资源描述
1.电 力 用 煤 的 分 类 分 类 主 要 是 根 据 煤 的 挥 发 分 多 少 来 确 定 ,并 参 考 煤的 水 分 和 灰 分 含 量 。 无 烟 煤 ： 干 燥 无 灰 基 挥 发 分 含 量 不 大 于 1O%， 含碳 量 高 ， 含 杂 质 少 ， 发 热 量 较 高 。 贫 煤 ： 贫 煤 是 烟 煤 中 挥 发 分 较 少 的 一 种 煤 ,其 挥 发分 含 量 为 10%20%, 它 的 性 质 介 于 无 烟 煤 和 烟煤 之 间 。 烟 煤 ： 干 燥 无 灰 基 挥 发 分 含 量 约 为 2040%,水分 和 灰 分 含 量 较 少 ,发 热 量 较 高 。 烟 煤 容 易 着 火 燃烧 ,对 于 挥 发 分 含 量 超 过 25%的 烟 煤 ,要 防 止 贮 存时 发 生 自 燃 ,制 粉 系 统 要 有 防 爆 措 施 。 褐 煤 。 挥 发 分 含 量 大 于 40%,易 于 着 火 ,水 分 和 灰分 含 量 较 大 ,发 热 量 较 低 。一 .锅 炉 燃 料 及 特 性 2.煤 的 组 成 及 各 种 成 分 ： 元 素 分 析 和 工 业 分 析 元 素 分 析 只 能 确 定 元 素 含 量 的 质 量 百 分 比 ， 它 不能 表 明 煤 中 所 含 的 是 何 种 化 合 物 ， 因 而 也 不 能 充分 确 定 煤 的 性 质 。 但 是 ， 元 素 组 成 与 其 他 特 性 相结 合 可 以 帮 助 我 们 判 断 煤 的 化 学 性 质 。 元 素 分 析 比 较 繁 杂 。 电 厂 一 般 只 作 工 业 分 析 ， 它 能 了 解 煤 在 燃 烧 时 的主 要 特 性 。 煤 的 元 素 分 析 ： 煤 的 元 素 分 析 成 分 ， 即 煤 的 化 学 组 成 成 分 。 煤 的 成 分 包 括 碳 （ C） 、 氢 （ H） 、 氧 （ O） 、 氮（ N） 、 硫 （ S） 五 种 主 要 元 素 以 及 水 分 （ W） 和灰 分 （ A） 。 煤 的 工 业 成 分 分 析 ： 工 业 分 析 主 要 测 定 煤 中 的 水 分 、 挥 发 分 、 固 定 碳和 灰 分 含 量 ， 用 以 表 明 煤 的 主 要 燃 烧 特 性 。 根 据工 业 分 析 测 定 的 项 目 ， 煤 的 组 成 可 用 水 分 、 挥 发分 、 固 定 碳 和 灰 分 来 表 示 。 煤 的 分 析 常 用 的 基 准 ： 收 到 基 、 空 气 干 燥 基 、 干 燥 基 和 干 燥 无 灰 基 四种 收 到 基 ： 以 收 到 状 态 的 煤 为 基 准 来 表 示 煤 中 各 组成 成 分 的 百 分 比 。 用 下 标 ar表 示 ， 它 计 入 了煤 的 灰 分 和 全 水 分 。 空 气 干 燥 基 ： 在 分 析 时 把 煤 进 行 自 然 风 干 ， 使 它失 去 外 部 水 分 ， 以 这 种 状 态 为 基 准 进 行 分 析得 出 的 成 分 称 为 空 气 干 燥 基 ， 以 下 角 码 ad表示 。 干 燥 基 ： 以 无 水 状 态 的 煤 为 基 准 来 表 达 煤 中 各 组成 成 分 ， 以 下 角 码 d表 示 。 干 燥 无 灰 基 ： 除 灰 分 和 水 分 后 煤 的 成 分 ， 这 是 一种 假 想 的 无 水 无 灰 状 态 ， 以 此 为 基 准 的 成 分组 成 ， 以 下 角 码 daf表 示 。 规 定 ： 把 收 到 基 低 位 发 热 量 Qar, net=29270KJ/kg（ 7000kcal/kg） 的 煤 叫做 标 准 煤 。 北疆电厂设计煤种 灰 的 性 质 灰 的 性 质 主 要 指 它 的 熔 化 性 和 烧 结 性 。 熔 化 性 影响 炉 内 的 运 行 工 况 ， 烧 结 性 是 指 灰 分 在 高 温 对 流受 热 面 生 成 高 温 烧 结 性 积 灰 的 能 力 。 灰 的 烧 结 性与 灰 分 的 熔 化 性 并 没 有 直 接 的 关 系 。 灰 的 熔 融 性 是 指 当 它 受 热 时 ,由 固 体 逐 渐 向 液 体 转化 没 有 明 显 的 界 限 温 度 的 特 性 。 