燃燒風煙系統學習單元一煤燃燒的基本原理學習單元二煤粉氣流燃燒及強化模塊三燃燒風煙系統學習單元二煤粉氣流燃燒及強化

煤粉氣流的著火與強化1.煤粉氣流的燃燒與強化2.煤粉氣流的燃盡與強化3.煤粉氣流燃燒及強化煤粉氣流開始著火的溫度稱為著火溫度。煤粉氣流從初始溫度加熱至著火溫度的過程稱為著火過程，該過程吸收的熱量稱為著火熱。它包括：加熱煤粉和一次風熱量煤粉中水分蒸發和過熱所需熱量它來源于：高溫煙氣的對流熱爐內高溫火焰的輻射熱以高溫煙氣與煤粉之間的對流換熱為主。著火過程的影響因素及強化措施：⑴燃煤性質揮發分高的煤，所需著火熱少，著火容易

灰分多的煤，著火速度慢。水分多的煤，著火需要的熱量就多。(2)煤粉細度煤粉越細，著火越快。(3)一次風溫提高一次風溫可以減少著火熱，加快著火。難著火的無煙煤、劣質煤或某些貧煤，應適當提高空氣預熱器出口的熱風溫度，并采用熱風作為一次風輸送煤粉。⑷一次風量和風速一次風量愈大，著火所需熱量愈大，使著火推遲，并影響煤粉完全燃燒。但一次風量太小，煤粉著火燃燒初期得不到足夠的氧氣將限制燃燒過程的發展。1.煤粉氣流的著火與強化三、煤粉氣流燃燒及強化

一次風機1一次風機2熱風母管三次風管

一次風速過高，煤粉氣流的容積流量大，需要的著火熱多，使著火推遲，著火也不穩定；一次風速過低，著火點離噴口太近，可能燒壞燃燒器或引起燃燒器附近結渣，煤粉管道堵塞等故障。⑸著火區的爐溫著火階段處于動力燃燒區，提高著火區的爐溫可加速著火。影響著火區爐溫的因素較多，如爐膛熱強度、爐內散熱條件、鍋爐運行負荷等。鍋爐負荷降低，爐溫降低，著火區溫度也降低，低到一定程度時，就將危及著火穩定性，甚至造成滅火。對于固態排渣煤粉爐，在沒有采取穩燃措施的條件下，其最低運行負荷一般高于70%額定負荷。在燃用低揮發分煤時，敷設衛燃帶。⑹煤粉氣流著火周界面煤粉氣流與煙氣接觸周界面愈大，傳熱量愈多，著火愈快。將燃燒器噴口的高寬比加大，或使氣流旋轉擴散，可增大著火周界面。三、煤粉氣流燃燒及強化

少量粗煤粉接近擴散燃燒工況，大部分煤粉處于過渡燃燒工況。強化燃燒過程既要加強氧的擴散混合，又不得降低爐溫，具體措施有：⑴合理送入二次風煤粉氣流著火后放出大量的熱，爐溫迅速升高，火焰中心溫度可達1500～1600℃，燃燒速度很快。及時供應二次風并加強一、二次風的混合是強化燃燒的基本途徑。若二次風混入過遲，氧量供應不足，燃燒速度減慢，可燃氣體未完全燃燒熱損失增加；二次風混入過早，著火熱增加，著火推遲。二次風混入的時間與煤種和燃燒器型式有關。在燃用低揮發分煤時，二次風應該在煤粉氣流著火后，隨燃燒過程的發展分期分批送入。⑵較高的二次風速二次風除及時供氧外，還起混合擾動作用。二次風速一般均高于一次風速。較高的二次風速，可提高煤粉與空氣的相對速度，增強混合，強化燃燒。但是二次風速不能比一次風速大得過多，否則會迅速吸引一次風，使二次風與煤粉混合提前，影響煤粉氣流的著火。

2.煤粉氣流的燃燒與強化三、煤粉氣流燃燒及強化

⑶合理組織爐內空氣動力工況組織好爐內高溫煙氣的合理流動，使更多的煙氣回流到煤粉氣流的著火區，增大煤粉氣流與高溫煙氣的接觸周界。煤粉在懸浮狀態下燃燒，空氣與煤粉的相對速度很小，混合條件不理想，合理組織爐內空氣動力工況，促進煤粉和空氣混合，能有效提高燃燒速度。⑷保持較高的爐溫保持較高的爐溫：強化著火，而且強化煤粉燃燒、燃盡。爐膛溫度高，有利于對煤粉的加熱，著火時間可提前，爐膛溫度高，燃燒迅速，也容易達到燃燒完全。爐膛溫度也不能太高，要注意防止爐膛結渣和過多的NOx形成問題。

