风室内设有启动及助燃油枪，共12支。
为了降低四角切圆燃烧引起的炉膛出口及水平烟道中烟气的残余旋转造成的烟气侧的屏间热偏差，采用同心反切加燃尽风(OFA)和部分消旋二次风，使炉内气流的旋转强度具有一定的可调性，下部的启转二次风与一次风喷嘴偏转
15°，上部消旋二次风与一次风喷嘴向另一方向偏转25°，燃烧器一次风喷嘴采用等间距布置，间距为1 860mm，总距离为9 300mm。
喷燃器喷嘴摆动采用电动执行机构，在热态运行时，一次风上下摆动各20°，二次风可上下摆动30°，二次风采用典型CE式大风箱结构，保证四角配风均匀，在煤粉气流均匀的条件下，可有效防止切圆偏斜。
采用宽调节比煤粉喷口，即WR喷嘴，它由90°弯头、带水平隔板的一次风管和带V形钝体的喷嘴本体组成，煤粉气流经过90°弯头后，由于离心作用，被分成上浓下淡2股，浓煤粉气流进入喷嘴上部，淡煤粉气流则进入喷嘴的下部区域，而煤粉气流中的空气基本上按各50%进入上下两区域，从而形成浓淡燃烧。
V形钝体能显著增加烟气回流量，提高锅炉稳燃能力。
浓淡燃烧是由上部浓煤粉气流所需的着火热少，易着火，然后点燃下部的淡煤粉气流，因此燃烧稳定性和低负荷性能好。
由于浓侧煤粉气流的空气量相对少，故同时抑制了燃料NOx
直流燃烧器作四角布置切圆燃烧时，燃烧室的最佳截面是正方形，但实际上由于锅炉结构设计方面的原因，也常采用长方形的截面，但其宽度与深度的比值接近1，一般不超过1.2。
切圆的直径应结合燃料的着火性能与结渣性能综合考虑，切圆直径较大时，炉中心火焰旋转强烈，冲刷过来的火焰离风口根部近，甚至可能引起气流贴壁，火焰冲向
水冷壁引起结渣，切圆直径太小又会使燃烧室中心火焰变小，对燃烧不利。
四角布置切圆燃烧方式的锅炉，由于炉膛出口气流残余旋转的存在，引起水平烟道内烟气沿宽度方向烟温分布不均匀，导致高温
2 旋流燃烧器
前后墙对冲的燃烧方式是在炉膛的前后墙分别布置多层燃烧器，煤粉通过燃烧器喷入炉膛以形成对称的V形火焰，前后的煤粉相汇合形成W型火焰，使前后火焰相互得到支持，以利于煤粉着火、燃尽，在炉内有较好的充满度，集体布置见图2。
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该燃烧方式当燃用劣质无烟煤时，更要求前后墙管道的风量、煤粉量有较好对称性，才能组织良好的燃烧工况。
因此W形火焰锅炉的缩孔调节必须经热态调整才能使管道风量、煤粉量达到均匀。
所用的燃烧器一般选用双调风旋流低NOX燃烧器，在燃烧器区域布置开式环行大风箱为燃烧
这种前后墙对冲的燃烧方式具有启动方便、煤种适应性强、良好的抗结焦抗高温腐蚀特性、燃烧稳定、NOX排放量低和不受机组容量限制等优点，它既可以用于燃烧优质烟煤的锅炉，也可用于燃烧贫煤、劣质烟煤等一系列燃料的锅炉。
前后墙对冲燃烧锅炉单个燃烧器具有良好的燃料、空气分布，加上独特的燃烧器喉口设计结构，能够避免燃烧器区域结渣和腐蚀，只要最外排燃烧器距侧墙的距离足够，完全能避免火焰刷墙，而切圆燃烧在炉内形成旋转的火球，炉内气流的扰动极易发生火焰刷墙，与切圆燃烧相比，对冲燃烧是以单个燃烧器为单元，组织炉内风粉气流的燃烧，当炉膛断面随锅炉容量放大时，对冲燃烧布置的锅炉仅需将炉宽方向加宽，相应的燃烧器均匀增加即可，炉膛出口烟温偏差与锅炉容量的大小无关；而切圆燃烧是对整个炉膛为中心，组织风粉气流在炉膛成型，完成煤粉的燃烧，当锅炉容量增大，炉膛尺寸会随之增大，旋转火球的动量也就越大，炉膛出口的烟温偏差因此随着锅炉容量的增加而不断增加，尽管采取了如双火球，反切等措施，但与对冲燃烧比，其控制烟温偏差上有先天的不足。
因此，当采用对冲燃烧时，上部炉膛宽度方向上的烟气温度和速度分布比较均匀，使水冷壁出口温度偏差较小，也就有利于降低过热蒸汽温度偏差，这种燃烧方式沿炉膛宽度方向的温度场较为均匀，且单个燃烧器的调节比大，喷口启停灵活，可将二次风反向偏转17°，以形成风包煤气流，减轻炉壁结渣。
运行经验证明，对于四角切圆燃烧，如果不在炉膛和燃烧系统设计上采取有效措施，则在炉膛出口部分可能存在着较大的烟温偏差，导致过热器、再热器超温爆管，威胁着
锅炉长期安全运行。
而世界上著名锅炉制造公司在600MW 及以上锅炉采用前后墙对冲燃烧方式，取得了很大的成功，这种燃烧方式沿炉膛宽度方向的温度场较为均匀，且单个燃烧器的调节比大，
但前后墙对冲燃烧器的缺点主要在以下三个方面：①制造成本相对较高；②燃烧器的布置受磨煤机台数影响较大；
③由于对冲燃烧风箱布置于前后墙，使该区域无法布置吹灰器，而且该区域处于一个燃烧的盲区，温度偏低，管道变
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随着燃烧技术的发展，在综合前后墙对冲与四角切圆燃烧方式的优点后出现了对冲同心正反切燃烧方式，即一次风对冲，二次风同心正反切。
二次风偏离一次风射流一个角度射入炉膛，这不仅可适当推迟一二次风的混合，而且在炉膛水平方向形成中央富燃料区，水冷壁区域富空气区，形成沿炉膛水平方向的空气分级。
燃烧器最显著的特点是每只燃烧器的顶部设有燃烬风喷口(OFA)，实质上就是相当于两段燃烧方式。
在运行中将空气由此喷口送入炉膛，此时下部主燃烧器区域则处于比传统燃烧方式即氧浓度低得多的气氛下，这样既可避免过高的峰值温度，减少热力型NOx 的的生成，也可以抑制燃料氮向NOx转换的生成反应，从而达到总体上降低NOx排放的目的。
燃烬风投入并迅速地与
燃烧产物混合，保证燃料的完全燃烬。
［1］国内外600MW级机组锅炉的技术特点(华中科技大学，湖北武汉430074).
［2］电站锅炉的燃烧器形式及分类.中国电力网.
［3］研究锅炉燃烧技术.XX,14(3).
［4］ 50-G13300-0第四章燃烧系统.
［5］锅炉燃烧系统技术特点分析.中国电力网.。
