通常，国内外将可燃基挥发份Vdaf<10的煤列为无烟煤。无烟煤具有含碳量多、挥发份低、机械强度高、质硬、密度大、内孔隙小、不易研磨、挥发份析出温度高、导热性差、着火困难、着火温度高、热稳定性差、燃烧时化学反应速度缓慢，不易燃烬等特性，在无烟煤的燃烧中要着重解决着火、稳燃、燃烬三个主要问题。为此，从燃烧学考虑，对无烟煤的燃烧，有如下要求：
（1）、原煤磨细。因为煤粒越细小，加热到着火温度愈快，反应的表面积增大，即提高了风粉混合物的着火品质。一般，取煤粉细度R90与煤的挥发份数值相近。
（2）、高的一次风粉混合物浓度。尽可能维持低的空气份额，加速煤粉吸热，使风粉混合物在燃烧器附近达到着火温度。
（3）、高的一次风粉混合物进口温度和燃烧空气温度。这样可以减少加热时间，易于着火。
（4）、低的一次风粉混合物出口速度。为延长煤粉在燃烧器喷口附近的停留时间以及改善煤粉空气混合物的加热条件，应选用较小的速度。
（5）、燃烧空气分级输入。为进一步改善加热和着火条件，必须根据燃烧进程分阶段输入空气。
（6）、长的燃烧路程。为使碳粒充分燃烬，就应使燃料颗粒有一个尽可能长的燃烬路程。
（7）、着火区域具有高的燃烧室温度和燃烧室壁温，以使煤粉尽早地达到着火条件。
国内无烟煤的燃烧实践表明，采用四角切圆燃烧的无烟煤炉，效率低，无油助燃负荷高，不能调峰。
国外无烟煤锅炉实际表明，以美国FW公司为代表的“W”火焰锅炉，在许多国家已取得令人满意的效果。该炉型在着火、稳燃、燃烬三方面都采取了有效措施，无烟煤锅炉效率可达90以上，无油助燃最低负荷可达40左右，最低挥发份可达Vdaf=4。这就从根本上解决了无烟煤锅炉燃烧症结。
拱型炉膛“W”火焰固态排渣炉，由美国FW公司首创，为法国和日本等吸收并发展起来。炉膛由下部拱型着火燃烧室和上部辐射燃烧室组成。着火燃烧室敷设卫燃带，以改善无烟煤的燃烧工况。燃烧室的前后拱上布置燃烧器。一、二次风向下喷出，着火的煤粉气流向下形成“W”火焰再向上进入辐射燃烧室。其主要技术特点为：
（1）采用分级送风的双拱绝热炉膛
“W”型火焰锅炉，采用双旋风筒式燃烧器，错列布置在前后墙的两个拱上。下炉膛一般都根据不同煤种敷设不同面积的卫燃带，用以减少下炉膛水冷壁吸热，从而提高着火区和燃烧区的温度。双拱炉膛配以下射式燃烧器，形成“W”型火焰，使得燃料颗粒在炉内有足够的行程和停留时间，保证无烟煤的燃烬。“W”型火焰锅炉燃料所需的空气只有很小一部分从拱上送入（通过主燃烧器喷口、乏气喷口以及它们周围的环形喷口），大部分燃烧空气通过拱下前、后墙上的二次风分层送入炉膛。这种布置能保证二次风在煤粉着火后及时地补充燃烧所需要的空气，因而是最适合燃烧反应缓慢的低挥发份特性的无烟煤。此外，这种分级送风亦可降低NOX的生成，对于减少环境污染是有利的。煤粉向下喷射燃烧和合理配风，避免了火焰冲刷炉墙。同时，在炉膛冷灰斗处设有少量边界风，在炉膛四周形成氧化性气氛，可有效地防止炉膛结渣。
（2）采用旋风分离式煤粉浓缩型燃烧器
旋风分离式煤粉浓缩型燃烧器在拱上的布置见简图。煤粉气流同时切向进入两个并列的旋风分离式燃烧器，在离心力的作用下，大量煤粉颗粒被甩到分离器外壁，含粉较少的乏气在筒中心部分被引出，从而提高了燃烧器喷口下射主煤粉气流的煤粉浓度，有利于着火。
燃烧器出口段装有消旋叶片，喷出煤粉气流的旋流度可以控制到很小，且气流温度低，圆形喷口气流刚性好，所以主煤粉气流的穿透力强，避免了火焰上飘，发生“短路”。
旋风分离器中心管引出的乏气在拱*近炉膛中心部位送入炉膛，乏气煤粉浓度虽然很低，但煤粉颗粒很细，且送入部位炉膛温度高，因而也能充分燃烬。
这种拱上燃烧器具有多种调节火焰的手段：
1)乏气风挡板
2)主喷口周围环形风挡板
3)主喷口内消旋叶片位置
4)垂直墙上二次风挡板
5)垂直墙中二次风挡板
6)垂直墙下二次风挡板
锅炉负荷的增减是通过增减燃料（煤粉）并同时按比例增减送入的风量来实现的。改变乏气风挡板开度，改变消旋叶片在喷嘴中插入深度，以及改变主喷口周围环形二次风量的大小和垂直风墙上风量的分配，均能改变火焰行程及扩展的形状。各种调节手段将根据煤质变化加以调节。
(3)配用双进双出钢球磨煤机正压直吹式燃烧系统
正压直吹式燃烧系统结构紧凑、简单，操作方便，改变一次风量即能改变磨煤机负荷，因而锅炉负荷响应速度快，是大容量煤粉锅炉首选的经济燃烧系统。无烟煤的着火和燃烬都比较困难，在整个负荷范围内，特别是低负荷时均要求较高的煤粉细度，而双进双出磨煤机最能满足上述要求。