2.煤粉氣流的燃燒與強化三、煤粉氣流燃燒及強化

大部分煤粉都在燃燒區燃盡，只剩少量粗炭粒在燃盡區繼續燃燒。

燃盡區的強化主要靠延長煤粉氣流在爐內的停留時間來保證。具體措施有：

⑴選擇適當的爐膛容積和高度，保證煤粉在爐內停留時間。

⑵強化著火與燃燒區的燃燒，使著火與燃燒區火炬行程縮短，在一定爐膛容積內等于增加了燃盡區的行程，延長了煤粉在爐內的燃燒時間。⑶改善火焰在爐內的充滿程度。火焰所占容積與爐膛的幾何容積之比稱為火焰充滿程度。充滿程度愈高，爐膛有效容積愈大，可燃物在爐內實際停留時間愈長。⑷保證煤粉細度，提高煤粉均勻度。煤粉越細，燃燒速度越快，煤粉完全燃燒所需的時間就越短。在燃用低揮發分煤時，應將煤磨得細些。

3.煤粉氣流的燃盡與強化三、煤粉氣流燃燒及強化

作業

:煤粉良好燃燒的條件是什么？煤粉燃燒可分為哪幾個溫度區域？如何強化煤的燃燒？燃燒風煙系統學習單元一煤燃燒的基本原理學習單元二煤粉氣流燃燒及強化模塊三燃燒風煙系統學習單元一煤燃燒的基本原理任務1、了解煤粉氣流燃燒過程任務2、熟悉煤粉迅速完全燃燒的條件任務3、掌握煤粉氣流燃燒強化措施單元一燃料燃燒原理燃燒：燃料中可燃物質與空氣中氧發生強烈化學反應，并放出大量熱量的過程。燃燒反應生成的物質稱為燃燒產物。

著火前的準備階段1.燃燒階段2.燃盡階段3.煤粉氣流燃燒過程

煤粉氣流噴入爐內至著火這一階段為著火前準備階段。此階段內，煤粒中水分蒸發，揮發分析出。⑴著火前的準備階段⑵燃燒階段揮發分著火燃燒，煤粒首先局部著火，然后擴展到整個表面燃燒。⑶燃盡階段少量殘炭的繼續燃燒。爐膛對應的三個區域，即著火區、燃燒區與燃盡區。由于燃燒的三個階段不是截然分開的，因而，對應的三個區也沒有明確的分界線。但大致可認為:燃燒器出口附近是著火區；爐膛中部及噴燃器同一水平的區域以及稍高的區域是燃燒區；高于燃燒區直至爐膛出口的區域都是燃盡區。著火區很短，燃燒區燃料放熱最多，而燃盡區最長。

燃燒速度及其影響因素1.燃燒程度2.迅速完全燃燒的條件3.煤粉迅速完全燃燒的條件1.燃燒速度及其影響因素燃燒速度wr是指單位時間內燒掉的燃料量。煤粉的燃燒速度關鍵是炭粒的燃燒速度。它取決于兩方面因素：炭和氧的化學反應速度氧的擴散速度化學反應速度取決于參加反應的原始反應物的性質，同時與溫度、濃度和壓力有關。其中溫度的影響最大。氧的擴散速度是指單位時間向炭粒單位表面輸送的氧量二、煤粉迅速完全燃燒的條件

影響因素：氧的濃度，炭粒直徑，氣流與炭粒的相對速度。增大炭粒與周圍氧化介質的相對速度，氧的擴散速度增大；減小炭粒尺寸，也可增大氧的擴散度。在爐內燃燒過程中，煤粉的燃燒速度主要與溫度和氧的擴散速度有關。燃燒過程三個區域：動力燃燒區：提高溫度可提高燃燒速度。擴散燃燒區：在擴散燃燒區內，改善擴散混合條件，加大氣流與煤粉的相對速度，或減小煤粉粒度都可提高燃燒速度。過渡燃燒區：化學反應速度和氧的擴散速度都對燃燒速度有影響。因此，既要改善化學反應條件，提高反應系統溫度；又要改善氧的擴散混合條件，才能使燃燒速度加快。二、煤粉迅速完全燃燒的條件

