旋流燃烧器混合特性

旋流及w火焰煤粉燃烧技术概述及解释说明1. 引言1.1 概述旋流及火焰煤粉燃烧技术作为一种先进的能源利用方式，在工业生产和能源行业中扮演着重要角色。

该技术通过优化燃烧过程，实现了对煤粉的高效利用，提高了能源利用效率，降低了环境污染。

本文将对旋流及火焰煤粉燃烧技术的概念、原理及应用进行详细阐述，并分析其在能源行业和工业生产中的主要应用领域和优势。

1.2 文章结构本文共分为五个部分。

引言部分介绍了旋流及火焰煤粉燃烧技术的背景与意义，并概括了文章整体结构。

第二部分对旋流及火焰煤粉燃烧技术进行综述，包括旋流燃烧技术和火焰煤粉燃烧技术的简介。

第三部分详细解释了这两种技术的原理。

第四部分分析了它们在能源行业和工业生产中的主要应用领域和优势。

最后的结论部分对本文进行总结，并展望了旋流及火焰煤粉燃烧技术的发展前景。

1.3 目的本文旨在系统地介绍旋流及火焰煤粉燃烧技术，解释其原理，并探讨其在能源行业和工业生产中的应用领域和优势。

通过分析这些信息，我们可以更好地认识到这两种技术对于提高能源利用效率和降低环境污染的重要性，以及它们在不同领域中的应用潜力。

这将有助于推动这些技术的进一步发展与应用，促进能源可持续发展和工业生产的可持续性。

2. 旋流及火焰煤粉燃烧技术概述2.1 旋流燃烧技术简介旋流燃烧技术是一种高效的煤粉燃烧方式，通过将进入锅炉内的空气和煤粉快速旋转并混合，形成一个稳定、均匀且强大的旋涡。

这种旋涡可以有效地使空气和煤粉充分混合，提高了其燃烧效率和传热效果。

同时，旋流还有助于防止锅炉内部温度不均匀和结焦等问题的发生，提高了锅炉的稳定性和可靠性。

2.2 火焰煤粉燃烧技术简介火焰煤粉燃烧技术是一种将细粒度的颗粒质料进行完全氧化的高效方法。

在该技术下，通过喷射空气或者其他氧化剂进入反应室，在高温下使得颗粒质料迅速着火并产生火焰。

这种过程中释放出来的能量被用来加强反应，并且通过适当的调节机制可以使燃烧反应达到最佳状态。

响，并探讨 了其 内在规律 ．
２ 数值 计算方法和解析对象
计算 中采用与前文【］ 同的计算模型 、 １相 ７ 边界条件和
反应动 力学模 型及各物性参数［， ．为 了突 出点火位置 １１ ８９ ］
究［ １表 明，在旋转流 中，预混合火焰传播速度随着旋 ３６ －］
转 强度增大 而增大 ． 从稳定燃烧 的角度来看 ，即说 明当
旋流 二次风利用 回流 区加强传热传质 的稳燃方 式． 前部分工作 中研究 了基于 Ｖ ｒ ｘｂ ｓｎ ｏｔ ．ｕｔ ｇ现象构思 ｅ ｉ
对 ７种点火位置 的工况进行 了计算 ， 即分别为（ ） ｍｍ
（， ）（， ） （， ）（， ）（， ）（ｏ ０，１ ， ） 各 点 轴 Ｏ Ｏ，２ Ｏ，４ Ｏ，６ ０，８ Ｏ，１， ）（２ ０．
向高度相 同、 横坐标逐渐增大意味着它们离 中心轴线 的
距离越来越大．需要说明的是点火位 置并不是 １ 点， 个 在程序 中是指一块 由 ４个 网格 点组成的区域． 计算 中的 点火方式为 点火点温度 Ｔ ２ ５ ＝ ２ ０ Ｋ，点火时间ｒ０２ Ｓ ＝． ， 此后去掉强制高温源 ，继续计算 ，考察燃烧能否发展 ，
的旋转式预混合燃烧器 的燃烧效率 ， 探讨 了进 口混合气
的速度分布对燃烧效率的影响 ， 发现具有沿半径方 向递 减 的进 口速度分布可 以提高燃烧 效率，同时也发现 由于
旋转 以及火焰热膨胀的双重作用 ， 燃烧场的流动特性复 杂，点火过程能否完成 ，与 点火位 置、点火后火焰 的形
成与速 度场变化 是否 匹配 关系密切 ．以往 关于 Ｖ ｒ ｘ ｏｔ ． ｅ
摘
要 ：在前期关于 Ｖ ｒ ｘｂ ｒｔ ｇ旋 流式 预混燃烧 器的燃烧 效率及其进 口混合气速度分布对燃烧 效率 的影 响实验基 ｏｔ ．ｕｓ ｎ ｅ ｉ

