CN101476719A - 用于w型火焰炉上的浓淡煤粉气流错列布置的燃烧装置 - Google Patents

Abstract

用于W型火焰炉上的浓淡煤粉气流错列布置的燃烧装置，它涉及一种燃烧装置。本发明解决了现有的W型火焰炉中存在的燃烧不稳、不能及时着火的问题。淡煤粉气流火嘴(3)插装在油二次风喷口(4)内并与炉膛连通，油二次风喷口(4)设置在靠近前墙或后墙(1)的炉拱(2)上，浓煤粉气流火嘴(6)设置在靠近炉膛中心的炉拱(2)上并与炉膛连通，浓煤粉气流火嘴(6)与炉拱(2)的边壁之间的间隙为周界风口(5)；淡煤粉气流火嘴(3)设置在两个浓煤粉气流火嘴(6)之间。本发明是一种高效稳燃、低NO_x的浓淡煤粉燃烧装置。本发明能使淡煤粉气流很好的接收来自炉膛中部高温区的辐射热，及时着火，降低飞灰可燃物含量，实现低NO_x燃烧。

Description

用于W型火焰炉上的浓淡煤粉气流错列布置的燃烧装置

技术领域

本发明涉及一种燃烧装置，具体涉及一种用于W型火焰炉上的浓淡煤粉气流错列布置的燃烧装置。

背景技术

W型火焰燃烧技术是一种专门为燃用低挥发分煤而设计的燃烧技术，它可以通过加大火焰行程来促进煤粉的燃尽。这种技术目前已为国内部分电厂的锅炉所采用。对于FW型W型火焰锅炉，它采用旋风分离式高煤粉浓度燃烧器(浓淡型燃烧器)，一次风携带煤粉气流经过旋风筒分离作用后，形成浓淡两股气流，浓煤粉气流火嘴置于前后墙一侧，而将淡煤粉气流火嘴置于炉膛中心一侧(如图6)。由于炉膛中心为高温区域，但靠近高温区域喷入的为淡煤粉气流，浓煤粉气流喷入的则是靠近前后墙的低温区域，因此没有形成高温高浓度区域，煤粉不能及时着火，火焰稳定性不好，低负荷下稳燃能力低下，NO_x排放量降低的效果也不明显。为此，后来有人提出了浓煤粉气流靠近炉膛中心侧、淡煤粉气流靠近前后墙水冷壁的倒置的燃烧装置，其中有两种技术方案最为典型：一种是授权公告日为2007年8月22日、授权公告号为CN 1333199C、专利号ZL200510010015.7、名称为一种带浓淡煤粉燃烧装置的W形火焰炉的发明专利；另一种是授权公告日为2006年7月5日、授权公告号为CN 2793551Y、专利号ZL200520020870.1、名称为一种带浓淡煤粉燃烧装置的W形火焰炉的实用新型专利。

其中第一种方案提出了将淡煤粉气流从旋风筒出来之后，经管道从炉膛前后墙上部通入，取得了一定的效果，它不仅实现了分级燃烧，降低NOx的排放量，而且使得浓煤粉气流靠近炉膛中心侧，接受高温辐射，更容易着火。但是它也有自己的明显缺点，一方面，对于电厂锅炉来说，还要在炉膛前后墙水冷壁处开孔；另一方面，淡煤粉气流从炉膛前后墙水冷壁上部通入，缩短了淡煤粉气流的行程，减小了淡煤粉气流在炉膛的停留时间，使得煤粉不能完全燃烧，增大了飞灰可燃物含量。

第二种方案提出了将淡煤粉气流喷口放置在靠近前后墙水冷壁一端，为了保证浓煤粉气流行程不变，浓煤粉气流还是由以前的浓煤粉气流喷口进入。这种方案也有一定分级燃烧、降低NOx生成的效果，但是在此种方案中，不仅要在靠近前后墙端的拱上水冷壁开淡煤粉气流喷口，同时又由于浓煤粉气流喷口和淡煤粉气流喷口的一一对应性(称之为顺列布置，参见图7、图8中的淡煤粉气流火嘴21和浓煤粉气流火嘴22的位置关系)，浓煤粉气流靠近炉膛高温区，使得淡煤粉气不能很好的接受来自炉膛中心高温辐射热，致使淡煤粉气流的着火延迟，影响了煤粉的燃尽。

