CN101986028B - 低NOx的冷灰斗及炉底送风双椭圆布置的W型火焰锅炉 - Google Patents

低NOx的冷灰斗及炉底送风双椭圆布置的W型火焰锅炉 Download PDF

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Abstract

本发明涉及锅炉燃烧技术领域，旨在提供一种低NOx的冷灰斗及炉底送风双椭圆布置的W型火焰锅炉。该锅炉炉膛的内壁上设置多个喷口，包括位于炉拱上的一次风喷口、炉壁上的二次风喷口、冷灰斗壁上的冷灰斗热风喷口和炉底上的炉底热风喷口；各喷口至少有两个，且以炉膛的轴线为中心线对称设置；每一侧的喷口为一组，该组中各喷口的中心线均与位于同侧炉膛空间下部的一个假想椭圆相切。本发明中，各路进风的喷射路径与假想椭圆相切的设计，使得进风及煤粉气流形成完美的循环运动轨迹，提高了W火焰锅炉下炉膛和冷灰斗的充满度和利用率，增加了煤粉颗粒炉内运动行程，有利于煤粉燃尽。实现了更深度的分级燃烧，可以较好的控制NOx生成。

Description

低NOx的冷灰斗及炉底送风双椭圆布置的W型火焰锅炉
技术领域
本发明涉及锅炉燃烧技术领域，具体涉及一种实现W火焰锅炉低NOx燃烧的冷灰斗及炉底送风的双椭圆布置的W型火焰锅炉。
背景技术
W火焰燃烧技术是一种适合于低挥发份煤种尤其是无烟煤的燃烧技术，因其火焰行程形状近似“W”形而命名。这种技术目前已为国内外燃用无烟煤和贫煤的热力发电厂锅炉所采用。利用W火焰锅炉燃用无烟，因炉膛温度高、无烟煤挥发份氮含量少等原因，导致锅炉氮氧化物(NOx)排放量高。目前燃烟煤锅炉普遍NOx排放在400～600mg/Nm3，而现在的燃用无烟煤的W火焰锅炉的NOx排放量均超过800mg/m3，甚至有超过1500mg/m3的。如何降低W火焰锅炉NOx生成量成为W火焰燃烧技术的一个重要方面。人们开始尝试借鉴烟煤燃烧低NOx控制理论和技术，在保证或改善煤粉燃尽的同时，在W火焰锅炉上提出了增设燃尽风、缝隙送风和多级二次风喷口等方法来实现低NOx燃烧。W火焰锅炉的低NOx燃烧技术也主要以空气分级燃烧技术为主，较少涉及到燃料分级燃烧，但由于其炉膛结构和无烟煤的本身特性的限制，W火焰锅炉的空气分级燃烧系统分级深度不够，因此也并没有很成功地抑制NOX的生成。
W火焰锅炉主要由上炉膛、下炉膛和冷灰斗组成，由于燃烧器布置在拱上、火焰下行能力有限，导致下炉膛和冷灰斗的充满度和利用率不高。这不仅不利于增加煤粉停留时间保证燃尽，而且也是无法进行深度分级燃烧的原因之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中W型火焰锅炉存在的煤粉燃烧不充分、NOx排放高和下炉膛冷灰斗利用率低下的不足，提供一种实现W火焰锅炉低NOx燃烧的冷灰斗及炉底送风的双椭圆布置的W型火焰锅炉。
为解决该技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种低NOx的冷灰斗及炉底送风双椭圆布置的W型火焰锅炉，包括由炉拱、炉壁、冷灰斗壁和炉底围成的炉膛；炉膛的内壁上设置多个喷口，包括位于炉拱上的一次风喷口、炉壁上的二次风喷口、冷灰斗壁上的冷灰斗热风喷口和炉底上的炉底热风喷口；其特征在于，各喷口至少有两个，且以炉膛的轴线为中心线对称设置；每一侧的一次风喷口、二次风喷口、冷灰斗热风喷口和炉底热风喷口为一组，该组中各喷口的中心线均与位于同侧炉膛空间下部的一个假想椭圆相切。
本发明中，所述的冷灰斗热风喷口布置在冷灰斗倾斜壁面上，用于将从二次风箱引出的热风送入冷灰斗辅助燃烧。
本发明中，所述的炉底热风喷口布置在炉底上，用于将热风向上送入炉膛冷灰斗底部辅助燃烧。
本发明中，所述炉膛上端出口近炉拱处设置下燃尽风喷口和上燃尽风喷口。
本发明中，还包括设于炉拱上的乏气喷口，该喷口的中心线与位于同侧炉膛空间下部的假想椭圆相切。
本发明中，还包括设于炉壁上的三次风喷口，该喷口的中心线与位于同侧炉膛空间下部的假想椭圆相切。
作为一种改进，每一侧的二次风喷口至少有两个，每个二次风喷口中心线均与位于同侧炉膛空间下部的假想椭圆相切。