电站锅炉HT-NR旋流煤粉燃烧器1.HT-NR燃烧器与普通燃烧器的比较为了达到着火稳定和高燃烧效率的关键问题在于：1)高的火焰温度2)高的煤粉浓度3)很细的煤粉粒度然而，要同时都达到高的燃烧效率和低的NOx的排放是困难的。

为此，巴布科克公司-日立(Babcoak Hitachi k.k)在煤粉燃烧技器中发展了一种称为HT-NR燃烧的新原理。

图5表示了传统型式燃烧器同HT-NR燃烧器之间的比较。

HT-NR燃烧器应用NOx的焰内还原技术，在不降低火焰温度的同时使得NOx的排放急剧减少。

因此使NOx排放的减少和未燃尽碳损失的增加这一矛盾得到了很好的解决，可以达到高效率、低的NOx排放燃烧。

2.燃烧器的结构煤粉燃烧器主要由一次风弯头、文丘里管、煤粉浓缩器、燃烧器喷嘴、稳焰环、内二次风装置、外二次风装置（含调风器，执行器）及燃烧器壳体等零部件组成。

(见附图3“燃烧器结构示意图”)煤粉及其输送用风(即一次风)经煤粉管道、燃烧器一次风管、文丘里管、煤粉浓缩器、燃烧器喷嘴后喷入炉膛；二次风经二次风大风箱、燃烧器内、外二次风通道喷入炉膛；其中内二次风（内二次风兼作停运燃烧器的冷却风）为直流，通过手柄调节套筒位置来进行风量的调节；外二次风为旋流，依靠气动执行器进行风量的调节。

单只燃烧器内、外二次风的风量分配通过调节各内二次风套筒开度和外二次风调风器开度来实现。

各层燃烧器总风量的调节通过风箱入口风门执行器来实现调节。

锅炉总风量的调节应通过送风机来调节,不属于风门挡板的调节范围。

整个烟风系统至少需设置总风量测量装置及燃尽风风量测量装置。

图7侧燃尽风（SAP）结构示意图2)煤粉浓缩器及稳焰环为了提高燃烧器的低负荷稳燃、防止结渣及降低Nox排放，采用了煤粉浓缩器、火焰稳焰环及稳焰齿。

一次风气流的浓淡分离是靠安装于一次风管中的锥形煤粉浓缩器来实现的，并使气流在火焰稳焰环附近区域形成一定浓度的煤粉气流。

为了防止煤粉浓缩器的磨损，在煤粉浓缩器的迎风面上贴有耐磨陶瓷.3)燃烧器外二次风用气动执行器燃烧器外二次风用气动执行器布置简图参见图8“燃烧器外二次风气动执行器示意图”。

实验四 旋流燃烧器空气动力场测试一、实验目的通过对旋流燃烧器旋转射流的轴向、径向、切向速度分布测定，可计算其实际旋流强度，确定其速度分布规律，了解扩散角、回流区、射程等情况，判断其燃烧配风的合理性。

通过空间气流的测量实验获得旋转射流流动结构的感性认识。

二、实验原理1、实际旋流强度测定旋流燃烧器喷口断面处的速度场可求得实际旋流强度。

燃烧器出口断面分成若干个等面积圆环（图4-20），环的面积为A 的各个环的平均半径为R i ，环内气流的平均轴向流速为w zi ，切向流速为w yi 。

这样，就可根据旋流强度的定义计算实际旋流强度n s（4-47） 式中 D ——喷口直径，m 。

式（4-47）中面积单位为m 2，长度单位为m ，速度单位为m/s 。

实际旋流强度与理论计算值不同，这是喷口存在流动损失和中心回流使出口截面收缩所致，他们的关系为n s =ψn （4-48）式中 ψ——实际旋流强度系数；n ——理论计算旋流强度。

2、旋转射流速度场旋转射流速度场的一般规律如图4-21所示。

一般，将各断面轴向速度最在值的10%处的连线定义为射流的外边界。

射流外边界线的交角α称为射流的扩散角。

射流轴向速度正负方向变化点的连接线称为中心回流边界线。

喷口与射流终端的轴向距离称为射流的长度。

射流速度为喷口初速的5%时定义为射流终端。

上述旋转射流图形特性示于图4-22。

28zii i yi zi s w A D R w Aw n ∑∑=π3、试验条件燃烧器总流量计算得的雷诺数Re r应处于第二自模化区，即Re r＞（Re lj·2）r （4-49）式中（Re lj·2）r ——燃烧器第二临界雷诺数，参见表4-6。