发明内容

本发明为了解决现有的W型火焰炉中存在的燃烧不稳、不能及时着火的问题，进而提供了一种于W型火焰炉上的浓淡煤粉气流错列布置的燃烧装置。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明所述用于W型火焰炉上的浓淡煤粉气流错列布置的燃烧装置包括两个旋风筒、两个煤粉入口管、淡煤粉气流风管、两个浓煤粉气流火嘴和淡煤粉气流火嘴；淡煤粉气流风管由总管和两个分管构成；每个旋风筒的上端侧壁与一个煤粉入口管连通，每个分管的一端插装在一个旋风筒上部内腔中，两个分管的另一端均与总管的一端连通，总管的另一端与淡煤粉气流火嘴连通，每个旋风筒的下端与一个浓煤粉气流火嘴连通，淡煤粉气流火嘴插装在油二次风喷口内并与炉膛连通，油二次风喷口设置在靠近前墙或后墙的炉拱上，浓煤粉气流火嘴设置在靠近炉膛中心的炉拱上并与炉膛连通，浓煤粉气流火嘴与炉拱的边壁之间的间隙为周界风口；淡煤粉气流火嘴设置在两个浓煤粉气流火嘴之间。

本发明的有益效果是：本发明是一种高效稳燃、低NO_x的浓淡煤粉燃烧装置。本发明能使淡煤粉气流很好的接收来自炉膛中部高温区的辐射热，及时着火，降低飞灰可燃物含量，实现低NO_x燃烧。实例证明，采用本发明所述的燃烧装置后，下炉膛的温度有了明显的提高，从主喷口到F层喷口上端区域，炉膛的温度水平高于1500℃，而按电厂锅炉的原喷口布置(见图7)的情况下，这部分区域的温度仅为1400℃，这样相对于原来情况有利于煤粉的及时着火和稳燃；另外，飞灰可燃物含量下降2％-4％，NOx的排放量降低20％左右；此时，电厂运行综合指标比以前大幅度提高。本发明采用将淡煤粉气流火嘴直接放入到油二次风喷口，不存在在水冷壁上面开孔的问题，节约了费用；而且淡煤粉气流从拱上通入，行程增长，增加了淡煤粉气流的停留时间，减小了飞灰可燃物含量。淡煤粉气流直接由油二次风喷口喷入炉膛，油二次风喷口和浓煤粉气流火嘴错列布置(见图3)，使得由油二次风出来的淡煤粉气流可以更好的接受到来自炉膛的高温烟气的辐射，更加利于淡煤粉气流的着火和燃尽。

附图说明

图1是将本发明安装在W型火焰炉上结构示意图，图2是图1的A部放大图，图3是图1的B向视图(带箭头的线束表示炉膛中心辐射热)，图4是本发明的结构示意图，图5是图4的左视图，图6为现有的W型火焰锅炉的结构示意图，图7为现有的FW型W火焰锅炉浓煤粉气流火嘴和淡煤粉气流火嘴布置示意图(带箭头的线束表示炉膛中心辐射热)；图8为现有的浓煤粉气流和淡煤粉气流火嘴布置示意图(带箭头的线束表示炉膛中心辐射热)。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1～5所示，本实施方式所述的用于W型火焰炉上的浓淡煤粉气流错列布置的燃烧装置，所述燃烧装置包括两个旋风筒7、两个煤粉入口管8、淡煤粉气流风管9、两个浓煤粉气流火嘴6和淡煤粉气流火嘴3；淡煤粉气流风管9由总管9-1和两个分管9-2构成；每个旋风筒7的上端侧壁与一个煤粉入口管8连通，每个分管9-2的一端插装在一个旋风筒7上部内腔中，两个分管9-2的另一端均与总管9-1的一端连通，总管9-1的另一端与淡煤粉气流火嘴3连通，每个旋风筒7的下端与一个浓煤粉气流火嘴6连通，淡煤粉气流火嘴3插装在油二次风喷口4内并与炉膛连通，油二次风喷口4设置在靠近前墙或后墙1的炉拱2上，浓煤粉气流火嘴6设置在靠近炉膛中心的炉拱2上并与炉膛连通，浓煤粉气流火嘴6与炉拱2的边壁之间的间隙为周界风口5；淡煤粉气流火嘴3位于两个浓煤粉气流火嘴6之间。从两个旋风筒7出来的淡煤粉气流经淡煤粉气流风管9混合成一股淡煤粉气流。淡煤粉气流火嘴3设置在两个浓煤粉气流火嘴6之间这一技术特征实现了浓淡煤粉气流错列布置，可使淡煤粉气流直接受炉膛中心辐射热而及时着火，使煤粉燃烧时间长，燃烧充分，进而提高燃烧效率。

旋风筒7和淡煤粉气流风管9共同安装于炉拱2上，淡煤粉气流火嘴3与浓煤粉气流火嘴6(浓煤粉气流火嘴6的横截面为圆形)之间保持一定距离，以避免浓、淡气流的过早混合。浓煤粉气流火嘴6与炉拱2边壁存在间隙形成周界风口5，与周界风口5相连的风道上分别安有风门挡板，调节周界风门挡板的开度，可以控制由风箱鼓入的周界风量的大小，从而调节燃烧器火嘴的温度，起到冷却火嘴的作用。淡煤粉气流风管9上安有风门挡板，上部从旋风筒7上部中心伸入，旋风筒7上部外侧连有煤粉入口管8，用于导入煤粉气流。

