U型火焰鍋爐

中文名稱

U型火焰鍋爐

英文名稱

U-flame boiler

定　　義

采用拱式燃燒形成U形火炬的鍋爐。

應(yīng)用學(xué)科

電力（一級學(xué)科），鍋爐（二級學(xué)科）

W型火焰鍋爐主要燃燒低揮發(fā)份煤種，因此鍋爐的爐膛結(jié)構(gòu)，燃燒器布置、送風(fēng)方式、粉風(fēng)配比等因素都按照符合低揮發(fā)份煤的燃燒特點來設(shè)計。

1、W型火焰鍋爐的燃燒器布置在前、后墻的拱上，上部爐膛深度小，火焰流向與W型火焰鍋爐平行，不旋轉(zhuǎn)，爐膛出口煙氣溫度場與速度場較均勻，因此爐膛不易結(jié)焦，而且過熱器與再熱器的熱偏差較小。并且通過前后墻二次風(fēng)對撞增加爐內(nèi)的擾動，既加強了爐內(nèi)的混合，又克服了火焰刷墻等缺點

2、煤粉著火后向下自由伸展，在距一次風(fēng)口數(shù)米處才開始轉(zhuǎn)彎向上流動，不易產(chǎn)生煤粉分離現(xiàn)象，并且火焰行程較長，爐內(nèi)充滿度好，延長了煤粉在爐內(nèi)的停留時間，符合無煙煤燃燒速度較慢的特點，有利于煤粉的燃燼。

3、 切圓燃燒方式是四角互燃，因此著火穩(wěn)定性與整個爐膛負荷有關(guān)，當(dāng)負荷較低時，難以保證四角風(fēng)粉均勻，所以容易燃燒不穩(wěn)定。W型火焰鍋爐各燃燒器之間關(guān)聯(lián)度相對較小，而且調(diào)節(jié)手段較多，如改變煤粉濃度、風(fēng)溫、衛(wèi)燃帶的數(shù)量與位置以及燃燒器自身的調(diào)節(jié)等。因此，W型火焰鍋爐負荷調(diào)節(jié)范圍較大。國內(nèi)W型火焰鍋爐較多采用旋流煤粉濃縮燃燒器，提高了一次風(fēng)中的煤粉濃度，降低了一次風(fēng)進入爐膛的風(fēng)速，增強了煤粉氣流卷吸高溫?zé)煔獾哪芰?，有利于煤粉著火?

4、在著火區(qū)，設(shè)計較小的送風(fēng)量，提高了火焰根部的溫度，有利于低揮發(fā)份無煙煤的著火和穩(wěn)定燃燒。一般一次風(fēng)率較低，約為15%-20%。由干一次風(fēng)本身的風(fēng)量和風(fēng)率無法獲得足夠的穿透深度，所以必須在拱部送人大量的二次風(fēng)，利用二次風(fēng)的引射，保證一次風(fēng)具有較好的穿透深度。一般二次風(fēng)率約為75%-85%。當(dāng)配風(fēng)不當(dāng)時，會造成火焰短路，火焰直接進人輻射爐室，引起飛灰含碳量較高，影響鍋爐經(jīng)濟性。

主要技術(shù)是燃燒室敷設(shè)衛(wèi)燃帶和煤粉濃縮燃燒器。W型火焰爐膛是由下部燃燒室和上部冷卻室所組成，下部燃燒室容積擴大一倍左右，燃料燃燒過程基本上是在下部燃燒室內(nèi)進行。上下爐膛之間有一縮腰，燃燒器布置在縮腰上，煤粉氣流從縮腰處的拱頂向下噴射，并著火燃燒。

著火后的煤粉氣流到爐膛下部后煤粉顆粒重量減輕，此時火焰受到燃燒室下部分級風(fēng)的托起作用，向上轉(zhuǎn)折流動，在下部燃燒室內(nèi)形成W型火焰。

優(yōu)點

1、煤粉著火后向下自由伸展，在距一次風(fēng)口數(shù)米處才起頭轉(zhuǎn)彎向上流動，這樣不容易發(fā)生煤粉分手現(xiàn)象，而且火焰行程較長，爐內(nèi)布滿度好，延長了煤粉在爐內(nèi)的停留時間，合適無煙煤燃燒速度較慢的特點,有益于煤粉的燃盡；

2、火焰在爐膛下部轉(zhuǎn)彎180°，使煙氣中的部門粗灰粒分手，減輕了對流受熱面的飛灰磨損；

3、可以采用旋風(fēng)分手式燃燒器器，提高一次風(fēng)中的煤粉濃度；

4、負荷調(diào)理范圍年夜，可經(jīng)由過程各類手段進行調(diào)理，汽鍋不投油穩(wěn)燃負荷可到達40～55的額定負荷；

5、火焰標(biāo)的目的與水冷壁平行，有益于避免風(fēng)粉氣流沖洗水冷壁，不容易結(jié)焦；

6、著火區(qū)風(fēng)量小，避免了溫度的較著下降，使煤粉氣流較多的接觸到高溫回流煙氣，提高了火焰根部的溫度水平，著火條件好，穩(wěn)定性好，燃燒效率高，這對劣質(zhì)煤，出格是低揮發(fā)分無煙煤的著火出格有益；

7、二次風(fēng)可沿火焰行程慢慢加進，到達分級配風(fēng)的目的，不僅彌補燃燒所需的空氣，還可迫使氣流轉(zhuǎn)彎，阻止火焰靠近爐墻，減輕了結(jié)渣和侵蝕，而且分級燃燒下降了燃燒進程中的NOx生成；

8、可憑據(jù)燃煤的分歧揮發(fā)分含量調(diào)理一次風(fēng)煤粉濃度、熱風(fēng)溫度和煤粉細度，并可改變配風(fēng)，因而具有較年夜的煤種順應(yīng)性；

9、前后拱將燃燒室與燃盡室屏障起來，負荷變化對燃燒室溫度影響不年夜，有益于穩(wěn)定燃燒和低負荷運行。

缺點

1、有些結(jié)構(gòu)的W 型火焰鍋爐配風(fēng)不當(dāng)時火焰容易短路并易引起拱部區(qū)域結(jié)渣火焰直接進入燃盡室造成飛灰含碳量高降低了煤粉燃盡率；

2、空氣和煤粉的后期混合較差影響燃盡；

3、盡管分級燃燒降低了燃燒過程中的NOx 生成但由于燃燒無煙煤的需要爐膛內(nèi)的溫度水平較高導(dǎo)致NOx的生成量較大高于國內(nèi)四角切圓燃燒鍋爐的一般水平；

4、由于爐膛下部斷面約為水平燃燒方式的兩倍為防止火焰溫度降低而使可燃物損失增加必須敷設(shè)衛(wèi)燃帶這就增加了結(jié)渣的可能性；

5、鍋爐結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜爐拱的設(shè)計安裝困難燃燒器風(fēng)粉管道布置困難整體體積大鋼耗量大制造工作量大周期長造價高調(diào)試復(fù)雜。