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1、精选优质文档-倾情为你奉上第五章 煤粉燃烧理论基础及燃烧设备第一节 燃烧的基本理论燃烧一般是指燃料与氧化剂进行的发热与发光的高速化学反应。狭义地讲，燃烧是指燃料与氧的剧烈化学反应。燃料与氧化剂可以是同一形态的，如气体燃料在空气中的燃烧，称为单相（或均相）反应，燃料与氧化剂也可以是不同形态的，如固体燃料在空气中的燃烧，称为多相（或异相）燃烧。一、化学反应速度任何化学反应，均可以用以下的化学计量方程式表示： ( 51 )化学反应速度可以用某一反应物浓度减少的速度（反应物消耗的速度）表示，也可以用生成物浓度增加的速度表示，其常用的单位是 mol(m3s)。按不同反应物或生成物计算在时间t的瞬时反应速
2、度为：（52） 化学反应速度不仅取决于参加反应的原始反应物的性质，而且与反应系统的条件有关，重要的条件是：反应物的浓度；温度；压力；是否有催化反应或连锁反应。1、浓度对化学反应速度的影响化学反应速度与浓度的关系可以用质量作用定律来说明。根据质量作用定律，对于均相反应，在一定温度下化学反应速度与参加化学反应的各反应物的浓度成正比，而各反应物浓度项的方次等于化学反应式中相应的反应系数。对式（51）表示的化学反应，其反应速度可表示为：（53） 对于炭粒的多相燃烧来说，化学反应是在炭粒的表面进行的，可以认为炭粒的浓度不变化。因此，化学反应速度是指单位时间内炭粒表面上氧浓度的变化，即炭粒表面上的耗氧速度
3、,其化学反应速度为： （54）质量作用定律说明，在一定温度下而反应容积不变时，增加反应物的浓度即增大反应物的分子数，分子间碰撞的机会增多，所以反应速度加快。2、温度对化学反应速度的影响温度对化学反应速度有很大的影响可以用阿累尼乌斯定律表示： （55）这样，化学反应速度式（54）可写为： （56）式（56）说明，当反应物浓度不变时，化学反应速度与温度成指数关系，随着温度升高，化学反应速度迅速加快。这种现象可这样来解释：化学反应是通过反应物分子间的碰撞而进行的，但并不是所有的碰撞都能引起化学反应，只有其中具有较高能量活化分子的碰撞才能发生化学反应。为使化学反应得以进行，分子活化所需的最低能量称为活
4、化能，以表示。3、压力对化学反应速度的影响在反应容积不变的情况下，反应系统压力的增高，就以意味着反应物浓度增加了，从而使反应速度加快。化学反应速度与反应系统压力的次方成正比， 式中 速度反应常数； 反应物质A的浓度比； 反应级数。4、催化反应如果把少量的催化剂加到反应系统中，使化学反应速度发生变化，则这种作用称为催化作用。5、连锁反应连锁反应可以使化学反应自动连续加速进行。连锁反应的机理是：在化学反应中，由于某种作用（热力活化、光子作用或者某种激发作用），使反应物形成了初始的活化分子，在某些有利的情况下，活化分子能够使化学反应过程开始出现一系列的中间反应，这些中间反应大都是一些极简单的化学反应
5、。在中间反应过程中，同时会产生一些新的活化分子，形成链，这些活化分子需要的活化能又较少，所以一旦形成了活化链，反应就可以自动连续加速进行，直到反应耗尽或连锁中断为止。二、氧的扩散速度炭粒与氧的燃烧化学反应是在炭粒表面进行的。由于化学反应消耗氧，炭粒反应表面氧浓度小于周围介质中的氧浓度,周围环境的氧不断向炭粒表面扩散。氧扩散过程的快慢用氧的扩散速度来反映。扩散速度可由下式确定： （58）根据传质理论可知，氧的扩散准则为： （59）式中 氧扩散的努谢尔特准则数； 燃料颗粒的粒径； 氧的分子扩散系数。由式（59）可得： （510）根据实验结果： (511)式中 根据燃烧粒子与主气流相对运动速度计算的