多相燃燒速度變化圖2.燃燒程度燃燒程度即煤粉燃燒完全的程度，它可用燃燒效率來表示：ηr=100-(q3+q4)%燃燒效率越高，則燃燒產物（煙氣和灰渣）中的可燃質越少，即燃燒損失(q3+q4)越小，說明煤粉燃燒完全程度越高。

3.迅速完全燃燒的條件⑴相當高的爐內溫度⑵合適的空氣量⑶燃料與空氣的良好混合⑷足夠的燃燒時間二、煤粉迅速完全燃燒的條件

燃燒原理及設備燃燒器、點火裝置及爐膛

將燃料和燃燒所需空氣送入爐膛并組織一定的氣流結構，使燃料能迅速穩定地著火；1.及時供應空氣，使燃料與空氣充分混合在爐內達到完全燃燒。2.具有良好的調節性能，以適應煤種和鍋爐負荷變化，并且流動阻力較小，運行可靠。3.煤粉燃燒器

出口氣流為直流射流或直流射流組的燃燒器直流燃燒器出口氣流包含有旋轉射流的燃燒器旋流燃燒器燃燒器分類01直流燃燒器02旋流燃燒器03煤粉燃燒器及燃燒方式的新發展分以下三部分對燃燒器進行學習：

（一）直流燃燒器

射流帶動周圍煙氣隨射流一起流動，從而射流質量逐漸增加，此過程叫卷吸。射流速度的降低稱為衰減。射流軸向速度衰減至某一數值時所在截面與噴口間的距離稱為射程。噴口截面越大，初速w0越高，射程越長。射程長表示射流衰減慢，在煙氣中貫穿能力強，對后期混合有利。集中大噴口比多個分散小噴口射流的射程長。射流抗偏斜的能力稱為射流剛性。

直流燃燒器的出口是由一組圓形、矩形或多邊形噴口組成。

直流射流的特性直流紊流自由射流示意圖:

鍋爐點火火焰圖:

射流初速越大，剛性越強，越不易偏斜。對矩形截面噴口，噴口高寬比越小，剛性越好。在爐內幾股射流平行或交叉時一般是剛性大的射流吸引剛性小的射流，并使其偏斜。

直流燃燒器布置及爐內燃燒工況由于切圓燃燒創造了良好的著火、燃燒、燃盡條件，對煤種有廣泛的適應性，尤其能適應低揮發分煤種的燃燒。直流燃燒器布置：四角切圓。直流燃燒器布置方式圖空氣動力特性圖

直流燃燒器的配風方式特點：a.二次風噴口上下、或左右交錯布置b.二次風噴口間距較近(1)均等配風（噴口布置圖）適用：煙煤和褐煤直流煤粉燃燒器布置方式圖:

切圓燃燒的直流燃燒器空氣動力特性圖:

切圓燃燒的直流燃燒器空氣動力特性圖:

直流燃燒器的配風方式

分級配風方式是指把燃燒所需的二次風分級分階段地送入燃燒的煤粉氣流中。⑵分級配風（噴口布置圖）特點：a.一次風口較集中地布置在一起，二次風口分層布置b.一、二次風口保持較大距離適用：無煙煤、貧煤和劣質煙煤

直流燃燒器切圓燃燒方式，由于著火條件較好，后期混合強烈，還能根據不同煤種的燃燒要求，控制一、二次風混合時間，改善混合與燃盡程度，對煤種適應性較廣。因此，在我國大型煤粉鍋爐中，得到普遍應用。

直流燃燒器完畢均等配風的直流燃燒器噴口布置圖:

分級配風的直流燃燒器噴口布置圖:

（二）旋流燃燒器

⑴具有內外兩個回流區⑵射流衰減快⑶旋轉強度從燃燒器噴出的氣流在爐膛中旋轉擴散，由于爐膛是充滿高溫煙氣的有限空間，射流速度又高，故近似為紊流旋轉射流。

與直流射流相比，旋轉射流有許多不同的特點：

旋流射流的特性旋轉強度的選擇主要依據燃煤特性，同時考慮爐膛形狀、尺寸和燃燒器布置方式等。對容易著火的煤，不需要過多的煙氣來加熱煤粉氣流，故旋轉強度可選得小些。對難著火的煤則旋轉強度應選得大些。旋轉強度過大，射流會突然貼墻，這種現象稱為氣流飛邊。飛邊會造成噴口和水冷壁結渣，甚至燒壞燃燒器。旋流燃燒器:

旋流射流圖:

旋流燃燒器布置圖:

多層盤式穩焰器:

（二）旋流燃燒器

1)前墻2)兩面墻從燃燒器噴出的氣流在爐膛中旋轉擴散，由于爐膛是充滿高溫煙氣的有限空間，射流速度又高，故近似為紊流旋轉射流。

旋流燃燒器布置方式：

旋流燃燒器布置及爐內工況

前墻布置的燃燒器可以得到較長的火炬，煤粉管道較短且長度大體一致，各燃燒器煤粉均勻；但爐內氣流擾動不強烈，燃燒后期混合較差，爐內火焰充滿程度不佳，若調節不當，火焰噴射到后墻易結渣。兩面墻布置時，燃燒器可布置在前后墻和兩側墻對沖或交叉布置，火焰呈雙L形。兩面墻對沖布置時，兩方火炬在爐室中央對撞，可加強煤粉和高溫煙氣的混合；兩面墻交叉布置時，兩方熾熱火炬互相穿插，改善了爐內火焰充滿程度。（旋流燃燒器爐內空氣動力工況圖）旋流燃燒器爐內空氣動力工況圖:

（二）旋流燃燒器

鍋爐低負荷運行、燃燒器切換時，爐寬和爐深方向的煙溫偏差會增大，影響爐膛出口受熱面的工作狀況。

旋流燃燒器型式:

這種布置的缺點切向葉片蝸殼軸向葉片（旋流器示意圖）（三）煤粉燃燒器及燃燒方式的新發展

為了改善燃燒器的著火穩燃性能和擴大鍋爐的負荷調節范圍，降低煤粉燃燒時NOx生成量，滿足環保要求，近年來國內外一些新型的煤粉燃燒器。

濃淡型煤粉燃燒器:一次風氣流中的煤粉濃度是影響煤粉著火和低負荷燃燒穩定性的一個重要因素。提高煤濃度，相當于減少了這部分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

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，根據旋流器的結構不同，旋流燃燒器分為型

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，帶中心擴流錐經蝸殼旋轉旋轉旋轉經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

旋流器:

（三）煤粉燃燒器及燃燒方式的新發展

濃煤粉的一次風量，可降低煤粉氣流的著火熱；煤粉濃度提高后，析出的揮發分的濃度也較高；同時，煤粉濃度提高可降低著火溫度。因此濃煤粉比淡煤粉容易著火。

濃淡型煤粉燃燒器原理：在一次風煤粉通道中設置了煤粉濃縮器，以實現煤粉的濃淡分離。

濃縮煤粉氣流的方法:百葉窗式濃縮器彎頭濃縮旋風分離徑向濃淡旋流煤粉燃燒器示意圖（三）煤粉燃燒器及燃燒方式的新發展

低NOx煤粉燃燒器:低NOx煤粉燃燒器的型式很多，有SGR(SeparateGasRecirculation)型燃燒器、PM(PollutionMinimum)型燃燒器和雙調風燃燒器等雙調節低NOx燃燒器示意圖WR型直流煤粉燃燒器結構圖:

徑向濃淡旋流煤粉燃燒器結構圖:

PM型直流煤粉燃燒器:

雙調節低NOx燃燒器:

（三）煤粉燃燒器及燃燒方式的新發展

W形火焰鍋爐爐膛由下部和上部兩部分組成，下部爐膛的深度比上部大80%～120%。

W形火焰燃燒方式

一次風煤粉氣流從爐膛腰部前后拱上的燃燒器向下噴出，到達爐膛下部后向上轉彎，形成W形火焰。燃燒過程基本在下部爐膛內完成，上部爐膛除了使燃燒趨于完全外，還對受熱面進行輻射換熱，使高溫煙氣逐漸冷卻下來。一次風粉氣流先下行后180°轉彎向上，增大了煤粉氣流與高溫煙氣的接觸。拱下爐膛中形成的W形火焰的高溫煙氣正好回流到煤粉氣流的根部。W型火焰煤粉鍋爐示意圖有利于煤粉氣流的著火。

