CN101865456B - 高燃烧性能的缝隙式燃烧器ｗ型火焰锅炉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高燃烧性能的缝隙式燃烧器Ｗ型火焰锅炉及其制作方法，该方法是将位于缝隙式燃烧器Ｗ型火焰锅炉前后拱上的乏气喷口布置在靠炉膛中心侧位置，并在乏气喷口的靠前后墙水冷壁侧布置二次风喷口。本发明技术易于实施，技术符合煤粉燃烧原理，已通过燃烧数值模拟试验，相比同类型的燃烧器，具有燃烧稳定性好，燃烧温度高，有效避免炉膛结渣。

Description

高燃烧性能的缝隙式燃烧器W型火焰锅炉及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种缝隙式燃烧器W型火焰锅炉，特别涉及一种高效、稳燃防结渣缝隙式燃烧器W型火焰锅炉及其制备方法。

背景技术

W型火焰锅炉主要用于燃烧低挥发份煤种。缝隙式燃烧器W型火焰锅炉通常具有如下特点：拱上布置一次风、乏气和二次风，一次风(煤粉浓度较高，其煤粉含量约占总煤粉量的90％)在靠炉膛中心侧易受高温烟气加热而着火，乏气(煤粉浓度较低，其煤粉含量约占总煤粉量的10％)靠近前后墙水冷壁；一次风和乏气两侧相间布置高速的二次风，一次风和乏气在高速二次风卷吸携带下深入下炉膛而具有长火焰行程；下炉膛前后墙水冷壁下部以一定下倾角度送入三次风，实现分级燃烧；下炉膛四周水冷壁上敷以一定面积的卫燃带从而保持下炉膛温度较高。常见的缝隙式燃烧器W型火焰锅炉截面流场和拱上燃烧器喷口布置方式如附图8和图9所示(流场分布和拱上燃烧器喷口布置均以炉膛中心为对称面，图8中各般喷入炉内气流的速度方向均采用箭头标出，前后拱1、前后墙水冷壁2、一次风b、乏气a、二次风c，三次风3、一次风喷口8、乏气喷口7、二次风喷口9、三次风喷口)，因燃烧器结构及布置不合理，采用这种布置方式的缝隙式W型火焰锅炉在运行中下炉膛前后墙水冷壁易结渣、煤粉气流火焰稳定性差。从结构上对这两方面问题进行分析，下炉膛前后墙水冷壁易结渣是因为：①乏气喷口7布置在燃烧器区域靠前后墙2侧，且靠前后墙2侧无直接相邻的二次风c阻隔，在乏气a下冲过程中，容易随射流的扩散作用冲刷到前后墙2处。②乏气a温度较低，同时其含煤粉量较少，乏气a与二次风c相间布置，乏气a离开二次风喷口后很快与二次风c混合，被二次风c稀释后的乏气a煤粉很难着火燃烧，其煤粉颗粒与下炉膛卫燃带接触后即附着在卫燃带上，成为结渣源。煤粉气流火焰稳定性差原因在于：①乏气a中的煤粉和靠前后墙的二次风c形成的低温区较大，对一次风b的燃烧形成不利影响；②靠炉膛中心侧二次风c风量过大，对一次风b着火和燃烧干扰较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种燃烧效率高、下炉膛不易结渣和煤粉气流火焰稳定性好的高燃烧性能的缝隙式燃烧器W型火焰锅炉及其制备方法，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是：高燃烧性能的缝隙式燃烧器W型火焰锅炉的制作方法，是将位于缝隙式燃烧器W型火焰锅炉前后拱上的乏气喷口布置在靠炉膛中心侧位置，并在乏气喷口的靠前后墙水冷壁侧布置二次风喷口。

将缝隙式燃烧器W型火焰锅炉前后拱上的一次风喷口布置在靠炉膛中心侧位置，并在一次风喷口的靠前后墙水冷壁侧布置二次风喷口。

一组乏气喷口、一次风喷口和二次风喷口垂直于前后拱与前后墙水冷壁的交线，并垂直于前后拱延伸平面与炉膛中心平面的交线的布置方式为：两列乏气喷口并排布置，在乏气喷口两侧布置一次风喷口，在一次风喷口的外侧布置有二次风喷口。