6、雷诺数。由式（510）、式（511）可知，氧的扩散速度不仅与氧的浓度差成正比；还与碳粒直径及气流与碳粒的相对速度有关。炭粒燃烧过程中，气流与炭粒的相对速度越大，扰动越剧烈，不仅氧向炭粒表面的供应速度增大，同时燃烧产物离开炭粒表面扩散出去的速度也增大，使氧的扩散速度加快。由于碳的燃烧是在炭粒表面进行的，炭粒直径愈小，单位质量炭粒的表面积愈大，与氧的反应面积也愈大，化学反应消耗的氧就愈多，炭粒表面的氧浓度就会降低。炭粒表面与周围环境的氧浓度差愈大时氧的扩散速度愈大。因此，供应燃烧足够的空气量、增大炭粒与气流的相对速度和减小炭粒直径都可增大氧的扩散速度。三、燃烧速度与燃烧区域炭粒的多相燃烧反应由下列
7、几个连续的阶段组成，即（1）参加燃烧的氧气从周围环境扩散到炭粒的反应表面；（2）氧气被炭粒表面吸附；（3）在炭粒表面进行燃烧化学反应；（4）燃烧产物由炭粒解吸附；（5）燃烧产物离开炭粒表面，扩散到周围环境中。炭粒燃烧速度是指炭粒单位表面上的实际反应速度。炭的多相燃烧速度既决定于氧向炭粒表面的扩散速度和在反应表面上进行的燃烧化学反应，最终决定于其中速度最慢的一个：炭粒表面按完全燃烧反应的化学反应速度，氧向炭粒表面的扩散速度。当燃烧过程稳定时，氧的扩散速度与化学反应速度应该相等，并都等于燃烧速度，即 (512)此时炭粒表面上氧的供应和消耗达到了平衡，炭粒表面的氧浓度固定不变。用取代和，并消去该两式
8、中的，炭粒表面燃烧速度的表达式如下： (513)在不同温度下，由于化学反应条件与气体扩散条件的影响不同，燃烧过程可能处于以下三种不同区域（图51）1、动力燃烧区当温度较低时（1000）， , ，燃烧速度 这意味着燃烧速度主要决定于化学反应动力因素（温度和燃料的反应特性），而与氧的扩散速度关系不大，这种燃烧反应温度区称为动力燃烧区。在该燃烧区内，温度对燃烧速度起着决定性的作用。因此，提高温度是强化动力燃烧工况的有效措施。2、扩散燃烧区当温度很高时（1400）， ，则 ， 。由于扩散到炭粒表面的氧远不能满足化学反应的需要，氧的扩散速度已成为制约燃烧速度的主要因素，而与温度关系不大，这种燃烧反应温度
9、区称为扩散燃烧区。在扩散燃烧区内，改善扩散混合条件，加大气流与炭粒的相对速度，或减小炭粒直径都可提高燃烧速度。3、过渡燃烧区介于上述两种燃烧区的中间温度区，化学反应速度常数与氧的扩散速度系数处于同一数量级，因而氧的扩散速度与炭粒表面的化学反应速度相差不多，这时化学反应速度和氧的扩散速度都对燃烧速度有影响。第二节 煤粉气流的着火和燃烧一、煤粉的燃烧过程 (一) 煤粉燃烧的三个阶段 1、着火前的准备阶段着火前的准备阶段是吸热阶段。在此阶段内，煤粉气流被烟气不断加热，温度逐渐升高。煤粉受热后，首先是水分蒸发，接着干燥的煤粉进行热分解并析出挥发分。挥发分析出的数量和成分取决于煤的特性、加热温度和速度。
