旋流式燃燒器的工作原理

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1、燃燒器的作用燃燒器是煤粉爐燃燒設(shè)備的主要組成部分，它的作用是把煤粉和燃燒所需的空氣送入爐膛，合理地組織煤粉氣流，并良好地混合，促使燃料迅速而穩(wěn)定地著火和燃燒。一個(gè)良好的燃燒器應(yīng)具備的確良基本條件是：（1）一二次風(fēng)出口截面應(yīng)保證適當(dāng)?shù)囊欢物L(fēng)風(fēng)速比；（2）出口氣流有足夠的擾動(dòng)性，使氣流能很好地混合；（3）煤粉氣流的擴(kuò)散角，能在一定范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，以適應(yīng)煤種變化的需要；（4）沿出口截面煤粉的分布應(yīng)均勻；（5）結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、緊湊，通風(fēng)阻力應(yīng)小。旋流式燃燒器１、旋流式燃燒器的工作原理旋流式燃燒器由圓形噴口組成，燃燒器中裝有各種型式的旋流發(fā)生器（簡(jiǎn)稱(chēng)

2、旋流器）。煤粉氣流或熱空氣通過(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。利用旋轉(zhuǎn)射流，能形成有利于著火的高溫?zé)煔饣亓鲄^(qū)，并使氣流強(qiáng)烈混合。圖4-19旋轉(zhuǎn)氣流射出噴口后在氣流中心形成回流區(qū)，這個(gè)回流區(qū)叫內(nèi)回流區(qū)。內(nèi)回流區(qū)卷吸爐內(nèi)的高溫?zé)煔鈦?lái)加熱煤粉氣流，當(dāng)煤粉氣流擁有了一定熱量并達(dá)到著火溫度后就開(kāi)始著火，火焰從內(nèi)回流區(qū)的內(nèi)邊緣向外傳播。與此同時(shí)，在旋轉(zhuǎn)氣流的外圍也形成回流區(qū)，這個(gè)回流區(qū)叫外回流區(qū)。外回流區(qū)也卷吸高溫?zé)煔鈦?lái)加熱空氣和煤粉氣流。由于二次風(fēng)也形成旋轉(zhuǎn)氣流，二次風(fēng)與一次風(fēng)的混合比較強(qiáng)烈，使燃燒過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，不斷發(fā)展，直至燃盡。

3、２、旋流式燃燒器的類(lèi)型按照旋流器的結(jié)構(gòu)，旋流式燃燒器可分為蝸殼式、軸向葉片式、切向葉片式三大類(lèi)，常用的有以下幾種：?jiǎn)挝仛な轿仛な诫p蝸殼式三蝸殼式旋流式燃燒器軸向葉輪式單調(diào)風(fēng)切向葉片式雙調(diào)風(fēng)３、雙調(diào)風(fēng)旋流式燃燒器圖4-20雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器雙調(diào)風(fēng)旋流式燃燒器是在單調(diào)風(fēng)燃燒器的基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的。雙調(diào)風(fēng)式燃燒器是把燃燒器的二次風(fēng)通道分為兩部分，一部分二次風(fēng)進(jìn)入燃燒器的內(nèi)環(huán)形通道，另一部分二次風(fēng)進(jìn)入燃燒器的外環(huán)形通道。在內(nèi)環(huán)形通道中裝有旋流葉片，旋流葉片是可動(dòng)的，通過(guò)傳動(dòng)裝置可使葉片同步轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)葉片的旋轉(zhuǎn)角度，能改變二次風(fēng)的旋流強(qiáng)度，使燃燒保持穩(wěn)

4、定。外二次風(fēng)量是由二次風(fēng)道中的可動(dòng)葉片控制的。通過(guò)傳動(dòng)裝置可以改變?nèi)~片的開(kāi)度。當(dāng)葉片全開(kāi)時(shí)，外二次風(fēng)量達(dá)到最大，這時(shí)外而次風(fēng)大致是直流射流。在外二次風(fēng)的影響下，從燃燒器射出的整個(gè)射流的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度減弱，氣流拉長(zhǎng)，內(nèi)回流區(qū)變小。當(dāng)葉片逐漸關(guān)閉時(shí)，外二次風(fēng)量逐漸減小，使整個(gè)射流的旋流強(qiáng)度增大，氣流縮短，內(nèi)回流區(qū)逐漸變大。雙調(diào)風(fēng)燃燒器把二次風(fēng)先后兩批送入爐膛，這種配風(fēng)方式稱(chēng)為分級(jí)配風(fēng)。由于空氣的分級(jí)送入，使煤粉和空氣的混合變得緩慢，便于進(jìn)行燃燒調(diào)節(jié)。雙調(diào)風(fēng)燃燒器的主要優(yōu)點(diǎn)是由于空氣的分級(jí)送入，實(shí)踐證明，采用雙調(diào)風(fēng)燃燒器既能有效地控制溫度型NOx；又