灰 的 熔 融 性 常 用灰 的 变 形 温 度 DT， 软 化 温 度 ST， 熔 化 温 度 FT来表 示 ， 它 们 是 固 液 相 共 存 的 三 个 温 度 ， 而 不 是 固相 向 液 相 转 化 的 界 限 温 度 ， 仅 表 示 煤 灰 形 态 变 化过 程 中 的 温 度 间 隔 。 温 度 间 隔 值 在 200400 时 ， 意 味 着 固 相 和 液 相共 存 的 温 度 区 间 较 宽 ， 煤 灰 的 粘 度 随 温 度 变 化 慢 ，冷 却 时 可 在 较 长 时 间 保 持 一 定 粘 度 ， 在 炉 膛 中 易于 结 大 渣 ， 这 样 的 灰 渣 称 为 长 渣 。 当 温 度 间 隔 值在 100200 时 为 短 渣 。 如 果 灰 熔 点 温 度 很 高 (ST1350 )， 管 壁 上 积 灰层 和 附 近 烟 气 的 温 度 很 难 超 过 灰 的 软 化 温 度 一 般认 为 此 时 不 会 发 生 结 渣 ,如 果 灰 熔 点 较 低(ST1200 ),灰 粒 子 很 容 易 达 到 软 化 状 态 ,就 容 易发 生 结 渣 。 影 响 煤 灰 熔 融 性 的 因 素 是 煤 灰 的 化 学 组 成 和 煤 灰周 围 高 温 的 介 质 的 特 性 ,煤 灰 的 化 学 组 成 可 分 为 酸性 氧 化 物 (SiO2， Al2O3， TiO2)和 碱 性 氧 化 物(Fe2O3， CaO， MgO Na2O， K2O),酸 性 氧 化物 增 加 灰 的 粘 滞 性 ， 不 易 结 渣 ， 而 碱 性 氧 化 物 则提 高 灰 的 流 动 性 ， 易 结 渣 。 但 煤 灰 是 多 种 复 合 化合 物 的 混 合 物 ， 燃 烧 时 将 可 以 结 合 为 熔 点 更 低 的共 晶 体 。 煤 灰 高 温 介 质 的 性 质 常 有 两 种 ： 一 是 氧 化 性 介 质 ，常 发 生 在 燃 烧 器 出 口 一 段 距 离 以 及 炉 膛 出 口 ； 二是 弱 还 原 性 介 质 。 由 于 介 质 的 性 质 不 同 ， 灰 渣 中的 Fe具 有 不 同 的 形 态 ： 氧 化 介 质 中 铁 呈 Fe2O3，熔 点 高 。 在 弱 还 原 性 介 质 中 ， 铁 呈 FeO状 态 ， 容易 导 致 结 渣 。 北疆电厂煤灰的成分 二 .燃 烧 理 论 煤 粉 的 燃 烧 主 要 包 括 着 火 、 燃 烧 和 燃 尽 三 个 阶 段 ，其 中 关 键 是 燃 烧 阶 段 。 在 燃 烧 阶 段 中 ， 焦 碳 的 燃烧 是 主 要 的 ， 这 是 因 为 ： 一 方 面 焦 碳 的 燃 烧 时 间很 长 ； 另 一 方 面 焦 碳 中 的 碳 又 是 煤 中 可 燃 质 的 主要 成 分 ， 因 而 是 热 量 的 主 要 来 源 ， 并 决 定 其 他 阶段 的 强 烈 程 度 。 因 此 在 整 个 燃 烧 过 程 中 ， 关 键 在于 组 织 好 焦 碳 中 碳 的 燃 烧 。 燃 烧 区 域 划 分 主 要 包 括 着 火 区 、 燃 烧 区 和 燃 尽 区 ，燃 烧 器 出 口 附 近 的 区 域 是 着 火 区 ； 与 燃 烧 器 出 口处 于 同 一 水 平 的 炉 膛 中 部 以 及 稍 高 的 区 域 是 燃 烧区 ； 高 于 燃 烧 区 直 至 炉 膛 出 口 的 区 域 是 燃 烬 区 。其 中 着 火 区 很 短 ， 燃 烧 区 也 不 长 ， 而 燃 烬 区 则 较长 。 1.影 响 煤 粉 气 流 着 火 与 燃 烧 的 因 素 燃 料 性 质 ： 燃 料 中 的 挥 发 分 、 水 分 和 灰 分 对 燃 料 的 燃 烧 均有 影 响 。 挥 发 分 低 的 煤 着 火 温 度 高 。 煤 粉 进 入炉 膛 后 加 热 到 着 火 温 度 所 需 的 热 量 较 多 ， 达 到着 火 的 时 间 也 较 长 ， 着 火 点 离 开 燃 烧 器 喷 口 也较 远 ， 挥 发 分 高 的 煤 着 火 则 较 容 易 。 