10、着火前煤粉只发生缓慢氧化，氧浓度和飞灰含碳量的变化不大。一般认为，从煤粉中析出的挥发分先着火燃烧。挥发分燃烧放出的热量又加热炭粒，炭粒温度迅速升高，当炭粒加热至一定温度并有氧补充到炭粒表面时，炭粒着火燃烧。2、燃烧阶段煤粉着火以后进入燃烧阶段。燃烧阶段是一个强烈的放热阶段。煤粉颗粒的着火燃烧，首先从局部开始，然后迅速扩展到整个表面。煤粉气流一旦着火燃烧，可燃质与氧发生高速的燃烧化学反应、放出大量的热量，放热量大于周围水冷壁的吸热量，烟气温度迅速升高达到最大值，氧浓度及飞灰含碳量则急剧下降。3、燃尽阶段燃尽阶段是燃烧过程的继续。煤粉经过燃烧后，炭粒变小，表面形成灰壳，大部分可燃物已经燃尽，只剩少
11、量未燃尽炭继续燃烧。在燃尽阶段中，氧浓度相应减少，气流的扰动减弱，燃烧速度明显下降，燃烧放热量小于水冷壁吸热量，烟温逐渐降低，因此燃尽阶段占整个燃烧阶段的时间最长。 煤粉气流喷入炉膛后，从燃烧器出口至炉膛出口，沿火炬行程可分为三个区域，即着火区、燃烧区与燃尽区。 （二）炭粒的燃烧 炭粒的燃烧机理是比较复杂的，碳粒与氧之间的燃烧属于多相燃烧，其反应是在碳粒表面进行的。周围环境中的氧不断向炽热碳粒表面扩散，在其表面进行燃烧，其反应式为： （515） （516）反应式（5-15）和式（5-16）称为一次反应 。其反应生成的二氧化碳和一氧化碳即可通过炭粒周围的气体介质向外扩散出去，又可向炭粒表面扩散。
12、向外扩散时遇氧燃烧生成；向炭粒扩散时，在高温下与碳进行汽化反应生成，即 （517） （518）反应式（517）和式（518）称为二次反应。应该指出，炭粒的实际燃烧过程是在更为复杂的情况下进行的。除上述温度会影响反映进程外，其他因素，如整个过程是否等温、炭粒的几何形状和结构以及炭粒周围气流性质等，也会对反应进程有一定影响。因此为强化燃烧过程，必须根据如前所述的三个燃烧阶段的特点和要求，采取不同的方式和措施。 二、燃烧过程着火和熄火的热力条件 由缓慢氧化状态转变到高速燃烧状态的瞬间过程称为着火，转变的瞬间温度成为着火温度。 煤粉与空气组成的可燃混合物的着火、熄火以及燃烧过程是否稳定地进行，都与燃烧
13、过程的热力条件有关。因为在燃烧过程中，必然同时存在放热和吸热两个过程，这两个互相矛盾过程的发展，对燃烧过程可能是有利的，它也可能是不利的，它会使燃烧过程发生（着火）或者停止（熄火）。下面以煤粉空气混合物在燃烧室内的燃烧情况，来说明这个问题。燃烧室内煤粉空气混合物燃烧时的放热量为 （521）在燃烧过程中向周围介质的散热量为 （522）根据放热量和散热量随温度的变化曲线（如图54）来说明，放热曲线是一条指数曲线，散热曲线则接近于直线。在相同的测试条件下，不同燃料的着火、熄火温度不同；而对同一种燃料而言，不同的测试条件也会得出不同的着火温度。对煤而言，反应能力愈强（越高，焦炭活化能越小）的煤，其着火
14、温度越低，越容易着火，也越容易燃尽；反之，反应能力越低的煤，例如无烟煤，其着火温度越高，越难于着火和燃尽 。从上面的分析可知，要加快着火，可以从加强放热和减少散热两方面着手。在散热条件不变的情况下，可以增加可燃混合物的浓度和压力，增加可燃混合物的初温，使放热加强；在放热条件不变时，则可采用增加可燃混合物初温和减少气流速度、燃烧室保温等减少放热措施来实现。 三、煤粉气流的着火 在锅炉燃烧中，希望煤粉气流离开燃烧器喷口不远处就能稳定的着火，如果着火过早，可能使燃烧器喷口因过热被烧坏，也易使喷口附近结渣；如果着火太迟，就会推迟整个燃烧过程，只是煤粉来不及烧完就离开炉膛，增大机械不完全燃烧损失，另外着