5、能限制燃料型NOx。此外燃燒調(diào)節(jié)靈活，有利于穩(wěn)定燃燒，對(duì)煤質(zhì)有較寬的適應(yīng)范圍。4、旋流式燃燒器的布置與供風(fēng)方式大容量鍋爐布置有幾十只旋流式燃燒器，雖然單個(gè)的燃燒器形成的火焰可獨(dú)立燃燒，但各個(gè)旋轉(zhuǎn)氣流之間仍有相互作用，對(duì)燃燒有一定的影響作用。當(dāng)兩個(gè)燃燒器旋轉(zhuǎn)方向相反時(shí)，兩個(gè)燃燒器之間的切向速度升高，火焰向上。當(dāng)兩個(gè)燃燒器旋轉(zhuǎn)方向相同時(shí)，燃燒器之間時(shí)切向速度減小，火焰向下。這樣就影響火焰中心位置和燃燒效率，進(jìn)而影響到過(guò)熱器的汽溫特性及汽溫調(diào)節(jié)。大容量鍋爐上，旋流式燃燒器通常布置在爐膛的前、后墻上，有的采用大風(fēng)箱供風(fēng)，有的采用分隔風(fēng)箱供風(fēng)。采用

6、大風(fēng)箱供風(fēng)時(shí)，風(fēng)道系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但單個(gè)燃燒器的調(diào)節(jié)性能比較差。近年來(lái)，為了提高鍋爐的安全性和經(jīng)濟(jì)性，趨向于采用小功率燃燒器。因?yàn)閱沃蝗紵鞴β蔬^(guò)大，會(huì)帶來(lái)以下問(wèn)題：（1）爐膛受熱面局部熱負(fù)荷過(guò)高，易于結(jié)渣。（2）爐膛受熱面局部熱負(fù)荷過(guò)高，易引起水冷壁的傳熱惡化和直流鍋爐的水動(dòng)力多值性。（3）切換或啟停燃燒器對(duì)爐內(nèi)火焰燃燒的穩(wěn)定性影響較大。（4）切換或啟停燃燒器對(duì)爐膛出口煙溫的影響較大，影響過(guò)熱器的安全性和汽溫調(diào)節(jié)。（5）一、二次風(fēng)的氣流太厚，不利風(fēng)粉混合。（6）燃燒調(diào)節(jié)不太靈活。這樣，單只燃燒器的功率不能太大，因而燃燒器的數(shù)量不能太少。當(dāng)采用

7、大風(fēng)箱送風(fēng)時(shí)，不能準(zhǔn)確調(diào)節(jié)各個(gè)燃燒器的風(fēng)煤比，也不利于控制NOx。因此趨向于采用分隔風(fēng)箱配風(fēng)。即風(fēng)箱被分隔成很多小風(fēng)室，每個(gè)小風(fēng)室又有獨(dú)立的風(fēng)量調(diào)節(jié)擋板，給燃燒調(diào)節(jié)帶來(lái)靈活、便利的條件。６、旋轉(zhuǎn)氣流的特性與直流射流相比，旋轉(zhuǎn)氣流同時(shí)具有向前運(yùn)動(dòng)的軸向速度和沿圓周運(yùn)動(dòng)的切向速度，這就使氣流在流動(dòng)方向上，沿軸向與切向的擾動(dòng)能力增強(qiáng)，因而氣流衰減速度比較快，射程短。旋轉(zhuǎn)氣流的主要特性表現(xiàn)為旋流強(qiáng)度。燃燒器出口氣流的旋流強(qiáng)度取決于燃燒器中旋流燃燒器的結(jié)構(gòu)；取決于從噴口射出的旋流風(fēng)與直流風(fēng)的動(dòng)量比；此外還與燃燒器的阻力和煙氣的粘度等因素有關(guān)。圖4-

8、21封閉氣流在封閉式旋流火焰中，在火焰根部卷吸高溫?zé)煔猓纬苫亓鲄^(qū)，這種火焰可卷吸火焰自身燃燒放出的熱量，具有一定的自穩(wěn)定著火能力，但因回流量小，不適合燃燒難燃的煤。旋流式燃燒器出口有時(shí)可能是