【正文】 WH=0， CH=0， THT0 W0 C0 T0 直流射流及空氣動力特性 射流核心區(qū) 2 射流中心尚未被周圍氣體混入，保持初速 w0的區(qū)域 湍流邊界層 3 核心區(qū)維持初速 w0的邊界稱為 內(nèi)邊界 5； 射流與周圍氣體的分界稱為 外邊界 4。 內(nèi)、外邊界間區(qū)域為 湍流邊界層， 其內(nèi)為射流本身的流體以及卷吸進來的周圍氣體 轉折截面 核心區(qū)消失，只在射流軸線保持初速 w0的某點對應的截面。在轉折截面前的射流段稱為 初始段， 在轉折截面后的射流稱為 基本段 擴展角 射流外邊界線的交點稱為源點，其交角稱為擴展角 1噴口； 2核心區(qū)； 3邊界層； 4外邊界； 5內(nèi)邊界； 6源點； 7擴展角； 8速度分布 WH=0， CH=0， THT0 W0 C0 T0 直流射流及空氣動力特性 卷吸量 Q 外邊界卷吸的高溫煙氣量 卷吸量 Q大，有利于煤粉氣流的著火 4/5 顯然，射流卷吸周圍氣體越多，衰減較快 直流湍流自由射流的 卷吸量相對較小，而射流的衰減較慢 射程 L 射流軸向速度 wm與射流初始速度 w0的比值降低到某一不為零的數(shù)值（如 ）時的截面與噴口間的距離 射程 反映軸向速度 wm沿射流運動方向衰減的程度，即射流對周圍氣體的穿透能力。 射程 L大， 煤粉氣流后期擾動及卷吸加強，有利于燃盡 射流的剛度 射流在有限空間內(nèi)，抵抗外界干擾不發(fā)生偏離軸線的能力。 剛度不夠，射流偏移到爐墻，可能引起結渣；偏向其他射流，會干擾其正常工作 射流的初始動量越大，剛度越大 擴展角 θ θ 決定射流的形狀及兩相鄰射流開始混合點，對煤粉氣流著火和氧化劑的及時補充影響很大 直流湍流自由射流的 θ 相對較小 直流射流及空氣動力特性 直流燃燒器均等配風 均等配風 燃燒器 一 、 二次風噴口相間布置 ， 即在二個一次風噴口之間均等布置一個或二個二次風噴口 ， 各二次風噴口的風量分配較均勻 均等配風 燃燒器 一 、 二次風口間距較小 ， 有利于一 、二次風的較早混合 ， 使一次風煤粉氣流著火后能迅速獲得足夠的空氣 ， 達到完全燃燒 直流燃燒器的一 、 二 、 三次風分別由垂直布置的一組圓形或矩形的噴口以直流湍流自由射流的形式噴入爐膛 。 根據(jù)燃煤特性不同 ， 一 、 二次風噴口的排列方式可分為均等配風和分級配風 均等配風 適用于燃用高揮發(fā)分煤種 ， 常稱為 煙煤 、 褐煤型配風方式 分級配風燃燒器 一次風噴口相對集中布置 ， 并靠近燃燒器的下部 ， 二次風噴口則分層布置 ， 一 、 二次風噴口間保持較大的距離 ， 燃燒所需要的二次風分階段送入燃燒的煤粉氣流中 ， 強化氣流的后期混合 ， 促使燃料燃燒與燃盡 分級配風燃燒器 一次風噴口高寬比大 ， 卷吸量大；煤粉氣流相對集中 ， 火焰中心溫度高 ， 有利于低揮發(fā)分煤的著火 、 燃燒 直流燃燒器分級配風 分級配風 適合于燃用低揮發(fā)分煤種或劣質煤 ， 常稱為 無煙煤和貧煤配風方式 下二次風 防止煤粉離析，避免未燃燒的煤粉直接落入灰斗；托住火焰不致過分下沖，避免冷灰斗結渣，風量較小 中二次風 是均等配風方式煤粉燃燒階段所需氧氣和湍流擾動的主要風源，風量較大 上二次風 提供適量的空氣保證煤粉燃盡，是分級配風方式煤粉燃燒和燃盡的主要風源，風量較大 直流燃燒器各層二次風的作用 切圓燃燒方式直流燃燒器的布置 爐膛四角或接近四角布置，四個角燃燒器出口氣流的軸線與爐膛中心的一個或兩個假想圓相切，使氣流在爐內(nèi)強烈旋轉 直流燃燒器 四角布置切圓燃燒方式 切圓燃燒方式的特點 ? 