15、火推迟还会使火焰中心上移，造成炉膛出口处的对流受热面结渣。 将煤粉气流加热到着火温度所需的热量称为着火热。它包括加热煤粉及空气（一次风），并使煤粉中水分加热、蒸发、过热所需热量。 着火热近似按下式计算： kJ/kg 煤 （523） 由上式可见，着火热随燃料性质（着火温度、燃料水分、灰分、煤粉细度）和运行工况（煤粉气流的初温、一次分率和风速）的变化而变化，此外， 也与燃烧器结构特性及锅炉负荷等有关。以下分析影响煤粉气流着火的主要因素。1、 燃料性质（1）挥发分（）的影响：分析说明（2）原煤水分的影响：分析说明（3）原煤灰分的影响：分析说明（4）煤粉细度的影响：分析说明2、一次风温提高一次风温可减
16、少着火热，从而加快着火。因此，在实践中燃用低挥发煤时，常采用高温的预热空气作为一次风来输送煤粉，即采用热风送粉系统。3、 一次风量一次风量越大，着火热增加的越多，将使着火推迟；但一次风量太小，着火阶段部分挥发分和细粉燃烧得不到足够的氧，将限制燃烧过程的发展。另外，一次风量还必须满足输粉的要求，否则会造成煤粉堵塞。一次风量常用一次风率来表示，它是指一次风量占入炉总风量的质量百分比。4、一次风速一次风速对着火过程也有一定的影响。若一次风速过高，则通过单位截面积的流量增大，势必降低煤粉气流的加热速度，使着火距离加长。但一次风速过低时，会引起燃烧器喷口被烧坏，以及煤粉管道堵塞等故障。5、炉内散热条件在
17、实践中为了加快和稳定低挥发分煤的着火，常在燃烧器区域用铬矿砂等耐火材料将部分水冷壁遮盖起来，构成所谓燃烧带，也称卫燃带。敷设燃烧带是稳定低挥发分煤着火的有效措施。但燃烧带区域往往又是结渣的发源地，必须加以注意。6、燃烧器结构特性影响着火快慢的燃烧器结构特性，主要是指一、二次风混合的情况。7、锅炉负荷四、燃烧完全的条件燃烧效率可用下式表示： （524）要做到完全燃烧，其原则性条件为：1、供应充足而又合适的空气量2、适当高的炉温3、空气和煤粉的良好扰动和混合4、在炉内要有足够的停留时间第三节 煤粉燃烧器及点火设备煤粉炉的燃烧设备包括：煤粉燃烧器、点火装置和炉膛。煤粉燃烧器也称为喷燃器，其作用是：将
18、携带煤粉的一次风和助燃的二次风送入炉膛，并组织一定的气流结构，使煤粉迅速稳定地着火；及时供应空气，使燃料和空气充分混合，达到煤粉在炉内迅速完全燃烧。一个性能良好的燃烧器应能满足下列要求：（1）组织良好的空气动力场，使燃料及时着火，与空气适时混合，保证燃烧的稳定性和经济性；（2）有较好的燃料适应性，具有良好的调节性能和较大的调节范围，以适应煤种和负荷变化的需要；（3）应能控制的生成在允许的范围内，以达到保护环境的要求；（4）运行可靠，不易烧坏和磨损，便于维修和更换部件；（5）易于实现远程或自动控制。煤粉燃烧器的型式。根据燃烧器出口气流特征，煤粉燃烧器可分为直流燃烧器和旋流燃烧器两大类。一、旋流煤
19、粉燃烧器（一）旋转射流的特性旋转射流的主要特点如下：1、转射流中任一点的空间速度均可分解成轴向速度、径向速度和切向速度，如图56(b)、(c)、(a)。2、在同样的初始动量下，旋转射流的射程要比直流短。3、旋转射流的扩展角一般比直流射流大，而且随着旋转强度的增大而增大。旋转强度可用下式表示：式中 气流的切向旋转动量矩； 气流的轴向旋转动量 ； 燃烧器喷口的特征尺寸。（二） 旋流煤粉燃烧器的型式旋流煤粉燃烧器是利用旋流器使气流产生旋转运动的。旋流燃烧器中所采用旋流器的主要有以下几种：蜗壳，轴向叶片及切向叶片等，如58图所示。旋流煤粉燃烧器是根据旋流器的型式来命名的。按照产生旋转气流方法的不同，常
