直流燃烧器直流射流

从喷口喷出来的直流射流，具有较高的初速，一般其雷诺数Re≥106，因此燃烧器喷射出来的射流都是湍流射流。而且射流射入一个很大的空间后不受任何固体壁面的限制，这种气流就是直流自由射流。

当射流射到大空间中去时，在湍流扩散的作用下，射流边界上的流体微团就与周围气体发生热质交换和动量交换，将一部分周围气体卷吸到射流中来，并随射流一起运动，因而射流的横截面不断扩大，流量不断增加，但却使射流的速度逐渐减慢，射流的结构特性及速度分布如图1（1 -喷口；2-射流等速核心区；3-射流边界层；4-射流的外边界；5-射流内边界；6-射流源点；7-扩展角；8-速度分布）所示。

射流自喷口喷出后，仅在边界层处有周围气体被卷吸进来。在射流中心尚未被周围气体混入的地方，仍然保持初速度，这个保持初速为w₀的三角形区域称为射流等速核心区，核心区内的流体完全是射流本身的流体。在核心区维持初速w₀的边界称为内边界，射流与周围气体的边界(此处流速w_x→0)称为射流的外边界。内外边界问就是湍流边界层，湍流边界层内的流体是射流本身的流体以及卷吸进来的周围气体。从喷口喷出来的射流到一定距离，核心区便消失，只在射流中心轴线上某点处尚保持初速w₀，此处对应的截面称为射流的转折截面。在转折截面前的射流段称为初始段，在转折截面以后的射流称为基本段，基本段中射流的轴心速度也开始逐步衰减。

射流的内、外边界都可近似地认为是一条直线，射流的外边界线相交之点称为源点，其交角称为扩展角。扩展角的大小与射流喷口的截面形状和喷口出口速度分布情况有关。因为射流的初始段很短，仅为喷口直径的2～4倍，这段距离在煤粉炉中尚处于着火准备阶段。因此，在实际锅炉工作中，主要研究基本段的射流特性。这些特性参数包括速度分布、射程、扩展角等。

直流燃烧器布置在炉膛四角，每个角的燃烧器出口气流的几何轴线均切于炉膛中心的假想圆，故称四角布置切圆燃烧方式。这种燃烧方式，由于四角射流着火后相交，相互点燃，有利于稳定着火。四股气流相切于假想圆后，使气流在炉内强烈旋转，有利于燃料与空气的扰动混合，而且火焰在炉内的充满程度较好。

切圆燃烧方式直流燃烧器的布置方式有多种，如图2所示。中小容量煤粉炉最常用的是正四角布置(图2(a))，这种布置方式的炉膛截面为正方形或接近正方形的矩形，直流燃烧器布置在四个角上，共同切于炉膛中心的一个直径不大的假想切圆，这样可使燃烧器喷口的几何轴线和炉膛两侧墙的夹角接近相等，因而射流两侧的补气条件差异很小，气流向壁面的偏斜较小，因而煤粉火炬在炉膛的充满程度较好，炉内的热负荷也比较均匀，而且煤粉管道也可以对称布置。正八角布置(图2(b))也有同样的特点。现代大容量锅炉常采用大切角正四角布置(图2(c))，它是把炉膛四角切去，在四个切角上安装燃烧器。这种布置除具有正四角布置的特点外，还因为四角切去，可形成切角形水冷壁，这样既可增大燃烧器喷口两侧的空间，使两侧补充条件的差异更小，射流不易偏斜；同时燃烧器可与切角处的水冷壁连在一起，形成燃烧器的水冷套，以保护燃烧器喷口不易被烧坏。同向大小切圆方式(图2(d))适用于截面深宽比较大的炉膛或由于炉膛四角有柱子，而不能作正四角布置，燃烧器只能布置在两侧墙靠角的位置。此时燃烧器喷口中的几何轴线和两侧墙间的夹角差异很大，射流的补气条件也有较大的差异，布置成大小切圆方式，即两对对角燃烧器的射流分别和两个直径不同的假想切圆相切，可以改变气流的偏斜，并可防止实际切圆的椭圆度过大。若采用正反双切圆方式(图2(e))，则由于两股气流反切，可减少实际切圆的椭圆度。两角相切，两角对冲方式(图2(f))，可以减小气流相切时的实际假想切圆的直径，减低气流的旋转强度，虽可防止气流的过分偏斜，避免炉膛水冷壁结渣，降低烟气出口残余旋转，减少过热器热偏差，但却使燃烧后期的混合扰动情况变差。更大容量的煤粉锅炉(发电功率大于500MW)，有时设计成双室炉膛切圆方式(图2(g))和大切角双室炉膛方式(图2(h))，此时两个并排的炉膛(燃烧室)中问用双面水冷壁隔开，使每个炉膛截面都成为正方形或接近正方形的矩形，在各自的炉膛的四角布置直流燃烧器，形成切圆燃烧方式。

摆动直流式燃烧器更换吊装方法

摆动直流式燃烧器的吊装过程为：每个角的燃烧器按从下到上的过程吊出，即先吊出最下面第一层燃烧器，最后吊出最上面第五层燃烧器。回装按吊出相反顺序进行。更换吊装的方法为：

(1)拆除一次风管的入口弯头和挡板。

(2)用三台手拉葫芦把燃烧器吊出，放在旁边的走台上。

(3)用小车将燃烧器运到吊装孔，吊到零米，运到炉外。

(4)燃烧器回装时，需一人进入炉膛，用手拉葫芦由外往里面拉。

摆动直流式燃烧器注意事项

(1)起吊用的起重工具使用前要仔细检查，不合格的不允许使用。

(2)手拉葫芦挂点和吊点的位置选择合适，捆绑钢丝绳的长度适当。

(3)如果在起吊过程中手拉葫芦受力过大，要立即停止起吊，仔细检查，如有吊住的地方，要用撬棍撬动。

(4)在起吊过程中，要避免燃烧器的摆动量过大，以防损坏设备或伤人。

此燃烧器可摆动的一次风喷口内装有三角形扩锥，如图《摆动式直流燃烧器》所示。可分别向上和向下摆动两部分，上下两部分张开时形成一个扩锥，使喷口外的一次风气流中心形成一个高温烟气回流区，有利于提高煤粉气流的着火性能，锅炉在低负荷下也具有较好的燃烧稳定性。由于使用这种燃烧器时锅炉能达到较高的负荷调节比，所以又称为高调节比喷口。

如图《直流燃烧器可摆动的一次风喷口》所示，(a)所示的喷口、扩锥结构较简单，更为适宜。(b)所示的喷口锥角调节的灵活性大，但需要两套摆动连杆机构，增加了制造和维护的工作量。这种燃烧器一次风人口弯头不安装气流导向装置。这样在一次风的气流经人口弯头后，由于离心力的作用，在水平肋片上部的气流中煤粉浓度较高，肋片下部的气流中煤粉浓度较低，有利于整个喷口的煤粉气流易着火和低负荷下保持稳定燃烧。

自然循环电站锅炉的机组功率一般为300MV级和600MV级。配置300MV级机组锅炉一般采用四角布置的摆动直流式燃烧器，射流在炉膛中形成φ700和φ1000的两个假想切圆。四角布置的摆动直流式燃烧器，对调节燃烧中心的位置，改变汽油和煤粉燃烧的完全程度都是有相当作用的。