乏气喷口、一次风喷口和二次风喷口以缝隙式燃烧器W型火焰锅炉的炉膛中心为对称面两面对布置，且在缝隙式燃烧器W型火焰锅炉每侧的前后拱上设有两组按序排列的乏气喷口、一次风喷口和二次风喷口。

高燃烧性能的缝隙式燃烧器W型火焰锅炉，它包括前后拱和前后墙水冷壁，在前后墙水冷壁的下部开有三次风喷口，在前后拱上设有一次风风管、乏气风管和二次风风管，在前后拱上开设有多通道的乏气喷口、一次风喷口和二次风喷口，乏气喷口与乏气风管连接，一次风喷口和一次风风管连接，二次风喷口与二次风风管连接；所述的乏气喷口布置在靠炉膛中心侧位置，并且在乏气喷口靠前后墙水冷壁的一侧布置有二次风喷口。

前后拱上的一次风喷口布置在靠炉膛中心侧位置，并在一次风喷口的靠前后墙水冷壁侧布置有二次风喷口。

位于炉膛中心两侧的乏气喷口、一次风喷口和二次风喷口对称布置，且位于每侧的乏气喷口、一次风喷口和二次风喷口按垂直于前后拱与前后墙水冷壁的交线，并垂直于前后拱延伸平面与炉膛中心平面的交线布置方式为可以分为两组，每组的布置方式为两列乏气喷口并排布置，在乏气喷口两侧布置有一次风喷口，在一次风喷口的外侧布置有二次风喷口。

在二次风喷口上设有风量调整板。

与现有技术比较，本发明通过将乏气布置在靠炉膛中心向火侧，由于乏气风a速较低(约18m/s)，煤粉颗粒细，受到高温烟气的辐射作用，乏气煤粉很快着火燃烧。由于乏气煤粉和二次风喷口相邻布置，二次风c风量大(约占总风量的60％)，其风速高(约45m/s)，故二次风c下冲动量大，在整体二次风c下冲的携带下，乏气煤粉有一定的下冲能力，不至于过早随回流的高温烟气气流短路向上流动。乏气煤粉着火后，很快和靠炉膛中心的扩散过来的一次风气流混合燃烧，对一次风b起引燃和稳定燃烧作用。乏气风a自身的一次风量基本可满足乏气煤粉的燃烧氧量，不需要消耗燃烧中心的二次风c。一次风b(约10m/s)离开喷口后，很快和二次风c混合，在高温烟气的辐射和对流换热，加上乏气煤粉的引燃作用下，很快达到着火温度并迅速燃烧，提高燃烧稳定性。由于一次风b和二次风c相间布置，在二次风c的携带下，煤粉和二次风c剧烈混合，充分燃烧，同时又有足够的下冲深度。在燃烧主气流到达三次风处，未燃尽的煤粉颗粒进一步得到充分的氧量而继续燃烧，可稳定燃烧并有效防止炉膛火焰偏烧。

由于原乏气喷口通入二次风与原布置的外二次风一起构筑起一道二次风风墙，此二次风墙靠炉膛中心部分提供煤粉燃烧所需的氧量，靠前后墙部分则可防止煤粉颗粒冲向前后墙，防止前后墙因煤粉堆积而结渣，起贴壁风作用。在随高温烟气回流的过程中，补充未燃尽煤粉颗粒燃烧所需的氧量。靠炉膛中心的二次风c对乏气a和一次风b起下冲携带作用，其中的随主气流下冲的部分提供主燃烧区域的氧量，而向炉膛中心扩散的部分则起燃尽风作用，补充回流高温烟气中未燃烧完全的煤粉颗粒燃烧所需的氧量。下倾的三次风(约22m/s)对主燃烧气流起引流作用，防止炉膛火焰过早短路向上，同时避免炉膛火焰偏烧。三次风可补充燃烧过程所需的后期氧量。在保证锅炉燃烧稳定的情况下，可适当减少卫燃带，降低炉膛整体温度，以此来降低NOx生成含量。且本发明技术易于实施，技术符合煤粉燃烧原理，已通过燃烧数值模拟试验，相比同类型的燃烧器，具有燃烧稳定性好，燃烧温度高，有效避免炉膛结渣。

