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燃烧理论与技术

燃烧理论与技术. 主要内容. 低负荷稳燃技术 电站锅炉典型安全事故的解决措施. 低负荷稳燃技术. 着火的两个根本影响因素 － 内因：燃料本身所需着火热 － 外因：外界对燃料的加热程度. 内因 Q ＝ GC （ t zh － t 0 ） 煤粉气流的初温 t 0 煤粉本身性质 煤粉细度、 V daf 、 t zh 炉膛散热条件影响 t zh. 一次风速（风率） 风速太高 风速太低 二次风与一次风的混合时间. 外因 量 旋流燃烧器 四角喷燃 一次风喷口形状 质 加卫燃带 一次风集中布置 低负荷需停用部分燃烧器时， 停用上层部分燃烧器.

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Presentation Transcript

  1. 燃烧理论与技术

  2. 主要内容 • 低负荷稳燃技术 • 电站锅炉典型安全事故的解决措施

  3. 低负荷稳燃技术 • 着火的两个根本影响因素 －内因：燃料本身所需着火热 －外因：外界对燃料的加热程度

  4. 内因 Q＝GC（tzh－t0） • 煤粉气流的初温t0 • 煤粉本身性质 煤粉细度、Vdaf、tzh • 炉膛散热条件影响tzh

  5. 一次风速（风率） • 风速太高 • 风速太低 • 二次风与一次风的混合时间

  6. 外因 • 量 • 旋流燃烧器 • 四角喷燃 • 一次风喷口形状 • 质 • 加卫燃带 • 一次风集中布置 • 低负荷需停用部分燃烧器时， 停用上层部分燃烧器

  7. 钝体燃烧器 • 结构

  8. 稳燃机理 －钝体后形成负压区，高温烟气回流 －上游冲刷过来的高温烟气 －煤粉气流本身所需着火热基本没变

  9. 钝体的安装形式（对传统钝体） • 安装在一次风喷口外 • 传统钝体竖置 • 横放容易烧坏 • 竖置相对安全，但容易使煤粉气流贴壁 • 钝体的固定 • 靠上下钢板用铆钉固定在一次风喷口上 • 钝体的重要几何参数 • 钝体的张角α 一般α＝50－60 º

  10. 钝体的优缺点 • 优点 • 结构简单，改造工作量小 • 稳燃幅度较大 • 缺点 • 工作条件差，易烧坏 • 磨损较严重 • 增大了水冷壁的可能性 • 传统钝体的改进 • 稳燃腔

  11. 开缝钝体 开缝钝体燃烧器结构图 稳燃机理：煤粉惯性大，空气易绕流钝体， 从缝隙处流过气流含煤粉浓度高，其受到回 流高温烟气的加热，使着火增强。

  12. 在开缝处某侧连接一个二次风管，设一阀门调节风量，可适当推迟着火。在开缝处某侧连接一个二次风管，设一阀门调节风量，可适当推迟着火。

  13. 火焰稳定船（船体燃烧器） • 结构 油枪套管装小油枪

  14. 小油枪作用 • 可大大节省启动用油。 • 负荷过低，燃烧不好时，着火不稳定，投小油枪可节省助燃用油。 • 稳燃机理 • 煤粉气流在船体形成一特殊的束腰结构，因束腰处流线发生弯曲，使束腰处外缘煤粉浓度高，使每公斤煤粉所需着火热降低，而此处正好有上游高温火焰冲刷过来，形成良好着火条件，从内因上强化着火。

  15. 浓淡燃烧器 • 高浓度煤粉稳燃的机理 • 浓侧煤粉着火热的减少 • 最佳着火煤粉温度 Tzh 1 2 Coal/Air op

  16. 在喷口前进行浓淡分离的措施 • 弯头式 • 加隔板 • 旋风分离器 • FW公司用于W型锅炉中 • 挡块式 • 固定挡块 • 连续可调 • 百叶窗

  17. 国外浓淡燃烧器 • CE公司WR燃烧器 • 结构 具有V形扩流锥的WR燃烧器 (CE公司)