水 分 大 的煤 ， 着 火 需 要 的 热 量 就 多 ， 同 时 水 分 的 蒸 发 吸热 还 会 使 炉 内 的 烟 温 降 低 ， 对 着 火 和 完 全 燃 烧不 利 。 灰 分 多 的 煤 ， 着 火 速 度 慢 ， 对 着 火 稳 定不 利 ， 而 且 燃 烧 时 ， 灰 会 对 焦 碳 核 的 燃 烬 起 到阻 碍 作 用 。 煤 粉 着 火 温 度 与 Vdaf的 关 系 煤 粉 的 细 度 ： 煤 粉 越 细 ， 着 火 就 越 容 易 。 在 同 样 的 煤 粉 质 量浓 度 下 ， 煤 粉 越 细 ， 进 行 燃 烧 的 表 面 积 越 大 ，而 煤 粉 本 身 的 热 阻 却 越 小 ， 因 而 加 热 煤 粉 至 着火 温 度 所 需 要 的 时 间 就 越 短 ， 燃 烧 也 越 完 全 。 炉 膛 温 度 ： 炉 膛 温 度 高 ， 供 给 煤 粉 气 流 的 着 火 热 就 大 ， 可使 着 火 时 间 提 前 ， 同 时 也 使 燃 烧 迅 速 且 完 全 。但 是 ， 炉 膛 温 度 过 高 ， 则 容 易 造 成 炉 内 结 渣 。 空 气 量 ： 空 气 量 过 大 ， 会 使 炉 膛 温 度 降 低 ， 对 着 火 和 燃烧 不 利 。 空 气 量 过 小 则 燃 烧 不 完 全 。 一 次 风 温 ： 合 理 的 一 次 风 温 ， 可 以 提 高 煤 粉 气 流 的 初 温 ，减 少 了 煤 粉 气 流 达 到 着 火 温 度 所 需 要 的 着 火 热 ，从 而 缩 短 了 着 火 时 间 。 一 次 风 与 二 次 风 的 配 合 （ 燃 烧 器 的 结 构 ） ： 一 次 风 量 以 满 足 挥 发 分 的 燃 烧 为 原 则 。 一 次 风量 增 大 ， 相 应 增 加 了 着 火 热 ， 对 着 火 不 利 ； 一次 风 量 过 低 ， 则 影 响 挥 发 分 的 着 火 燃 烧 ， 从 而阻 碍 着 火 的 继 续 扩 展 。 一 次 风 速 对 着 火 过 程 也 有 影 响 。 一 次 风 速 过 高 ，会 使 着 火 推 迟 ， 致 使 着 火 距 离 拉 长 而 影 响 整 个 燃烧 过 程 ； 一 次 风 速 过 低 ， 会 造 成 一 次 风 管 堵 塞 ，而 且 由 于 着 火 提 前 ， 还 可 能 烧 坏 燃 烧 器 。 二 次 风 混 入 一 次 风 的 时 间 要 合 适 。 混 入 早 ， 等 于加 大 了 一 次 风 量 ， 使 着 火 推 迟 ； 过 迟 混 入 ， 则 使煤 粉 气 流 着 火 燃 烧 后 缺 氧 ， 所 以 二 次 风 应 着 火 后及 时 混 入 。 二 次 风 混 入 一 次 风 的 量 也 要 适 当 。 混入 量 过 多 ， 会 使 火 焰 温 度 降 低 ， 影 响 燃 烧 速 度 。因 此 ， 既 要 保 证 燃 烧 不 缺 氧 ， 又 不 降 低 火 焰 温 度 ，合 理 地 送 入 二 次 风 ， 才 能 使 煤 粉 迅 速 而 完 全 燃 烧 。 二 次 风 速 一 般 应 大 于 一 次 风 速 ， 才 能 使 空 气 与 煤粉 充 分 混 合 。 但 是 二 次 风 速 过 高 ， 会 使 一 、 二 次风 提 前 混 合 ， 影 响 着 火 。 燃 烧 时 间 ： 燃 烧 时 间 的 长 短 ， 对 燃 烧 完 全 的 影 响 很 大 ， 它与 炉 膛 容 积 的 大 小 和 火 焰 的 充 满 度 有 关 。 锅 炉 负 荷 ： 锅 炉 负 荷 的 变 化 将 会 引 起 炉 膛 温 度 的 变 化 ， 从而 影 响 煤 粉 的 着 火 和 着 火 的 稳 定 性 。 锅 炉 负 荷降 低 时 ， 致 使 炉 膛 平 均 烟 温 降 低 ， 燃 烧 器 区 域的 烟 温 也 将 降 低 ， 对 煤 粉 气 流 的 着 火 是 不 利 的 。当 锅 炉 负 荷 降 到 一 定 程 度 时 ， 就 将 危 及 着 火 的稳 定 性 ， 甚 至 引 起 熄 火 。 因 此 ， 着 火 稳 定 性 条件 常 常 限 制 了 煤 粉 锅 炉 负 荷 的 调 节 范 围 。 2.