煤粉氣流著火所需熱量 除依靠本身外邊界卷吸煙氣和接受爐膛輻射熱以外， 主要是靠來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 ? 火焰在爐內(nèi)充滿度較好 ， 燃燒后期氣流擾動較強 ，有利于燃盡 ， 煤種適應性強 一次風煤粉氣流的偏斜 切圓燃燒方式 實際氣流并不能完全沿軸線方向前進 ， 會出現(xiàn)一定的偏斜 ，嚴重時會導致燃燒器出口射流貼墻或沖墻 。 造成爐膛水冷壁結渣 鄰角氣流的橫向推力 四角射流的旋轉動量矩。其中二次風射流動量矩起主要作用；一次風射流本身的動量（剛性）則是維持氣流不偏斜的內(nèi)在因素 增加一次風動量或減少二次風動量 ，可減輕一次風射流的偏斜 一次風速受著火條件限制；二次風速也不宜降低 ， 否則減弱爐內(nèi)氣流的擾動 一 、 二次風速推薦值見 P80表 55 爐膛結構特性 燃燒器射流兩側卷吸煙氣形成負壓 內(nèi)側（向火側）夾角 α1大，且有上游鄰角氣流橫掃過來，補氣條件好 外側（背火側）夾角 α2小，且需從射流較遠處回流煙氣或由射流上下兩端來補氣，補氣條件差 射流兩側因此出現(xiàn)壓差，迫使射流偏向壓力低的一側 假想切圓直徑 dJX 較大的 dJX可使鄰角火炬的高溫煙氣更易達到下角射流的根部，擾動更強烈。 dJX過大，射流偏斜增大，容易引起水冷壁結渣；爐膛出口較大的殘余旋轉會造成煙溫和過熱汽溫偏差 一次風煤粉氣流的偏斜 旋流燃燒器出口氣流是一股繞燃燒器軸線旋轉的旋轉射流 二次風射流均為旋轉射流 ,一次風射流可以是旋轉射流 ,也可以是直流射流 旋流射流 空氣動力特性 旋流燃燒器適用于 含揮發(fā)分較高的煤種 卷吸量較大，擴展角較大 旋流 射流具有很高的切向速度和足夠大的軸向速度，具有比直流射流大得多的擴展角，射流中心形成回流區(qū)，射流內(nèi)、外同時卷吸爐內(nèi)高溫煙氣，卷吸量大。 早期湍動混合強烈 軸向速度衰減較快，射流射程較短 后期擾動較弱 旋流射流 空氣動力特性 旋流強度 n 表征旋轉射流旋轉程度的特征參數(shù) ， 隨著 n的不同 ， 旋轉射流有三種不同的流動狀態(tài) 封閉氣流 n 較小， 弱旋或不旋，中心沒有回流區(qū)或回流區(qū)較小，回流區(qū)負壓小，主射流受到壓縮，旋轉射流呈封閉狀態(tài)，其特性接近直流射流 開放氣流 n 較大， 射流內(nèi)、外側的壓力差逐漸接近，射流中心形成較大回流區(qū)，延長到速度很低處處才封閉，形成開放式的結構 全擴散氣流 n 和擴展角很大， 射流外卷吸作用強烈，使外側壓力小于中心壓力，整個射流向外全部張開，外側回流區(qū)全部消失 旋流燃燒器的類型 旋流燃燒器 的一 、 二次風通過旋流器形成旋轉射流 ， 根據(jù)旋流器的結構不同 ， 旋流燃燒器分為 ? 