三、实验设备与仪器（1）实验设备。

试验台同本节实验三。

（2）五孔探针。

见本节实验二。

（3）微压计。

（4）标准毕托管。

（5）活动支架。

活动支架用于支撑五孔探针（或皮托管），并使探头可按规定的测点位置要求作轴向、径向位移，不得妨碍测量杆的自身转动。

• 每层燃烧器及燃尽风所需风量的分配是通过调节 安装在大风箱各层风室两侧入口处的风门挡板的 开度来实现的。锅炉前、后墙大风箱分别分隔为 几个独立的风室，数量与燃烧器及燃尽风的布置 层数相对应。每个风室入口左右两侧的风门挡板 分别配有1台执行器。燃烧器二次风风门和燃尽风 风门的调节采用单控方式，即燃烧器单层风室或 燃尽风单层风室入口的两个执行器可以单独控制， 所有执行器都可以连续调节，以实现燃烧器二次 风或燃尽风的调节。
喷口出处的稳燃环还可以增加煤粉气流的喘动度，进一步加 速煤粉气流的着火速度。一次风扩锥可以推迟二次风的混入， 提高回流区温度，因此，在上述因素的影响下，煤粉气流在 离开燃烧器喷口后能够快速、及时的着火，稳定燃烧。
• 2、 内二次风和外二次风 燃烧器大风箱为运行燃 烧器提供内二次风和外二次风，为停过燃烧器内 同心的内二次风、外二次风环形通道在燃烧的不 同阶段喷入炉内，实现分级配风，降低NOx生成 量。进入燃烧器的内二次风量可以通过燃烧器上 的套筒式二次风门进行调节。通过调节内二次风 门的开度可以得到适当的内二次风量。以获得最 佳的燃烧工况。即良好的着火稳燃性能，高效的 燃烧效率，低的NOx生成量及防止燃烧器结焦等。
一、燃烧器布置 燃烧设备采用前后墙对称燃烧方式的旋流煤粉燃烧器，总 共24只煤粉燃烧器分3层布置在前后墙上，每层4只旋流煤 粉燃烧器，配6台中速磨，每台磨煤机为同层的4只煤粉燃 烧器提供凤粉混合物。在前后墙旋流煤粉燃烧器的上方各 布置了1层燃尽风，其中每层2只侧燃尽风喷口，4只燃尽 风喷口。每层风室入口均设置二次风挡板 用以调节风室 的进风量，二次风挡板由气动执行器调节，每个燃烧器均 配有一个点火油枪及高能点火器。 每只燃烧器设置2套火焰检测装置，一套用于煤火焰检测， 另一套用于油火焰检测。燃烧器配风分为一次风、内二次 风、外二次风，分别通过一次风管、燃烧器内同心的内二 次风、外二次风环形通道在燃烧的不同阶段分别送入炉膛。 其中内、外二次风为旋流。

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。
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，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。
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 叶片式三大类，常用有以下几种：
旋流式燃烧器的类型及结构图
单蜗壳旋流煤粉燃烧器结构图
单蜗壳旋流煤粉燃烧器
如上图，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。

七台河职业学院旋流强度较小弱旋或不旋中心没有回流区或回流区较小回流区负压小主射流受到压缩旋转射流呈封闭状态特性接近直流射流旋流射流空气动力特性开放气流较大射流内外侧的压力差逐渐接近射流中心形成较大回流区延长到速度很低处才封闭形成开放式的结构全扩散气流和扩展角很大射流外卷吸作用强烈使外侧压力小于中心压力整个射流向外全部张开外侧回流区全部消失旋流燃烧器的结构与形式旋流燃烧器根据结构不同分为叶片蜗壳旋转直流带中心扩流锥经蜗壳旋转旋转旋转经叶片旋转叶片型轴向叶片切向叶片直流或弱旋直流或弱旋旋转旋转七台河职业学院旋流燃烧器的形式直流蜗壳式轴向可动叶轮式七台河职业学院旋流燃烧器的结构七台河职业学院46旋流燃烧器图片七台河职业学院旋流煤粉燃烧器的结构七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院旋流煤粉燃烧器的结构七台河职业学院七台河职业学院双调风旋流煤粉燃烧器七台河职业学院前墙布置
从燃烧器喷出的气流具有很高的切向速度和足够大的轴向速度， 早期湍动混合强烈。
轴向速度衰减较快，射程短，后期扰动弱。 旋流燃烧器适用于含挥发分较高的煤种。
七台河职业学院
1、旋流射流空气动力特性
七台河职业学院
旋流射流空气动力特性
旋流强度(n): 表征旋转程度 (气流旋转动量矩/轴向动量)。
n M pL
七台河职业学院
旋流燃烧器的布置
燃烧器前后墙或两侧墙布置 两面墙上燃烧器喷出的火炬在炉膛中 央互相撞击后，火焰大部分向炉膛上方 运动，炉内的火焰充满程度较好，扰动 性也较强 若对冲的两个燃烧器负荷不相同，则 炉内高温火焰将向一侧偏移，造成结渣
旋流燃烧器炉顶布置 只在采用W火焰燃烧技术的较矮的下炉 膛中才应用, 后面讲述
Flame Stabilizing
Guide sleeve Ring

