【正文】 次風(fēng)占總風(fēng)量的 80％左右。此外，由于采用分隔風(fēng)箱，燃燒噴口的寬度較大，增加了出口處氣流的剛性。PM 型燃燒器適用于燃燒可燃基揮發(fā)分 Vr24％的煙煤，具有明顯的低負(fù)荷穩(wěn)燃性能，能在 40％負(fù)荷下不投油穩(wěn)定燃燒，該技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用黃臺(tái)電廠(chǎng)上。 WR 型低 NOX 燃燒器 WR 型燃燒器(Wide Range Burner，寬調(diào)節(jié)比燃燒器)主要由噴嘴和噴嘴體兩部分組成，如圖 62 所示。WR 型燃燒器也是利用彎頭的慣性分離作用，形成濃煤粉和淡煤粉，與彎頭相接的管道中安裝了濃、淡煤粉的分離擋板，使這兩股氣流從各自的管道通過(guò)。這種燃燒器的噴口內(nèi)安裝有波形鈍體，可增強(qiáng)煤粉與氣流的攪拌并在燃燒器的出口處形成一個(gè)有利于著火的穩(wěn)定回流區(qū)，從而提高火焰的穩(wěn)定負(fù)荷范圍。30 / 45圖 62 WR 型低 NOX 燃燒器 WR 型燃燒器在垂直方向形成濃淡燃燒，其降低 NOX 排放的原理與 PM 燃燒器相似。WR 型燃燒器與 PM 型燃燒器的不同之處在于：PM 型燃燒器有兩個(gè)噴嘴，而 WR 型燃燒器將濃、淡相集中在一個(gè)噴口內(nèi)。因此，WR 型燃燒器的上、下一次風(fēng)中心距可以做得較小，這樣既有利于降低整體的火焰高度、減少 NOX 的排放，又降低了鍋爐的造價(jià)、滿(mǎn)足了燃用劣質(zhì)煤的要求。這種燃燒器已在多家電廠(chǎng)成功應(yīng)用。例如，漢川電廠(chǎng)采用這種燃燒器取得了較好的低負(fù)荷穩(wěn)燃和低 NOX 排放效果。 水平濃淡式燃燒器 在濃淡燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)上，哈爾濱工業(yè)大學(xué)經(jīng)過(guò)多年的努力，提出“風(fēng)包粉” 煤粉燃燒的思想，開(kāi)發(fā)出水平濃淡風(fēng)煤粉燃燒器。水平濃淡可以采用兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：第 1 種是采用百葉窗煤粉濃縮器，如圖 63 所示。這種方式對(duì)煤粉管道的布置無(wú)特殊要求，適用于工程改造；第 2 種是采用 90176。彎頭，這種方式需要對(duì)管道設(shè)計(jì)做特殊處理，主要適用于新機(jī)組的設(shè)計(jì)。圖 63 百葉窗水平濃淡燃燒器 水平濃淡燃燒器利用濃縮器或彎頭將煤粉氣流分成濃淡兩相，并保持水平直到噴嘴出口。含有一次風(fēng)中大部分煤粉的濃相氣流在向火側(cè)切向噴入爐內(nèi)，形成內(nèi)側(cè)小切圓；淡煤粉氣流在背火側(cè)切向噴入爐內(nèi)，形成外側(cè)假想大切圓。水平濃淡燃燒器也屬于濃淡燃燒方31 / 45式，故其降低 NOX 排放的原理與 WR 型燃燒器相似。此外，由于燃燒器中形成了內(nèi)層切圓富燃料，屬還原性氣氛，能進(jìn)一步降低 NOX 的形成。 與 WR 型燃燒器相比，水平濃淡燃燒器除具備低 NOX 排放的優(yōu)點(diǎn)外，還能進(jìn)一步改善著火條件，增強(qiáng)水冷壁附近的氧化性氣氛，可防止結(jié)焦和高溫腐蝕。這種燃燒器煤種適應(yīng)性非常廣，對(duì)于低揮發(fā)分的貧煤、無(wú)煙煤的應(yīng)用效果也不錯(cuò)，已經(jīng)成功應(yīng)用在安陽(yáng)等多家電廠(chǎng)燃燒器的改造上。 旋流煤粉燃燒器旋流燃燒器根據(jù)二次風(fēng)的供入方式和一次風(fēng)煤粉濃度可分為三類(lèi)：普通型、分級(jí)燃燒型和濃縮型。 