燃 烧 完 全 的 条 件 要 组 织 良 好 的 燃 烧 过 程 ， 保 证 炉 内 不 结 渣 的 情况 下 燃 烧 速 度 快 ， 而 且 燃 烧 完 全 ， 得 到 最 高 的燃 烧 效 率 。 着 火 阶 段 是 整 个 燃 烧 过 程 的 关 键 ，要 使 燃 烧 能 在 较 短 时 间 内 完 成 ， 必 须 强 化 着 火过 程 ， 即 保 证 着 火 过 程 能 稳 定 而 迅 速 地 进 行 。 合 适 的 空 气 量 ： 供 应 足 够 而 又 适 量 的 空 气 是 燃烧 完 全 的 必 要 条 件 。 适 当 的 炉 温 ： 根 据 阿 累 尼 乌 斯 定 律 ， 燃 烧 反 应速 度 与 温 度 成 指 数 关 系 。 因 此 炉 温 对 燃 烧 反 应速 度 有 着 极 其 显 著 的 影 响 。 炉 温 高 ， 着 火 快 ，燃 烧 过 程 也 进 行 得 快 ， 燃 烧 过 程 也 容 易 趋 于 完全 燃 烧 。 但 炉 温 不 能 过 分 地 提 高 ， 因 为 过 高 的炉 温 会 引 起 炉 膛 水 冷 壁 的 结 渣 和 膜 态 沸 腾 。 空 气 和 煤 粉 的 良 好 混 合 ： 煤 粉 燃 烧 是 多 相 燃 烧 ，其 燃 烧 反 应 主 要 在 煤 粉 表 面 进 行 。 要 做 到 完 全燃 烧 ， 除 保 证 足 够 高 的 炉 温 和 供 应 合 适 的 空 气量 外 ， 还 必 须 使 煤 粉 和 空 气 充 分 扰 动 、 混 合 ，及 时 提 供 煤 粉 燃 烧 所 需 要 的 空 气 。 要 做 到 煤 粉和 空 气 良 好 扰 动 混 合 ， 就 要 求 燃 烧 器 结 构 特 性及 其 一 、 二 次 的 良 好 配 合 ， 以 及 有 良 好 的 空 气动 力 场 。 加 强 混 合 扰 动 ， 可 增 加 煤 粉 和 空 气 的接 触 机 会 ， 有 利 于 燃 烧 趋 向 完 全 。 足 够 的 燃 烧 时 间 ： 煤 粉 在 炉 内 停 留 的 时 间 ， 是从 煤 粉 从 燃 烧 器 出 口 一 直 到 炉 膛 出 口 这 段 行 程所 经 历 的 时 间 。 在 这 段 行 程 中 煤 粉 完 成 从 着 火 、燃 烧 至 燃 尽 ， 才 能 燃 烧 完 全 。 3.煤 粉 燃 烧 的 过 程 煤 粉 在 炉 内 的 燃 烧 过 程 分 为 三 个 阶 段 ， 即 着 火前 的 准 备 阶 段 (干 燥 ， 挥 发 阶 段 )、 燃 烧 阶 段 和燃 烬 阶 段 ， 煤 粉 在 炉 膛 内 ， 必 须 在 短 短 的 两 秒钟 左 右 的 时 间 里 ， 经 过 这 三 个 阶 段 ， 将 可 燃 质基 本 烧 完 。 着 火 是 燃 烧 的 准 备 阶 段 ， 而 燃 烧 又给 着 火 提 供 必 要 的 热 量 来 源 ， 这 两 个 阶 段 是 相辅 相 成 的 。 对 应 于 煤 粉 燃 烧 的 三 个 阶 段 ， 可 以在 炉 膛 中 划 出 三 个 区 ， 即 着 火 区 、 燃 烧 区 与 燃烬 区 。 大 致 可 以 认 为 ： 喷 燃 器 出 口 附 近 是 着 火区 ， 炉 膛 中 部 与 燃 烧 器 同 一 水 平 以 及 稍 高 的 区域 是 燃 烧 区 ， 高 于 燃 烧 区 直 至 炉 膛 出 口 的 区 域都 是 燃 烬 区 。 其 中 燃 烬 区 却 比 较 长 。 二.燃烧设备 直 流 燃 烧 器 锅 炉 和 旋 流 燃 烧 器 锅 炉 是 国 外 电 站 锅 炉 二大 主 要 制 造 厂 商 前 CE(曾 为 ABB-CE， 现 为 Alstom Power Inc.的 一 个 部 门 )与 B&W公 司 的 制 造 传 统 。 北 疆 电 厂 采 用 直 流 燃 烧 器 ， 燃 烧 方 式 采 用 从 美 国 阿 尔斯 通 能 源 公 司 引 进 的 低 NOx切 向 燃 烧 系 统 （ LNTFS-III） ， 并 采 用 单 炉 膛 双 切 圆 燃 烧 。 旋 流 燃 烧 器 ： 燃 烧 器 射 流 在 喷 入 炉 膛 时 依 靠 射 流 旋 转时 产 生 的 中 心 回 流 来 稳 定 燃 烧 。 