图2.3 前后墙对冲燃烧燃烧器布置示意图
膛热负荷易控制均匀。 （四）W火焰燃烧锅炉
1. W火焰燃烧形式电站锅炉的发展
我国燃煤电厂的锅炉炉型一直以四角切圆燃烧煤粉炉为主，约占电站锅炉的95%以上。自20世纪80年代中期以来，国内先后从英国、加拿大、法国 、美国等引进了适用于燃用低挥发分煤的W 火焰煤粉锅炉。W形火焰炉膛由下部的拱式着火炉膛和上部的辐射炉膛组成。煤粉喷嘴及二次风喷嘴装在炉顶拱上，并向向下喷射。当煤粉气流向下流动扩展时，在炉膛下部与三次风相遇后，180度转弯向上流动，形成W形火焰。
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图2.4 W火焰锅炉燃烧示意图
W形火焰燃烧方式的炉内过程分为三个阶段:第一阶段为起始阶段，燃料在低扰动状态下着火和初燃，空气以低速、少量引入，以免影响着火；第二阶段为燃烧阶段，燃料和二次风、三次风强烈混合，急剧燃烧；第三阶段为辐射传热阶段，燃烧生成物进入上部炉膛，除继续以低扰动状态便燃烧趋于完全外，对受热面进行辐射热交换。 2. W火焰燃烧形式的优点
1）煤粉在炉内停留的时间较长，有利于提高燃烧效率，更适合低挥发分煤的燃烧。
2）宜于采用高浓度煤粉燃烧器，有利于着火。
3）因为火焰流向与炉内水冷壁平行，所以没有烟气冲刷炉墙现象，不易结渣。 4）因为火焰不旋转，炉膛出口烟气的速度场和温度场分布比较均匀，可以减少过热器和再热器的热偏差。而且炉内热力工况良好，有利于稳燃。
5）由于采用分段送风，以及喷嘴出口煤粉的可调性，使W形火焰炉型能适应较厂的煤种、负荷的变化，有良好的调节性能。 3. W火焰燃烧形式的不足
主要不足是煤粉和空气的后期混合较差，且由于下部炉膛截面较上部炉膛大，故火焰中心偏低，炉内温度水平较低，可能使不完全燃烧热损失增大。为解决此问题，必须在炉顶拱下部的水冷壁上敷设卫燃带，以造成着火区的高温，但卫燃带敷设的部位，又易引起结渣。此外，炉膛结构比较复杂，而且尺寸较大，因而造价也较高。 三、主要设备 （一）常规点火 1、燃烧设备组成
电站煤粉锅炉的燃烧设备由燃烧室（炉膛）、燃烧器和点火装置等组成。 炉膛是供煤粉充分燃烧的空间，煤粉在其中应保证充分燃烧。炉膛内燃烧生成的高温烟气，主要通过辐射方式把一部分热量传给炉膛四周的水冷壁，炉膛出口烟气流经对流换热面（过热器和再热器），加热过热蒸汽和再热蒸汽。
对燃烧设备的总体要求是：
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（1）燃烧效率高，即化学末完全燃烧热损失呐和机械未完全燃烧热损失如应尽量小。
（2）着火和燃烧稳定、可靠。燃烧设备应能保证着火和燃烧稳定和连续，并能保证设备和人身的安全，在运行中不发生结渣、腐蚀、灭火和回火等故障。 （3）制造、安装和检修要简单、方便。 2、煤粉燃烧器分类
现代煤粉锅炉的煤粉燃烧器型式很多，就其出口气流特征，可分为旋流式燃烧器和直流式燃烧器两大类。 （1）旋流燃烧器
旋流燃烧器一般布置在炉膛的前、后墙或两侧墙，其出口气流是一边旋转，一边向前作螺旋式的运动。这股旋转气流是从燃烧器喷口喷人炉膛空间自由扩展，形成带旋转运动的扩展射流，它可以是几个同轴旋转射流的组合，也可以是旋转射流和直流射流的组合。气流的旋转运动可以借助于蜗壳或导向叶片来造成。旋流燃烧器的喷口都是圆形的，中间内圈喷口是一次风，一次风外圈是二次风，二个喷口同一轴心，每边墙上可以布置多个、多排的独立燃烧器。