20、见的旋流燃烧器可分为蜗壳型和叶片型两大类。前者选用蜗壳作旋流器，故称为蜗壳型旋流燃烧器；后者用叶片作旋流器，故称为叶片型旋流燃烧器。1、单蜗壳型旋流煤粉燃烧器画出其原理图，讲解其特点。2、 双蜗壳旋流煤粉燃烧器 画出其原理图，讲解其特点。3、 轴向叶片型旋流煤粉燃烧器画出其原理图，讲解其特点。4、切向叶片式旋流煤粉燃烧器画出其原理图，讲解其特点。5.双调风低NOX煤粉燃烧器双调风低NOX煤粉燃烧器的结构如图514所示。其主要特点：二、直流煤粉燃烧器 （一）直流射流的特性 直流射流只有轴向速度和径向速度，射流是不旋转的。直流射流的射程比旋转射流的长。射程与喷口尺寸和射流初速的因素有关。喷口尺寸越
21、大初速越高，即初始动量越大，射程越长。射程长表示射流衰减慢，在烟气介质中贯穿能力强，对后期混合有利。显然，集中大喷口比分散的多个小喷口的射流的射程长。 射流卷吸烟气的能力直接影响燃料的着火过程。当喷口流通截面不变时，将一个大喷口分成多个小喷口，由于射流周界面增大，卷吸烟气量也增加。对于矩形截面的喷口，当初速与喷口流通面积不变时，随喷口高宽比的增大，射流周界面增大，卷吸能力也增大。射流卷吸周围烟气后流量增加，流速自然会衰减下来。卷吸能力越强速度衰减越快，射程就越短。 炉膛并非无限大的空间，在炉内微小的扰动，也会导致射流偏离原有轴线方向发生偏转。射流抗偏转的能力称为射流的刚性。射流的动量愈大，刚性
22、愈强，愈不易偏转。对矩形截面喷口，喷口的高宽比愈小，刚性愈好。在炉内几股射流平行或交叉时，一般是刚性大的射流吸引刚性小的射流，并使其偏转。 （二）直流煤粉燃烧器的形式 直流煤粉燃烧器的出口是由一组圆形、矩形或多边的喷口所组成。一次风煤粉气流、燃烧所需要的二次风以及中间储仓式制煤粉系统热风送粉时的乏气三次风分别由不同喷口以直流射流形式喷进炉膛。 根据燃烧器中一、二次风喷口的布置情况，直流煤粉燃烧器大致可分为均等配风和分级配风两种型式。 1、均等配风直流煤粉燃烧器 均等配风方式是指一、二次风喷口相间布置，即在两个一次风喷口之间均等布置一个或两个二次风喷口，或者在每个一次风喷口的背火侧均等布置二次风
23、喷口。 （1）一、二次风喷口相间布置 画图并讲解其特点 （2）侧二次风布置 画图并讲解其特点 2、分级配风直流煤粉燃烧器 分级配风方式是指把燃烧所需要的二次风分级分阶段地送入燃烧的煤粉气流中，即将一次风喷口集中布置在一起，而二次风喷口分层布置，且一、二次风喷口保持较大的距离，以便控制一、二次风的混合时间，这对于无烟煤的着火和燃烧是有利的。故此种燃烧器适用于无烟煤、贫煤和劣质烟煤，所以又叫做无烟煤型直流煤粉燃烧器。 画图 无烟煤和贫煤的固定碳含量较高，挥发分含量低，不易着火和燃尽。为了保证无烟煤和贫煤的着火和燃尽，须保持较高的炉膛温度。为了解决低挥发分煤种着火难的问题，直流煤粉燃烧器在设计和布置
24、上具有如下特点： （1）一次风喷口呈狭长形，狭长的一次风喷口高宽比较大，可以增大煤粉气流的着火周界，从而增加高温烟气的卷吸能力，有利于煤粉气流着火。 （2）一次风喷口集中布置，一次风集中喷入炉膛可提高着火区的煤粉浓度，同时煤粉燃烧放热集中，火焰中心温度会有所提高，这有利与煤粉迅速稳定地着火。集中大喷口还可增强一次风射流的刚性和贯穿能力，从而减轻火焰的偏斜，并加强煤粉气流的后期混合。 （3）一、二次风喷口的间距较大，这样一、二次风混合比较迟，对无烟煤和劣质烟煤的着火有利。 （4）二次风分层布置，即按着火和燃烧需要分级分阶段将二次风送入燃烧的煤粉气流中，这既有利于煤粉气流的前期着火，又有利于煤粉后