直 流 燃 烧 方 式 的 燃 烧 器 射 流 在 喷 入 炉 膛 时 本 身 无旋 转 ， 燃 烧 器 通 常 布 置 在 炉 膛 的 4个 角 上 ， 依 靠 上下 游 射 流 的 相 互 点 火 作 用 稳 定 燃 烧 ； 直 流 燃 烧 器通 常 分 为 携 带 煤 粉 的 一 次 风 和 起 助 燃 作 用 的 二 次风 ， 燃 烧 器 喷 口 布 置 于 炉 膛 燃 烧 器 区 域 的 4个 角 上 ，燃 烧 器 的 布 置 形 式 随 煤 种 而 变 。 为 随 着 锅 炉 容 量的 增 大 ， 燃 烧 器 的 数 目 增 多 ， 燃 烧 器 组 的 高 度 相应 增 加 。 直 流 燃 烧 器 锅 炉 从 各 个 角 上 喷 出 的 射 流 在 炉 膛 中形 成 大 的 旋 转 火 球 。 整 个 炉 膛 相 当 于 一 个 大 的 燃烧 器 。 锅 炉 着 火 性 能 优 越 。 炉 内 混 合 强 烈 ， 炉 膛四 壁 的 热 负 荷 分 布 比 较 均 匀 。 煤 粉 在 炉 内 停 留 时间 较 长 ， 易 于 燃 尽 。 其 优 势 在 于 充 分 利 用 各 个 燃烧 器 之 间 相 互 配 合 的 强 大 作 用 。 切 圆 燃 烧 方 式 的 缺 点 ： 炉 内 强 烈 旋 转 气 流至 炉 膛 出 口 仍 有 较 大 的 旋 转 惯 性 ,造 成 两 侧烟 气 温 度 场 和 速 度 场 分 布 不 均 ,从 而 导 致 过热 器 和 再 热 器 的 汽 温 和 壁 温 偏 差 。 锅 炉 容量 越 大 ,其 偏 差 也 越 大 。 烟气残余旋转引起的炉膛出口左右烟温偏差 600MW及以上机组四角切圆锅炉存在的主要问题+ =残余旋转水平烟道后向运动左右不对称的速度场分布 炉膛出口烟气侧热偏差的主要特征：对 流 热 偏 差 ： -不 对 称 速 度 场 导 致 不 对称 传 热 场辐 射 热 偏 差 ：-受 热 面 下 部 区 域 内 高外 低 的 火 焰 温 度 分 布 导 致内 高 外 低 的 辐 射 热 流 场单 炉 膛 过 、 再 热 器 热 偏 差 的 综 合 特性 ：-左 右 不 对 称 的 对 流 热 负 荷 分 布 与内 高 外 低 辐 射 热 负 荷 的 简 单 迭 加 += 偏 差 互 补 型 单 炉 膛 双 切 圆 燃 烧 锅 炉 两 个 相 对 独 立 的 切 圆 燃 烧 流 动 系 统 的 对 流 热 偏 差与 整 体 单 一 火 焰 辐 射 系 统 的 辐 射 热 偏 差 的 合 理 搭配 + =总体热偏差大大降低型布置超大容量切圆燃烧锅炉是解决烟温偏差的最佳途径 CFD模 拟 结 果 双 切 圆 燃 烧 炉 膛 热 负 荷 分 布 特 点 ： 1. 在 满 负 荷 时 横 向 最 高 热 负 荷 率 位 于 炉 膛 中 心 线旁 ， 最 低 热 负 荷 靠 近 角 部 ； 2. 同 一 断 面 上 四 面 墙 的 吸 热 曲 线 都 是 一 致 的 ， 沿炉 膛 高 度 的 任 何 断 面 ， 水 冷 壁 的 吸 热 曲 线 也 都 是相 似 的 ， 只 是 曲 线 的 峰 值 有 所 变 化 ； 3. 吸 热 曲 线 的 分 布 特 征 与 燃 料 层 的 投 运 层 数 无 关 ； 4. 在 低 负 荷 时 ， 吸 热 量 分 布 会 变 得 稍 为 对 称 ， 不均 匀 性 亦 降 低 ， 在 低 于 50%负 荷 时 ， 吸 热 量 的 最大 与 最 小 值 比 平 均 值 差 +20%和 -15%； 5. 在 中 间 负 荷 50%80%BMCR时 ， 上 述 两 种 分布 情 况 都 有 可 能 。 北 疆 电 厂 燃 烧 器 的 设 置 ： 48只 直 流 式 燃 烧 器 分 6层 布 置 于 炉 膛 下 部 四 角 和中 部 ， 在 炉 膛 中 呈 双 切 圆 方 式 燃 烧 。 燃 烧 器 布 置 型 式 ： 典 型 的 烟 煤 型 布 置 方 式 。 、二 次 风 (辅 助 风 )相 间 布 置 ,均 匀 配 风 ,一 次 风 周 围 有燃 料 风 (周 界 风 )通 道 ,燃 烧 器 上 部 布 置 燃 尽 风 ,风 量根 据 负 荷 需 要 可 实 现 自 动 控 制 ,采 用 炉 膛 与 风 箱 之间 的 差 压 控 制 方 式 。 