每小时2000吨锅炉旋流煤粉燃烧器系统设计+CAD图纸(3)

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旋流式燃烧器出口可能是开放式气流，这是旋转气流将高温烟气从炉膛中卷吸进来，因而其着火的温度性主要依赖于炉内烟气的温度。在封闭式旋流火焰中，在火焰根部卷吸高温烟气，形成回流区，这种火焰可以卷吸火焰自身燃烧释放出的热量，具有一定的自稳定着火能力，但因回流量较小，不适合燃烧较困难的煤种[4]。

1.1.1 旋流煤粉燃烧器的作用

旋流煤粉燃烧器是锅炉燃烧设备的重要部件之一。它的作用主要有以下几点[5]：

(1) 向炉内输送燃料和空气；

(2) 组织燃料和空气及时、充分的混合；

(3) 保证燃料进入炉膛后尽快、稳定的着火，迅速、完全的燃尽。

在煤粉燃烧时，为了减少着火时所需的热量，迅速加热煤粉，使煤粉尽快达到着火温度，以实现尽快着火，故将煤粉燃烧所需要的空气量分为一次风和二次风。一次风的作用是将煤粉送进炉膛，并供给煤粉初始着火阶段中挥发分燃烧所需要的氧量[6]。二次风在煤粉气流着火后混入，供给煤中焦炭和残留挥发分燃烧所需的氧量，以保证煤粉的完全燃烧。

1.1.2 旋流煤粉燃烧器的类型

旋流煤粉燃烧器的分类是根据旋流器的型式命名的，按照产生旋转气流方法的不同，常见的旋流燃烧器可以分为蜗壳型和叶片型两大类[3]。

(1) 蜗壳型旋流煤粉燃烧器

蜗壳型旋流煤粉燃烧器可以分为单蜗壳型旋流煤粉燃烧器和双蜗壳型旋流煤粉燃烧器[7]。双蜗壳旋流煤粉燃烧器的结构如图1.1所示。双蜗壳旋流煤粉燃烧器的一、二次风均会通过各自的蜗壳而形成旋转射流，两股射流的旋转方向相同，有利于气流的混合。

图1.1 双蜗壳旋流煤粉燃烧器

单蜗壳型煤粉燃烧器的结构如图1.2所示。这种旋流燃烧器的一次风为直流，二次风气流为通过蜗壳旋流器产生旋转，一次风的出口装有一个蘑菇型扩流锥，扩流锥尾迹的回流区有助于煤粉气流的着火。相对于双蜗壳旋流煤粉燃烧器，单蜗壳旋流煤粉燃烧器的一次风阻力较小，射程较远，对煤种的适应性比双蜗壳旋流煤粉燃烧器要好一些，可以燃烧挥发分较低的贫煤[7]。

(2) 叶片型旋流煤粉燃烧器

叶片型旋流煤粉燃烧器采用叶片作为旋流器，按照叶片的不同可以分为轴向叶片型旋流煤粉燃烧器和切向叶片型旋流煤粉燃烧器[8]。利用轴向叶片使气流产生旋转的燃烧器称为轴向叶片型旋流煤粉燃烧器，结构如图1.3所示。这种燃烧器的二次风是通过轴向叶片的导向，形成旋转气流进入炉膛的。

轴向叶片型旋流煤粉燃烧器

切向叶片型旋流煤粉燃烧器的一次风气流为直流或弱旋转射流，机构如图1.4所示，这种燃烧器的二次风气流通切向叶片旋流器而产生旋转[8]。一般切向叶片做成可调式，改变叶片的倾斜角就可以调节气流的旋转强度。

切向叶片型旋流煤粉燃烧器

1.2 新型旋流煤粉燃烧器

为了改善锅炉着火的稳定性，增大锅炉负荷的调节范围，降低燃料燃烧时NOx的生成量，满足经济性和环保的要求。近年来，很多新型煤粉燃烧器的开始在大型电站锅炉中广泛采用，下面介绍一些新型燃烧技术和新型燃烧器。

1.2.1煤粉燃烧技术

(1) 提高一次风中气流的煤粉浓度

提高一次风中气流的煤粉浓度，减少一次风量，可减少着火热；提高了煤粉气流中的挥发分浓度，使火焰的传播速度提高；同时燃烧放热相对集中，使着火区域保持高温的状态[2]。三个条件集中起来，强化了着火条件，使着火稳定性提高。在煤粉的浓度过高的时候，着火区域严重缺氧，会影响挥发分的充分燃烧，造成大量煤烟的产生，同时挥发分的热量煤烟充分的释放出来，会影响颗粒温升速度，延缓着火。