W形火焰鍋爐的燃燒器型式可以是直流燃燒器，也可以是軸向葉片型旋流燃燒器。目前使用較多的是帶旋風分離器對煤粉進行濃縮的燃燒器。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轉彎向上流經燃盡室爐膛，形成W形火焰，350MW機組W型火焰煤粉鍋爐:

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，易實現分級配風，分段燃燒燃燒效率高爐膛內的火焰行程長，增加了煤粉在爐內的停留時間W型火焰燃燒方式的特點:

減少飛灰磨損和環境污染火焰在下部著火爐膛底部轉彎180°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；氣流在爐膛內不旋轉，無殘余扭轉有良好的負荷調節性能負荷變化時，著火爐膛火焰中心溫度變化不大著火區水冷壁敷設衛燃帶爐頂拱可減少對燃盡室的放熱衛燃帶附近易結渣；管路布置復雜；成本高適用于無煙煤等低揮發分煤的燃燒N0X、S0X的控制技術

分級燃燒，再燃燒法，濃淡偏差燃燒，低氧燃燒和煙氣再循環等

影響NOx生成的主要因素：

溫度溫度越高，NOx生成量越大

過剩空氣系數

=1.1～1.2范圍內，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:煤炭脫硫、燃燒過程脫硫和煙氣脫硫

硫的脫除技術:（空氣）分級燃燒

以二次風形式送入剩余空氣，使燃料在空氣過剩區域燃盡，空氣量雖多，但火焰溫度較低，生成的NOx也較少

第一級

：

第二級:空氣分級燃燒將燃燒所需的空氣分兩階段從燃燒器送入。送入理論空氣量的80%左右，使燃料在缺氧、富燃條件下燃燒，燃燒速度和爐膛溫度降低，抑制NOx的生成（空氣）分級燃燒的類型

燃燒室中的分級燃燒:

主燃燒器上部設燃盡風（OFA）空氣噴口主燃燒器送入約80%的空氣量（

<1），燃燒器區處于富燃狀態；OFA噴口送入剩余空氣（燃盡風）（

>1），使燃料燃盡燃燒室沿高度分成富燃區和燃盡區

燃燒器分級燃燒:

二次風分兩部分送入一部分二次風在煤粉著火后及時送入(

<1），在火焰根部形成富燃區；剩余的二次風稍遲送入（

>1），形成了燃盡區，促進煤粉燃盡再燃燒法（燃料分級）

其余(20～15)%的燃料以再燃燃料（二次燃料）的形式被噴入，形成富燃料（

1）、還原性氣氛。燃燒生成碳氫化合物基團，并與一次燃燒區內生成的NOX反應，NOX被還原為N2

一次燃燒區（主燃燒區）：

再燃燒區（第二燃燒區）:送入二次風（頂部燃盡風），保證燃料燃盡（

1）

燃盡區:爐內燃燒分成三個區域:(80～85)%的燃料以正常過剩空氣系數（

1）配置空氣進行燃燒，為氧化性或稍還原性氣氛再燃燒法（燃料分級）

從一次風或三次風噴口送入，脫硫劑在爐內停留的時間較長，有充分的反應時間，但爐內高溫區會使部分已形成的CaSO4分解從爐膛出口附近送入，溫度較適合CaO與SO2反應，生成的CaSO4也不會被分解，但反應時間較短，可導致反應減緩或終止

爐內鈣基脫硫劑—石灰石（CaCO3）：

爐內脫硫劑送入方式:煙氣中含灰量增加，導致受熱面沾污、結渣與磨損加重；灰中的鈣與酸液反應生成不溶于水的CaSO4，造成空預器堵塞

存在的主要問題:石灰石進入爐膛后，受熱分解的CaO和CO2，CaO與爐內SO2反應形成固體CaSO4，經除塵器脫除

二、點火裝置

點火裝置的作用

2）穩燃：當鍋爐低負荷運行或煤質變差時，由于爐溫降低影響著火穩定性，甚至有滅火的危險時也用點火裝置來穩定燃燒或作為輔助燃燒設備。1）點火：啟動時點燃主燃燒器的煤粉氣流。采用過渡燃料的點火裝置帶煤粉預燃室的點火裝置兩種點火裝置煤粉爐的點火裝置長期以來普遍采用過渡燃料的點火。希望做到少油或無油點火。（點火裝置示意圖）1.采用過渡燃料的點火裝置

