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煤粉燃烧器的研究开发应用开发团队：热能0802班全体同学指导老师：陈良勇主要研究内容传统与新型煤粉燃烧器的简介新型煤粉燃烧器的原理与利用影响煤燃烧的主要因素与技术特点应用传统与新型煤粉燃烧器的简介什么是煤粉燃烧器呢？定义：将煤粉制备系统供来的煤粉空气混合物(一次风)和燃烧所需的二次风分别以一定的浓度和速度射入炉膛，在悬浮状态下实现稳定着火与燃烧的装置。（以上内容摘自百度百科）传统的煤粉燃烧器又是什么样的？我国早期设计的锅炉中，燃烧设备主要采用旋流燃烧器。但是我国燃煤技术面临许多的问题煤粉质量不过关燃烧器的设计落后整套锅炉设备能源利用率低对环境的破坏大因此，为了能更合理的利用燃料，提高燃烧效率，增强机组的调峰能力，降低污染物的排放，开发研究能满足稳燃高效、低污染排放等要求的燃烧器是十分必要的。研究方向：新型的煤粉燃烧器新型煤粉燃烧器的原理与利用1.加强燃煤的统筹调度和管理，尽量避免煤质的大幅度变化。2.根据煤质特性、磨煤机型式、燃烧方式、炉膛结构和热负荷等因素，选择经济的煤粉细度。3.提高一次风粉混合物温度。4.提高风粉混合物中煤粉浓度。一、制粉系统方面合理选择炉型炉膛的结构对炉内空气动力特性和传热条件有直接影响。它关系到炉内烟气温度水平一次风粉气流与高温烟气热量和质量交换等，即直接影响煤粉气流的着火和稳燃。二、炉膛设计方面三、燃烧方面1、在燃烧器出口建立起有利的着火区。2、合理的喷口布置和配风。3、增加预燃室点火稳燃装置，提供稳定的着火和稳燃热源。在上述各项技术措施中，最关键的是燃烧器的作用。新型煤粉燃烧器的主要类型介绍如下1、煤粉预燃室燃烧器这是我国研究最早、目前应用最广泛的新型煤粉燃烧器装置。预燃室燃烧器是由耐火材料或耐热钢板制造的前置燃烧室。存在的问题：这种煤粉预燃室燃烧器尚存在如下问题：（1）煤种适应范围受限。当煤质变差、挥发份降低时，易发生着火不良和燃烧不稳现象。（2）预燃室筒内经常出现积粉结渣，严重时会影响正常运行。（3）一次风旋流叶片易磨损。（4）预燃室燃烧器运行寿命一般只有3~6个月，尤其是预燃室出口边缘部分，由于承受筒内高温烟气和辐射热的作用很易烧损变形。总之，进一步完善预燃室燃烧器结构，消除积粉结渣，扩大煤种适用范围；采用耐热材料和防磨措施，提高预燃室适用寿命，是推广预燃室燃烧器必须解决的问题。2、钝体燃烧器该型燃烧器是华中理工大学于80年代初研制的，其应用范围仅次于预燃室燃烧器。多用在燃用劣质烟煤、贫煤和无烟煤的锅炉上，用作稳定火焰和改善燃烧。它是在角置式煤粉燃烧器每个角一次风喷口出口处，设置一个非流线形物体——钝体，使煤粉气流在钝体的尾迹区产生回流，卷吸高温烟气，以利于燃料的着火和火焰的稳定。着火后的煤粉火炬在炉膛内组成四角切圆燃烧。钝体燃烧器通常钝体安装在一次风出口处截面形状为等腰三角形，加装钝体后，对炉内着火及空气动力特性具有如下影响：1.在钝体后形成内回流区。2.加装钝体后切圆变化。3.由于强化了着火，需要及时补氧，因此应加强中二此风的数量，同时也可适当提高一次风量的比例。4.热态运行表明，钝体壁温通常在400-600℃，不易烧坏，但要注意防磨。