作为一种改进，每一侧的冷灰斗热风喷口至少有两个，每个二次风喷口中心线均与位于同侧炉膛空间下部的假想椭圆相切。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、各路进风的喷射路径与假想椭圆相切的设计，使得进风及煤粉气流形成完美的循环运动轨迹，提高了W火焰锅炉下炉膛和冷灰斗的充满度和利用率，增加了煤粉颗粒炉内运动行程，有利于煤粉燃尽。
2、W火焰可以下冲较远，增加了冷灰斗送风和炉底送风，实现了更深度的分级燃烧，可以较好的控制NOx生成。
附图说明
图1为具体实施例1的示意图；
图2为具体实施例2的示意图。
图中的附图标记为：炉拱1、炉壁2、冷灰斗壁3、炉底4、炉膛5、一次风喷口6、二次风喷口7、冷灰斗热风喷口8、炉底热风喷口9、下燃尽风喷口10、上燃尽风喷口11、假想椭圆12、乏气喷口13、三次风喷口14。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述：
具体实施案例1
结合图1说明本具体实施方式。本实施方式所述的一种冷灰斗及炉底送风的双椭圆布置的W型火焰锅炉，它包括炉拱1、炉壁2、冷灰斗壁3、炉底4、炉膛5、炉拱1上的一次风喷口6、炉壁2上的二次风喷口7、冷灰斗壁3上的冷灰斗热风喷口8、炉底4上的炉底热风喷口9、下燃尽风喷口10和上燃尽风喷口11。各喷口均有两个且以炉膛的轴线为中心线对称设置；每一侧的一次风喷口6、二次风喷口7、冷灰斗热风喷口8和炉底热风喷口9为一组，该组中各喷口的中心线均与位于同侧炉膛空间下部(炉膛下部及冷灰斗内)的一个假想椭圆12相切。
一次风喷口6以风速约30m/s的速度向下喷入煤粉气流，卷吸炉内高温烟气着火后继续下行，并由炉壁二次风喷口7送入热风继续下行燃烧。所述的冷灰斗热风喷口8布置在冷灰斗壁3的倾斜壁面上，将从二次风箱引出热风以10～20m/s速度送入冷灰斗辅助燃烧，冷灰斗热风占总热风的5～20％。冷灰斗热风的另一个作用是在冷灰斗近壁面处形成氧化性区域，避免壁面结渣。所述的炉底热风喷口9布置在炉底4上，将热风向上以10～20m/s速度送入炉膛5的冷灰斗底部辅助燃烧，炉底热风在总热风的5～25％。在炉膛上端出口近炉拱处布置两层燃尽风喷口10和11，它们将热风以40～60m/s速度水平送入炉膛，燃尽风占总热风的20～30％。
具体实施案例2
结合图2说明本具体实施方式。本实施方式所述的一种冷灰斗及炉底送风的双椭圆布置的W型火焰锅炉，它包括炉拱1、炉壁2、冷灰斗壁3、炉底4、炉膛5、炉拱1上的一次风喷口6、炉壁2上的二次风喷口7、冷灰斗壁3上的冷灰斗热风喷口8、炉底4上的炉底热风喷口9、下燃尽风喷口10、上燃尽风喷口11、假想椭圆12、乏气喷口13和三次风喷口14。各喷口均有两个且以炉膛的轴线为中心线对称设置；每一侧的一次风喷口6、二次风喷口7、冷灰斗热风喷口8、炉底热风喷口9、假想椭圆12、乏气喷口13和三次风喷口14为一组，该组中各喷口的中心线均与位于同侧炉膛空间下部(炉膛下部及冷灰斗内)的一个假想椭圆12相切。
一次风喷口6和乏气喷口13以风速约10m/s的速度向下喷入煤粉气流，卷吸炉内高温烟气着火后继续下行，并由炉壁二次风喷口7送入热风继续下行燃烧。三次风喷口14以25～40m/s速度喷入三次风，三次风率约22％。所述的冷灰斗热风喷口8布置在冷灰斗倾斜壁面上，将从二次风箱引出热风以8～15m/s速度送入冷灰斗辅助燃烧，冷灰斗热风占总热风的5～20％。冷灰斗热风的另一个作用是在冷灰斗近壁面处形成氧化性区域，避免壁面结渣。所述的炉底热风喷口9布置在炉底上，将热风向上以8～15m/s速度送入炉膛冷灰斗底部辅助燃烧，炉底热风在总热风的5～25％。在炉膛上端出口近炉拱处布置下燃尽风喷口10和上燃尽风喷口11，其中下燃尽风喷口10略向下倾斜。它们将热风以30～60m/s速度送入炉膛，燃尽风占总热风的15～30％。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。本发明可用其他的不违背本发明的精神和主要特征的具体形式来概述。因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (7)