W形火焰锅炉燃烧技术优势：

1一次风速比四角切圆锅炉更低，即允许降低一次风速。对于无烟煤，一次风速可降低至10~15m，而四角切圆炉一般为20~22m,因此“W”炉允许的风煤比可降低很多，减少了着火热，使煤粉气流易于着火。

2由于燃烧器布置在双拱上，其喷口向下，故“W”炉易于实现煤粉的分离浓缩技术，煤粉浓度可提高到1.5~2.0kg煤粉/1kg空气（一般的煤粉浓度为0.3~0.7kg煤粉/1kg空气）。煤粉浓度的提高，可以大幅度减少煤粉气流的着火热，有利于提高低反应煤的着火稳定性。

3“W”火焰的燃烧中心就在煤粉喷嘴出口附近，煤粉喷出后就直接受到回流高温烟气的加热，从而提高了火焰根部的温度水平，对着火有利。

4拱形炉膛为煤粉着火创造了有利条件：拱下为煤粉着火区，炉膛拱部对煤粉起“屏蔽”作用，使煤粉气流不会受到炉内其它不正常烟气流动的冲击和影响。这有利于低挥发份煤的着火和稳定燃烧。

5炉膛设计为双拱绝热炉膛，根据燃用煤种的特性在拱部和下炉膛四周合理敷设卫燃带，用来提高炉内火焰温度和煤粉着火稳定性。

6“W”形火焰在炉膛内的行程较长，即可以延长煤粉颗粒在炉内的停留时间，这对提高低反应煤的燃烬率非常有利。

7一般与双进双出钢球磨匹配，应此在低负荷时煤粉较细，这有利于低负荷稳燃；另外，由于在负荷变化时，下部着火炉膛火焰中心温度变化不大，因而负荷调节性能好，在较低负荷运行时可以不投油或少投油助燃。由于强化了稳燃条件，在单烧无烟煤或无烟煤与贫煤的混煤时，最低不投油的稳燃负荷可达到40~55。