燃 烧 器 布 置 ： 下 排 燃 烧 器 至 冷 灰 斗 上 沿 距 离 ： 7090mm。 上 排 燃 烧 器 至 屏 底 距 离 ： 23500mm。 上 下 一 次 风 喷 口 距 离 ： 11520mm。 相 邻 层 燃 烧 器 喷 口 间 距 ： 2304mm。 高 燃 烧 效 率 ， 稳 定 的 热 力 特 性 和 低 排 放 等 关 键 参数 都 是 阿 尔 斯 通 摆 动 式 切 向 燃 烧 技 术 固 有 的 特 点 。由 于 切 向 燃 烧 组 成 独 特 的 空 气 动 力 结 构 ， 其 主 要热 力 特 点 如 下 ： 1.着 火 稳 定 性 强 :燃 料 从 喷 嘴 喷 出 ， 受 上 游 高 温 烟气 加 热 很 快 着 火 ， 激 烈 燃 烧 的 射 流 末 尾 又 冲 撞 下游 邻 角 的 燃 料 射 流 ， 四 角 射 流 相 互 碰 撞 加 热 ， 从而 形 成 燃 烧 稳 定 的 旋 转 上 升 火 焰 。 下 一 层 旋 转 上升 火 焰 ， 促 进 上 一 层 的 燃 烧 强 化 和 火 焰 稳 定 ； 上一 层 的 旋 转 气 流 同 时 加 强 对 下 层 火 焰 的 扰 动 ， 这种 角 与 角 和 层 与 层 之 间 的 相 互 掺 混 扰 动 ， 即 炉 膛内 整 体 而 不 是 局 部 的 强 烈 的 热 量 和 质 量 交 换 ， 保证 了 煤 粉 的 着 火 稳 定 性 。 由 此 切 向 燃 烧 可 认 为“ 整 个 炉 膛 是 一 个 燃 烧 器 ” 。 2.燃 烧 效 率 高 : 由 于 切 向 燃 烧 独 特 的 空 气 动 力 结 构 ， 燃 料 进 入炉 内 沿 动 态 切 向 旋 转 上 升 ， 一 般 约 经 1.5 2.5圈 后 流 出 炉 膛 ， 炉 膛 烟 气 充 满 度 高 ， 能 最 高 效利 用 炉 膛 容 积 ， 因 此 在 炉 内 的 停 留 时 间 较 墙 式燃 烧 方 式 长 ， 为 炭 粒 燃 尽 创 造 良 好 条 件 。 同 时火 球 的 旋 转 使 进 入 炉 膛 的 煤 粉 和 空 气 逐 渐 均 匀地 在 整 个 炉 膛 中 被 彻 底 混 合 ， 有 利 于 燃 尽 。 另外 切 向 燃 烧 的 各 股 射 流 组 合 成 一 个 旋 转 火 球 ，混 合 强 烈 ， 能 适 应 各 股 间 风 量 分 配 的 不 均 匀 性 ，具 有 适 度 的 抗 干 扰 作 用 ， 因 此 对 燃 料 和 空 气 的精 确 分 配 没 有 过 高 的 要 求 。 3.防 止 结 渣 性 能 好 与 相 同 尺 寸 的 墙 式 燃 烧 炉 膛 相 比 ， 切 向 燃 烧 圆柱 型 旋 转 上 升 的 “ 火 球 ” 居 于 炉 膛 中 部 ， 炉 膛充 满 度 好 ， 燃 烧 热 力 偏 差 影 响 较 小 ， 对 水 冷 壁放 热 较 均 匀 ， 烟 气 的 尖 峰 热 流 及 平 均 温 度 较 低 ，这 一 点 对 燃 用 低 灰 熔 点 的 煤 特 别 有 利 于 防 止 炉膛 结 渣 。 LNTFS-III采 用 预 置 水 平 偏 角 的 辅 助 风 喷 嘴（ CFS） 设 计 ,在 燃 烧 区 域 及 上 部 四 周 水 冷 壁 附近 形 成 富 空 气 区 ， 能 有 效 防 止 炉 内 结 渣 和 高 温腐 蚀 。 5.具 有 独 特 的 燃 烧 器 摆 动 调 温 功 能 对 切 向 燃 烧 来 说 ， 它 的 燃 料 和 空 气 喷 嘴 都 能 上下 一 致 摆 动 ， 通 过 对 “ 火 球 ” 位 置 的 调 节 来 影响 炉 膛 吸 热 量 ， 从 而 实 现 对 蒸 汽 温 度 的 控 制 ，这 是 独 一 无 二 的 。 燃 烧 器 摆 动 对 “ 火 球 ” 位 置的 影 响 。 实 践 表 明 带 摆 动 火 嘴 的 切 圆 燃 烧 技 术对 所 有 的 中 国 烟 煤 ， 褐 煤 ， 以 及 部 分 贫 煤 都 能适 用 。 