點火裝置的作用

二級過渡：油—煤系統三級過渡：氣—油—煤系統電火花點火常用的電氣引燃方式有點火步驟：電氣引火，再逐級點燃一至兩種著火能量較小的過渡燃料，如液化氣、輕柴油、重油等，最后點燃主燃燒器的煤粉氣流。

高能點火電弧點火

現代煤粉爐和燃油爐一般采用電氣引燃的高能點火裝置。它主要包括高能點火器、點火燃燒器及火焰檢測器三部分。

由點火變壓器產生的能量峰值很高的脈沖（電壓2300～2500V）直流電通過高壓電纜輸入半導體電嘴的火花棒，這樣就在電嘴火花棒的端頭與套管端頭之間的表面產生強烈的電火花，以此作為能源，直接點燃油槍噴出的油霧，再點燃主燃燒器噴出的煤粉氣流。點火裝置多置于主燃燒器內（直流燃燒器在二次風上，旋流燃燒器在中心管內）。點火時，半導體電嘴和油槍分別由電動和氣動推進和退出。當伸進爐膛點火時，通電通油點火。若主煤粉氣流點火成功，電嘴和油槍自動退出，以免停用時被燒壞。現代大容量鍋爐的燃燒器和爐膛內均裝有火焰檢測器。旋流煤粉預燃室的點火裝置

帶煤粉預燃室的點火裝置:

煤粉預燃室是個帶輔助煤粉燃燒器的小型燃燒室，燃燒室內壁用耐火材料覆蓋。輔助煤粉燃燒器有旋流式和直流式加鈍體。無油點火技術正在研究中。

三、固態排渣煤粉爐的爐膛爐膛的作用、要求和參數1.固態排渣煤粉爐爐膛結構2.爐膛旋流煤粉預燃室的點火裝置

（一）爐膛的作用、要求和參數:爐膛是供煤粉燃燒的空間，也稱燃燒室。煤粉燃燒過程的進行不僅與燃燒器的結構有關，而且在很大程度上決定于爐膛的結構，決定于燃燒器在爐膛中的布置及其所形成的爐內空氣動力場的特性。爐膛既是燃燒空間，又是鍋爐的換熱部件。因此，它的結構既要保證燃料完全燃燒，連續可靠地工作而又不發生爐膛結渣，同時又應使煙氣在達到爐膛出口處冷卻到對流受熱面安全工作所允許的溫度。為此爐膛應滿足如下基本要求：⑴具有足夠的空間和合理的形狀，以便組織燃料的燃燒，減小不完全燃燒熱損失。

固態排渣煤粉爐鍋爐的形狀及溫度分布圖爐膛觀火孔:

煤粉鍋爐爐膛型式:

爐膛及燃燒器布置方式Π型爐切向燃燒半開式Π型爐切向燃燒Π型爐對沖（交錯）燃燒Π型爐前墻燃燒W型爐W燃燒

爐膛

型式

排渣方式固態液態固態固態固態燃燒器型式直流式直流式旋流式旋流式旋流式直流式旋流煤粉預燃室的點火裝置

（一）爐膛的作用、要求和參數:⑵能布置足夠的受熱面將爐膛出口煙溫θl″降到灰分軟化溫度ST以下（θl″<ST）,保證爐膛出口及其后受熱面不結渣。⑶有合理的爐內溫度場和良好的爐內空氣動力特性，滿足燃燒過程的需要，既能創造爐內足夠的高溫，又能使火焰充滿良好，保證燃料在爐內穩定著火和完全燃燒。旋流煤粉預燃室的點火裝置

