CN102235664A - W型火焰炉的燃烧系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种W型火焰炉的燃烧系统。该W型火焰炉的燃烧系统，包括炉体、隔板、燃烧器、水冷壁管、调节叶片装置，每个宽喷口、窄喷口旁由纵隔板隔成相应的宽缝风室，所述宽缝风室中设置有分隔纵板，所述分隔纵板与后拉水冷壁管相连，将宽缝风室分隔成两个独立的风通道。本发明具有结构设计合理、有效避免紊流、角度调节更加准确有效、不会发生卡涩现象、节能环保的优点。

Description

W型火焰炉的燃烧系统

技术领域

本发明涉及一种W型火焰炉的燃烧系统。

背景技术

W火焰锅炉在我国燃烧无烟煤的电站中已得到广泛应用。其原理是通过加大煤粉行程、提高煤粉在炉膛内停留时间，并在下炉膛敷设一定数量的卫燃带，提高炉膛温度，以保证低挥发份煤种的着火和燃尽。锅炉双旋风分离式燃烧器布置在拱上，一次煤粉气流从拱上喷入炉膛，进而折转向上；二次风从拱上和拱下分级送入炉膛供煤粉燃烧。运行实践表明，W火焰锅炉在燃烧稳定性、低负荷稳燃能力和带负荷性能方面都比较好，保证了机组运行的稳定性和可靠性。但W型火焰锅炉配风方式存在一定问题。约70%的二次风从拱下二次风喷口水平送入炉膛，隔断了拱上一次煤粉气流的下冲行程，一次煤粉气流提早折转向上，致使下炉膛利用率低，煤粉停留时间缩短，从而使煤粉燃尽效果变差。申请公开号为CN 101008486A的发明专利申请公开了《一种具有二次风分风室倾斜装置的W形火焰炉》，此火焰炉在下二次风箱内按一定角度安装横向导流板，并在二次风箱内设置纵隔板以形成分隔风室，保证二次风进入炉膛的倾斜角度和横向导流板的角度一致，以此来增大一次煤粉的下冲深度，增加煤粉停留时间，提高煤粉燃尽率。但此种方式下二次风箱内横向导流板的倾斜角度是固定的，无法调节，当煤质偏离设计值较多时，二次风倾斜角度无法调整，锅炉依然存在高负荷加风困难、燃烧效率低的问题。对于不同的锅炉和燃煤，最佳倾斜角度会有差别，需要通过工业试验来确定最佳倾斜角度，以达到降低飞灰、提高燃烧经济性的目的，同时避免因煤粉气流下冲深度过大而引起的冷灰斗结渣。

公开号为CN201269540的实用新型公开了一种调节W型火焰炉拱下二次风向的装置,两片以上的导叶片(1)通过连接铰链(2)连接,并且在每片导叶片(1)上安装有转动轴(3),导叶片(1)通过转动轴(3)安装在W型火焰炉的拱下二次风室(4)的均流孔板(5)和水冷壁管(6)之间;在其中一块导叶片(1)上安装有调节臂(7),在调节臂(7)上连接有拉杆(8)。其在公开的文件中声明，本实用新型不但可根据每个燃烧器不同的情况设置不同的拱下二次风倾角,而且可通过调整拱下二次风倾角适应不同地域(海拔)和不同煤质;拱下二次风在合适下倾角度后,火焰下冲行程和煤粉停留时间明显增加,下炉膛火焰充满度和均匀性明显改善,有效改善煤粉的燃尽率,节约能源30～50%左右。但是在实际的应用过程中，这种调节W型火焰炉拱下二次风向的装置的实际使用效果并不是那么明显，一方面二次风容易出现紊流和实际下倾角度与导流板倾斜角度不一致，从而无法真正实现调节送风角度的效果，造成燃烧效率不高，角度难以稳定控制。另一方面，在使用过程中，调节叶片会产生热膨胀，热膨胀后调节叶片与相邻纵隔板间距变窄，发生卡涩现象，直接影响了二次风的送入，更不能有效调节，不利于燃烧充分。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、有效避免紊流、角度调节更加准确有效、不会发生卡涩现象、节能环保的W型火焰炉的燃烧系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是该W型火焰炉的燃烧系统，包括炉体、隔板、燃烧器、水冷壁管、调节叶片装置，所述炉体中设置有上炉膛、二次风室和下炉膛，所述水冷壁管设置在二次风室和下炉膛之间，所述隔板将二次风室分隔为上二次风室和下二次风室，所述上二次风室中设置有与炉膛相通的燃烧器，每个燃烧器对应的水冷壁管之间设置有两个窄喷口和两个宽喷口，每个宽喷口、窄喷口旁由纵隔板隔成相应的宽缝风室、窄缝风室，所述宽缝风室、窄缝风室上设置有调节叶片装置，其结构特点是：所述宽缝风室中设置有分隔纵板，所述分隔纵板与后拉水冷壁管相连，将宽缝风室分隔成两个独立的风通道。