25、期的燃烧。 （5）一次风喷口的周围或中间还布置有一股二次风，分别称为周界风和夹心风，如图517所示。周界风和夹心风的风速高，可以增强气流刚性，防止气流偏斜，也能防止燃烧器烧坏。但周界风和夹心风量过大，会影响着火稳定。 （6）在燃用无烟煤、贫煤、劣质烟煤时，为了保证着火的稳定性，都采用热风送粉，而含有1015%细煤粉的乏气作为三次风送入炉膛，目的是为了提高燃烧的经济性和避免污染环境。由于乏气的温度低（约100）、水分高、煤粉浓度小，若三次风口布置不当，将会影响主煤粉气流的着火燃烧。因此，一般将三次风口布置在燃烧器上方。三次风口应有一定的下倾角（715），以增加三次风在炉内停留时间，有利于三次风中
26、少量煤粉的燃尽。此外，三次风的风速高达5060m/s，使其能穿透高温烟气进入炉膛中心，这有利于加强炉内气流的扰动和混合，又有利于三次风中细粉的燃尽。 （三）几种改进的直流煤粉燃烧器 1、宽调节比燃烧器 作一般介绍2、PM燃烧器 作一般介绍三、点火装置作一般介绍第四节 煤粉炉的炉膛及其特性 一、煤粉锅炉的炉膛 （一）炉膛的作用、要求及形状 炉膛是供煤粉燃烧的空间，也称为燃烧室。 炉膛既是燃烧空间，又是锅炉的换热部件。炉膛的结构应能满足如下要求： （1）应具有足够的空间和合理的形状，以便组织燃烧，减小不完全燃烧热损失。 （2）要有合理的炉内温度场和良好的炉内空气动力特性，既能保证燃料在炉内稳定着火
27、和完全燃烧，又要避免火焰冲撞炉墙，或局部温度过高，防止炉膛水冷壁结渣。 （3）应能布置足够数量的辐射受热面，将炉膛出口烟温降到允许的数值，以保证炉膛出口及其后的受热面不结渣。 二、燃烧器的布置及炉内空气动力特性 旋流和直流煤粉燃烧器与炉膛的配合方式是不同的，它们和炉膛配合后形成的炉内空气动力特性也截然不同。运行状态下炉内的空气动力特性，在很大程度上决定了燃料的着火、燃烧和燃尽过程。 （一）旋流燃烧器的布置及其炉内空气动力特性 （二）直流燃烧器的布置及其炉内空气的动力特性 1、切向燃烧方式 目前，我国电站锅炉广泛采用直流煤粉燃烧器四角布置切圆燃烧方式。该方式通常有以下几种布置形式： （1）单切圆
28、布置，即四角燃烧器一、二次风口的几何轴线相切于炉膛中心同一个圆，如图526（a） （2）两角对冲，两角相切或一次风对冲，二次风切圆，如图526（b） （3）双切圆布置，即四角一、二次风口相切于不同直径的圆或对角燃烧器各自相切于不同直径的圆，如图526（c）。 （4）八向或六向切圆布置，如图526（d）；如采用风扇磨煤机时，就可将磨煤机沿炉膛四周布置； （5）双炉膛切圆布置，如图526（e）通常两炉膛内气流旋转方向相反，大容量锅炉有时采用这种布置。 影响一次风煤粉气流偏斜的因素主要有： （1）射流两侧的补气条件 （2）上游邻角射流的横向推力与射流的刚性 （3）燃烧器的结构特性 2、四角切圆燃烧方