旋流燃烧器工作原理旋流燃烧器是一种常用的燃烧设备，其工作原理基于旋流流动和燃烧反应的相互作用。

本文将详细介绍旋流燃烧器的工作原理及其应用。

一、旋流燃烧器的基本原理旋流燃烧器是一种利用旋流效应提高燃烧效率的设备。

其基本原理是通过将燃料和空气以旋流的形式混合，形成一个旋转的燃烧区域，从而增加燃料与空气的接触面积，促进燃烧反应的进行。

旋流燃烧器通常由进气管、燃料喷嘴和旋流室组成。

燃料和空气通过各自的通道进入旋流室，在旋流室内形成一个旋转的气流。

当燃料喷嘴将燃料喷入旋流室时，燃料被旋流气流迅速搅拌和混合，形成高速旋涡。

二、旋流燃烧器的工作过程旋流燃烧器的工作过程可以分为混合、燃烧和排放三个阶段。

1. 混合阶段：在进气管中，空气经过增加速度的装置，形成高速气流进入旋流室。

同时，燃料通过喷嘴喷入旋流室内，与高速气流发生剧烈的湍流运动，形成旋流。

2. 燃烧阶段：形成的旋流使燃料与空气充分混合，增加了燃料与空气的接触面积。

同时，由于旋流的存在，燃料和空气也形成了较长的居留时间，有利于燃烧反应的进行。

当满足一定条件时，燃料与空气的混合物会自燃，形成燃烧反应，放出大量的热能。

3. 排放阶段：燃烧反应产生的热能将工作物质（如水蒸气、烟尘等）加热，并通过旋流燃烧器的出口排放到大气中。

同时，由于旋流室内的高速气流作用，排放物质也会被带走，减少了尾气的残留。

三、旋流燃烧器的应用旋流燃烧器由于其独特的工作原理，被广泛应用于各个领域。

1. 工业领域：旋流燃烧器通常应用于工业炉、锅炉等设备中，用于提供高温热能。

其高效的燃烧效果能够降低能源消耗，减少环境污染。

2. 环保领域：旋流燃烧器可用于处理工业废气、废水等污染物。

通过充分混合和燃烧，能够将有害物质转化为无害的物质，达到净化排放的目的。

3. 能源利用：旋流燃烧器可以应用于发电厂、热电联产等能源利用领域。

通过提高燃烧效率，减少能源损失，提高能源利用率。

四、旋流燃烧器的优势相比传统的燃烧设备，旋流燃烧器具有以下几个优势：1. 高效燃烧：旋流燃烧器能够将燃料与空气充分混合，提高燃料的利用率，减少能源的浪费。

度下旋流燃烧器空气流场 特性 。结果表明 ，压力最大 区域 主要分布在空气人 口处到二次风门间 、一次风管人 口附近区域 ，随二 次风 门开度增大二次风 门内部 空气流速逐渐增大 ，整体平均空气压力 、空气旋 流强 度 、 旋 转气流存在区域不断减小 ，负压区存 在于旋流器前端到燃烧器空气 出口之 间区域 ，维持火焰稳定 ，对燃烧器结构设计 和实 际应用起 到重要 指导作用 。 关键词 ：旋流燃 烧器 ；空气流场 ；Ｃ Ｆ Ｄ；湍流 ；数值模拟
摘要 ： 一 二次风配风 比及其流动特性决定燃烧 过程氧气供应 ，对旋流燃烧器燃烧质量有着决定性 的影响。旋流燃烧器内部结构 设 计 、各部件布局 、二次 风门开度都会影响一二次风配风 比及其 流动特性 。Ｃ Ｆ Ｄ 技术 因成本低 、周 期短 ，能直观全面了解流场
分布情况而在燃烧 流动 领域研究被广泛应用 ， 故采 用 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 对燃烧器 空气 流场情况进行数值模拟和 分析 ，研究不同二次风门开
中图分类号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ７ ７
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１ ０ ０ ９ — ９ ４ ９ ２ （ ２ ０ １ ５ １ ０ １ —０ ０ ２ ３ 一 ｏ ６
Ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ａｉ ｒ Ｆ ｌ ｏ ｗ ｏ ｆ Ｔｕ ｒ ｂ ｕ ｌ ｅ ｎ ｔ Ｂｕ ｍｅ ｒ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ０ ｎ ＦＥＡ
ＹＡＮＧ Ｐ ｅ ｉ — ｋ ａ ｉ ， ＺＨＵＡＮＧ Ｚ ｈ ｉ — ｙ ｏ ｎ ｇ ，Ｃ ＨＥ Ｎ Ｗｅ ｉ — ｂ ｏ
（ １ ． Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｌ ｉ ａ ｎＥ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙＥ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎＣ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５１ ０ ４０ ６ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ；２ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ

燃烧器得作用燃烧器就是煤粉炉燃烧设备得主要组成部份,它得作用就是把煤粉与燃烧所需得空气送入炉膛,合理地组织煤粉气流,并良好地混合,促使燃料迅速而稳定地着火与燃烧。

一个良好得燃烧器应具备得确良基本条件就是:(1)一二次风出口截面应保证适当得一二次风风速比;(2)出口气流有足够得扰动性,使气流能很好地混合;(3)煤粉气流得扩散角,能在一定范围内任意调节, 以适应煤种变化得需要;(4)沿出口截面煤粉得分布应均匀；(5)结构应简单、紧凑，通风阻力应小。

旋流式燃烧器1、旋流式燃烧器得工作原理旋流式燃烧器由圆形喷口组成,燃烧器中装有各种型式得旋流发生器(简称旋流器)。

煤粉气流或者热空气通过旋流器时,发生旋转,从喷口射出后即形成旋转射流。

利用旋转射流,能形成有利于着火得高温烟气回流区，并使气流强烈混合。

射出喷口后在气流中心形成回流区，这个回流区叫内回流区。

内回流区卷吸炉内得高温烟气来加热煤粉气流,当煤粉气流拥有了一定热量并达到着火温度后就开始着火,火焰从内回流区得内边缘向外传播。

与此同时,在旋转气流得外围也形成回流区，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与煤图 4-19 旋转气流粉气流。

由于二次风也形成旋转气流，二次风与一次风得混合比较强烈,使燃烧过程连续进行,不断发展,直至燃尽。

2、旋流式燃烧器得类型按照旋流器得结构,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,常用得有以下几种：旋流式燃烧器蜗壳式轴向叶轮式切向叶片式单蜗壳式双蜗壳式三蜗壳式单调风双调风3、双调风旋流式燃烧器双调风旋流式燃烧器就是在单调风燃烧器得基础上发展出来得。

双调风式燃烧器就是把燃烧器得二次风通道分为两部份,一部份二次风进入燃烧器得内环形通道,另一部份二次风进入燃烧器得外环形通道。

在内环形通道中装有旋流叶片,旋流叶片就是可动得,通过传动装置可使叶片同步转动,调节叶片得旋转角度,能改变二次风得旋流强度,使燃烧保持稳定。

燃烧1、着火是指：燃料和氧化剂混合后，由无化学反应、缓慢的化学反应向稳定的强烈放热状态的过渡过程，最终在某个瞬间、空间中某个部分出现火焰的现象。

2、热自燃孕育期即为着火延迟期:它的直观意义是指可燃物质由可以反应到燃烧出现的一段时间，更确切的是在可燃物质已达到着火条件下，由初始状态到温度骤升的瞬间所需时间。

3、火焰传播是指：当混合气的某一局部点燃着火时，将形成一个薄层火焰面，火焰面产生的热量将加热临近层的可燃混合气，使其温度升高至着火燃烧，这样一层一层的着火燃烧，把燃烧逐渐扩展到整个可燃混合气的现象。

4、燃烧温度:燃料在炉内实际燃烧后烟气所达到的温度(有散热），它是在边燃烧边传热的情况下烟气达到的温度，在高度方向和炉膛截面的不同处，其燃烧温度是不相同的；此外还与燃烧完全程度及燃料是否热解有关。

5、理论燃烧温度(绝热燃烧温度):假定炉膛边界不传热（绝热系统)时，燃料完全燃烧(不完全燃烧热损失为零）时炉内烟气所能达到的最高温度(不等于1,燃料和空气均可预热）。

理论燃烧温度是燃料燃烧的一个重要指标,为某种燃料在某一燃烧条件下所能达到的最高温度，其对于炉内过程分析和热工计算都是一个极其重要的依据，对于燃料与燃烧条件的选择，温度水平的估计和炉内换热计算,都有实际意义。

6、理论发热温度:假定炉膛边界不传热(绝热系统）时，燃料完全燃烧（不完全燃烧热损失为零），燃料和空气均不预热时,空气消耗系数为1时，炉内烟气能达到的温度称为理论发热温度。

理论发热温度只和燃料性质有关，是从燃烧温度的角度评价燃料性质的一个指标。

7、均相燃烧：燃料和氧化剂的物态相同，如气体燃料在空气中的燃烧,燃料和氧化剂都是气体，属于同相燃烧。

8、异相燃烧:燃料和氧化的物态不同，如固体燃料在空气中的燃烧属于异相燃烧.9、动力燃烧：燃料与氧化剂混合时间远小于燃料与氧化剂的混合物为达到开始燃烧反应的温度时所需的加热时间和完成化学反应所需时间之和，扩散性能远远超过化学反应性能，燃烧速度取决于化学反应性能,而与扩散性能无关.此时，扩散性能很强，燃料表面有足够的氧气，阻碍燃烧的是不能迅速进行化学反应。