本发明包括下炉膛、下二次风室、拉杆、调节臂、后拉水冷壁管、侧拉水冷壁管、竖直水冷壁管、第一调节叶片、第二调节叶片、第一纵隔板、第二纵隔板、第三纵隔板和分隔纵板。下炉膛前后墙上设置有二次风室，通过隔板分为拱上二次风室和拱下二次风室4。在拱下二次风室4内根据燃烧器1的位置和数量用纵向隔板分隔形成独立的二次风室，前后墙各十二个独立风室。对应每个燃烧器的独立风室又分为“窄、宽、宽、窄”四个长方形喷口。后拉水冷壁管与相邻两个竖直水冷壁管之间形成宽缝长方形喷口，相邻两根侧拉水冷壁管形成窄缝长方形喷口，独立风室通过宽缝和窄缝与炉膛连通。由相邻两块第一纵隔板、相邻两根侧拉水冷壁管围成的区域构成窄缝风室；第二纵隔板、第三纵隔板、后拉水冷壁管及相邻竖直水冷壁管围成的区域构成宽缝风室。相邻宽缝风室之间设置有第三纵隔板。宽缝风室内通过分隔纵板将单通道变为双通道，主要目的是通过分隔纵板把后拉水冷壁管挡住，避免后拉水冷壁管对气流产生扰动，从而使进入炉膛二次风的倾斜角度与调节叶片倾斜角度一致。窄缝风室内设置有第一调节叶片，宽缝风室双通道内设置有第二调节叶片。在每个宽缝和窄缝风室内沿炉膛高度方向设置八块调节叶片，调节叶片安装在转动轴上。每块调节叶片中部位置与转动轴用螺栓连接。在同一高度、同一个独立风室内的转动轴穿过第一、第二、第三纵隔板和分隔纵板，将各风室内调节叶片连接，通过转动轴安装在窄缝风室和宽缝风室内，则每个风室内沿炉膛高度方向有八根转动轴。每根转动轴上均固接调节臂，调节臂通过铰链与连杆相连，将八根转动轴连接起来。在其中一根转动轴上安装有转动臂，在转动臂上连接拉杆。拉杆与转动臂之间通过铰链连接，转动臂与拉杆铰接的部位设置有滑动槽，拉杆端部与转动臂连接的部位开有销孔。

作为优选，本发明在每个宽喷口处，所述的分隔纵板的厚度与后拉水冷壁管的外径相同或略大于后拉水冷壁管的外径。

作为优选，本发明在每个宽喷口处，所述的分隔纵板共有两块，所述两块分隔纵板的外表面之间的距离等于或者略大于后拉水冷壁管的外径。

作为优选，本发明所述的调节叶片装置与相邻分隔纵板或纵隔板相接触的叶片长边进行倒角处理。

作为优选，本发明所述的调节叶片装置由连杆、拉杆、调节臂、转动臂、转动轴、调节叶片组成，所述拉杆与转动臂连接，所述转动臂与一根转动轴相连，每根转动轴上安装有调节臂，调节臂通过铰链与连杆连接，所述转动轴穿过分隔纵板和纵隔板，调节叶片通过螺栓固定在转动轴上。