8与四角切圆燃烧方式相比，单个燃烧器的可调节性比较强，炉出口没有烟气的残余旋卷，炉水平烟道烟气流速与烟温偏差小、汽温偏差小。

9空气可以沿着火焰行程逐步加入，易于实现分级配风，分段燃烧，有利于低挥发份无烟煤的着火和燃烧。

10“W”形火焰在下部着火炉膛底部向上反向流动时，可使部分飞灰分离出来，减少了烟气中的飞灰含量。

“W”形火焰燃烧方式所采用的燃烧器简介

1、PAX型双调风旋流燃烧器

1．1PAX型燃烧器是在双调风旋流式燃烧器的基础上，增设了PAX装置（将煤粉气流中的部分冷风分离出来形成分级风，并在燃烧器内送入热空气加热煤粉气流）的新型煤粉燃烧器。它由内外环形通道、旋流叶片、可动叶片、入口弯管、出口扩锥、乏气抽出管等组成。如河北上安电厂#1，2锅炉。
1．2工作原理：来自双进双出球磨机的一次风粉气流在通过燃烧前的弯头后，由于离心力的作用，绝大多数煤粉颗粒被分离出来，集中在一次风管中，这部分浓缩后的煤粉与增压风机送来的热风均匀混合并被加热，然后喷入炉膛。分离出来的含有10的煤粉，这股气流经乏气管引入下炉膛燃烧，还可以补充后期燃烧所需的氧量。浓缩后一次风的煤粉温度提高，有利于着火与稳燃。旋流燃烧器引入的内外二次风可及时卷吸高温热烟气并适时补充燃烧所需的空气，有利于着火与燃烬。
1．3燃烧调整：调节内环形通道的旋流叶片，能改变二次风的旋流强度，以适应煤种及负荷的变化，保持燃烧稳定；内二次风量的大小是由单独的风门控制的，此风门可沿轴向拉动，用来调节空气入口间隙即内二次风量的大小；调节外环形通道的可动叶片开度，能改变外二次风量的大小，可调节整个射流的旋卷强度及刚性。燃烧所需的空气除了从拱上通过燃烧器内外二次风套筒引入炉膛外，在下炉膛前后墙适当位置布置了分级风，分级风采用风墙形式，形成水冷壁四周的富氧气氛，既有效地抑制了NOx的生成，并能防止水冷壁的结渣。设置分级风，使燃烧器的调节性能进一步提高。高负荷时，减少分级风，增大燃烧器二次风量，可使火焰增长，火焰中心下移，燃烧停留时间延长，有利于燃烬。但对于难燃煤，如果燃烧器的二次风量过多则会影响着火稳定性。低负荷时，增大分级风，减少燃烧器的二次风量，有利于稳定着火及燃烧。
2双旋风筒分离式煤粉燃烧器
2．1双旋风分离式煤粉燃烧器的设计着眼点是煤粉浓缩，并提供多种调节手段，以适应无烟煤的燃烧。它由煤粉进口管、煤粉均分器、双旋风筒、煤粉喷嘴、乏气管、乏气挡板、旋风调节杆/叶片组成。如贵州安顺电厂#1，2锅炉，山西阳泉电厂#1，2炉，湖南株洲电厂#13，14炉。
2．2工作原理：一次风粉混合物经煤粉管道输送到燃烧器，然后均分器将其分成两股分别切向进入两个旋风筒。一次风粉混合物在旋风筒中旋流前进，因离心分离作用，煤粉与一次风分离，煤粉被旋至筒壁附近，而一次风（即乏气）留在筒中心。乏气管安装在筒中心位置，能将部分乏气抽出并送入炉拱上部*近炉膛中心的部位燃烧。乏气管上装有乏气挡板，可改变抽出的乏气量而调节煤粉喷嘴出口的煤粉浓度及速度。煤粉喷嘴中还装有旋流调节叶片，可调节煤粉出口的旋流强度以调节火焰形状。
2．3燃烧调整：二次风采用多级送风，每个燃烧器的二次风分为6股，即A、B、C、D、E、F，A、B、C由炉拱部位送入，其风量约占二次风量的30～40；D、E、F由拱下方的垂直墙上送入，其风量约占二次风量的65～70。增大A、B风量可提高煤粉气流的穿透能力，增强热空气与可燃物的混合强度，减少烟气中飞灰可燃物含量，提高燃烧效率。但是，A、B风量过大时，会造成火焰冲刷冷灰斗，引起结渣。正常运行时，F层二次风比例最大，接近50，其主要供给燃烧后期所需要的氧，并增强后期可燃物与空气的混合。C层风主要供给油燃烧器的风量及冷却风量。D、E层风对燃烧的影响相对较小，煤质变差时，可适当关小。
3直流缝隙式燃烧器：
我国有珞璜电厂某“W”火焰锅炉，岳阳电厂#1，2“W”火焰锅炉均采用此种燃烧器。


W火焰锅炉燃烧脉动：

当发生燃烧器燃烧脉动时,某个或某几个燃烧器的燃烧工况会发生强弱相间的周期性变化,在就地的看火孔处可以看到火焰明暗交替地周期性变化,此时的锅炉负荷可能变化也可能不变化,这与发生脉动的燃烧器的热功率、脉动的强度以及控制系统有关。

当燃烧器出力、锅炉供风以及燃烧调整不平衡时,必然会导致一些燃烧器的着火条件变差,煤粉着火推迟,燃烧速度降低。由于Ｗ火焰锅炉炉膛内敷设有大量的卫燃带,并且有较大的炉膛容积,所以锅炉热惯性较大,温度变化较慢,火焰的燃烧行程较长。对于无烟煤,由于其含碳量较高、挥发份较低,着火和燃尽都相对比较困难,需要较长时间,进一步增加了锅炉的热惯性。当锅炉的燃烧工况发生变化时,炉膛温度的响应慢,可能会导致着火较差的燃烧器的燃烧工况达到某一临界状态,引起燃烧脉动。

例如,在升负荷过程中,一次、二次风速增加,会使得燃烧器着火区域的散热量增加;同时炉膛温度的升高,会使得煤粉的着火条件改善。在此过程中,如果某些燃烧器着火区域散热量的增加对燃烧产生的负面影响大于由炉温提高而产生的正面影响,就会使燃烧器的着火条件随负荷升高逐渐变差。当达到某一临界值时,会使得该燃烧器的燃烧情况突然恶化(可稳定着火的煤粉所占比例突然大幅减少)、燃烧器的热功率大幅下降。同时,邻近的燃烧器也必然会受到影响,而导致燃烧工况变差,热功率减小,机组负荷下降。此时,若增加燃料量。随着燃料量的增加,炉膛温度升高,使得煤粉的着火条件改善,发生燃烧恶化的燃烧器的着火情况迅速好转(可稳定着火的煤粉所占比例突然大幅增加)、燃烧器热功率大幅增加,机组负荷快速上升。由于前期燃料量的过量供给,必然会导致机组负荷的上升超过设定值。此时,若减少锅炉的燃料供给量,减弱燃烧,炉膛温度下降。着火较差的燃烧器的燃烧情况又会逐渐变差,发生燃烧恶化……周而复始,产生锅炉整体燃烧脉动。在这种情况下,燃烧的脉动幅度一般会随着负荷的升高而增大，当达临界状态时会发生锅炉灭火。

另外，一次风管流动阻力不均,也会发生流动脉动而引起锅炉燃烧脉动。