锅炉5—12章思考题解析锅炉原理第五章1、⽐较三种常⽤的中速磨的⼯作性能及适⽤场合。

（P100）RP型磨：浅碗型磨盘,锥型磨辊.电耗低检修⽅便紧凑出⼒调节范围⼤两碾磨件⽆接触，可空载启动噪⾳⼩适合Ke<1.0的煤MPS磨：辊、凹槽圆弧形电耗介于RP型及E型磨之间适合Ke<2.0的煤E型磨：上下磨环,⼤钢球夹在中间适合Ke<3.5的煤,部件寿命较长电耗⼤.所以：Ke<1.2时，优先选RP型磨1.22.0时, 选MPS型磨2、为什么单进单出钢球磨不适宜与直吹式系统配套？3、煤粉的细度是如何确定的？煤粉经济细度⼜是如何确定的？（P96）煤粉细度：1、定义煤粉细度反应了煤粉颗粒尺⼨的⼤⼩。

煤粉细度是⽤⼀组由细⾦属丝编制的、带正⽅形（或园形）⼩孔的筛⼦对⼀定数量的煤粉试样筛分来测定的。

煤粉细度⽤下式定义：式中：a －筛分后筛上剩余的煤粉量b －筛分后筛下的煤粉量Rx －煤粉细度2、⼯业筛规格及煤粉细度表⽰⽅法常⽤的筛⼦规格及煤粉细度表⽰符号电⼚中对于⽆烟煤和烟煤常⽤30号和70号两种筛⼦，即采⽤R200和R90两个煤粉细度，对于褐煤锅炉则常⽤R200 和R500，如果只⽤⼀个细度来表⽰，则常⽤R903、煤粉经济细度当机械不完全燃烧热损失q4 和制粉系统的电耗q m 之和为最⼩，此时的煤粉细度称为经济细度。

4、煤的BTN可磨性系数与哈式可磨性系数有什么关系？（P98）1、哈⽒可磨性指数测定⽅法如下：将50g空⽓⼲燥的煤样，放⼊哈⽒可磨性试验仪中旋转60转进⾏破碎。

施加在钢球上的总作⽤⼒为284N，将所得的煤粉进⾏筛分，根据筛余量的多少，利⽤下式计算哈⽒可磨性指数HGI：HGI=13+6.93G71式中G71－通过孔径为0.071mm筛的试样质量，g。

HGI > 86 易磨HGI < 62 难磨2、BTN可磨性指数与HGI之间的换算为：K km = 0.0034 ( HGI ) 1.25 + 0.615、煤粉是不是越⼲燥越好？煤粉中⽔分的⼤⼩应根据它的输送的可靠性、燃烧特性及制粉系统的安全性等综合考虑；即⽔份要适当。

电厂燃烧器的调节及运行方式宋日旺【摘要】介绍了燃烧器的特点与特性,分析了燃烧器的调节方式,包括:直流燃烧器布置、燃烧器出口风的调整以及燃烧器摆角及四角配风均匀性调整,从而提出燃烧器优化调节后的运行方式,以期提高锅炉的燃烧效率.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2018(033)011【总页数】3页(P199-200,203)【关键词】燃烧器;配风与调整;运行方式【作者】宋日旺【作者单位】山西兴能发电有限责任公司,山西太原030200【正文语种】中文【中图分类】TK223.23引言电厂生产运行中锅炉的燃烧特性各不相同，因此调节方法也不尽相同，即使同一台锅炉不同工况的调节手段也是多样的。