燃 烧 器 摆 动 调 温 功 能 体 现 在 以 下 几 个 方 面 ： 摆 动 能 自 动 调 节 ， 在 整 个 负 荷 控 制 范 围 内 保 持 再热 汽 温 恒 定 。 因 此 ， 再 热 汽 温 能 在 对 电 厂 热 耗 影响 最 小 的 情 况 下 得 到 控 制 。 在 任 何 给 定 的 负 荷 下 ， 燃 煤 锅 炉 的 摆 动 能 自 动 补偿 炉 墙 积 灰 的 影 响 。 当 炉 墙 积 灰 增 大 时 ， 炉 膛 吸热 下 降 ， 出 口 烟 温 上 升 ， 此 时 燃 烧 器 自 动 下 摆 ，提 高 下 部 炉 膛 吸 热 量 。 当 上 部 炉 墙 吹 灰 后 ， 出 口烟 温 下 降 ， 此 时 燃 烧 器 自 动 上 摆 ， 降 低 下 部 炉 膛吸 热 量 ， 保 持 过 热 、 再 热 汽 温 的 恒 定 。 6. NOx排 放 量 较 低 LNTFS是 这 样 的 一 个 系 统 ， 使 当 挥 发 氮 物 质 形成 时 、 非 常 关 键 的 早 期 燃 烧 阶 段 中 O2降 低 ， 它把 整 个 炉 膛 内 分 段 燃 烧 和 局 部 性 空 气 分 段 燃 烧时 降 低 NOx的 能 力 结 合 起 来 ， 在 初 始 的 富 燃 料条 件 下 促 使 挥 发 氮 物 质 转 化 成 N2， 因 而 达 到 总的 NOx排 放 减 少 。 该 燃 烧 系 统 主 要 采 用 以 下 技 术 措 施 : 预 置 水 平 偏 角 的 辅 助 风 喷 嘴 （ CFS） ： 由 于 在 上 下 摆 动 空 气 喷 嘴 上 预 置 一 个 水 平 方 向 偏角 ， 这 样 形 成 了 辅 助 空 气 射 流 偏 斜 ， 由 于 一 次 风煤 粉 气 流 被 偏 转 的 二 次 风 气 流 裹 在 炉 膛 中 央 ， 形成 富 燃 料 区 ， 在 燃 烧 区 域 及 上 部 四 周 水 冷 壁 附 近则 形 成 富 空 气 区 ， 局 部 性 分 段 燃 烧 延 迟 燃 料 射 流对 该 空 气 的 卷 吸 ， 因 而 在 挥 发 份 析 出 和 碳 初 始 燃烧 阶 段 降 低 燃 烧 化 学 当 量 配 比 。 在 燃 烧 阶 段 ， 可以 保 证 燃 烧 的 还 原 气 氛 ， 降 低 NOx生 成 。 燃烧设备结构 燃 烧 器 摆 动 结 构 优 化 设 计 VerticalTilt DriveMechanism HorizontalAdjustmentMechanism 15O15OAdjustableAir Nozzle Tip Secondary Air fromWindbox Dampers 二次风喷嘴：所有二次风喷嘴均采用横向和纵向加强肋片，将喷嘴断面分成若干小室，以加强喷嘴的刚性。中间二次风喷口带油枪，在燃油期间，与油枪一起构成油燃烧器，在燃煤的时候，该喷口可以作为辅助风喷口。 二次风喷嘴 三 .微 油 点 火 装 置厂 家 ： 烟 台 海 融 电 力 技 术 有 限 公 司 采 用 出 力 为 10 100kg/h（ 可 调 ） 小 油 枪 ，实 现 气 化 燃 烧 ， 用 产 生 的 高 温 火 焰 直 接 点 燃3 5t/h的 煤 粉 。 代 替 传 统 的 大 油 枪 ， 以 煤 代 油 实 现 发 电 锅 炉 的启 、 停 及 低 负 荷 稳 燃 ， 从 而 达 到 节 约 燃 油 的 目的 。 解 决 锅 炉 启 停 不 能 投 入 电 除 尘 问 题 ， 利 于 环 保 。 油 系 统 的 控 制 接 入 FSSS系 统 。 1.点 火 原 理 ： 微 油 气 化 直 接 点 火 是 利 用 介 质 雾化 （ 压 缩 空 气 ） 与 气 化 相 结 合 的 燃 烧 技 术 使 燃油 充 分 燃 烧 ， 很 小 的 燃 油 量 （ 根 据 燃 用 煤 种 不同 ， 着 火 温 度 不 同 ， 燃 油 量 可 在 10 100kg/h之 间 调 整 ） 就 可 获 得 一 个 刚 性 较 强 、 温 度 较 高的 稳 定 火 炬 ， 当 煤 粉 通 过 火 炬 时 很 快 受 热 ， 并使 煤 粉 颗 粒 破 裂 粉 碎 ， 迅 速 被 点 燃 。 