爐膛的兩個參數:⑴爐膛容積熱負荷單位時間、單位爐膛容積內燃料燃燒釋放的熱量。kJ/(m3·h)Vl——爐膛容積，m3。qv

反映了煤粉在爐內停留時間的長短。大容量鍋爐的qv值比中小容量的qv值要小以些。高揮發分的煤，由于其燃燒速度較快，qv值應取大些。旋流煤粉預燃室的點火裝置

爐膛斷面熱負荷

:單位時間、單位爐膛橫斷面積上燃料燃燒釋放的熱量

爐膛的大體形狀常由爐膛斷面熱負荷qF

和爐膛容積熱負荷qv一起來確定。當qv一定時，qF取得大，爐膛橫斷面積Fl就小，爐膛就瘦長些；qF取得小，爐膛橫斷面積Fl就大，爐膛就矮胖些。爐膛斷面熱負荷反映了燃燒器區域的溫度水平。低揮發分煤，qF應取大些；對灰熔點較低的煤，為避免結渣，qF應取小些。kJ/(m2·h)Fl——爐膛斷面面積，m2。折焰角管道:

爐膛下部冷灰斗撈渣機:

固態排渣煤粉爐爐膛結構

（二）固態排渣煤粉爐爐膛結構

:固態排渣煤粉爐的爐膛結構是一個由爐墻圍成的立體空間，其四壁布滿水冷壁。爐底是由前后墻水冷壁彎曲而成的傾斜冷灰斗。要求：冷灰斗水平傾角＞50°。（故態排渣煤粉爐鍋爐的形狀及溫度分布圖）

為了改善煙氣對屏式過熱器的沖刷，充分利用爐膛容積并加強爐膛上方的氣流擾動，П型布置爐爐膛出口下方有后墻水冷壁彎曲而成的折焰角（俗稱鼻子）。折焰角的深度約為爐膛深度的20%～30%。旋流煤粉預燃室的點火裝置

作業

:燃燒設備包括哪些？不同煤種燃燒器的選用有什么不同？無煙煤和煙煤的爐膛結構特點有何差異？燃燒風煙系統學習單元一燃料燃燒原理學習單元二燃燒設備學習單元三風煙系統模塊三燃燒風煙系統任務1、了解空氣預熱器的結構、工作特點任務2、了解風煙系統的構成及種類任務3、鍋爐點火操作單元三風煙系統1.空氣預熱器是利用煙氣的熱量來加熱燃燒所需空氣的熱交換設備2.作用：在煙氣溫度最低的區域回收了煙氣的熱量；提高了鍋爐效率；同時預熱空氣強化了著火燃燒過程3.分類：按照換熱方式，空氣預熱器分為管式（間壁式），和回轉式(蓄熱式)。在間壁式空氣預熱器中，煙氣和空氣都各有自己的通路，之間存在一個壁面，熱量是從煙氣側連續地通過壁面傳給空氣。在蓄熱式空氣預熱器中，煙氣和空氣交替地通過中間載熱體（常為金屬介質），當煙氣流過時，熱量由煙氣傳給受熱面金屬，并被金屬載熱體蓄積起來，然后空氣通過受熱面時，金屬載熱體就將蓄積的熱量釋放出來傳給空氣。這樣周而復始連續不斷地循環工作，使空氣加熱。

任務1、了解空氣預熱器的結構、工作特點管式空氣預熱器

多在中小鍋爐上使用，它由許多平行錯列薄壁鋼管裝在上、下管板和中間管板上形成立方形管箱。一般常采用立式布置，煙氣在管內由上而下縱向流動，空氣從管外的空間橫向繞流過管子，兩者成交叉流動，熱量連續地由煙氣通過管壁傳給空氣。為強化傳熱，在箱體水平方向裝有若干中間管板，中間管板的作用是分割空氣流程，以提高空氣流速。管式空氣預熱器可以把空氣加熱到400℃左右。空氣預熱器管箱

管式空氣預熱器回轉式空氣預熱器按轉動部件的不同分為受熱面回轉式（容克式）和風罩回轉式(謬勒式)兩種類型。前者有二分倉和三分倉二種，后者有單流道和雙流道二種。1．受熱面回轉式空氣預熱器2．風罩回轉式空氣預熱器3．回轉式與管式空氣預熱器比較

回轉式空氣預熱器受熱面轉動回轉式預熱器，由美國容克發明，也稱為容克式空氣預熱器。主要由扁圓柱形蓄熱體及煙、風罩組成。扁圓柱形轉子從上到下被徑向隔板分成12個大扇形格（300），每個大扇形格又被許多塊橫向和徑向短隔板規則地分為許多小格倉，小格倉中放滿預先疊扎好的蓄熱板1.受熱面轉動回轉式空氣預熱器

