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。

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。

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。

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。