直流煤粉燃烧器..ppt
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1、七台河职业学院七台河职业学院第六章 燃烧原理和燃烧设备1 1 1 1 燃料燃烧的基本原理燃料燃烧的基本原理燃料燃烧的基本原理燃料燃烧的基本原理2 2 2 2 直流煤粉燃烧器直流煤粉燃烧器直流煤粉燃烧器直流煤粉燃烧器3 3 3 3 旋流煤粉燃烧器旋流煤粉燃烧器旋流煤粉燃烧器旋流煤粉燃烧器4 4 4 4 煤粉炉炉膛煤粉炉炉膛煤粉炉炉膛煤粉炉炉膛5 5 煤粉炉点火系统煤粉炉点火系统煤粉炉点火系统煤粉炉点火系统6 6 煤粉燃烧新技术煤粉燃烧新技术煤粉燃烧新技术煤粉燃烧新技术七台河职业学院七台河职业学院2 煤粉燃烧器直流燃烧器直流燃烧器直流燃烧器直流燃烧器直流燃烧器直流燃烧器旋流燃烧器旋流燃烧器旋流燃烧
2、器旋流燃烧器 燃烧器的作用与要求燃烧器的作用与要求燃烧器的作用与要求燃烧器的作用与要求 通过燃烧器的空气通过燃烧器的空气通过燃烧器的空气通过燃烧器的空气七台河职业学院七台河职业学院2直流煤粉燃烧器u1、直流射流的概念u2、直流煤粉燃烧器的形式u3、直流煤粉燃烧器各层风的作用七台河职业学院七台河职业学院炉膛(燃烧室)燃烧器燃烧设备煤粉燃烧器煤粉燃烧器油燃烧器油燃烧器点火装置点火装置直流燃烧器直流燃烧器旋流燃烧器旋流燃烧器一次风喷嘴一次风喷嘴二次风喷嘴二次风喷嘴三次风喷嘴三次风喷嘴直流一次风、二次风直流一次风、二次风旋流二、三次风旋流二、三次风电火花点火电火花点火电弧点火电弧点火半导体高能点火半导
3、体高能点火空气雾化空气雾化蒸汽雾化蒸汽雾化自冷灰斗至炉膛自冷灰斗至炉膛出口的燃烧空间出口的燃烧空间燃烧设备的基本概念燃烧设备的基本概念燃烧设备的基本概念燃烧设备的基本概念七台河职业学院七台河职业学院煤粉燃烧器种类直流燃烧器旋流燃烧器回流型燃烧器回流型燃烧器浓淡燃烧器浓淡燃烧器一次旋流一次旋流一次直流一次直流+二次旋流二次旋流一次直流一次直流+二次旋流二次旋流+三次旋流三次旋流一次旋流一次旋流+二次旋流二次旋流+三次旋流三次旋流气流没有切向气流没有切向流动速度分量流动速度分量气流有切向气流有切向流动速度分量流动速度分量七台河职业学院七台河职业学院燃烧器燃烧器l燃烧器是煤粉锅炉的主要燃烧燃烧器是煤
4、粉锅炉的主要燃烧设备,其设备,其作用作用是是l保证燃料和燃烧用的空气在进入炉保证燃料和燃烧用的空气在进入炉膛时能充分混合、及时着火和稳定膛时能充分混合、及时着火和稳定燃烧。燃烧。直流燃烧器直流燃烧器 出口气流为直流射流;布置在出口气流为直流射流;布置在炉膛四角,使燃料气流在炉内炉膛四角,使燃料气流在炉内进行切圆燃烧进行切圆燃烧 炉膛内部的直流燃炉膛内部的直流燃烧器烧器七台河职业学院七台河职业学院直流燃烧器采用直流燃烧器采用四角切圆燃烧方四角切圆燃烧方式形成的火焰式形成的火焰直流燃烧器直流燃烧器四角布置四角布置俯视的炉膛火焰俯视的炉膛火焰七台河职业学院七台河职业学院煤粉燃烧火焰方式煤粉燃烧火焰方
5、式 七台河职业学院七台河职业学院 直流煤粉燃烧器的布置方式直流煤粉燃烧器的布置方式 七台河职业学院七台河职业学院不同配风直流燃烧器不同配风直流燃烧器 七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院直流燃烧器直流燃烧器直流燃烧器:出口气流为直流射流或直流射流组。出口气流为直流射流或直流射流组。七台河职业学院七台河职业学院直流燃烧器直流燃烧器图片与四角布置图片与四角布置七台河职业学院七台河职业学院 褐褐煤煤锅锅炉炉燃燃烧烧器器设设计计七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院七台河职业学院钝钝钝钝体体体体煤煤煤煤粉粉粉粉燃燃燃燃烧烧烧烧器器器器着着着着火火火火示示示示意意意意图图图图七台
