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第七章 煤粉炉与燃烧设备 煤粉炉炉膛的作用 炉膛的设计要求 炉膛的设计应满足下列要求： 合理布置燃烧器，使燃料能迅速着火，并有良好的炉内空气动 力场，使各壁面热负荷均匀。 炉膛要有足够的容积和高度，保证燃料完全燃烧。 能够布置合适的蒸发受热面以满足锅炉容量的需要；同时保证合适的炉膛出口烟温，保证炉膛出口的对流受热面不结渣和安全工作。 炉膛的受热面应具有可靠的水动力特性，保证其工作的安全。 炉膛结构紧凑，金属及其他材料用量少；便于制造、安装、检修和运行。 炉膛热负荷 炉膛热负荷：燃料每小时输入的平均热量。 1．炉膛容积热负荷 每小时送入炉膛单位容积中的平均热量（以燃料的收到基低位发热量计算），称为炉膛容积热负荷，qv。 炉膛热负荷 2．炉膛截面热负荷 按燃烧器区域炉膛单位截面折算，每小时送入炉膛的平均热量，称为炉膛截面热负荷qa。 qa大，炉膛截面积小，炉膛呈瘦高形； qa小，炉膛呈矮胖形，必须选择合适的qa。 qa的选取：燃料性质、燃烧方式、排渣方式 炉膛热负荷 3．燃烧器区域壁面热负荷 按照燃烧器区域炉膛单位炉壁面积折算，每小时送入炉膛的平均热量称为燃烧器区域炉壁热负荷qr。 ，kW/m2 对直流燃烧器，燃烧器区域高度Hr可按下式计算： ，m qr反映火焰的分散或集中情况。qr愈大，说明火焰愈集中，燃烧器区域的温度水平就愈高，这对燃料的稳定着火有利，但却容易造成燃烧器区域的壁面结渣。 qr的选取：褐煤，0.93～1.16MW/m2;无烟煤及贫煤，1.4～2.1 MW/m2;烟煤，1.2～1.40MW/m2。 炉膛热负荷 4．炉膛壁面热负荷 炉膛壁面热负荷qf是单位炉膛壁面每小时吸收的平均热量，也称炉壁热流密度，可按下式计算： ，kW/m2 炉膛壁面热负荷qf的数值愈高，表明单位壁面所吸收的热量愈大，说明炉内烟气温度水平愈高。qf如果过大，就会造成水冷壁结渣。 qf的选取：燃煤的性质 燃烧器的作用与要求 通过燃烧器的空气 燃烧器的类型与布置 旋流射流空气动力特性 旋流射流空气动力特性 决定旋转射流旋转强度的特征参数是旋流强度n。 旋转动量矩M： 轴向动量K： 旋流射流空气动力特性 旋流射流空气动力特性 随着旋流强度的增加，中心回流区的回流量增加，而回流区的长度是先增加而后又缩短的。当旋流强度过低时，回流量小，卷吸的高温烟气量小，回流区长度小，只能从炉内低温区回流烟气，不利于着火；旋流强度过高时，回流量大，但回流区缩短，只能大量回流较低温的烟气，不利于着火。 旋流燃烧器的类型 旋流燃烧器的类型 旋流燃烧器的类型 旋流燃烧器的布置 旋流燃烧器的布置 旋流燃烧器的布置 旋流燃烧器的主要运行参数是一次风率r1及一次风速ω1，二次风率r2及二次风率ω2，一、二次风速比ω2/ω1和热风温度等。见表7－1、7－2、7－3。 直流射流空气动力特性 直流射流空气动力特性 直流射流空气动力特性 直流射流空气动力特性 直流射流空气动力特性 直流燃烧器四角布置切圆燃烧方式 直流燃烧器均等配风 直流燃烧器分级配风 直流燃烧器各层二次风的作用 直流燃烧器各层二次风的作用 切圆燃烧方式直流燃烧器 的主要热力参数 一次风喷口的布置层数及其热负荷的参考值 一、二次风率 一、二次风速 切圆燃烧方式直流燃烧器的布置 一次风煤粉气流的偏斜 一次风煤粉气流的偏斜 煤粉火炬的稳燃措施 对低挥发分煤粉的稳燃措施： （1）敷设燃烧带提高燃烧器区域的温度； （2）采用热风送粉系统和较高的热风温度； （3）采用较低的一次风率和一次风速； （4）减小煤粉颗粒的细度； （5）控制锅炉最低运行负荷； （6）采用性能良好的燃烧器； 煤粉火炬的稳燃措施 要使煤粉稳定地着火，重要的是在一次风喷口出口附近形成局部高温、高煤粉浓度和适当高的氧浓度的所谓“三高区”。 煤粉火炬的稳燃措施 高浓度煤粉燃烧器对煤粉火炬稳燃的积极作用： （1）能使一次风煤粉气流的着火