但是燃烧调整必须遵循一些基本的原则和理论，只有这样才能保证燃烧的合理性和稳定性，其中燃烧器的特点和调整尤其重要。

1 燃烧器的燃烧特点目前常用的锅炉燃烧器主要有直流燃烧器、旋流燃烧器、低负荷稳燃新型燃烧器三种，每种燃烧器的燃烧方式和特点各不一样，配风方式也不同。

1.1 直流燃烧器的燃烧特点直流燃烧器一般由圆形喷嘴组成，一次风粉和助燃空气通过不同的喷嘴进入炉膛。

煤粉直流燃烧器一般布置在炉膛四角，喷入的风粉在炉内形成一个假想的切圆。

燃烧器出口风粉的动量越大，穿透能力越强，风粉可以尽量射入炉内，否则会上摆，形成较好的切圆，使煤粉尽可能燃尽。

一次风携带煤粉进入炉膛，着火燃烧后动量很快减弱，因此炉内空气动力场主要受助燃风影响。

射入炉膛内风粉气流抵抗偏转的能力为气流刚性。

四角切圆的锅炉允许气流有一定的偏转，便于邻角点燃和煤粉燃尽。

但不允许太大，否则会冲刷水冷壁，引起大面积积灰结焦和高温腐蚀。

直流燃烧器采用四角切圆的燃烧方式，因此四角风粉气流的互相配合对燃烧有重要的影响，主要体现在切圆的形成。

切圆直径较大有利于火球扫到各角喷口，使煤粉燃尽。

同时切圆过大也会在炉膛形成大的回流，影响烟气的有效流通面积，炉膛和燃烧器容易结焦。

因此在实际运行中要通过调整风粉比例和风速来控制切圆。

射流喷嘴旋流强度对燃烧室回流和燃烧特性的影响研究刘耘州;熊燕;张环;刘艳;张哲巅;肖云汉【摘要】随着燃气轮机参数的提高和稳定低排放运行工况的拓宽,对燃烧的要求也越来越高.柔和燃烧作为一种有潜力的燃烧技术,具有温度均匀、燃烧稳定和污染物排放低等优点,而如何在燃烧室内组织流动是实现柔和燃烧的关键.采用高速射流引射掺混的方式可以较好的满足柔和燃烧产生所需的条件.预混射流喷嘴结构和布置对流场和燃烧特性有重要影响,如何选择射流喷嘴结构值得进一步研究.本文通过实验和数值模拟相结合的方式,研究了柔和燃烧器中预混射流喷嘴的旋流强度对燃烧器流动结构和燃烧排放的影响.结果表明,旋流能增强燃料/空气的掺混,低旋流作用下能使喷嘴出口掺混不均匀度ISMD下降0.15左右;但是喷嘴旋流对燃烧室的烟气回流有减弱的作用,使回流区向喷嘴和中轴线靠近;同时,旋流会造成温度场和火焰面不均匀分布,略微拓宽燃烧工况范围并略微增加火焰的稳定性.实验结果表明喷嘴旋流进气角从0°变化到45°时,NOx排放随旋流角的增大而增加.【期刊名称】《燃气轮机技术》【年(卷),期】2018(031)003【总页数】9页(P13-21)【关键词】射流喷嘴;柔和燃烧;数值模拟;流动结构;NOx排放【作者】刘耘州;熊燕;张环;刘艳;张哲巅;肖云汉【作者单位】中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所),北京100190;中国科学院大学,北京100049;中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所),北京100190;中国科学院大学,北京100049;中国科学院能源动力研究中心,江苏连云港222069;中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所),北京100190;中国科学院大学,北京100049;中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所),北京100190;中国科学院能源动力研究中心,江苏连云港222069;中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所),北京100190;中国科学院大学,北京100049;中国科学院能源动力研究中心,江苏连云港222069;中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所),北京100190;中国科学院大学,北京100049;中国科学院能源动力研究中心,江苏连云港222069【正文语种】中文【中图分类】TK472燃气轮机作为现如今效率最高的热-功转换发电设备，它的制造和研发水平代表了一个国家的重工业水平[1]，被誉为“工业皇冠上的明珠”。

燃烧器喷嘴结构燃烧器在工业生产、能源利用以及民用领域都有着广泛的应用，而燃烧器喷嘴作为燃烧器的关键部件之一，其结构对于燃烧的效率、稳定性和污染物排放等方面都有着至关重要的影响。

