【正文】 與周圍氣體的分界稱為 外邊界 。 煤粉氣流以較高的初速（ Re≥105） 和一定的濃度 ， 射入尺寸很大的爐膛空間 ， 爐膛內(nèi)充滿高溫靜止煙氣 ， 爐內(nèi)煤粉濃度為零 。 ? 直流燃燒器及其布置 直流燃燒器是由一組 圓形或矩形的噴口 組成，一、二次風(fēng)從各自噴口以 直流射流 形式噴進(jìn)爐膛。 三次風(fēng)： 當(dāng)制粉系統(tǒng)采用中儲(chǔ)式熱風(fēng)送粉，將磨煤乏氣通過(guò)單獨(dú)的噴口送入爐膛燃燒。 ? 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流動(dòng)阻力較小。 對(duì)于煤粉鍋爐 燃燒器的基本要求 是： ? 保證燃料與空氣充分混合、及時(shí)著火、穩(wěn)定燃燒和燃盡，燃燒效率較高。第五章 燃燒設(shè)備 ? 直流燃燒器及其布置 ? 旋流燃燒器及其布置 ? 煤粉火焰的穩(wěn)燃技術(shù) ? 燃燒污染物控制方法 ? 煤粉鍋爐 爐膛 電站鍋爐的燃燒設(shè)備主要包括煤粉燃燒器和爐膛等。 ? 能形成良好的爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)，火焰在爐內(nèi)的充滿程度好，且不會(huì)沖墻貼壁，避免結(jié)渣。 送入燃燒器的空氣是按對(duì)著火、燃燒有利而合理組織、分批送入的。 燃燒器的分類： 按燃燒器出口氣流的特征，可分為直流燃燒器和旋流燃燒器兩大類。 一、直流射流的空氣動(dòng)力學(xué)特性： 射流初速度 W0， 初溫 T0， 煤粉初始濃度 C0。 自由紊流射流除沿著軸線方向作整體運(yùn)動(dòng)外 ， 流體微團(tuán)還具有紊流脈動(dòng) ， 與周圍介質(zhì)發(fā)生 物質(zhì) 、 動(dòng)量 、 熱量交換 ， 將周圍部分高溫靜止煙氣卷吸到射流中來(lái) ， 并隨射流一起運(yùn)動(dòng) 。內(nèi)、外邊界間區(qū)域?yàn)槲闪鬟吔鐚?，其?nèi)為射流本身流體以及卷吸進(jìn)來(lái)的周圍氣體。 ： 由射流 外側(cè) 邊界帶動(dòng)周圍煙氣隨射流一起流動(dòng) ， 使射流質(zhì)量逐漸增加 ， 并發(fā)生熱量交換 ，最終射流橫截面擴(kuò)大 ， 速度降低 ， 煤粉濃度降低 ，溫度升高 。 矩形噴口面積不變 ， h0/b0↑， 噴口周界 ↑， 卷吸能力 ↑。 射程反映軸向速度 Wm沿射流運(yùn)動(dòng)方向衰減的程度 ， 即 射流在煙氣介質(zhì)中的貫穿能力 。 直流射流射程 L 旋流射流射程 L。 （ 與射程 L相同 ） 二、直流燃燒器配風(fēng)方式： 燃煤特性決定了燃燒器的結(jié)構(gòu)。 即在兩個(gè)一次風(fēng)口之間均等布置一個(gè)或兩個(gè)二次風(fēng)口 ，各二次風(fēng)噴口的風(fēng)量分配較均勻 。 分級(jí)配風(fēng)是把二次風(fēng)分級(jí)分階段的送入 。 由于分級(jí)配風(fēng)方式多用于無(wú)煙煤 、 貧煤 ， 因此為了保證煤粉穩(wěn)定著火 ， 中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)都采用熱風(fēng)送粉 。 3. 直流燃燒器各層二次風(fēng)作用： 上二次風(fēng)： 補(bǔ)充氧氣，保證燃盡，強(qiáng)化燃盡階段的混合。通過(guò)燃盡風(fēng)口送入剩余 15%的空氣，實(shí)現(xiàn)富燃料燃燒，抑制燃燒區(qū)段溫度，可實(shí)現(xiàn)空氣分級(jí)燃燒，降低 NOX生成量。 四角切圓燃燒方式的特點(diǎn)： ① 著火： 煤粉氣流著火所需熱量，除依靠邊界卷吸高溫?zé)煔夂徒邮軤t膛輻射熱，主要是靠 來(lái)自上游鄰角 正在劇烈燃燒的火焰的沖擊和加熱，著火條件好。 強(qiáng)風(fēng)區(qū)太靠近水冷壁易結(jié)渣。但一次風(fēng)速受著火條件限制，不能過(guò)分提高，二次風(fēng)速受加強(qiáng)擾動(dòng)的限制，也不能過(guò)分降低。在高度方向上，射流中部氣流偏斜更嚴(yán)重。一次風(fēng)量 ↑，著火熱 ↑，著火推遲，爐內(nèi)停留時(shí)間 ↓， q4↑。 過(guò)低：剛性 ↓，偏斜貼壁結(jié)渣；切圓組織不好，擾動(dòng) ↓，卷吸 ↓，著火延遲，燃燒緩慢；回火，燒壞噴口；煤粉空氣分離，引起煤粉沉積、堵管等現(xiàn)象。 6. 二次風(fēng)溫：二次風(fēng)溫 ↑，利于穩(wěn)定燃燒，但受空預(yù)器傳熱面積限制。 一、旋轉(zhuǎn)射流的動(dòng)力學(xué)特性： 燃燒器中裝有旋流器，煤粉氣流和熱空氣通過(guò)旋流器時(shí)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從噴口射出后即形成旋轉(zhuǎn)射流。 ② 形成內(nèi)回流區(qū)： 由于旋轉(zhuǎn)，在射流中心產(chǎn)生低壓區(qū)，造成在燃燒器出口附近形成與主氣流流向相反的回流運(yùn)動(dòng)，即旋轉(zhuǎn)氣流內(nèi)部的 內(nèi)回流區(qū) 。 旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度 n： 用于表征旋轉(zhuǎn)射流旋轉(zhuǎn)程度的特征參數(shù)。 （ a） 封閉氣流 （ b）開(kāi)放氣流 （ c）全擴(kuò)散氣流 （ c）全擴(kuò)散氣流： 當(dāng) n繼續(xù)增大，射流外邊界卷吸能力強(qiáng)烈，補(bǔ)氣條件不好，會(huì)使外邊界壓力小于中心壓力，整個(gè)射流向外全部張開(kāi)，形成全擴(kuò)散式旋轉(zhuǎn)射流。 目標(biāo)：回流大量高溫?zé)煔獾綒饬鞲?，加速著火燃燒? n過(guò)大：則射程 L過(guò)小，易造成爐膛火焰充滿度差。 特點(diǎn)：一、二次風(fēng)轉(zhuǎn)向相同，混合早且強(qiáng)烈，適用于煙煤、褐煤。 特點(diǎn)：一次風(fēng)可旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)，二次風(fēng)通過(guò)軸向葉片導(dǎo)向形成旋轉(zhuǎn)。適用于高揮發(fā)分煤。 帶中心風(fēng)管的旋流燃燒器從內(nèi)到外有中心風(fēng)、一次風(fēng)、內(nèi)二次風(fēng)、外二次風(fēng) 四個(gè)環(huán)形通道 。 內(nèi)二次風(fēng) 射流直接靠近一次風(fēng)粉氣流，其旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度直接影響回流區(qū)的生成及大小，以及對(duì)煤粉顆粒的卷吸。爐內(nèi)火焰 不存在整體旋流 ，火焰充滿度和流場(chǎng)均勻性好。 旋流燃燒器的布置方式 b1. 交錯(cuò)布置 ： 火焰充滿度差，在上下均存在較大的死滯區(qū)，煤粉停留時(shí)間短，燃燒集中， NOX生成多，不能用于大型鍋爐。 但若對(duì)沖的兩個(gè)燃燒器負(fù)荷不相同，則爐內(nèi)高溫火焰將向一側(cè)偏移，造成結(jié)渣。 總之，旋流燃燒器的布置不像直流燃燒器的布置講究總體的效果及相互配合，采用旋流燃燒器的鍋爐的燃燒主要取決于燃燒器本身的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。 濃淡燃燒法：濃相（ ～ 粉 /kg空氣）處于爐膛內(nèi)的向火面，有利于著火和燃燒，淡相（ ～ /kg空氣）處于水冷壁面，可減緩水冷壁遭受煤粉的沖刷磨損、高溫腐蝕和結(jié)渣。 ? 煤粉氣流由噴口射出，遇到鈍體后，由于煤粉顆粒慣性大，在回流區(qū)邊緣附近集聚，形成一個(gè)高煤粉濃度區(qū)。 ? 穩(wěn)燃腔腔體： 腔體使鈍體后回流區(qū)封閉，煤粉氣流經(jīng)鈍體后一段距離仍匯合成一股氣流，不致改變爐內(nèi)氣體動(dòng)力場(chǎng)；將鈍體置于腔體內(nèi)，鈍體前腔體有一漸擴(kuò)段，相對(duì)減低了氣流的速度，可避免鈍體燒壞，減輕磨損。 ? 兩側(cè)壁腰部布置 腰部二次風(fēng) 。高速氣流產(chǎn)生的強(qiáng)烈回流與一次風(fēng)射流產(chǎn)生的煙氣回流重合，進(jìn)一步強(qiáng)化下一次風(fēng)粉的著火；根據(jù)不同煤種對(duì)著火熱的要求，通過(guò)改變高速蒸汽射流的壓力可改變高溫?zé)煔饣亓髁俊? ? 燃燒器出口設(shè)置 鈍體 和 側(cè)面風(fēng) 。二次風(fēng)噴口共九層。燃盡風(fēng)分兩層，負(fù)荷低于 50%不使用燃盡風(fēng)，高于 50%之后逐漸開(kāi)啟下層燃盡風(fēng)，高于 75%之后再開(kāi)啟上層燃盡風(fēng)。 ? 煤粉噴嘴出口處的 波紋擴(kuò)流錐 ，可在噴嘴出口形成一個(gè)穩(wěn)定的回流區(qū)，有利于煤粉氣流的加熱和著火。 2. 快速 NOX： 約 5% 生成機(jī)理：由燃料中的 CmHn與空氣中的 N2預(yù)混燃燒生成的。 3. 燃煤性質(zhì)： 煤中 N元素含量越高， NOX生成量越大。燃燒后是指 煙氣脫硝技術(shù) ，主要有選擇性催化還原（ SCR）技術(shù)和選擇性非催化還原（ SNCR）技術(shù)。因此總的 NOx生成量降低。燃燒室沿高度分成富燃區(qū)和燃盡區(qū)。 ?主燃燒區(qū)： 80～ 85%的燃料以正常過(guò)量空氣系數(shù)配置空氣進(jìn)行燃