受熱面回轉式空氣預熱器的工作原理：受熱面轉子以1

4r/min的轉速轉動時，轉子中的傳熱元件（蓄熱板），便交替地被煙氣加熱和空氣冷卻，煙氣的熱量也就傳給了空氣。受熱面轉子每轉一周，傳熱元件吸熱、放熱一次1－轉子；2－軸；3－齒條；4－齒輪；5－煙氣入口；6－煙氣出口；7－空氣人口；8－空氣出口；9－隔板；10－過渡區；11－密封受熱面轉動回轉空氣預熱器2.風罩轉動回轉式空氣預熱器

裝傳熱元件的轉子不旋轉而成靜子，旋轉的是空氣的風罩，或稱上下風罩。大型電廠鍋爐的受熱面回轉式空氣預熱器的直徑約在10m以上，重量可達270~600t左右），為了避免轉動笨重的受熱面，便產生了風罩回轉式空氣預熱器。工作原理：上、下風罩通過減速裝置由電動機帶動以1～2r/min的轉速旋轉。煙氣在上風罩被外分成兩股，自上而下流過風罩外面區域的受熱面靜子，煙氣放熱，受熱面蓄熱；冷空氣在風罩內也被分成兩股，自下而上流過受熱面靜子，受熱面放熱，加熱空氣。風罩每旋轉一圈，進行兩次熱交換。因此，風罩回轉式空氣預熱器的轉速相對較低。二分倉回轉式空氣預熱器

二分倉式回轉空氣預熱器中煙氣從上方通過煙道和轉子截面的50%從下方流出，空氣從另一

側下方進入，經風道和轉子截面的30～40%從上方流出，其余部分為兩者之間的過渡區（密封區），轉子以每分鐘1～4轉的轉速緩慢旋轉，每轉一圈，蓄熱板吸、放熱各一次，使煙氣和冷空氣之間實現熱交換二分倉式回轉空氣預熱器，空氣只有一個通道，出口熱空氣（一、二次風）具有相同的溫度和壓力回轉式空氣預熱器重量輕，結構緊湊，金屬耗量小，便于布置；蓄熱板溫度相對較高可減輕低溫腐蝕；空預器轉子高度小，便于清掃。但結構較復雜，漏風量大。三分倉回轉式空氣預熱器

三分倉回轉式空氣預熱器在二分倉預熱器的基礎上，將空氣通道一分為二，用密封件將它們隔開，成為各自獨立的一次風通道和二次風通道，煙氣通道則與二分倉的相同三分倉回轉式空氣預熱器中不同的風機將兩股空氣送入預熱器，分別流過被煙氣加熱的波形板受熱面，得到不同溫度、壓力的熱風，以滿足燃料燃燒的需要三分倉回轉式空氣預熱器用于燃煤鍋爐常采用的冷一次風機系統

三分倉回轉式空氣預熱器典型布置

(1)節省鋼材。可以節省鋼材約1/3。(2)結構緊湊，占地面積較小，而且可以和鍋爐尾部其它受熱面分開布置，因此布置較靈活。(3)傳熱元件的溫度較高，可減輕低溫腐蝕。(4)傳熱元件的腐蝕、磨損對漏風影響較小，故受熱面更換周期較長。一般傳熱元件的磨損量等于其重量的20%時，才進行更換。

與管式空氣預熱器比較，回轉式空氣預熱器具有以下主要優點3．回轉式與管式空氣預熱器比較

其主要缺點有(1)漏風量較大。管式空氣預熱器的漏風量一般不超過5%；而回轉式空氣預熱器在設計良好時的漏風量約為8%～10%，密封不好時可達到30%，甚至更高。(2)結構較復雜，制造、安裝工藝要求高，檢修維護工作量較大。(3)蓄熱板間煙氣通道曲折又狹窄，容易積灰和堵灰。綜合比較，回轉式空氣預熱器的優點突出，因此，廣泛應用在大型電廠鍋爐上。目前大型鍋爐多采用結構緊湊，重量較輕的回轉式空氣預熱器。華能某電廠空氣預熱器案例

鍋爐配置容克式空氣預熱器布置在鍋爐尾部，為于