燃烧器喷嘴的主要作用是将燃料和助燃气体以特定的方式混合，并将其喷射到燃烧室内，形成合适的火焰形状和燃烧区域。

为了实现良好的燃烧效果，喷嘴的结构设计需要考虑众多因素，如燃料的种类、燃烧器的工作压力和温度、燃烧所需的空气量等。

从结构类型上来看，燃烧器喷嘴主要有直流式、旋流式和雾化式等几种。

直流式喷嘴结构相对简单，燃料和助燃气体在喷嘴内基本上呈直线流动，直接从喷口喷出。

这种结构的优点是阻力小、流量大，适用于对燃烧速度要求不高、燃烧强度相对较低的场合。

比如一些小型的家用燃气热水器中常常采用直流式喷嘴。

旋流式喷嘴则是通过在喷嘴内部设置特定的旋流装置，使燃料和助燃气体在喷出前产生旋转运动。

这种旋转运动能够增强燃料与助燃气体的混合，提高燃烧的稳定性和效率。

在一些工业燃烧设备中，如大型锅炉、工业窑炉等，旋流式喷嘴因其良好的燃烧性能而得到广泛应用。

雾化式喷嘴主要用于液体燃料的燃烧，如燃油燃烧器。

它能够将液体燃料雾化成细小的液滴，极大地增加了燃料与助燃气体的接触面积，从而实现快速、高效的燃烧。

雾化式喷嘴的结构通常比较复杂，需要借助高压气体或机械装置来实现燃料的雾化。

除了上述基本类型外，燃烧器喷嘴的结构还包括喷口的形状和尺寸。

喷口的形状可以是圆形、矩形或其他特殊形状。

圆形喷口通常制造简单，流动特性较好，但在一些特定的燃烧场景中，矩形或其他形状的喷口可能更有利于形成特定的火焰形状和燃烧区域。

喷口的尺寸则直接影响燃料和助燃气体的喷出速度和流量，从而影响燃烧的强度和稳定性。

在燃烧器喷嘴的设计中，还需要考虑燃料和助燃气体的分配方式。

合理的分配能够确保燃料和助燃气体在燃烧室内均匀分布，避免局部燃料过剩或氧气不足的情况，从而减少污染物的生成，提高燃烧效率。

燃烧器是工业炉的关键性设备 ，它的性能对 工业炉的产量 、能耗 、环保等经济技术指标有很 大影响 … 。基 于这种 原 因 ，燃 烧 器 的 特性 研 究 ，
尤 其是设 计 阶段 的预 评价变 得十分 重要 。由于旋 流式燃 烧器在 工业炉 中应用 较为广 泛 ，文章 主要 研 究旋 流燃烧 器 的特性评 价方法 。 目前 国内外 的燃 烧器 特性研究 方法 主要有两 大类 ：实测方 法 和数值模 拟方法 。其 中数值 模拟
容易产生局部高温 ，从而降低 了 Ｎ Ｏ 的生成量。 图 ２是改 变不 同结构参 数和 操作参 数下 炉膛 内 的 速 度分 布 图 ，其 中黑 色 区域 的 轴 向 速 度 为 负 值
（ 图 中向右 为 速 度 正 方 向 ） 在 ，为 回 流 区 。从 某 种 意义上说 ，轴 向 的负速度 值大小 也 可以表征 其
采用数值模拟的方法，对鼓风式空气旋流燃 烧器在不同操作参数和结构参数的运行情况进行 模拟 ， 对模拟结果进行评价 ，并提出三个体现旋
流燃烧器 特性 的重要指标 。 １ 相关 参数 的确 定
图ｌ 为鼓风旋流式平焰燃烧器的简化结构 ， 分别改变以下不同的操作参数和结构参数进行模
拟。
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技术燃烧器完整的特性评价体系尚未建立。文章
建立了一套合适的评价体系，能够更全面地评价 燃烧器性能 ，以满 足燃烧器设计 和应用 中的需
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旋流燃烧器混合特性实验方案设计如图所示的旋流燃烧器，由同轴的两根同心管道组成，中心管通燃料气，外层管道通助燃空气（带有旋流），当空气和燃料气喷入炉膛之后发生混合，并通过旋转射流的回流区卷吸炉膛内的高温烟气，因此射流中的气体由三种成分混合而成：燃料气、空气、炉膛内烟气。

为掌握燃烧器的燃烧特性，需要了解炉膛空间中各处的气体成分比例（假定暂不考虑化学反应引起的成分变化）。

要求：根据本章的知识，设计一个实验来完成以上研究工作，包括：1）阐述实验的原理、测量手段、数据处理方法，2）给出实验系统的示意图，3）描述实验的操作过程。

旋流燃烧器混合特性实验一: 实验原理温度场模拟浓度场 ，在湍流扩散的流场中，温度场和浓度场可以用相同的方程来描述，所以，可以用温度场模拟浓度场。

用不同温度T 1=T 2实验，实测混合点xy 处的温度T xy （介于T 1和T 2之间，T 1>T xy > T 2）分布与浓度C xy 相似① 如研究两股射流的混合实验，通过实验混合边界层中任一点浓度C 。

② C 1和C 2是被比拟的实际两股气流的浓度③ T 1和T 2是被比拟的实际两股气流的温度221212xy xy T T C C T T C C --=--④ m 1和m 2是被比拟的实际两股气流的在空间中混合后的质量分数则由炉膛内的各气体的质量分数,浓度及温度关系为将实验测得的温度值代入上式即可得浓度比.二:测量手段将热电偶分布在炉膛内,即可测得炉膛内各点的温度 三：试验步骤① 将热电偶与测试系统连接；② 打开实验装置一段时间后，装置系统进入稳定状态； ③ 读取炉膛中各点温度，并记录于表格中；④ 整理实验数据四：数据处理方法设空气，燃料，烟气的质量分数分别为m 1， m 2， m 3； 被比拟的空气，燃料与烟气的浓度为C 1，C 2， C 3 被比拟的空气，燃料与烟气的温度为T 1，T 2， T 3 假设p p p p C C C C ===3,2,1,则1m m 321=++mxy T T m T m T m =++332211xy C C m C m C m =++332211由上式及测得的温度即可得出浓度比。