旋流燃烧器适用于路程较短的前后墙对冲燃烧方式，但也有挥发分较低的煤种，为了达到稳定燃烧的目的而将旋流燃烧器用于切圆燃烧的。 （2）直流燃烧器
直流燃烧器的出口气流是不旋转的直流射流或直流射流组。直流燃烧器适用于扰动较剧烈，路程较长的切圆燃烧方式。直流燃烧器通常布置在炉膛四角，四角燃烧器出口的射流，其几何轴线同切于炉膛中心的假想圆，形成四角布置切圆燃烧方式，以此造成气流在炉膛内的强烈旋转，使炉膛四周气流呈强烈的螺旋上升运动。它在炉膛内燃烧器区域形成一个稳定的旋转大火球，各个角上燃烧器喷出的煤粉气流，一进人炉膛就受到高温旋转火球的点燃，而迅速着火。因此着火条件良好，煤种的适应范围较广，几乎可以成功地燃用各种固体燃料，炉内气流的强烈旋转上升，可使煤粉气流的后期扰动混合仍十分强烈，煤粉的燃尽条件较好。
3、点火油枪（油燃烧器）
目前国内电站燃煤锅炉点火稻低负荷稳定燃烧，仍以油燃烧器为主要手段。
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常用的燃烧器有三种：即简单机械雾化无回油油枪；内回油机械雾化油枪 ； Y 型蒸汽雾化油枪 。 以下简要介绍这三种油枪使用情况及主要持性。 （1）简单机械雾化油枪
此种油枪应用最为广泛，适用670t／h 以下各种容量锅炉的中小油枪，其优点是系统简单、操作方便，其油枪结构及雾化喷嘴结构如图2.5所示。
图2.5 简单机械雾化油枪及雾化喷嘴结构图
（2）内回油机械雾化油枪
简单机械雾化无回油油枪的喷油量是靠调整油压来实现的， 但油枪的流量与油压的二 次方根成正比，故其调节范围很小，当油压降低50％时 ，油量才降低30％，而且随着油压 降低，雾化质量会变差。 由于这些缺点，出现了回油式机械雾化油枪， 其可通过回油量调节来调节油枪出力。 使用普遍的是中心分散回油机械雾化油 枪， 其结构如图2.*所示， 它 的优点是，喷油量调节范围 大(30～100 ％ )， 且在喷油量减少时 ，其雾化质量会略有改 善。 此种油枪在燃油炉用得多， 缺点是回油系统复杂。内回油机械雾化油枪油枪喷嘴结构如图2.6所示。
图2.6 内回油机械雾化油枪喷嘴结构图
（3）Y型蒸汽雾化油枪
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随着大型锅炉的发展，蒸汽雾化油枪得到了发展。一方面因发展低氧燃烧，要求更高的雾化质量，另一方面大容量锅炉点火油枪容量也相应增大，若采用机械雾化，须采用很高油压(油枪出力为5t／h，油压需7.0MPa)， 高压油系统运行的安全可靠性大大降低。而蒸汽雾化喷咀在出力相同情况下只需 0.5 ～2.0MP a的油压，而且汽耗量也很低，当前最广泛的是Y型蒸汽雾化油枪，其结构如图2.7所示。此种油枪调节方便， 雾化角不随喷油量而改变，汽耗小 ， (约0.05kg汽／kg油 )，它广泛应用于燃油炉上，且在大容量燃煤锅炉 点火和稳燃，国内电厂的300 MW和600MW机组的锅炉上已大量采用。
图2.7 Y型蒸汽雾化油枪喷嘴结构图
4、高能点火器
现代大型钢炉常用的电气点火器有电火花点火、电弧点火和高能点火器三种。电弧点火器是借助于大电流(低电压)，通电后再将两极拉开，在极间产生电弧，把可燃气体或燃料油点燃。它的起弧原理与电焊机相似。
如图2.8所示，电弧点火器由电弧引燃器和点火油枪组成，其中的碳棒和碳块组成的点火电极通电后两极先接触，再拉开起弧，利用两极间形成的高温电弧去点燃气体燃料或燃料油。
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