  18. 特点 • 结构简单，改造工作量小 • 配有周界风，以防烧坏喷口 • 扩流锥形成回流区：回流高温烟气 • 煤粉上浓下淡 • 稳燃幅度大 • 缺点 • 没有调整着火距离的手段 • 近壁处烟温高，易生成H2S气体 造成高温腐蚀

  19. PM燃烧器 • 结构 日本三菱重工PM燃烧器

  20. 原理 • 它由靠近燃烧器一次风管的一个弯头及两个喷口组成。煤粉气流流过分离器时进行简单的惯性分离，富粉流进入上喷口，贫粉流进入下喷口，实行浓淡分离。此外，燃烧器还包括再循环烟气及燃尽风喷口。 • PM燃烧器实际上是集烟气再循环、分级燃烧和浓淡燃烧于一体的低NOX燃烧系统 • 再循环烟气推迟二次风与一次风的混合 　　　　　　 推迟富粉流与贫粉流的混合 • 水冷壁处为还原性气氛，易结焦、高温腐蚀

  21. 煤粉浓度连续可调水平浓淡燃烧器 • 结构

  22. 背火侧 向火侧 淡粉侧 浓粉侧 水平浓淡燃烧器

  23. 喷口和隔板结构 α=20~25° α 喷口结构 小孔 分隔板结构 分隔板作用：平衡浓淡两侧压力，使得浓淡两侧速度均匀 分隔板作用：平衡浓淡两侧压力，使得浓淡两侧速度均匀

  24. 其它燃烧器 • 大速差射流燃烧器 • 双通道通用型煤粉主燃烧器 • 扁平射流燃烧器 • 煤粉预燃室

  25. 煤粉预燃室 • 结构 L D

  26. 直径D的选取 • D小 • 受热面布置容易 • 内壁易结焦 • D大 • 不容易布置受热面 • 长度L的选取 • L大 • 筒体出口容易烧坏 • L小 • 可能卷吸炉内低温烟气，影响着火 • 改进

  27. 水冷壁高温腐蚀 • 原因 主要是目前许多锅炉采用低NOx燃烧措施及采用某些新燃烧器，使近水冷壁区温度提高，含氧量降低，近壁区生成大量硫化氢气体，其对金属管壁造成严重腐蚀。 • 影响因素 • 煤中S含量 ,含S越多 ， 则易发生高温腐蚀。 • 近壁区含氧量，含氧越多，则易发生高温腐蚀。 • 近壁区温度 ，T越高，则易发生高温腐蚀。

  28. 水冷壁高温腐蚀（续1） • 解决措施 • 内因：提高管壁抗腐蚀能力 （1）采用表面喷涂一层耐腐蚀材料 （2）采用渗铝管 • 外因： （1）尽量用低S煤 （2）采取措施提高近壁区含氧量，降低近 壁区温度 a)采用贴壁风（对四角喷燃锅炉） b)采用水平浓淡燃烧器，浓的在向火侧，淡的在背火侧

  29. c)同心反切圆燃烧技术 水冷壁高温腐蚀（续2） 一次风反切示意图

  30. 说明： -煤粉不再贴墙，外部的二次风包在一次风外面，形成风包粉的良好局面。-部分层一次风反切，使一次风射流实际切圆直径变小，使近壁区含煤粉少，近壁区S少，因近壁耗氧少，使氧气含量增加，近壁区的温度降低，对解决高温腐蚀及结焦很有利。-但需注意：反切角度、反切动量过大，可解决高温腐蚀，但会影响着火（旋转动量较小，卷吸高温烟气的能力降低，故影响着火）

  31. 过热器、再热器 • 过热器 • 喷水减温 • 再热器 • 不宜设置喷水减温，采用烟气挡板调节气温 • 热偏差 • 炉膛越大，局部烟道越宽，残余旋转引起水平烟道速度分布不均，造成过热器产生热偏差 • 解决 • 布置消旋风

  32. 省煤器防磨措施 • L过大，防磨作用减小，效果不好 • L过小，易产生严重积灰，影响传热

  33. 谢 谢！

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