煤和空气沿燃烧室内壁的切线方向,以高达100~200m/s的速度作旋转运动,在旋转过程中完成燃烧反应的燃烧方式。旋风燃烧是一种液态排渣的燃烧方式。
燃烧过程碎煤和一次空气从旋风炉(煤粉处于涡流状态下燃烧的装置)前的喷煤器送入炉内,二次空气沿切线方向进入炉内,形成强大的旋转气流,在炉内和煤强烈混合并燃烧。炉渣熔化成液态,在离心力作用下在炉墙上形成液态渣排出。
旋风燃烧炉旋风燃烧炉有卧式和立式2种。卧式旋风炉可以水平布置,也可以向下倾斜5°~20°,使熔渣容易排出。立式旋风炉可采用前置式和下置式。1
卧式旋风炉采用水平或倾斜放置的水冷旋风筒,内壁焊以销钉并覆盖耐火炉衬。粒状燃料(煤屑)和一次风由旋风筒端部的燃烧器送入(或者以粗煤粉为燃料,一次风切向喷入炉膛),大部分燃烧空气作为二次风以100m/s以上的高速切向送入,在筒内形成强烈的旋涡运动和复杂的轴向流动,燃烧过程炽烈,炉温高达1700℃以上。大部分灰分熔融以液态渣的形式从排渣孔排出,炉壁上也形成一层熔渣膜。一部分燃料在旋风筒空间燃烧,较大的燃料颗粒则被甩向炉壁,黏附在熔渣膜上受高速气流的冲刷而燃烧,燃烧迅速而完全。气态燃烧产物通过喉口排向炉膛的冷却室。卧室旋风简体积小,燃烧热强度高,捕渣率可高达85%,飞灰量少且液态渣易于综合利用;烧煤屑时燃料制备系统简单省电;可以燃用烟煤和褐煤,以及油和气体燃料,不过要求煤的灰渣特性应适于液态排渣。卧式旋风炉的主要缺点是送风电耗高、NOx排放量大和负荷适应范围窄等。该炉型多用于各种容量的发电锅炉,以美国、联邦德国应用较多。视锅炉容量的不同,可采用一个或多个旋风筒,单面墙布置或对冲布置。现锅炉容量最大的为3630 t/h。

立式旋风炉采用竖直放置的细长旋风筒(前置炉),炉内壁为水冷并覆有耐火炉衬。燃料为煤粉,由顶部的燃烧器送入,二次风切向进入,但其速度和炉内旋转的激烈程度以及燃烧的炽烈性都较卧式旋风炉为低,不过仍然保持旋风燃烧的基本特点。中国较多应用立式旋风炉,除发电外,还用于城市供热以减少灰场占地;煤中加添加物后,其渣粒可用于生产建筑材料或肥料,以及用于化工废渣解毒等。

特点旋风燃烧强度大,容积热强度高,燃烧温度高,易使渣熔化成液体排出,避免了烟气中飞灰引起的一系列问题,为煤的燃烧和气化技术的一个发展方向,并已在大型动力锅炉和某些有色冶金炉上开始使用。2
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杨刚 - 教授 - 西南大学