根 据 分 级燃 烧 的 原 理 ， 使 煤 粉 在 点 火 初 期 就 尽 可 能 充 分燃 烧 ， 达 到 煤 粉 锅 炉 点 火 启 动 和 低 负 荷 稳 燃 的目 的 。 压 缩 空 气 主 要 用 于 点 火 时 实 现 燃 油 雾 化 、正 常 燃 烧 时 加 速 燃 油 气 化 及 补 充 前 期 燃 烧 需 要的 氧 量 ； 高 压 风 主 要 用 于 补 充 后 期 加 速 燃 烧 所需 的 氧 量 。 2.微 油 气 化 油 燃 烧 器 就 是 燃 油 利 用 介 质 （ 空 气 ）雾 化 和 气 化 燃 烧 相 结 合 的 燃 烧 方 式 。 初 始 阶 段微 量 燃 油 在 压 缩 空 气 的 作 用 下 被 雾 化 成 很 微 小的 油 雾 ， 很 短 的 时 间 内 发 生 剧 烈 燃 烧 ， 由 于 燃烧 室 本 身 是 耐 高 温 及 蓄 热 材 料 ， 壁 温 迅 速 升 高 ，很 快 达 到 足 以 使 喷 入 燃 烧 室 的 油 雾 气 化 ， 加 剧了 燃 烧 速 度 ， 产 生 很 高 温 度 的 火 焰 ， 为 点 燃 中心 筒 内 的 煤 粉 提 供 初 始 热 源 。 再 加 上 合 理 的 配风 使 火 焰 根 部 呈 白 炽 状 态 ， 燃 烧 强 度 很 高 ， 火焰 平 均 温 度 可 达 1500 1800 ， 火 焰 刚 性强 、 温 度 高 ， 为 微 量 油 点 燃 煤 粉 提 供 了 充 分 保障 。 3.微 油 气 化 直 接 点 火 系 统 组 成 微 油 气 化 燃 烧 装 置 主 要 包 括 微 量 油 枪 、稳 燃 器 、 燃 烧 筒 、 点 火 及 火 检 装 置 等 。 煤 粉 燃 烧 器 和 一 次 风 粉 系 统 主 要 包 括燃 烧 器 、 一 次 风 浓 缩 装 置 及 气 膜 风 系 统 管道 等 。 管 路 系 统 包 括 助 燃 风 系 统 、 供 油 系 统 、雾 化 用 压 缩 空 气 系 统 及 火 检 探 头 冷 却 风 系统。 供 油 系 统 ： 微 油 点 火 系 统 入 口 油 压 范 围 2.5MPa(g)， 微油 点 火 系 统 的 母 管 上 装 有 比 例 调 节 阀 ， 将 入 口油 压 2.5 4.0MPa调 整 到 0.8 1.0MPa， 而后 分 成 8路 分 别 经 过 滤 器 、 手 动 阀 、 快 关 阀 等将 油 压 再 进 一 步 降 到 0.5 0.7MPa， 直 到 通过 金 属 软 管 接 到 每 个 微 油 点 火 燃 烧 器 。 燃 烧 器 油 枪 出 力 60 80 kg/h。 过 程 控 制 及 参 数 监 测 系 统 包 括 PLC控 制柜 、 触 摸 屏 、 图 像 火 焰 监 视 系 统 、 燃 烧 器 壁温 监 测 系 统 、 风 粉 在 线 监 测 系 统 等 。 其 它 辅 助 系 统 用 蒸 汽 暖 风 器 提 高 磨 煤 机入 口 风 温 ， 达 到 制 粉 要 求 。 简 单 机 械 雾 化 油 枪 ： 将 具 有 一 定 压 力 的 燃 油 在 油 喷 嘴 内 产 生 高 速 旋转 ， 从 油 喷 嘴 射 出 后 ， 油 膜 被 撕 裂 ， 形 成 雾 状小 液 滴 。 如 下 图 ：四 .机 械 雾 化 油 枪 结 构 回 油 式 机 械 雾 化 油 喷 嘴 的 主 要 特 点 是 在 分 流 片上 有 回 油 孔 。 回 油 孔 的 作 用 是 让 一 部 分 油 在 喷出 油 喷 嘴 前 ， 从 旋 涡 室 返 回 回 油 管 路 ， 用 以 调节 喷 油 量 。 分 流 片 中 心 有 回 油 孔 的 称 为 集 中 大孔 回 油 喷 嘴 ； 分 流 片 上 有 分 散 小 回 油 孔 的 称 为分 散 小 孔 回 油 喷 嘴 。 这 种 油 喷 嘴 的 调 节 特 点 是 进 油 量 可 保 持 不 变 ，只 调 节 回 油 量 就 能 改 变 喷 油 量 ， 因 而 雾 化 质 量不 受 喷 油 量 变 化 的 影 响 。 见 下 图 四.机械雾化油枪结构
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