作为优选，本发明所述的在每一个风室内沿炉膛高度方向设置八块可摆动调节叶片，调节叶片垂直间距不大于250mm。

作为优选，本发明所述的转动臂与拉杆连接的部位开有滑动槽，在拉杆上开有销孔，滑动销穿过销孔和滑动槽将转动臂和拉杆连接，通过拉杆使转动臂在0-40°内摆动。

作为优选，本发明所述的调节臂与调节叶片之间的角度为20°。

本发明同已有的技术相比，具有以下优点和特点：1、在宽缝风室内通过设置分隔纵板将后拉水冷壁管挡住，将单通道变为双通道。这样可有效避免后拉水冷壁管对二次风气流的扰动，二次风气流无须经过水冷壁管的阻挡，即可沿调节叶片倾斜角度进入炉膛，保证了进入炉膛的气流方向和调节叶片的方向一致，且进入炉膛后的气流方向在一定距离内（约2-2.5m）也可保持与调节叶片方向一致。此种布置形式能保证二次风的倾斜效果。工业试验表明，设置分隔纵板后，二次风气流方向和调节叶片角度完全一致，飞灰可燃物可由10%降至7%以下，锅炉效率至少提高2%。2、对调节叶片长边进行倒角处理，减小长边叶片与相邻隔板的接触面积，防止了热膨胀后调节叶片与相邻纵隔板间距变窄，发生卡涩现象，影响调节叶片角度的调整。在每一个风室内沿炉膛高度方向设置八块可摆动调节叶片，保证了调节叶片之间气流的方向与调节叶片倾斜角度的一致。同一个独立风室、同一高度调节叶片固定在同一根转动轴上，沿高度方向八根转动轴通过调节臂和拉杆铰链连接，这样可保证一个燃烧器对应的独立风室内所有调节叶片角度一致，调节时方便、省力。3、通过在W型火焰炉下二次风室内设置调节叶片倾角摆动装置，调节下二次风进入炉膛的风向。当锅炉实际燃用煤质偏离设计值时，可根据不同煤质确定最佳下二次风倾斜角度，既能获得高的煤粉燃烧效率，同时又可防止因下倾角度过大引起的火焰冲刷冷灰斗，从而造成炉膛的严重结渣。下二次风在合适的倾斜角度下进入炉膛，可以延长火焰行程，下炉膛火焰充满度加强，可提高煤粉的燃尽效果。4、下二次风沿一定倾斜角度送入炉膛，延缓了一次煤粉气流和下二次风的过早相遇，同时也推迟了下前后墙二次风的碰撞，因此锅炉燃烧稳定性能得到保证；总的送风量可以大幅度提高，能有效解决锅炉高负荷下加风困难的问题，减少由于锅炉运行风量偏低引起的气体和固体未完全燃烧热损失，烟气中CO含量降为0，飞灰可燃物降低，锅炉效率可提高2%-4%。5、本发明的W型火焰炉的燃烧系统，可适用于不同地区不同煤质，提高锅炉高负荷下燃烧的稳定性，在燃用同样煤质的情况下锅炉效率可至少提高2%。

附图说明

图1为是本发明的整体结构主视剖面图；

图2为调节叶片装置的结构示意图；

图3为图1中一个燃烧器对应独立风室的A-A剖视图；

图4为调节叶片、调节臂和转动轴的安装示意图；

图5为拉杆、转动臂、调节臂和连杆的连接示意图。

标号说明：燃烧器1、隔板2、第一调节叶片3、下二次风室4、连杆5、拉杆6、均流孔板7、调节臂8、转动臂9、后拉水冷壁管10、竖直水冷壁管11、下炉膛12、第一纵隔板13、横向隔板14、第二纵隔板15、第二调节叶片16、分隔纵板17、第三纵隔板18、转动轴19、侧拉水冷壁管20、宽缝风室21、窄缝风室22、螺栓23、销孔24、滑动槽25、炉体26、上二次风室27、上炉膛28。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：

参见图1-5，本发明的W型火焰炉的燃烧系统包括炉体26、燃烧器1、调节叶片装置、第一纵隔板13、第二纵隔板15、分隔纵板17、第三纵隔板18、后拉水冷壁管10、侧拉水冷壁管20、竖直水冷壁管11、拉杆6、调节臂8、转动臂9、转动轴19和连杆5。炉体26中设置有上炉膛28、下炉膛12、上二次风室27和下二次风室4。

设置在前后墙的二次风室通过隔板2分为上二次风室27和下二次风室4，下二次风室内4有均流孔板7和水冷壁管。炉拱上装有与下炉膛12相通的燃烧器1，燃烧器1为本领域常规使用的双旋风分离式燃烧器。在下二次风室4内根据燃烧器1的位置和数量用纵隔板分隔形成独立的二次风室。对应每个燃烧器1的独立风室沿炉膛宽度方向又分为“窄、宽、宽、窄”四个长方形喷口。后拉水冷壁管10与相邻两个竖直水冷壁管11之间形成宽缝长方形喷口，相邻两根侧拉水冷壁管20形成窄缝长方形喷口，独立风室通过宽缝和窄缝与炉膛12连通。独立风室的这种布置方式是此类W火焰炉的共有特征。窄缝风室22内设置有两块第一纵隔板13，宽缝风室21内设置有第二纵隔板15和分隔纵板17。相邻宽缝风室21之间设置有第三纵隔板18。第一纵隔板13、第二纵隔板15和分隔纵板17一端与相邻水冷壁管外壁固接，另一端与横向隔板14固接；第三纵隔板18一端与相邻水冷壁管外壁固接，另一端与相邻第三纵隔板18的另一端固接。由相邻两块第一纵隔板13、相邻两根侧拉水冷壁管20围成的区域构成窄缝风室22；第二纵隔板15、第三纵隔板18、后拉水冷壁管10及相邻竖直水冷壁管11围成的区域构成宽缝风室21。