普通型旋流燃燒器：普通型旋流燃燒器是指二次風(fēng)通過(guò)燃燒器送入爐膛，一次風(fēng)粉混合物沒(méi)有濃縮的旋流燃燒器，有以下幾種形式：一、二次風(fēng)均旋轉(zhuǎn)的雙蝸殼式旋流燃燒器；一次風(fēng)為直流，二次風(fēng)為旋流的單蝸殼－擴(kuò)錐型燃燒器；一次風(fēng)可以旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)，二次風(fēng)通過(guò)可動(dòng)的切相葉片送入爐膛的切相可動(dòng)葉片燃燒器；軸向可動(dòng)葉輪燃燒器，利用拉桿移動(dòng)二次風(fēng)通道中的葉輪，從而改變二次風(fēng)中直流氣流和旋流氣流的比例；軸向葉輪－蝸殼型燃燒器，一次風(fēng)通過(guò)蝸殼進(jìn)入爐膛，二次風(fēng)的旋流器為直葉片；旋流預(yù)燃室燃燒器，根部二次風(fēng)經(jīng)過(guò)不旋轉(zhuǎn)的直葉片進(jìn)入預(yù)燃室，另外的二次風(fēng)在預(yù)燃室出口附近通過(guò)直葉片或有傾角的葉片送入爐膛；管式旋流燃燒器。普通的旋流燃燒器由于一二次風(fēng)混合比較強(qiáng)烈,導(dǎo)致煤粉與氣流強(qiáng)烈混合,過(guò)快的溫升及過(guò)量氧的加入, 使燃燒強(qiáng)度很高 ,最終導(dǎo)致 NOX 的大量生成 ,約為 1000～1200mg/L。但可通過(guò)增加燃燒器之間的距離和分級(jí)配風(fēng)的方法來(lái)降低 NOX 的排放 分級(jí)燃燒型旋流燃燒器 分級(jí)燃燒型旋流燃燒器是指二次風(fēng)分兩級(jí)或兩級(jí)以上送入爐膛，一次風(fēng)粉沒(méi)有濃縮的旋流燃燒器，有以下幾種形式：雙通道外混式旋流燃燒器，一次風(fēng)為直流風(fēng)，大部分二次風(fēng)通過(guò)軸向固定葉片送入爐膛，另外的二次風(fēng)為直流風(fēng)；SM 型燃燒器，一次風(fēng)不旋轉(zhuǎn)，二次風(fēng)通過(guò)旋轉(zhuǎn)葉片形成旋轉(zhuǎn)氣流，一、二次風(fēng)占燃燒總空氣量的 8090%，剩下的二次風(fēng)從燃燒器噴口周邊外一定距離處均勻布置的四個(gè)噴口以直流的形式送入爐膛；蝸殼－葉片式燃燒器，一次風(fēng)通過(guò)蝸殼進(jìn)入爐膛，二次風(fēng)通過(guò)內(nèi)、外二次風(fēng)通道的軸向葉片一旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)入爐膛；RSFC 型燃燒器，一次風(fēng)為直流風(fēng)，二次風(fēng)由三個(gè)分風(fēng)道以旋流的形式進(jìn)入爐膛，其中一個(gè)或三個(gè)分風(fēng)道均可以摻入在循環(huán)煙氣。32 / 45 濃縮型旋流煤粉燃燒器濃縮型旋流燃燒器是指一次風(fēng)粉混合物經(jīng)過(guò)濃縮后通過(guò)提高煤粉濃度來(lái)改善煤粉的著火及燃燒條件的旋流煤粉燃燒器。 DRB 型旋流燃燒器 Bamp。W 公司 20 世紀(jì) 70 年代推出了二次風(fēng)雙流道均為旋流的燃燒器，即 DRB 型燃燒器(Dual Register Burner，雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器 )，其結(jié)構(gòu)如圖 64 所示。DRB 型燃燒器一次風(fēng)管外有可調(diào)的內(nèi)二次風(fēng)和外二次風(fēng)管，風(fēng)管中設(shè)有 2 個(gè)分別控制的調(diào)風(fēng)器。內(nèi)調(diào)風(fēng)器的主要作用是促進(jìn)著火和穩(wěn)燃，外調(diào)風(fēng)器的主要作用是在火焰下游供風(fēng)以完成燃燒。