直流燃燒器

直流燃燒器布置在爐膛四角，每個角的燃燒器出口氣流的幾何軸線均切于爐膛中心的假想圓，故稱四角布置切圓燃燒方式。這種燃燒方式，由于四角射流著火后相交，相互點燃，有利于穩(wěn)定著火。四股氣流相切于假想圓后，使氣流在爐內(nèi)強烈旋轉(zhuǎn)，有利于燃料與空氣的擾動混合，而且火焰在爐內(nèi)的充滿程度較好。

切圓燃燒方式直流燃燒器的布置方式有多種，如圖2所示。中小容量煤粉爐最常用的是正四角布置(圖2(a))，這種布置方式的爐膛截面為正方形或接近正方形的矩形，直流燃燒器布置在四個角上，共同切于爐膛中心的一個直徑不大的假想切圓，這樣可使燃燒器噴口的幾何軸線和爐膛兩側(cè)墻的夾角接近相等，因而射流兩側(cè)的補氣條件差異很小，氣流向壁面的偏斜較小，因而煤粉火炬在爐膛的充滿程度較好，爐內(nèi)的熱負(fù)荷也比較均勻，而且煤粉管道也可以對稱布置。正八角布置(圖2(b))也有同樣的特點?，F(xiàn)代大容量鍋爐常采用大切角正四角布置(圖2(c))，它是把爐膛四角切去，在四個切角上安裝燃燒器。這種布置除具有正四角布置的特點外，還因為四角切去，可形成切角形水冷壁，這樣既可增大燃燒器噴口兩側(cè)的空間，使兩側(cè)補充條件的差異更小，射流不易偏斜；同時燃燒器可與切角處的水冷壁連在一起，形成燃燒器的水冷套，以保護燃燒器噴口不易被燒壞。同向大小切圓方式(圖2(d))適用于截面深寬比較大的爐膛或由于爐膛四角有柱子，而不能作正四角布置，燃燒器只能布置在兩側(cè)墻靠角的位置。此時燃燒器噴口中的幾何軸線和兩側(cè)墻間的夾角差異很大，射流的補氣條件也有較大的差異，布置成大小切圓方式，即兩對對角燃燒器的射流分別和兩個直徑不同的假想切圓相切，可以改變氣流的偏斜，并可防止實際切圓的橢圓度過大。若采用正反雙切圓方式(圖2(e))，則由于兩股氣流反切，可減少實際切圓的橢圓度。兩角相切，兩角對沖方式(圖2(f))，可以減小氣流相切時的實際假想切圓的直徑，減低氣流的旋轉(zhuǎn)強度，雖可防止氣流的過分偏斜，避免爐膛水冷壁結(jié)渣，降低煙氣出口殘余旋轉(zhuǎn)，減少過熱器熱偏差，但卻使燃燒后期的混合擾動情況變差。更大容量的煤粉鍋爐(發(fā)電功率大于500MW)，有時設(shè)計成雙室爐膛切圓方式(圖2(g))和大切角雙室爐膛方式(圖2(h))，此時兩個并排的爐膛(燃燒室)中問用雙面水冷壁隔開，使每個爐膛截面都成為正方形或接近正方形的矩形，在各自的爐膛的四角布置直流燃燒器，形成切圓燃燒方式。

從噴口噴出來的直流射流，具有較高的初速，一般其雷諾數(shù)Re≥106，因此燃燒器噴射出來的射流都是湍流射流。而且射流射入一個很大的空間后不受任何固體壁面的限制，這種氣流就是直流自由射流。

當(dāng)射流射到大空間中去時，在湍流擴散的作用下，射流邊界上的流體微團就與周圍氣體發(fā)生熱質(zhì)交換和動量交換，將一部分周圍氣體卷吸到射流中來，并隨射流一起運動，因而射流的橫截面不斷擴大，流量不斷增加，但卻使射流的速度逐漸減慢，射流的結(jié)構(gòu)特性及速度分布如圖1（1 -噴口；2-射流等速核心區(qū)；3-射流邊界層；4-射流的外邊界；5-射流內(nèi)邊界；6-射流源點；7-擴展角；8-速度分布）所示。