具体实施方式二：如图1～5所示，本实施方式所述淡煤粉气流火嘴3的横截面成椭圆形，且椭圆形的长轴所在的竖直面与前墙或后墙1平行。如此设计，淡煤粉气流在进入炉膛后，会接受到最大面积的炉膛中心辐射热，更有利于吸热着火。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：如图1～5所示，本实施方式所述浓煤粉气流火嘴6的横截面及其外围的周界风喷口5均呈圆形。浓煤粉气流火嘴6横截面及其外围的周界风喷口5均呈圆形，可使出口的气流具有较大刚性，能进一步向下深入炉膛，增大行程，促进煤粉燃烬，从而提高燃烧效率。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

工作原理：

在使用时，先将若干个本发明所述的燃烧装置布置在W型火焰炉的前、后炉拱上。通过煤粉入口管8进入旋风筒7的煤粉气流分为两股，分别通过浓煤粉气流火嘴6和淡煤粉气流火嘴3射入炉膛，形成浓、淡煤粉气流，淡煤粉气流经油二次风喷口4内的淡煤粉气流火嘴3射入炉膛，浓煤粉气流火嘴6置于炉拱2上靠近炉膛中心一侧，淡煤粉气流火嘴3置于炉拱2上靠近前后墙一侧。从两个旋风筒7出来的淡煤粉气流经混合后由淡煤粉气流风管9通入到布置在油二次风喷口4处的淡煤粉气流火嘴3内。

旋风筒7内装有带叶片的调节杆来调节气流旋流度。圆形浓煤粉气流火嘴6与炉拱2的边壁存在间隙形成周界风口5，可由风箱从此处鼓入周界风，以起到冷却浓煤粉气流火嘴6的作用。前后墙上开有多道狭缝，可由风箱从此处往炉膛鼓入二次风。从磨煤机经煤粉管道送来的一次风粉混合物经煤粉入口管8沿切向进入两个旋风筒7，其中的煤粉颗粒因旋流而离心分离，使旋风筒7中心部分一次风含粉极少。装在旋风筒7中心的淡煤粉气流风管9将部分含粉极少的一次风(乏气)引出，形成淡煤粉气流(含有约10％的总粉量，50％的一次风量)，经由淡煤粉气流火嘴3喷入炉膛中靠近炉壁侧区域(靠近前墙和后墙的区域)，使得浓煤粉气流直接面对炉膛中心，因而炉内温度升高的区域主要集中在炉膛中部，而靠近前后墙部分温度反而是降低的。在另一侧，旋风筒7内剩余的煤粉气流由于淡煤粉气流的抽取，煤粉浓度得以提高，经浓煤粉气流火嘴6喷入靠近炉膛中心侧区域，由于这部分区域靠近炉膛中心高温区，浓煤粉气流喷入炉膛后能大量卷吸高温烟气，可以达到及时着火和稳定燃烧的目的。

Claims (3)

1、一种用于W型火焰炉上的浓淡煤粉气流错列布置的燃烧装置，所述燃烧装置包括两个旋风筒(7)、两个煤粉入口管(8)、淡煤粉气流风管(9)、两个浓煤粉气流火嘴(6)和淡煤粉气流火嘴(3)；淡煤粉气流风管(9)由总管(9-1)和两个分管(9-2)构成；每个旋风筒(7)的上端侧壁与一个煤粉入口管(8)连通，每个分管(9-2)的一端插装在一个旋风筒(7)上部内腔中，两个分管(9-2)的另一端均与总管(9-1)的一端连通，总管(9-1)的另一端与淡煤粉气流火嘴(3)连通，每个旋风筒(7)的下端与一个浓煤粉气流火嘴(6)连通，其特征在于：淡煤粉气流火嘴(3)插装在油二次风喷口(4)内并与炉膛连通，油二次风喷口(4)设置在靠近前墙或后墙(1)的炉拱(2)上，浓煤粉气流火嘴(6)设置在靠近炉膛中心的炉拱(2)上并与炉膛连通，浓煤粉气流火嘴(6)与炉拱(2)的边壁之间的间隙为周界风口(5)；淡煤粉气流火嘴(3)设置在两个浓煤粉气流火嘴(6)之间。

2、根据权利要求1所述的用于W型火焰炉上的浓淡煤粉气流错列布置的燃烧装置，其特征在于：所述淡煤粉气流火嘴(3)的横截面成椭圆形，且椭圆形的长轴所在的竖直面与前墙或后墙(1)平行。

3、根据权利要求1或2所述的用于W型火焰炉上的浓淡煤粉气流错列布置的燃烧装置，其特征在于：浓煤粉气流火嘴(6)的横截面及其外围的周界风喷口(5)均呈圆形。

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