6、河职业学院七台河职业学院稳燃腔燃烧器出口燃烧器火焰示意图稳燃腔燃烧器出口燃烧器火焰示意图七台河职业学院七台河职业学院燃烧器的作用与要求燃烧器的作用与要求保保证证充充分分混混合合、迅迅速速着着火火、稳稳定定燃燃烧烧,燃燃尽尽;炉炉温温分分布布合理,受热面合理,受热面不结渣;不结渣;有较好的有较好的燃料适应性,以满足煤种在一定范围内变化时,燃料适应性,以满足煤种在一定范围内变化时,仍能保证机组安全、稳定、经济运行;仍能保证机组安全、稳定、经济运行;有良好的有良好的负荷调节性能负荷调节性能和较大的和较大的调节范围调节范围,以适合电网,以适合电网调峰的需要;调峰的需要;能通过燃烧控制能通过燃烧控制NO
7、NOX X的生成,以满足环境保护的要求;的生成,以满足环境保护的要求;流动阻力较小,运行可靠,不易烧坏和磨损,便于维修流动阻力较小,运行可靠,不易烧坏和磨损,便于维修和更换部件。和更换部件。作用:作用:将燃料与燃烧所需空气,将燃料与燃烧所需空气,按一定的比例、速度和按一定的比例、速度和混合方式,经喷口送入炉膛。混合方式,经喷口送入炉膛。要求:要求:七台河职业学院七台河职业学院 湍湍湍湍流流流流自自自自由由由由射射射射流流流流是是是是直直直直流流流流燃燃燃燃烧烧烧烧器器器器各各各各喷喷喷喷口口口口以以以以较较较较高高高高的的的的初初初初速速速速(ReReReRe 101010105 5 5 5)
8、和和和和一一一一定定定定的的的的浓浓浓浓度度度度,射射射射入入入入尺尺尺尺寸寸寸寸很很很很大大大大的的的的炉炉炉炉膛膛膛膛空空空空间间间间(炉炉炉炉膛膛膛膛内内内内充充充充满满满满高高高高温温温温、静静静静止止止止介介介介质质质质烟气,煤粉浓度为零)烟气,煤粉浓度为零)烟气,煤粉浓度为零)烟气,煤粉浓度为零)的煤粉气流的煤粉气流的煤粉气流的煤粉气流.湍湍湍湍流流流流自自自自由由由由射射射射流流流流除除除除了了了了做做做做整整整整体体体体运运运运动动动动外外外外,流流流流体体体体微微微微团团团团还还还还具具具具有有有有纵纵纵纵向向向向脉脉脉脉动动动动和和和和横横横横向脉动,后者对对热质交换起着重
9、要作用向脉动,后者对对热质交换起着重要作用向脉动,后者对对热质交换起着重要作用向脉动,后者对对热质交换起着重要作用1-1-1-1-喷口;喷口;喷口;喷口;2-2-2-2-核心区;核心区;核心区;核心区;3-3-3-3-边界层;边界层;边界层;边界层;4-4-4-4-外边界;外边界;外边界;外边界;5-5-5-5-内边界;内边界;内边界;内边界;6-6-6-6-源点;源点;源点;源点;7-7-7-7-扩展角;扩展角;扩展角;扩展角;8-8-8-8-速度分布速度分布速度分布速度分布等温自由射流的结构特等温自由射流的结构特等温自由射流的结构特等温自由射流的结构特性及速度分布性及速度分布性及速度分布性
10、及速度分布W WH H=0=0,C CH H=0=0,T TH HTT0 0一、一、直流射流直流射流空气动力特性空气动力特性W W0 0C C0 0T T0 0七台河职业学院七台河职业学院1-1-1-1-喷口;喷口;喷口;喷口;2-2-2-2-核心区;核心区;核心区;核心区;3-3-3-3-边界层;边界层;边界层;边界层;4-4-4-4-外边界;外边界;外边界;外边界;5-5-5-5-内边界;内边界;内边界;内边界;6-6-6-6-源点;源点;源点;源点;7-7-7-7-扩展角;扩展角;扩展角;扩展角;8-8-8-8-速度分布速度分布速度分布速度分布W WH H=0=0,C CH H=0=0,