蝸殼式旋流燃燒器 采用蝸殼作旋流器 ? 葉片式旋流燃燒器 采用葉片作旋流器 型 式 旋 流 器 一 次 風 二 次 風 蝸殼型 雙蝸殼 單蝸殼 葉片 +蝸殼 旋轉 直流，帶中心擴流錐 經(jīng)蝸殼旋轉 旋轉 旋轉 經(jīng)葉片旋轉 葉片型 軸向葉片 切向葉片 直流或弱旋 直流或弱旋 旋轉 旋轉 旋流燃燒器的類型 直流蝸殼式 雙蝸殼式 軸向可動葉輪式 旋流燃燒器的布置 旋流燃燒器前墻布置 不受爐膛截面寬 、 深比限制 ，布置方便 ， 與磨煤機聯(lián)接煤粉管道短 主氣流上下兩端形成明顯的停滯旋渦區(qū) ， 爐膛火焰的充滿程度較差 ， 爐內(nèi)火焰的擾動較差 ， 不利于燃燒后期的擾動和混合 旋流燃燒器的布置 燃燒器前后墻或兩側墻布置 兩面墻上燃燒器噴出的火炬在爐膛中央互相撞擊后，火焰大部分向爐膛上方運動，爐內(nèi)的火焰充滿程度較好，擾動性也較強 若對沖的兩個燃燒器負荷不相同，則爐內(nèi)高溫火焰將向一側偏移，造成結渣 煤粉火炬的穩(wěn)燃技術 利用燃燒器的各種結構產(chǎn)生局部煙氣回流，增強對煤粉氣流的供熱能力 ? 用飩體產(chǎn)生回流， 如鈍體燃燒器等 ? 用速度差產(chǎn)生回流 ， 如大速差同軸射流燃燒器 ? 用葉片產(chǎn)生回流 ， 如旋流預燃室 采用各種方法使煤粉氣流在進入爐膛之前進行濃縮分離 濃相 ( ～ /kg空氣 ) 處于爐膛內(nèi)的向火面，有利于著火和燃燒 煤粉淡相 (～ /kg空氣 ) 處于水冷壁面，可減緩水冷壁遭受煤粉的沖刷磨損、高溫腐蝕和結渣 鈍體燃燒器 鈍體燃燒器是在直流燃燒器靠近一次風噴口 1出口處安裝一個三角形的非流線形物體 — 鈍體 2 ? 煤粉空氣流經(jīng)鈍體后，在鈍體后面 產(chǎn)生一個較大的高溫回流區(qū) 3 ? 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， 形成一個高煤粉濃度區(qū)域 ? 在鈍體的導流下，一次風射流的擴展角顯著增大，射流 外邊界卷吸高溫煙氣的能力有所增加 高濃度煤粉的穩(wěn)燃作用 ? 提高煤粉化學反應速度 ? 減少 煤粉氣流的 著火熱 ， 降低著火溫度 ? 增加輻射吸熱量 ? 降低污染物 NOx的排放 穩(wěn)燃腔煤粉燃燒器 穩(wěn)燃腔煤粉燃燒器 由穩(wěn)燃腔 腔體 、 鈍體 和煤粉濃淡分離 三角滑塊 組成 穩(wěn)燃腔腔體 腔體使鈍體后 回流區(qū)封閉， 不致改變爐內(nèi)氣體動力場； 將鈍體置于腔體內(nèi)，鈍體前腔體有一漸擴段，相對減低了氣流的速度，可避免 鈍體燒壞，減輕磨損 三角形滑塊 一次風直管段中的三角形滑塊可 進行煤粉的濃淡分離， 在燃燒器出口得到所需的煤粉濃相和淡相進入爐膛燃燒 鈍體 置于穩(wěn)燃腔腔體中，煤粉氣流流經(jīng)鈍體后 形成一個回流區(qū)， 卷吸爐內(nèi)的高溫煙氣加熱煤粉氣流 WR燃燒器 煤粉氣流通過管道彎頭時， 受離心力的作用分成濃淡兩股， 噴嘴中間的水平肋片將其保持到離開噴口以后的一段距離，形成煤粉濃淡偏差燃燒 