3、火焰稳定船燃烧器又称船型煤粉燃烧器是由清华大学于80年代中期研制成功的。其结构为在常规直流煤粉燃烧器一次风口内加装一个船型火焰稳定器，并在其中心设有点火小油枪。采用这种结构后，上煤粉气流绕过它以后射入炉膛，在离一次风喷口不远处形成一个束腰射流。在束腰部的两侧外缘形成高温、高煤粉浓度和有适当氧气浓度的区域，成为点燃煤粉气流的良好着火热源，从而稳定炉内燃烧。4、浓淡燃烧器1.所谓浓淡燃烧器，就是采用将煤粉——空气混合物气流，即一次风气流分离成富粉流和贫粉流两股气流，这样可在一次风总量不变的前提下提高富粉流中的煤粉浓度。2.富粉流中燃料在过量空气系数远小于1的条件下燃烧，贫粉流中燃料则在过量空气系数大于或接近1的条件下燃烧，两股气流合起来使燃烧器出口的总过量空气系数仍保持在合理的范围内。优点:浓淡燃烧器利用离心力或惯性力将一次风煤粉气流分成富粉流和贫粉流两股气流，分别通过不同喷口进入炉膛内燃烧。这样，可在一次风总量不变的条件下，分离出一股高煤粉浓度的富粉流。由于高浓度煤粉气流具有良好的着火和稳燃性，因此它不需要特别强的热回流。这样，不仅实现强化着火在技术上简单易行，还可避免热回流强带来的弊端。这样燃烧器有较宽的煤种适应性，不仅用于燃用高灰分劣质烟煤和高水分褐煤，也用于燃用无烟煤和贫煤。3.浓淡分离原理，(1)离心式煤粉浓缩器用在W型火焰锅炉上；(2)利用管道转弯所产生的离心力使煤粉浓缩，在四角切圆燃烧的炉膛上得到应用；百叶窗锥形轴向分离器；(3)带有旋流叶片的煤粉浓缩器，用于燃用高水分褐煤的风扇磨煤机直吹式燃烧系统中。4.稳燃原理富粉流中煤粉浓度的提高，即该股气流一次风分额降低，将使着火热减少，火焰转播速度提高，燃料着火提前。但是，煤粉浓度并非越高越好。如果煤粉浓度过高，则会因氧量不足影响挥发分燃烧，颗粒升温速度降低，反而使火焰转播速度下降，着火距离拉长，并会产生煤烟。最佳煤粉浓度值与煤种有关低挥发分煤和劣质烟煤的最佳值高于烟煤。富粉流着火后，为贫粉流提供了着火热源，后者随之着火，整个火炬的燃烧稳定性增强，从而扩大了锅炉不投油助燃的负荷调节范围及煤种适应性。5.减少污染煤粉燃烧时有NO和极少量的NO2生成，它们统称为氮氧化合物，用NOX表示，是一种有害的气体排放物。要降低NOX的生成量，要求火焰温度低，燃烧区段内氧浓度小，燃料在高温区内的停留时间短。浓淡燃烧器因能降低燃烧产物中NOX的排放量，所以也是一种低NOX燃烧器。6.防止结渣煤粉颗粒在高温还原性气氛下，煤灰的灰熔点将大大降低，这样当烟中的灰粒接触到受热面或炉墙时，仍可能保持软化状态或熔化状态，会粘结在壁面上，形成结渣。对于浓淡型煤粉燃烧器，将一次风煤粉气流沿水平方向进行浓淡分离，淡煤粉气流位于背火侧，即水冷壁一侧，使水冷壁附近煤粉浓度降低，氧浓度提高，还原性气氛水平下降，提高了灰粒的熔化温度，可减少炉膛结渣的可能性。同时，浓煤粉气流位于向火侧，有利于获取着火热，稳定燃烧。影响煤燃烧的主要因素和技术应用影响煤粉燃烧速率的因素反应物浓度的影响活化能对燃烧速度的影响温度对燃烧速度的影响影响煤粉气流着火的因素一是燃料因素二是设备结构因素三是运行因素课题总结任免管理权限