W型火焰锅炉燃烧机理

W型火焰锅炉主要燃烧低挥发份煤种，因此锅炉的炉膛结构，燃烧器布置、送风方式、粉风配比等因素都按照符合低挥发份煤的燃烧特点来设计。

1、W型火焰锅炉的燃烧器布置在前、后墙的拱上，上部炉膛深度小，火焰流向与W型火焰锅炉平行，不旋转，炉膛出口烟气温度场与速度场较均匀，因此炉膛不易结焦，而且过热器与再热器的热偏差较小。并且通过前后墙二次风对撞增加炉内的扰动，既加强了炉内的混合，又克服了火焰刷墙等缺点

2、煤粉着火后向下自由伸展，在距一次风口数米处才开始转弯向上流动，不易产生煤粉分离现象，并且火焰行程较长，炉内充满度好，延长了煤粉在炉内的停留时间，符合无烟煤燃烧速度较慢的特点，有利于煤粉的燃烬。

3、 切圆燃烧方式是四角互燃，因此着火稳定性与整个炉膛负荷有关，当负荷较低时，难以保证四角风粉均匀，所以容易燃烧不稳定。W型火焰锅炉各燃烧器之间关联度相对较小，而且调节手段较多，如改变煤粉浓度、风温、卫燃带的数量与位置以及燃烧器自身的调节等。因此，W型火焰锅炉负荷调节范围较大。国内W型火焰锅炉较多采用旋流煤粉浓缩燃烧器，提高了一次风中的煤粉浓度，降低了一次风进入炉膛的风速，增强了煤粉气流卷吸高温烟气的能力，有利于煤粉着火。

4、在着火区，设计较小的送风量，提高了火焰根部的温度，有利于低挥发份无烟煤的着火和稳定燃烧。一般一次风率较低，约为15%-20%。由干一次风本身的风量和风率无法获得足够的穿透深度，所以必须在拱部送人大量的二次风，利用二次风的引射，保证一次风具有较好的穿透深度。一般二次风率约为75%-85%。当配风不当时，会造成火焰短路，火焰直接进人辐射炉室，引起飞灰含碳量较高，影响锅炉经济性。

主要技术是燃烧室敷设卫燃带和煤粉浓缩燃烧器。W型火焰炉膛是由下部燃烧室和上部冷却室所组成，下部燃烧室容积扩大一倍左右，燃料燃烧过程基本上是在下部燃烧室内进行。上下炉膛之间有一缩腰，燃烧器布置在缩腰上，煤粉气流从缩腰处的拱顶向下喷射，并着火燃烧。

着火后的煤粉气流到炉膛下部后煤粉颗粒重量减轻，此时火焰受到燃烧室下部分级风的托起作用，向上转折流动，在下部燃烧室内形成W型火焰。

1、能适用于用于双进双出磨煤机正压直吹系统或钢球磨中储式热风送粉系统；

2、依据煤质着火特性可选配适当类型的旋流燃烧器,具有很强的燃煤适应性；

3、采用双拱半绝热炉膛,下炉膛具有良好的火焰充满度；

4、合理的卫燃带敷设区域和面积,可实现较高的燃烧效率；

5、可合理组织燃烧并有效避免炉内结焦及高温腐蚀,并达到低NOx 排放要求。

优点

1、煤粉着火后向下自由伸展，在距一次风口数米处才起头转弯向上流动，这样不容易发生煤粉分手现象，而且火焰行程较长，炉内布满度好，延长了煤粉在炉内的停留时间，合适无烟煤燃烧速度较慢的特点,有益于煤粉的燃尽；

2、火焰在炉膛下部转弯180°，使烟气中的部门粗灰粒分手，减轻了对流受热面的飞灰磨损；

3、可以采用旋风分手式燃烧器器，提高一次风中的煤粉浓度；

4、负荷调理范围年夜，可经由过程各类手段进行调理，汽锅不投油稳燃负荷可到达40～55的额定负荷；

5、火焰标的目的与水冷壁平行，有益于避免风粉气流冲洗水冷壁，不容易结焦；

6、着火区风量小，避免了温度的较着下降，使煤粉气流较多的接触到高温回流烟气，提高了火焰根部的温度水平，着火条件好，稳定性好，燃烧效率高，这对劣质煤，出格是低挥发分无烟煤的着火出格有益；