29、式存在的主要问题（1）炉内容易结渣。（2）炉膛出口及水平烟道两侧烟温的偏差较大，大容量锅炉这一问题更加严重。（3）运行中各角二次风分配不均，影响炉内火焰中心位置，影响煤粉的燃尽度。（4）采用摆动式燃烧器需经常维护，影响其灵活性。 三、W 形火焰燃烧方式（一般介绍）1、W形火焰燃烧方式和特点燃烧方式：画图讲解分析W形火焰燃烧方式，有如下的主要特点：煤粉开始自上而下流动，着火后向下扩展，随着燃烧过程的发展，煤粉颗粒逐渐变小，速度减慢。在离开一次风喷口数米处，火焰开始转折180向上流动，既不易产生煤粉分离现象，又获得了较长的火焰燃烧行程。煤粉在炉内停留的时间较长，有利于提高燃烧效率，更适合低挥发分煤
30、的燃烧。由于着火区没有大量空气进入，保证了炉膛温度无明显下降。而且，有部分高温烟气回流至着火区，有利于迅速加热进入炉内的煤粉气流，加速着火，提高着火的稳定性。下部的拱式着火炉膛的前、后墙及炉拱顶部分，可以辐射大量热量，提供了煤粉气流比较充足的着火热。煤粉自上而下进入炉膛，一次风率可降至515，风速很低，可以低至15m/s。这便于采用直流式燃烧器，而且空气可以沿着火焰行程逐步加入，达到分级配风目的。宜于采用高浓度煤粉燃烧器，有利于着火。因为燃烧过程基本上是在下部着火炉膛中高温区内完成，而上部炉膛主要用来冷却烟气，因此，锅炉炉膛的高度主要由炉膛出口烟气温度决定。这样可以使上、下炉膛的横截面布置都比
31、较灵活。因为火焰流向与炉内水冷壁平行，所以没有烟气冲刷炉墙现象，也就不易结渣。因为火焰不旋转，炉膛出口烟气的速度场和温度场分布比较均匀，可以减少过热器和再热器的热偏差。而且炉内热力工况良好，有利于稳燃。因为采用了一次风煤粉气流下行后转180弯向上流程的火焰烟气流程，可以分离烟气中的部分飞灰。由于采用了分段送风，以及喷嘴出口煤粉的可调性，使W形火焰炉型能适应较广的煤种、负荷的变化，有良好的调节性能。W形火焰燃烧方式的锅炉，其主要特点是煤粉和空气的后期混合较差，且由于下部炉膛截面较上部炉膛大，故火焰中心偏低，炉内温度水平较低，可能使不完全燃烧热损失增大。为解决这个问题，必须在炉顶拱下部的水冷壁上敷
32、设燃烧带，以造成着火区的高温，但燃烧带敷设的部位，又易引起结渣。此外，炉膛结构比较复杂，而且尺寸较大，因而造价也较高。2、W形火焰燃烧方式所用的燃烧器带旋风分离器的高浓度煤粉燃烧器高浓度煤粉燃烧器是在燃烧器前采用旋风分离器将煤粉浓缩后，煤粉空气混合物被分为浓、淡两股煤粉，浓煤粉气流从旋风分离器下部经过喷口进入炉膛，而淡煤粉气流经过旋风分离器上部的抽气管送入炉膛，如图530所示。燃烧器适用于W火焰炉型。高浓度煤粉燃烧器的特点是：燃烧器喷口垂直向下布置，一次风速可低达10m/s，对稳定煤粉着火十分有利；在燃烧器出口附近，形成高煤粉浓度区和高温燃烧区，稳燃性能好；适应燃烧低反应能力的煤，同时，低负荷
33、不投油或少投油的稳燃能力强。PAX型燃烧器PAX型燃烧器是在燃烧器内用热空气预先加热细煤粉的新型煤粉燃烧器。其特点是在双调风旋流燃烧器的基础上增设了PAX装置（即一次风置换装置）和煤粉浓缩装置，如图532所示。煤粉浓缩装置是在燃烧器煤粉管道入口端连接一个弯头。煤粉气流通过弯头时，在惯性力作用下，绝大部分煤粉颗粒集中到燃烧器内一次风管，形成高浓度煤粉气流在PAX装置中又与增压风机送来的热风均匀混合，并在燃烧器内加热煤粉。煤粉在进入燃烧器时约为93，在一次风管中被加热后，温度提高到177，然后喷入炉膛。这样就大大减少了着火热，缩短了加热煤粉气流所需时间，因而着火迅速，燃烧稳定。第五节 燃烧调整试验方法本节学生自学专心-专注-专业