600MW电站锅炉直流煤粉燃烧器系统设计+CAD图纸(3)
1.2新型燃烧器的发展
煤粉炉运行的经济性和安全性都与煤粉火炬的稳定性有密切的关系[3]。为使煤粉稳定燃烧，以达到节能减排，促进生产的效果。我国开发了多种直流煤粉燃烧设备，以下列出几项进行粗略介绍。
1.2.1夹心风燃烧器
该燃烧器系西安交通大学和武汉锅炉厂等单位研制。其研究背景是考虑到一次风煤粉气流向火面与背火面着火条件实际存在着显著差异，背火侧煤粉散射可能冲墙及煤粉气流中心部位供氧困难，于是提出把常规的直流煤粉燃烧器的一次风喷口改成三个直立的长方形喷口，即向火侧和背火侧一次风口，中间为二次风口，即所谓的夹心风。夹心风的主要作用是从一次风内部适当供氧，增强湍动，提高整个射流的刚性和扰动度，从而使得炉内空气动力场更加有利于介质的扩散、混合、传热,强化了燃烧过程，为煤粉的充分燃尽创造有利条件。
夹心风燃烧器作为主燃烧器在一些烧劣质烟煤和无烟煤的锅炉上应用能改善燃烧稳定性,提高锅炉效率和设备利用率[4]。
1.2.2钝体燃烧器
该燃烧器是华中理工大学(今华中科技大学) 80年代初研制的，多用在燃烧劣质烟煤和贫煤的锅炉上。它是在直流燃烧器一次风出口处设置一个非流线型的物体(钝体)，气流流过该物体后发生分流，它的尾迹是一个反向流动的强烈回流旋涡区，由于回流区内高温烟气和主气流之间进行着强烈的能量交换，形成了火焰稳定的条件。除了形成高温回流区外，钝体的存在还使得一次风射流的扩展角比直流射流有显著增大，外卷吸作用也有增加，这使得此种燃烧器能较好地适用于劣质煤燃烧[5]。
1.2.3多功能燃烧器
多功能燃烧器适用于四角布置、切圆燃烧的锅炉。该燃烧器的技术关键是在直流煤粉燃烧器的一次风口内加装一船型稳燃器。由于船型稳燃器的特殊结构，使煤粉气流喷入燃烧室后形成先向中心收缩,再向外扩展的束腰形射流。在束腰外缘形成了高温、较高氧浓度和较高煤粉浓度的“三高区”。煤粉在三高区开始着火，并形成稳定的着火源不断点燃已处于高温区的高浓度煤粉气流，使火焰扩展到整个射流，从而稳定煤粉气流在炉内的燃烧[6]。
1.2.4带大速差射流的双一次风通道燃烧器
清华大学发明的大速差射流燃烧器构思独特，燃烧性能优异，但其不足是燃烧器结焦。为此，在大速差射流燃烧技术基础上研制出了双一次风通道燃烧器。该燃烧器有两个一次风通道，这样不仅上下壁均受到一次风口的保护，可以保证长期运行不结焦，而且由于上下一次风粉都受到提前加热、着火，因此其燃烧稳定性优于单一次风通道的其它燃烧器。为了避免回流烟气使燃烧器两侧壁过热与结焦，在两侧壁腰部加了一股二次风，称为腰部风，它不仅保护了两侧壁，而且是调节煤粉着火点位置的重要手段[7]。
1.2.5浓淡煤粉燃烧器
四角切圆燃烧煤粉炉中，通过安装于燃烧器前一次风送粉管道上的高浓缩比的煤粉浓缩器，把一次风在水平方向上分成浓淡两股气流，其中一股为高浓度煤粉气流，含一次风中的大部分煤粉；另一股的煤粉浓度很低，以空气为主。浓煤粉气流在向火侧切向喷入炉膛内，形成内侧假想切圆；淡煤粉气流在背火侧切向喷入炉膛内, 形成外侧假想切圆。由于高浓度煤粉气流具有良好的着火稳定性, 相邻火焰提供合适的着火条件, 可形成稳定的火源, 保证了整个火焰的燃烧稳定；淡煤粉气流位于浓煤粉气流和水冷壁之间，受到浓煤粉气流的引燃作用, 在浓煤粉气流着火以后及时混入补充其燃烧所需要的氧，由于水冷壁附近煤粉颗粒浓度降低，水冷壁附近处于氧化性气氛，因为氧化性气氛下灰粒熔化温度提高，减小了炉膛结渣的可能性；水冷壁管壁附近还原性气氛的降低，也抑制了烟气对管壁的高温腐蚀。浓淡两股气流均在偏离化学当量比的条件下燃烧，可以有效抑制有害物NOx的生成量[8]。