7、二次风可沿火焰行程慢慢加进，到达分级配风的目的，不仅弥补燃烧所需的空气，还可迫使气流转弯，阻止火焰靠近炉墙，减轻了结渣和侵蚀，而且分级燃烧下降了燃烧进程中的NOx生成；

8、可凭据燃煤的分歧挥发分含量调理一次风煤粉浓度、热风温度和煤粉细度，并可改变配风，因而具有较年夜的煤种顺应性；

9、前后拱将燃烧室与燃尽室屏障起来，负荷变化对燃烧室温度影响不年夜，有益于稳定燃烧和低负荷运行。

缺点

1、有些结构的W 型火焰锅炉配风不当时火焰容易短路并易引起拱部区域结渣火焰直接进入燃尽室造成飞灰含碳量高降低了煤粉燃尽率；

2、空气和煤粉的后期混合较差影响燃尽；

3、尽管分级燃烧降低了燃烧过程中的NOx 生成但由于燃烧无烟煤的需要炉膛内的温度水平较高导致NOx的生成量较大高于国内四角切圆燃烧锅炉的一般水平；

4、由于炉膛下部断面约为水平燃烧方式的两倍为防止火焰温度降低而使可燃物损失增加必须敷设卫燃带这就增加了结渣的可能性；

5、锅炉结构比较复杂炉拱的设计安装困难燃烧器风粉管道布置困难整体体积大钢耗量大制造工作量大周期长造价高调试复杂。

中文名称

U型火焰锅炉

英文名称

U-flame boiler

定　　义

采用拱式燃烧形成U形火炬的锅炉。

应用学科

电力（一级学科），锅炉（二级学科）

图1（1—燃烧室；2—燃烧器；3—冷却室；4—集中下降管；5—高温过热器；6—大屏过器；7—锅筒；8—高温再热器；9—低温过热器垂直管组；10—低温过热器水平管组；11—低温再热器；12—省煤器；13—回转式空气预热器）是东方锅炉厂引进FW技术后设计制造的亚临界压力自然循环锅炉，与300 MW汽轮发电机配套。尾部双烟道结构，采用挡板调节再热汽温，固态排渣，全钢结构，全悬吊结构，平衡通风，半露天布置。锅炉的额定参数为蒸发量1025 t/h、过热蒸汽压力17.38 MPa、过热蒸汽和再热蒸汽温度均为540℃，再热蒸汽流量851.37 t/h，再热蒸汽出口压力3.73 MPa和给水温度273℃，燃用阳泉无烟煤和寿阳贫煤的混煤，两种煤的比例为1∶1。

炉前后墙水冷壁向外扩展成炉拱，拱顶布置燃烧器。炉拱下部为燃烧室，上部为冷却室，两者组成W型火焰的炉膛。全炉膛高度42000 mm，炉膛宽度26822 mm，燃烧室的宽深比为1.63，燃尽室与燃烧室的深度比为0.52，即上炉膛的深度仅为下炉膛的52%。燃烧室敷有763 m的卫燃带，约占下炉膛辐射受热面的40%。

过热器包括大屏过热器、低温过热器、高温过热器和顶棚过热器。大屏过热器布置在炉膛上部，高温过热器在折焰角的上方，低温过热器由三个水平管组和一个垂直管段组成，布置在后部竖井烟道内。蒸汽的流程为汽水分离器→顶棚过热器→各部包墙管→低温过热器→大屏过热器→高温过热器→汽轮机高压缸。过热汽温用两级喷水减温调节，喷水减温器布置在大屏过热器的前后。

再热器由低温再热器和高温再热器组成，前者布置在尾部竖井的前烟道中，后者布置在水平烟道末端，两级再热器用过渡管连接。再热蒸汽温度用烟气挡板调节，并设事故喷水减温器。烟气挡板位于尾部竖井烟道的底部。

(1)可以在运行状态对针锅炉水进在行定期排污和连续排污，以保证锅炉炉水品质，对给水品质要求不太高。(2)由于配备有汽水容积较大的汽包，因此蓄热能力大，对外界负荷与压力的扰动（外扰）不太敏感，自动化程度要求相对较低。(3)蒸发受热面的循环阻力不需给水泵来克服，因此比给水泵电耗较求小，与强制循环锅炉相比，不需要在高温条件下工作的循环泵工作较可靠。