宽缝风室21内装有两块分隔纵板17，两块分隔纵板17围成的长方体的宽度略大于后拉水冷壁管10的宽度，主要目的是通过分隔纵板17把后拉水冷壁管10挡住，避免后拉水冷壁管10对气流产生扰动，从而使进入炉膛二次风的倾斜角度与第一调节叶片3倾斜角度一致。宽缝风室21由单通道变为双通道。第一调节叶片3设置在窄缝风室22内，第二调节叶片16设置在宽缝风室21的双通道内。为防止热膨胀后调节叶片与相邻纵隔板间距变窄，发生卡涩现象，影响调节叶片角度的调整，故对调节叶片长边进行倒角处理。调节叶片沿炉膛高度方向设置八块，调节叶片垂直间距为200mm，每块调节叶片通过螺栓固定在转动轴19上。在同一高度、同一个独立风室内转动轴19穿过第一纵隔板13、第二纵隔板15、分隔纵板17、第三纵隔板18，将各风室内调节叶片连接。每根转动轴19上安装有调节臂8，调节臂8通过铰链与连杆5连接，这样同一个独立风室内沿炉膛高度方向的八根转动轴19便连接到一起，可以实现联动的目的。在其中一根转动轴19上通过螺栓连接有转动臂9，转动臂9上连接拉杆6。转动臂9与拉杆6连接的部位开有滑动槽25，在拉杆6上开有销孔24，滑动销穿过销孔24和滑动槽25将转动臂9和拉杆6连接。通过拉杆6使转动臂9在0-40°内摆动，带动与之连接的转动轴19转动，转动轴19又通过调节臂8和连杆5带动其它七根转动轴转动，固定在转动轴上的调节叶片随之转动，调节臂8与调节叶片之间的角度为20°，实现一个独立风室内调节叶片倾斜角度的联动调整。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其配方、工艺所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种W型火焰炉的燃烧系统，包括炉体、隔板、燃烧器、水冷壁管、调节叶片装置，所述炉体中设置有上炉膛、二次风室和下炉膛，所述水冷壁管设置在二次风室和下炉膛之间，所述隔板将二次风室分隔为上二次风室和下二次风室，所述上二次风室中设置有与炉膛相通的燃烧器，每个燃烧器对应的水冷壁管之间设置有两个窄喷口和两个宽喷口，每个宽喷口、窄喷口旁由纵隔板隔成相应的宽缝风室、窄缝风室，所述宽缝风室、窄缝风室上设置有调节叶片装置，其特征是：所述宽缝风室中设置有分隔纵板，所述分隔纵板与后拉水冷壁管相连，将宽缝风室分隔成两个独立的风通道。

2.根据权利要求1所述的W型火焰炉的燃烧系统，其特征是：在每个宽喷口处，所述的分隔纵板的厚度与后拉水冷壁管的外径相同或略大于后拉水冷壁管的外径。

3.根据权利要求1所述的W型火焰炉的燃烧系统，其特征是：在每个宽喷口处，所述的分隔纵板共有两块，所述两块分隔纵板的外表面之间的距离等于或者略大于后拉水冷壁管的外径。

4.根据权利要求1、2或3所述的W型火焰炉的燃烧系统，其特征是：所述的调节叶片装置与相邻分隔纵板或纵隔板相接触的叶片长边进行倒角处理。

5.根据权利要求4所述的W型火焰炉的燃烧系统，其特征是：所述的调节叶片装置由连杆、拉杆、调节臂、转动臂、转动轴、调节叶片组成，所述拉杆与转动臂连接，所述转动臂与一根转动轴相连，每根转动轴上安装有调节臂，调节臂通过铰链与连杆连接，所述转动轴穿过分隔纵板和纵隔板，调节叶片通过螺栓固定在转动轴上。

6.根据权利要求5所述的W型火焰炉的燃烧系统，其特征是：所述的在每一个风室内沿炉膛高度方向设置八块可摆动调节叶片，调节叶片垂直间距不大于250mm。

7.根据权利要求5所述的W型火焰炉的燃烧系统，其特征是：所述的转动臂与拉杆连接的部位开有滑动槽，在拉杆上开有销孔，滑动销穿过销孔和滑动槽将转动臂和拉杆连接，通过拉杆使转动臂在0-40°内摆动。

8.根据权利要求5所述的W型火焰炉的燃烧系统，其特征是：所述的调节臂与调节叶片之间的角度为20°。

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