1.低NOx的冷灰斗及炉底送风双椭圆布置的W型火焰锅炉，包括由炉拱、炉壁、冷灰斗壁和炉底围成的炉膛；炉膛的内壁上设置多个喷口，包括位于炉拱上的一次风喷口、炉壁上的二次风喷口、冷灰斗壁上的冷灰斗热风喷口和炉底上的炉底热风喷口；其特征在于，各喷口至少有两个，且以炉膛的轴线为中心线对称设置；每一侧的一次风喷口、二次风喷口、冷灰斗热风喷口和炉底热风喷口为一组，该组中各喷口的中心线均与位于同侧炉膛空间下部的一个假想椭圆相切；同一组中各喷口气流的喷出方向使得煤粉气流在各喷口喷出气流的牵引作用下沿假想椭圆流动方向相同。
2.根据权利要求1所述的W型火焰锅炉，其特征在于，所述的冷灰斗热风喷口布置在冷灰斗倾斜壁面上。
3.根据权利要求1所述的W型火焰锅炉，其特征在于，所述炉膛上端出口近炉拱处设置下燃尽风喷口和上燃尽风喷口。
4.根据权利要求1所述的W型火焰锅炉，其特征在于，还包括设于炉拱上的乏气喷口，该喷口的中心线与位于同侧炉膛空间下部的假想椭圆相切；乏气喷口与同一组中一次风喷口、二次风喷口、冷灰斗热风喷口、炉底热风喷口的喷出方向使得煤粉气流在各喷口喷出气流的牵引作用下沿假想椭圆流动方向相同。
5.根据权利要求1所述的W型火焰锅炉，其特征在于，还包括设于炉壁上的三次风喷口，该喷口的中心线与位于同侧炉膛空间下部的假想椭圆相切；三次风喷口与同一组中一次风喷口、二次风喷口、冷灰斗热风喷口、炉底热风喷口的喷出方向使得煤粉气流在各喷口喷出气流的牵引作用下沿假想椭圆流动方向相同。
6.根据权利要求1所述的W型火焰锅炉，其特征在于，每一侧的二次风喷口至少有两个，每个二次风喷口中心线均与位于同侧炉膛空间下部的假想椭圆相切。
7.根据权利要求1所述的W型火焰锅炉，其特征在于，每一侧的冷灰斗热风喷口至少有两个，每个冷灰斗热风喷口中心线均与位于同侧炉膛空间下部的假想椭圆相切。
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Assignee: PYNEO CO.,LTD.

Assignor: Zhejiang University

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Denomination of invention: Low-NOx W-type flame boiler with dry bottom hopper and furnace bottom air supplies distributed in bielliptical shape

Granted publication date: 20120404

License type: Exclusive License

Record date: 20121231

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Granted publication date: 20120404

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