11、T TH HTT0 0一、一、直流射流直流射流空气动力特性空气动力特性射流射流射流射流(煤粉气流)自喷口喷出后,沿着轴线方向运动,其边界上的流体(煤粉气流)自喷口喷出后,沿着轴线方向运动,其边界上的流体(煤粉气流)自喷口喷出后,沿着轴线方向运动,其边界上的流体(煤粉气流)自喷口喷出后,沿着轴线方向运动,其边界上的流体微团不断与周围介质发生热质交换和动量交换,将部分周围高温、静止微团不断与周围介质发生热质交换和动量交换,将部分周围高温、静止微团不断与周围介质发生热质交换和动量交换,将部分周围高温、静止微团不断与周围介质发生热质交换和动量交换,将部分周围高温、静止介质介质介质介质卷吸卷吸卷吸卷吸到
12、射流中来,并随射流一起运动到射流中来,并随射流一起运动到射流中来,并随射流一起运动到射流中来,并随射流一起运动(速度差大速度差大速度差大速度差大卷吸卷吸卷吸卷吸大大大大).).射流射流射流射流横断面不断扩展横断面不断扩展横断面不断扩展横断面不断扩展,流量流量流量流量QQ增加;煤粉浓度增加;煤粉浓度增加;煤粉浓度增加;煤粉浓度C C下降;温度下降;温度下降;温度下降;温度T T升高;轴向升高;轴向升高;轴向升高;轴向速度速度速度速度WW逐渐减慢,最后射流的能量完全消失在空间介质中逐渐减慢,最后射流的能量完全消失在空间介质中逐渐减慢,最后射流的能量完全消失在空间介质中逐渐减慢,最后射流的能量完全消
13、失在空间介质中七台河职业学院七台河职业学院一、一、直流射流直流射流空气动力特性空气动力特性 射流核心区:射流核心区:射流中心尚未被周围气体混入,保持初速射流中心尚未被周围气体混入,保持初速w w0 0的区域的区域 湍流边界层:湍流边界层:核心区维持初速核心区维持初速w w0 0的边界称为的边界称为内边界内边界;射流与周围气体的分界射流与周围气体的分界称为称为外边界外边界。内、外边界间区域为内、外边界间区域为湍流边界层,湍流边界层,其内为射流本身的流体以及卷其内为射流本身的流体以及卷吸进来的周围气体吸进来的周围气体 转折截面:转折截面:核心区消失,只在射流轴线保持初速核心区消失,只在射流轴线保持
14、初速w w0 0的某点对应的截面。的某点对应的截面。在转折截面前的射流段称为在转折截面前的射流段称为初始段初始段,在转折截面后的射流称为,在转折截面后的射流称为基本段。基本段。扩展角:扩展角:射流外边界线的交点称为源点,其交角称为扩展角射流外边界线的交点称为源点,其交角称为扩展角1-1-喷口;喷口;2-2-核心区;核心区;3-3-边界层;边界层;4-4-外边界;外边界;5-5-内边界;内边界;6-6-源点;源点;7-7-扩展角;扩展角;8-8-速度分布速度分布W WH H=0=0,C CH H=0=0,T TH HTT0 0七台河职业学院七台河职业学院 卷吸量卷吸量卷吸量卷吸量 Q Q Q Q
15、 :外边界卷吸的高温烟气量:外边界卷吸的高温烟气量:外边界卷吸的高温烟气量:外边界卷吸的高温烟气量 喷口结构:喷口结构:喷口结构:喷口结构:u u 圆形喷口的卷吸量小于矩形喷口;圆形喷口的卷吸量小于矩形喷口;圆形喷口的卷吸量小于矩形喷口;圆形喷口的卷吸量小于矩形喷口;u u 一个喷口分成总面积相等的若干个小喷口,卷吸量是增加的;一个喷口分成总面积相等的若干个小喷口,卷吸量是增加的;一个喷口分成总面积相等的若干个小喷口,卷吸量是增加的;一个喷口分成总面积相等的若干个小喷口,卷吸量是增加的;u u 直流直流直流直流Q Q Q Q旋流旋流旋流旋流Q Q Q Q;直流射流适用于无烟煤,后期混合好。;直
16、流射流适用于无烟煤,后期混合好。;直流射流适用于无烟煤,后期混合好。;直流射流适用于无烟煤,后期混合好。一、直流射流空气动力特性u 射流卷吸周围气体越多,衰减较快。射流卷吸周围气体越多,衰减较快。射流卷吸周围气体越多,衰减较快。射流卷吸周围气体越多,衰减较快。u u 直流湍流自由射流的直流湍流自由射流的直流湍流自由射流的直流湍流自由射流的卷吸量相对较小,而射流的衰减较慢。卷吸量相对较小,而射流的衰减较慢。卷吸量相对较小,而射流的衰减较慢。卷吸量相对较小,而射流的衰减较慢。射程射程射程射程 L L L L :射流轴向速度射流轴向速度射流轴向速度射流轴向速度w w w wm m m m与射流初始速
