旋流煤粉燃烧器的结构原理

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我厂制粉系统采用中速磨正压直吹式制粉系统,五运一备。燃烧设备采用前后墙对冲分级燃烧技术,在炉膛前后墙各布置三层旋流煤粉燃烧器,每层布置6只燃烧器,总共36只燃烧器,在前、后墙最上层旋流煤粉燃烧器的上方各布置了2层燃尽风,在燃烧器靠近水冷壁侧设有5层贴壁风。贴壁风的作用是防止火焰冲刷侧墙水冷壁,缓解侧墙水冷壁的高温腐蚀情况,贴壁风也是由二次风箱接入。

燃烧器设备布置图

煤粉燃烧器将燃烧用空气被分为四部分:即一次风、内二次风、外二次风、中心风。

旋流煤粉燃烧器示意图

一次风:一次风粉混合物首先进入燃烧器的一次风入口弯头,然后经过燃烧器一次风管和布置在一次风管中的煤粉浓缩器,浓缩器使煤粉气流产生径向分离;在一次风通道出口处的圆周方向设置分离环(环形导向钝体),将从煤粉浓缩器出来后的外浓内淡煤粉气流进一步分开,浓煤粉气流从一次风管圆周外侧经过二级扩口处的稳焰齿环进入周向外圈环形回流区着火燃烧;淡煤粉气流从一次风管中心区域喷入炉内,并进入内回流区着火燃烧。

旋流燃烧器现场示意图

内二次风和外二次风:燃烧器二次风箱为运行燃烧器提供内二次风和外二次风,为停运燃烧器提供冷却风。内二次风和外二次风通过燃烧器内同心的内二次风、外二次风环形通道在燃烧的不同阶段喷入炉内(外侧为外二次风),实现分级供风,降低NOx的生成量。进入每个燃烧器的内二次风量可通过燃烧器上的二次风门挡板进行调节,为手动。通过调节内二次风门的开度可得到适当的内二次风量,以获得最佳燃烧工况,即良好的着火稳燃性能、高的燃烧效率、低的NOx排放量及防止燃烧器结焦等。内二次风通道内布置有轴向旋流器使经过的二次风产生旋转,离开燃烧器后旋转的气流在离心力的作用下扩张,从而在中心区域产生负压,使高温烟气回流,为煤粉气流的着火提供能量。内二次风旋流器为固定式,不作调节。进入每个燃烧器的外二次风量可通过燃烧器上切向布置的叶轮式风门挡板进行调节,外二次风门采用电动执行器控制。调节外二次风门挡板的开度,即可得到适当的外二次风量和外二次风旋流强度,以获得最佳燃烧工况。内二次风门及外二次风门挡板的最佳位置在燃烧调整试验时确定,只要煤质不发生重大变化,在此后的运行过程中无需再进行调整。

中心风:燃烧器(微油点火燃烧器除外)内设有中心风管,一股小流量的中心风通过中心风管送入炉膛,油枪运行时用作燃油配风(如果燃油时有明显的冒黑烟现象,在煤粉未投时,还可开启燃烧器冷却风管道上的冷却风阀);油枪停运时用作调节燃烧器中心回流区的位置,控制着火点,获得最佳燃烧工况;同时还起到冷却、防止烟气倒灌及灰渣积聚的作用。每个燃烧器的中心风由二次风箱引出,每个中心风管设置有手动调节门,用于调节中心风量的大小。

外置式分离器:外置式分离器是一次风在主燃烧器外进行浓淡预分离,一次风在进入主燃烧器之前通过可拆卸式外置式分离装置分离一部分乏气出来,浓煤粉通过主燃烧器送入炉膛,而乏气从主燃烧器旁边乏气燃烧器送入炉膛。分离器挡板的不同开度可获得不同的乏气分离度,从而获得不同的燃烧器一次风速。低负荷燃烧器采用外置式分离器可以获取较小的风煤比,在锅炉各负荷阶段应通过调节外置式分离器挡板(电动)使燃烧器一次风速在接近设计值的合理范围,从而极大的改善低负荷时煤粉气流风煤比较大的不利情况,确保煤粉燃烧的安全性和稳定性。

带钝体结构的外置式分离器现场图

冷却风:燃烧器冷却风管道设置目的是在锅炉运行中,对未投运燃烧器提供冷却保护,防止燃烧器一次风喷口被烧损。当燃烧器停运时,关断阀开启,投运冷却风系统对燃烧器进行冷却保护。




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