圖 64 DRB 型旋流燃燒器DRB 型燃燒器主要通過(guò)調(diào)整內(nèi)、外二次風(fēng)的比例和旋流強(qiáng)度來(lái)調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)的混合，延遲燃燒過(guò)程、降低燃燒強(qiáng)度，并在燃燒器出口造成很強(qiáng)的還原性氣氛，從而降低 NOX 的排放量。DRB 型燃燒器主要適用于燃燒揮發(fā)分大于 5％的煙煤。運(yùn)行實(shí)踐證明，采用 DRB型燃燒器后，距噴口 m 處的火焰溫度由 1600℃降至 1400℃，N0x 排放濃度可降低39％。 雙調(diào)風(fēng)燃燒器 是美國(guó) Bamp。W 公司開(kāi)發(fā)出的第一代低 NOX 旋流煤粉燃燒器，并在 1971 年投入商業(yè)運(yùn)行。一次風(fēng)一般為直流，一次風(fēng)管道內(nèi)裝有顆粒導(dǎo)向器和圓錐形擴(kuò)散體，用慣性分離作用將一次風(fēng)風(fēng)粉混合物分成濃、兩股氣流，一次風(fēng)管壁四周為濃煤粉氣流，一次風(fēng)管中心附近為淡煤粉氣流。二次風(fēng)分為兩部分，內(nèi)二次風(fēng)道中有軸向可動(dòng)葉片，外二次風(fēng)道中采用軸向或切向可動(dòng)葉片使內(nèi)、外二次風(fēng)旋轉(zhuǎn)。通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi)、外二次風(fēng)的比例和葉片角度，可以改變氣流的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度，從而調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)的混合。 德國(guó) Babcock 公司 WS 型雙調(diào)風(fēng)低氮燃燒器33 / 45WS 型雙調(diào)風(fēng)低氮燃燒器，如圖 65 所示。燃燒器的中心是中心風(fēng)管，管中可插點(diǎn)火油槍。一次風(fēng)和外二次風(fēng)是直射流，內(nèi)二次風(fēng)由葉片產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，改變?nèi)~片的角度可調(diào)整旋流強(qiáng)度。圖 65 WS 型低 NOX 燃燒器 WS HTNR 型低 NOX 燃燒器Babcock日本 IHI 公司在 DBR 型燃燒器的基礎(chǔ)上，與 1985 年研制成 HTNR 型低 NOX 燃燒器，其結(jié)構(gòu)如圖 66 所示。一次風(fēng)粉氣流經(jīng)過(guò) 90176。彎頭進(jìn)入燃燒器一次風(fēng)管后，通過(guò)文丘里管向中心濃縮，然后經(jīng)過(guò)安裝在中心管上小角度軸向葉片，煤粉被甩向一次風(fēng)管壁附近后噴入爐膛。一次風(fēng)噴口裝有陶瓷制成的齒形穩(wěn)燃環(huán)，可使煤粉顆粒穩(wěn)定著火。內(nèi)二次風(fēng)通道內(nèi)裝有可調(diào)角度的軸向葉片。在內(nèi)二次風(fēng)道出口，排列緊密的旋流葉片圍繞著一次風(fēng)噴口。二次風(fēng)擋板和內(nèi)二次風(fēng)軸向葉片分別由兩根推拉式的拉桿控制，推拉二次風(fēng)擋板可改變內(nèi)、外二次風(fēng)風(fēng)量比例。圖 66 HTNR 型低 NOX 燃燒器1齒環(huán)穩(wěn)燃器 2內(nèi)二次風(fēng)擴(kuò)口 3外二次風(fēng)徑向葉片；4內(nèi)二次風(fēng)軸向葉片；5一次風(fēng)葉片；6二次風(fēng)擋板；7文丘里管；8一次風(fēng)管；9看火孔；10油槍34 / 45 PAX 型旋流燃燒器 PAX 型燃燒器(Primary Air Exchange Burner，一次風(fēng)交換燃燒器)是 Bamp。