煤粉噴嘴出口處的擴流錐， 可在噴嘴出口形成一個穩(wěn)定的回流區(qū)， 將高溫煙氣不斷回流到煤粉火炬的根部，以維持煤粉氣流的穩(wěn)著火 一次風噴嘴設有周界風， 可避免一次風噴口燒壞； 由于周界風和一次風首先混合，還可調(diào)節(jié)一次風煤粉濃度，以適應煤種變化 雙調(diào)風旋流燃燒器 燃燒器的二次風通道分為兩部分， 一部分二次風進入燃燒器的內(nèi)環(huán)形通道，另一部分二次風進入燃燒器的外環(huán)形通道 煤粉氣流 從下方經(jīng) 90176。 的彎角進入燃燒器將煤粉氣流濃談分離 ? 內(nèi)二次風 作引燃煤粉用 內(nèi)二次風經(jīng)軸向葉片形成內(nèi)層二次風旋轉射流 ，將爐膛內(nèi)的高溫煙氣卷吸到煤粉著火區(qū) ， 使得煤粉得到點燃和穩(wěn)定燃燒 雙調(diào)節(jié)旋流燃及燒器 ? 外二次風 用來補充已燃燒煤粉所需的空氣 ， 使之完全燃燒 外二次風經(jīng)切向葉片形成外層二次風旋轉射流 雙調(diào)風燃燒器就是指內(nèi) 、 外二次風的可調(diào) 。 調(diào)節(jié)內(nèi) 、 外二次風的導向葉片 ，可改變內(nèi) 、 外二次風的流量比 、 旋轉強度 、 二次風間 、 二次風與煤粉氣流間的混合 ， 從而可調(diào)節(jié)著火和火焰形狀 ， 既保證了煤粉的燃盡 ， 同時 在爐膛內(nèi)實現(xiàn)分級送風燃燒 ， 可遏制 NOx的生成 W型火焰爐膛結構 W形火焰爐膛 由下部的拱型著火爐膛 （燃燒室）和 上部的輻射爐膛（燃盡室）組成 前者的深度比后者約大 80～ 120% 燃盡室前后墻向外擴展構成爐頂拱，并布置燃燒器， 煤粉氣流和部分二次風從爐頂拱向下噴射，在燃燒室下部與二次風相遇后，再1800 轉彎向上流經(jīng)燃盡室爐膛，形成 W形火焰， W型火焰燃燒方式的特點 煤粉氣流著火條件好 ? 煤粉噴嘴出口處于燃燒中心 ? 爐頂拱的輻射傳熱可提供部分著火熱 ? 燃燒器噴口向下，允許較低風速 較低的 NOx生成量 可采用濃淡燃燒器，且空氣沿著火焰行程逐步加入，易實現(xiàn)分級配風，分段燃燒 燃燒效率高 爐膛內(nèi)的火焰行程長，增加了煤粉在爐內(nèi)的停留時間 W型火焰燃燒方式的特點 減少飛灰磨損和環(huán)境污染 火焰在下部著火爐膛底部轉彎 180176。 向上流動時，可使煙氣中部分飛灰分離出來 爐膛出口熱偏差小 上部爐膛深度小；氣流在爐膛內(nèi)不旋轉，無殘余扭轉 有良好的負荷調(diào)節(jié)性能 負荷變化時，著火爐膛火焰中心溫度變化不大 ? 著火區(qū)水冷壁敷設衛(wèi)燃帶 ? 爐頂拱可減少對燃盡室的放熱 衛(wèi)燃帶附近易結渣；管路布置復雜；成本高 適用于無煙煤等低揮發(fā)分煤的燃燒 N0X、 S0X的控制技術 影響 NOx生成的主要因素 ? 溫度 溫度越高 ， NOx生成量越大 ? 過?？諝庀禂?shù) ? =～ ， NOx的生成量最大 ? 燃煤性質 燃煤含 N 量越高 ， 轉化為 NOx也就越多 低 NOx的燃燒技術 分級燃燒，再燃燒法，