本发明通过调整乏气风喷口、一次风喷口和二次风喷口的位置，与现有技术相比具有以下有益效果：

a、通过将乏气风a集中布置，有利于乏气煤粉浓缩，同时乏气靠炉膛中心侧，可直接接受高温烟气辐射，有利于快速着火燃烧，避免了乏气中的煤粉与下炉膛卫燃带接触，形成结渣。

b、乏气风a集中布置，加上附近拱上二次风c的携带作用，乏气风a有一定的刚性，不至于过早随高温回流烟气短路向上流动。

c、乏气a离炉宽方向二次风c较远，同时和炉深方向的二次风c接触面为狭缝短边侧，故二次风c对乏气风a的携带下冲能力和稀释作用有限。因乏气风a速较低，自身下冲能力有限，故乏气风a可在相对一个较浓缩的环境中着火燃烧。

d、乏气风a速低，煤粉细，故着火距离较短，对着火距离较远的一次风b可起加热和引燃作用。

e、减少的内二次风对一次风下冲能力不会造成大的影响，对增加向火面的一次风煤粉浓度是有利的。

f、一次风b和乏气风a距离前后墙较远，同时靠前后墙侧均有二次风c，可防止前后墙结渣。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的第一种A-A向示意图；

图3为图1的第一种A-A向示意图；

图4为图1的第2种A-A向示意图；

图5为图1的第3种A-A向示意图；

图6为图1的第4种A-A向示意图；

图7为图1的第5种A-A向示意图；

图8为现有的缝隙式燃烧器W型火焰锅炉结构示意图；

图9为图6的A-A向示意图。

具体实施方式

实施例1：结合图1和图2说明本实施方式，缝隙式燃烧器W型火焰锅炉由下炉膛、上炉膛、前后拱1和前后墙水冷壁2组成，所述上炉膛、前后拱1、前后墙水冷壁2和下炉膛由上至下连成一体，所述前后墙水冷壁2的下部开有相对称的两排三次风喷口3，在前后拱1上连接有一次风风管4、乏气风管5和二次风风管6，前后拱1上开设有一次风喷口8、乏气喷口7和二次风喷口9，一次风喷口8与一次风风管4连接，乏气喷口7与乏气风管5连接，二次风喷口9与二次风风管6连接；本发明的改进点为调整一次风喷口8、乏气喷口7和二次风喷口9的布置位置，其具体布置方式为一次风喷口8开在前后拱1上靠近炉膛中心一侧，并在一次风喷口8的靠前后墙水冷壁侧布置有二次风喷口9。乏气喷口7布置在靠炉膛中心侧位置，并且在乏气喷口7靠前后墙水冷壁2的一侧布置有二次风喷口9；位于炉膛中心两侧的乏气喷口7、一次风喷口8和二次风喷口9对称布置，且位于每侧的乏气喷口7、一次风喷口8和二次风喷口9按垂直于前后拱与前后墙水冷壁的交线，并垂直于前后拱延伸平面与炉膛中心平面的交线的布置方式为可以分为两组，每组的布置方式为两列乏气喷口7并排布置，在乏气喷口7两侧布置有一次风喷口8，在一次风喷口8的外侧布置有二次风喷口9。

具体实施方式二：参见图3，本实施方式在具体实施方式一的基础上，将二次风喷口9中间最内侧靠炉膛中心侧堵掉一格。此实施方式的目的在于进一步增加靠炉膛中心侧的煤粉浓度，改善煤粉着火和增加燃烧稳定性。

具体实施方式三：参见图4，本实施方式在具体实施方式一的基础上，将靠乏气喷口7外侧的一次风喷口8上的二次风喷口9堵掉一格。此实施方式的目的在于增加一次风的煤粉浓度，减少二次风对一次风的直接稀释作用。

具体实施方式四：参见图5，本实施方式综合了具体实施方式一、具体实施方式二和具体实施方式三，此实施方式的目的在于提高燃烧器区域一次风的煤粉浓度，改善煤粉着火和增加燃烧稳定性。