17、度与射流初始速度与射流初始速度与射流初始速度w w w w0 0 0 0的比值降低到某一不的比值降低到某一不的比值降低到某一不的比值降低到某一不为零的数值(如为零的数值(如为零的数值(如为零的数值(如0.050.05)时的截面与喷口间的距离。)时的截面与喷口间的距离。)时的截面与喷口间的距离。)时的截面与喷口间的距离。u u 射程射程射程射程反映轴向速度反映轴向速度反映轴向速度反映轴向速度w w w wm m m m沿射流运动方向衰减的程度,即射流对周围气沿射流运动方向衰减的程度,即射流对周围气沿射流运动方向衰减的程度,即射流对周围气沿射流运动方向衰减的程度,即射流对周围气体的体的体的体的穿透
18、能力穿透能力穿透能力穿透能力 。直流射程。直流射程。直流射程。直流射程L L 旋流射程旋流射程旋流射程旋流射程L L (同等条件下同等条件下同等条件下同等条件下)。七台河职业学院七台河职业学院 射流的刚性射流的刚性射流的刚性射流的刚性 射流组的流动过程射流组的流动过程射流组的流动过程射流组的流动过程u u定义:射流在有限空间内,定义:射流在有限空间内,定义:射流在有限空间内,定义:射流在有限空间内,抵抗外界干扰不发生偏离轴线的能力抵抗外界干扰不发生偏离轴线的能力抵抗外界干扰不发生偏离轴线的能力抵抗外界干扰不发生偏离轴线的能力。u u刚性不够,射流偏移到炉墙,引起结渣;偏向其他射流,干扰其工作刚
19、性不够,射流偏移到炉墙,引起结渣;偏向其他射流,干扰其工作刚性不够,射流偏移到炉墙,引起结渣;偏向其他射流,干扰其工作刚性不够,射流偏移到炉墙,引起结渣;偏向其他射流,干扰其工作.u u射流的射流的射流的射流的初始动量越大,刚性越大初始动量越大,刚性越大初始动量越大,刚性越大初始动量越大,刚性越大.扩展角扩展角扩展角扩展角u u决定射流的形状及两相邻射流开始混合点决定射流的形状及两相邻射流开始混合点决定射流的形状及两相邻射流开始混合点决定射流的形状及两相邻射流开始混合点.u u混合点混合点混合点混合点位置对位置对位置对位置对煤粉气流着火煤粉气流着火煤粉气流着火煤粉气流着火和和和和氧化剂的及时补
20、氧化剂的及时补氧化剂的及时补氧化剂的及时补充充充充有很大影响有很大影响有很大影响有很大影响.u u直流湍流自由射流的直流湍流自由射流的直流湍流自由射流的直流湍流自由射流的相对较小相对较小相对较小相对较小.直流射流空气动力特性七台河职业学院七台河职业学院均等配风直流煤粉燃烧器分级配风直流煤粉燃烧器二、直流煤粉燃烧器的形式七台河职业学院七台河职业学院均等配风直流燃烧器均等配风直流燃烧器七台河职业学院七台河职业学院均等配风直流煤粉燃烧器 均均均均等等等等配配配配风风风风燃燃燃燃烧烧烧烧器器器器:一一、二二次次风风喷喷口口相相间间布布置置,即即在在二二个个一一次次风风喷喷口口之之间间(或或一一次次风风
21、喷喷口口侧侧部部-侧侧二二次次风风)均均等等布布置置一一个个或或二二个个二次风喷口,各二次风喷口的风量分配较均匀。二次风喷口,各二次风喷口的风量分配较均匀。均等配风燃烧器特点:均等配风燃烧器特点:均等配风燃烧器特点:均等配风燃烧器特点:u一一、二二次次风风口口间间距距较较小小,有有利利于于一一、二二次次风风较较早早混混合合,使使一一次次风煤粉气流着火后能迅速获得足够的空气,达到完全燃烧;风煤粉气流着火后能迅速获得足够的空气,达到完全燃烧;u适用于燃用高挥发分煤种,常称为烟(褐)煤型配风方式适用于燃用高挥发分煤种,常称为烟(褐)煤型配风方式 。直直流流燃燃烧烧器器的的一一、二二、三三次次风风分分
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