射流自噴口噴出后，僅在邊界層處有周圍氣體被卷吸進來。在射流中心尚未被周圍氣體混入的地方，仍然保持初速度，這個保持初速為w₀的三角形區(qū)域稱為射流等速核心區(qū)，核心區(qū)內(nèi)的流體完全是射流本身的流體。在核心區(qū)維持初速w₀的邊界稱為內(nèi)邊界，射流與周圍氣體的邊界(此處流速w_x→0)稱為射流的外邊界。內(nèi)外邊界問就是湍流邊界層，湍流邊界層內(nèi)的流體是射流本身的流體以及卷吸進來的周圍氣體。從噴口噴出來的射流到一定距離，核心區(qū)便消失，只在射流中心軸線上某點處尚保持初速w₀，此處對應(yīng)的截面稱為射流的轉(zhuǎn)折截面。在轉(zhuǎn)折截面前的射流段稱為初始段，在轉(zhuǎn)折截面以后的射流稱為基本段，基本段中射流的軸心速度也開始逐步衰減。

射流的內(nèi)、外邊界都可近似地認(rèn)為是一條直線，射流的外邊界線相交之點稱為源點，其交角稱為擴展角。擴展角的大小與射流噴口的截面形狀和噴口出口速度分布情況有關(guān)。因為射流的初始段很短，僅為噴口直徑的2～4倍，這段距離在煤粉爐中尚處于著火準(zhǔn)備階段。因此，在實際鍋爐工作中，主要研究基本段的射流特性。這些特性參數(shù)包括速度分布、射程、擴展角等。

擺動直流式燃燒器更換吊裝方法

擺動直流式燃燒器的吊裝過程為：每個角的燃燒器按從下到上的過程吊出，即先吊出最下面第一層燃燒器，最后吊出最上面第五層燃燒器?；匮b按吊出相反順序進行。更換吊裝的方法為：

(1)拆除一次風(fēng)管的入口彎頭和擋板。

(2)用三臺手拉葫蘆把燃燒器吊出，放在旁邊的走臺上。

(3)用小車將燃燒器運到吊裝孔，吊到零米，運到爐外。

(4)燃燒器回裝時，需一人進入爐膛，用手拉葫蘆由外往里面拉。

擺動直流式燃燒器注意事項

(1)起吊用的起重工具使用前要仔細(xì)檢查，不合格的不允許使用。

(2)手拉葫蘆掛點和吊點的位置選擇合適，捆綁鋼絲繩的長度適當(dāng)。

(3)如果在起吊過程中手拉葫蘆受力過大，要立即停止起吊，仔細(xì)檢查，如有吊住的地方，要用撬棍撬動。

(4)在起吊過程中，要避免燃燒器的擺動量過大，以防損壞設(shè)備或傷人。

此燃燒器可擺動的一次風(fēng)噴口內(nèi)裝有三角形擴錐，如圖《擺動式直流燃燒器》所示?？煞謩e向上和向下擺動兩部分，上下兩部分張開時形成一個擴錐，使噴口外的一次風(fēng)氣流中心形成一個高溫?zé)煔饣亓鲄^(qū)，有利于提高煤粉氣流的著火性能，鍋爐在低負(fù)荷下也具有較好的燃燒穩(wěn)定性。由于使用這種燃燒器時鍋爐能達(dá)到較高的負(fù)荷調(diào)節(jié)比，所以又稱為高調(diào)節(jié)比噴口。

如圖《直流燃燒器可擺動的一次風(fēng)噴口》所示，(a)所示的噴口、擴錐結(jié)構(gòu)較簡單，更為適宜。(b)所示的噴口錐角調(diào)節(jié)的靈活性大，但需要兩套擺動連桿機構(gòu)，增加了制造和維護的工作量。這種燃燒器一次風(fēng)人口彎頭不安裝氣流導(dǎo)向裝置。這樣在一次風(fēng)的氣流經(jīng)人口彎頭后，由于離心力的作用，在水平肋片上部的氣流中煤粉濃度較高，肋片下部的氣流中煤粉濃度較低，有利于整個噴口的煤粉氣流易著火和低負(fù)荷下保持穩(wěn)定燃燒。

自然循環(huán)電站鍋爐的機組功率一般為300MV級和600MV級。配置300MV級機組鍋爐一般采用四角布置的擺動直流式燃燒器，射流在爐膛中形成φ700和φ1000的兩個假想切圓。四角布置的擺動直流式燃燒器，對調(diào)節(jié)燃燒中心的位置，改變汽油和煤粉燃燒的完全程度都是有相當(dāng)作用的。