W 公司在 DRB 型燃燒器的基礎(chǔ)上增設(shè)了 PAX 裝置及分級(jí)風(fēng)管形成的，結(jié)構(gòu)如圖 67 所示。圖 67 PAX 型燃燒器 PAX 型燃燒器的原理是當(dāng)一次風(fēng)粉氣流通過(guò)燃燒器入口彎頭時(shí)，由于離心力的作用，使進(jìn)入外側(cè)主燃燒器噴嘴的煤粉約占總煤粉量的 90％。其余約 10％的煤粉和約 50％的低溫乏氣，從一次風(fēng)管中抽出，將其作為三次風(fēng)在燃燒器周?chē)娜物L(fēng)口噴入爐膛。一次風(fēng)管中所剩的 50％空氣與二次風(fēng)箱引入的溫度為 310～371℃的熱風(fēng)混合后作為一次風(fēng)噴入爐膛。這種燃燒器的降低 NOX 原理仍是分級(jí)送風(fēng)。 NSW 型旋流燃燒器NSW 型旋流燃燒器的一次風(fēng)通道內(nèi)裝有軸向葉片式分離器，利用慣性分離作用將一次風(fēng)風(fēng)粉混合物分成濃、兩股氣流，淡煤粉氣流通過(guò)一次風(fēng)內(nèi)通道，濃煤粉氣流通過(guò)一次風(fēng)外通道。兩股氣流在噴口處，通過(guò)導(dǎo)向裝置將濃煤粉氣流引向燃燒器中心附近，淡煤粉氣流引向濃煤粉氣流外側(cè)噴入爐膛，二次風(fēng)通過(guò)內(nèi)、外二次風(fēng)通道以旋流的形式進(jìn)入爐膛。運(yùn)行表明，火焰穩(wěn)定性提高。 徑向濃淡旋流燃燒器 哈爾濱工業(yè)大學(xué)在提出了“水平濃縮煤粉燃燒”技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了“徑向濃淡旋流煤粉燃燒”技術(shù)，這種燃燒器的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 68。35 / 45圖 68 徑向濃淡旋流燃燒器 徑向濃淡旋流燃燒器是在一次風(fēng)道中加裝了一個(gè)煤粉濃縮器，從而將一次風(fēng)、粉混合物分成煤粉濃度相差適當(dāng)?shù)膬晒蓮较驓饬?。靠近中心的一股為含粉量較多的濃煤粉氣流，它經(jīng)過(guò)濃一次風(fēng)通道噴入爐膛。另外一股為含粉量較少的淡煤粉氣流，在濃煤粉氣流外側(cè)環(huán)形通道噴入爐內(nèi)，從而形成沿半徑方向的濃煤粉、淡煤粉的著火方式。同時(shí)二次風(fēng)通道分成了兩部分，一部分二次風(fēng)以旋流的形式進(jìn)入爐內(nèi)；另一部分二次風(fēng)以直流的形式在旋流二次風(fēng)外側(cè)的環(huán)形通道進(jìn)入爐內(nèi)。這種燃燒器是將煤粉分級(jí)、空氣分級(jí)相組合的一種方式，已在燃用貧煤、煙煤的多臺(tái)鍋爐上得到應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了高效、穩(wěn)燃、低污染燃燒 。 現(xiàn)將國(guó)外幾家旋流燃燒器生產(chǎn)公司的低氮燃燒器發(fā)展情況及國(guó)內(nèi)外大型鍋爐燃燒器改造及使用情況匯總見(jiàn)表 61。36 / 45各公司低氮燃燒器的發(fā)展及應(yīng)用情況表公司名稱(chēng) 第一代燃燒器 第二代燃燒器 第三代燃燒器 第四代燃燒器 第五代燃燒器1976 年，CF（可控流量）燃燒器，二次風(fēng)分兩層，即內(nèi)、外二次風(fēng)，有一個(gè)可滑動(dòng)的套筒擋板可控制每個(gè)燃燒器的二次風(fēng)量。北侖Ⅱ期所用的是這代的修改型，在燃燒器中間增加了中心風(fēng)。CF/SF 燃燒器始于 1979 年，該燃燒器與第一代燃燒器的區(qū)別是噴嘴的形式不同，第二代燃燒器的噴嘴分成 4 個(gè)橢圓形的，即火焰為 4 股。