具体实施方式五：参见图6，本实施方式在具体实施方式一的基础上，将中间组的燃烧器最外侧二次风喷口9靠炉膛中心侧堵掉其炉膛深度方向的三分之一，

具体实施方式六，参见图7，本实施方式在具体实施方式一的基础上，将靠侧墙的二次进风喷口9堵掉其炉膛深度方向的三分之一。此实施方式五和六的目的在于增加相邻两组燃烧器的燃烧互相支撑能力，提高燃烧器着火区域的温度。其燃烧原理在于，在整体燃烧器区域的二次风下冲动量的携带下，边一次风有足够的下冲行程，不至于过早短路向上流动。然而，由于减少了边二次风，故边一次风煤粉浓度相对增加，同时，由于一次风正好处于主燃烧器卷吸高温烟气处，更有利于边一次风煤粉燃烧。边一次风煤粉燃烧后，与相邻的燃烧器互相形成燃烧支撑，提高整个拱下煤粉燃烧着火区域的温度。

上述实施方式二至六的的调整均是对二次风9的调整，其二次风的调整可以在二次风喷口9上设有风量调整板。

Claims (6)

1.一种高燃烧性能的缝隙式燃烧器Ｗ型火焰锅炉的制作方法，其特征在于：该方法是将位于缝隙式燃烧器Ｗ型火焰锅炉前后拱上的乏气喷口布置在靠炉膛中心侧位置，并在乏气喷口的靠前后墙水冷壁侧布置二次风喷口；将缝隙式燃烧器Ｗ型火焰锅炉前后拱上的一次风喷口布置在靠炉膛中心侧位置，并在一次风喷口的靠前后墙水冷壁侧布置二次风喷口。

2.根据权利要求1所述的高燃烧性能的缝隙式燃烧器Ｗ型火焰锅炉的制作方法，其特征在于：一组乏气喷口、一次风喷口和二次风喷口垂直于前后拱与前后墙水冷壁的交线，并垂直于前后拱延伸平面与炉膛中心平面的交线的布置方式为：两列乏气喷口并排布置，在乏气喷口两侧布置一次风喷口，在一次风喷口的外侧布置有二次风喷口。

3.根据权利要求2所述的高燃烧性能的缝隙式燃烧器Ｗ型火焰锅炉的制作方法，其特征在于：乏气喷口、一次风喷口和二次风喷口以缝隙式燃烧器Ｗ型火焰锅炉的炉膛中心为对称面两面对称布置，且在缝隙式燃烧器Ｗ型火焰锅炉每侧的前后拱上设有两组按序排列的乏气喷口、一次风喷口和二次风喷口。

4.一种高燃烧性能的缝隙式燃烧器Ｗ型火焰锅炉，它包括前后拱（1）和前后墙水冷壁（2），在前后墙水冷壁（2）的下部开有三次风喷口（3），在前后拱（1）上设有一次风管（4）、乏气风管（5）和二次风风管（6），其特征在于：在前后拱（1）上开设有多通道的乏气喷口（7）、一次风喷口（8）和二次风喷口（9），乏气喷口（7）与乏气风管（5）连接，一次风喷口（8）和一次风风管（4）连接，二次风喷口（9）与二次风风管（6）连接；所述的乏气喷口（7）布置在靠炉膛中心侧位置，并且在乏气喷口（7）靠前后墙水冷壁（2）的一侧布置有二次风喷口（9）；前后拱（1）上的一次风喷口（8）布置在靠炉膛中心侧位置，并在一次风喷口（8）的靠前后墙水冷壁侧布置有二次风喷口（9）。

5.根据权利要求4所述的高燃烧性能的缝隙式燃烧器Ｗ型火焰锅炉，其特征在于：位于炉膛中心两侧的乏气喷口（7）、一次风喷口（8）和二次风喷口（9）对称布置，且位于每侧的乏气喷口（7）、一次风喷口（8）和二次风喷口（9）按垂直于前后拱（1）与前后墙水冷壁（2）的交线，并垂直于前后拱（1）延伸平面与炉膛中心平面的交线布置方式分为两组，每组的布置方式为两列乏气喷口（7）并排布置，在乏气喷口（7）两侧布置有一次风喷口（8），在一次风喷口（8）的外侧布置有二次风喷口（9）。

6.根据权利要求5所述的高燃烧性能的缝隙式燃烧器Ｗ型火焰锅炉，其特征在于：在二次风喷口（9）上设有风量调整板。

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