直流燃燒器直流射流

從噴口噴出來(lái)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(lái)的射流都是湍流射流。而且射流射入一個(gè)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(shí)，在湍流擴(kuò)散的作用下，射流邊界上的流體微團(tuán)就與周圍氣體發(fā)生熱質(zhì)交換和動(dòng)量交換，將一部分周圍氣體卷吸到射流中來(lái)，并隨射流一起運(yùn)動(dòng)，因而射流的橫截面不斷擴(kuò)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(diǎn)；7-擴(kuò)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(jìn)來(lái)。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(gè)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(jìn)來(lái)的周圍氣體。從噴口噴出來(lái)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(diǎn)處尚保持初速w₀，此處對(duì)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(diǎn)稱為源點(diǎn)，其交角稱為擴(kuò)展角。擴(kuò)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?yàn)樯淞鞯某跏级魏芏?，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(shí)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(kuò)展角等。

直流燃燒器布置在爐膛四角，每個(gè)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(diǎn)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(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，有利于燃料與空氣的擾動(dòng)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(gè)角上，共同切于爐膛中心的一個(gè)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(bǔ)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(duì)稱布置。正八角布置(圖2(b))也有同樣的特點(diǎn)?，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(gè)切角上安裝燃燒器。這種布置除具有正四角布置的特點(diǎn)外，還因?yàn)樗慕乔腥?，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(bǔ)充條件的差異更小，射流不易偏斜；同時(shí)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(hù)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(shí)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(bǔ)氣條件也有較大的差異，布置成大小切圓方式，即兩對(duì)對(duì)角燃燒器的射流分別和兩個(gè)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(shí)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(shí)際切圓的橢圓度。兩角相切，兩角對(duì)沖方式(圖2(f))，可以減小氣流相切時(shí)的實(shí)際假想切圓的直徑，減低氣流的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)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(dòng)情況變差。更大容量的煤粉鍋爐(發(fā)電功率大于500MW)，有時(shí)設(shè)計(jì)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(shí)兩個(gè)并排的爐膛(燃燒室)中問用雙面水冷壁隔開，使每個(gè)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。

擺動(dòng)直流式燃燒器更換吊裝方法

擺動(dòng)直流式燃燒器的吊裝過程為：每個(gè)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(jìn)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(tái)手拉葫蘆把燃燒器吊出，放在旁邊的走臺(tái)上。

(3)用小車將燃燒器運(yùn)到吊裝孔，吊到零米，運(yùn)到爐外。

(4)燃燒器回裝時(shí)，需一人進(jìn)入爐膛，用手拉葫蘆由外往里面拉。

擺動(dòng)直流式燃燒器注意事項(xiàng)

(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(diǎn)和吊點(diǎn)的位置選擇合適，捆綁鋼絲繩的長(zhǎng)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(dòng)。

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

此燃燒器可擺動(dòng)的一次風(fēng)噴口內(nèi)裝有三角形擴(kuò)錐，如圖《擺動(dòng)式直流燃燒器》所示?？煞謩e向上和向下擺動(dòng)兩部分，上下兩部分張開時(shí)形成一個(gè)擴(kuò)錐，使噴口外的一次風(fēng)氣流中心形成一個(gè)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(shí)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(dòng)的一次風(fēng)噴口》所示，(a)所示的噴口、擴(kuò)錐結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)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(dòng)連桿機(jī)構(gòu)，增加了制造和維護(hù)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(gè)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(jī)組功率一般為300MV級(jí)和600MV級(jí)。配置300MV級(jí)機(jī)組鍋爐一般采用四角布置的擺動(dòng)直流式燃燒器，射流在爐膛中形成φ700和φ1000的兩個(gè)假想切圓。四角布置的擺動(dòng)直流式燃燒器，對(duì)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。