1991 年～1995年，對(duì)燃燒器的噴嘴形式進(jìn)行了一些改進(jìn)，即把CF/SF 燃燒器 4個(gè)煤粉噴嘴改為IFS 燃燒器的 6個(gè)煤粉噴嘴。1994 年至今，PF/SF 燃燒器，與第三代的主要區(qū)別為內(nèi)二次風(fēng)進(jìn)入的方式，在進(jìn)口內(nèi)、外二次風(fēng)是平行的，而不是先進(jìn)入外二次風(fēng)然后再進(jìn)入內(nèi)二次風(fēng)；第四代燃燒器煤粉進(jìn)入方式為軸向的，而不是切向的。1997 年至今，VS/SF 燃燒器，內(nèi)二次風(fēng)的葉片為軸向，角度固定；內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)量通過(guò)一個(gè)可軸向滑動(dòng)的內(nèi)二次風(fēng)錐形套筒進(jìn)行調(diào)節(jié)。美國(guó) FW北侖二期，改造前的江蘇利港，使用該燃燒器NOX 排放濃度都在 1000mg/Nm3左右。FW 提供業(yè)績(jī)沒(méi)有超過(guò) 300MW 以上的機(jī)組，在美國(guó)的 HP1（500t/h)爐其 NOX 排放為258mg/Nm3，NJ爐為 393mg/m3。美國(guó)巴威20 世紀(jì) 70 年代，雙調(diào)風(fēng)燃燒器，即 DRB 燃燒器。20 世紀(jì) 80 年代中期，DRBXCL燃燒器，內(nèi)、外二次風(fēng)旋流強(qiáng)度可通過(guò)軸向葉片21 世紀(jì)初，DRB4Z 燃燒器，在內(nèi)二次風(fēng)與一次風(fēng)之間有一過(guò)渡區(qū)，該區(qū)域的37 / 45公司名稱(chēng) 第一代燃燒器 第二代燃燒器 第三代燃燒器 第四代燃燒器 第五代燃燒器角度調(diào)節(jié)。 二次風(fēng)量可調(diào)節(jié)。北侖2 爐用該燃燒器 NOX 的排放值在550mg/Nm3。嘉興用該燃燒器，NOX 的排放值在330～460mg/Nm 3。蘭溪電廠(chǎng)用的是該燃燒器，NOX的排放值在300mg/Nm3。1997 年 ABT 燃燒器開(kāi)始商業(yè)運(yùn)行，其開(kāi)發(fā)的 OptiFlow 燃燒器專(zhuān)用來(lái)對(duì)原鍋爐進(jìn)行改造，該燃燒器采用雙調(diào)風(fēng)系統(tǒng)，控制燃燒器內(nèi)外二次風(fēng)的分配。美國(guó) ABT江蘇利港電廠(chǎng)改造后其 NOX 排放濃度控制在400mg/Nm3左右。德國(guó)巴威1976 年，W 型二次風(fēng)為一股1978 年，WS 型燃燒器二次風(fēng)分內(nèi)、外二次風(fēng)，內(nèi)二次風(fēng)的旋流強(qiáng)度可調(diào)。1991 年，DS 型燃燒器，內(nèi)、外二次風(fēng)旋流強(qiáng)度都可調(diào)，且一次風(fēng)也有旋流葉片。38 / 45公司名稱(chēng) 第一代燃燒器 第二代燃燒器 第三代燃燒器 第四代燃燒器 第五代燃燒器Staudinger 電廠(chǎng)改造前使用該型號(hào)燃燒器 NOX排放濃度在500～800mg/Nm 3。Staudinger 電廠(chǎng)改造后使用該型號(hào)燃燒器 NOX排放濃度在300～460mg/Nm 3。80 年代中期英巴完成對(duì) MarkⅢ型燃燒器的商業(yè)運(yùn)行，該燃燒器除了一次風(fēng)和燃料，還有二次風(fēng)和三次風(fēng)，較以前英巴燃燒器在 NOX排放上減少了近50%濃度。90 年代中期英巴開(kāi)發(fā)了MarkⅤ型低氮燃燒器，該燃燒器在Ⅲ型的基礎(chǔ)上引入了四次風(fēng)，其 NOX 的排放濃度可進(jìn)一步降低25%左右。英