锅炉燃烧器的设计

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1、本科毕业设计第36页共37页1引言燃烧器是锅炉的主要燃烧设备，它通过各种形式，将燃料和燃烧所需要的空气送入炉膛，使燃料按照一定的气流结构迅速、稳定地着火；连续分层次地供应空气，使燃料和空气充分混合，提高燃烧强度[1]。为了适应国民经济发展的需要，国内发电厂的总装机容量有了很大程度的增加，单机容量也从中小容量向大容量、高参数的方向发展，与此相应的电网也更加庞大和复杂。随着机组容量的增大，设备结构越来越复杂，对机组的安全、经济性要求必然也越来越高[2]。在电力生产的过程中有大量的污染物产生，而和NOx对环境污染影响较大，同

2、时我国对电厂尾气排放的限制越来越严格，电厂很有必要进行减排及无害化技术处理。另外不稳定燃烧问题一直困扰着我国燃煤电站锅炉。近二十几年，随着大容量机组的比例增大，锅炉不稳定燃烧问题有所缓解。但近几年来，由于燃煤质量下降，大容量机组燃煤锅炉也相继出现燃烧不稳定的问题，而且越来越严重。这不仅降低了大容量锅炉的低负荷运行能力，而且使锅炉灭真火事故的发生率明显增多。燃烧器制造本着保证锅炉燃烧器正常着火、稳燃效果良好，保证减排NOx的含量在控制范围的原则，在不改变炉膛的几何尺寸；保留原有大风箱；点火方式不变；二次风门、燃烧器摆动执

3、行机构不变的条件下重做燃烧器本体、燃烧器风箱风道和挡板风箱，优化四角切圆燃烧方式来解决上述问题。此外，还要注意燃烧器的烧损问题。在运行时尽量选用设计的煤种。2锅炉概述锅炉是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需要的热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能[1]。2.1锅炉的工作过程火力发电厂生产的电能需要经过多次能量转换过程:即首先由锅炉燃料燃烧释放的化学能通过受热面使给水加热、蒸发、过热

4、，转变为蒸汽的热能，然后由汽轮机带动发电机将机械能转变为源源不断的向外界输送的电能。因此，锅炉、汽轮机、发电机和输电设备是火力发电厂的主要设备。煤粉锅炉及其辅助系统示意图如图2.1所示。燃煤锅炉的工作过程主要由以下几个过程组成:1）原煤破碎→原煤干燥与磨制煤粉→输送煤粉→组织燃烧；2）空气加热→燃料燃烧配风；本科毕业设计第36页共37页图2.1煤粉锅炉及其辅助系统示意图1.原煤斗2.给煤机3.磨煤机4.汽包5.高温过热器6.屏式过热器7.下降管8.炉膛水冷壁9.燃烧器10.下联箱11.低温过热器12.再热器13.再热蒸

5、气出口14.再热蒸汽进口15.省煤器16.给水17.空气预热器18.排粉风机19.排渣装置20.送风机21.除尘器22.引风机23.烟囱3）锅炉给水由省煤器受热面加热升温—由蒸发受热面（水冷壁）吸热将给水转变为汽水混合物，或直接转变为蒸汽—由过热器受热面将蒸汽进一步加热到过热状态；4）排渣、清灰、除灰、烟气排放。2.2锅炉系统及组成部件2.2.1锅炉的系统1）制粉系统原煤输送系统将破碎后的原煤送入原煤仓，经过给煤机，磨煤机，再经过煤粉分离，分离后合格的煤粉由空气送入炉内燃烧。2）燃烧系统燃烧所需要的空气通过送风机引入空

6、气预热器预热，一路热风经过燃烧器二次风喷口送入燃烧室进行燃烧，另一部分经过制粉系统携带煤粉，经过燃烧器一次风喷口进入燃烧室进行燃烧3）汽水系统给水（凝结水和少量补给水经化学水处理，低压加热器，除氧器，给水泵，本科毕业设计第36页共37页高压加热器）进入锅炉省煤器加热，再由水冷壁蒸发，通过过热器升温至汽轮机要求的进汽温度。高参数、大容量锅炉机组还有再热器系统，即锅炉生产的高压蒸汽在汽轮机高压缸做功后的排汽经过锅炉再热器二次加热后再进入汽轮机中、低压缸。4）除渣、除灰和清灰系统燃烧产生的大块熔渣（约占总灰量的10%～20%

7、），经水冷壁冷却形成固态渣由炉底排放→经碎渣器破碎。烟气中携带的细灰粒（约占总灰量的80%～90%），经除尘器将细灰从烟气中分离出来，由除灰系统送往灰场。锅炉运行中沉积到受热面上的细灰由吹灰器清除进入除灰系统。5）烟气排放系统燃烧产生的烟气由锅炉尾部的空气预热器出口排出后，经过除尘器，将烟气中的大部分细灰分离出来，排往除灰系统，以防止粉尘粒子对大气产生污染。分离出来的气体经过引风机排往烟囱。为了减少SO3、SO2和NOx等有害气体对大气的污染，现代锅炉还设有烟气脱硫设备。2.2.2锅炉的组成部件锅炉分为两部分，即本体设

8、备和辅机设备，本体设备包括炉膛、燃烧器、空气预热器、省煤器、水冷壁，锅筒（汽包）或启动用汽水分离器、过热器、再热器等；辅机设备包括给煤机、磨煤机、送风机、引风机、给水泵、吹灰器，碎渣机、除尘器、灰浆泵。3锅炉燃烧器概述燃烧器是锅炉的主要燃烧设备，它通过各种形式，将燃料和燃烧所需要的空气送入炉膛，使燃料按照一定的气流结构迅速、稳定地