CN105864754B - 一种用于循环流化床锅炉的二次风布风装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于循环流化床锅炉的二次风布风装置，包括锅炉、设于锅炉内四面墙上的开设让管的水冷壁和二次风系统，锅炉下部为密相区、上部为稀相区，二次风系统包括二次风支管、置于锅炉前墙、后墙外侧的多根二次风立管和设置于水冷壁上与二次风立管连接的二次风喷口，二次风喷口包括双喷口和单喷口，二次风喷口分层布置于锅炉稀相区，让管包括双孔让管和单孔让管，本发明的二次风布置方式增加了炉膛内烟气的扰动作用，使燃料充分燃烧，降低了NOx的生成，不仅实现了二次风高度方向的分级，同时实现水平方向分级。

Description

一种用于循环流化床锅炉的二次风布风装置
技术领域
本发明属于锅炉燃烧技术领域，特别涉及一种用于循环流化床锅炉的二次风布风装置。
背景技术
锅炉燃烧过程中产生的氮氧化物中NO占有90%以上，二氧化氮占5%-10%，产生机理一般分为如下三种：（1）热力型：燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律，当T<1500℃时，NO的生成量很少，而当T>1500℃时，T每增加100℃，反应速率增大6-7倍；（2）瞬时反应型：燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成，其形成时间只需要60ms，所生成的与炉膛压力0.5次方成正比，与温度的关系不大。上述两种氮氧化物都不占NOx的主要部分，不是主要来源。（3）燃料型NOx：由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成，由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度，在600－800℃时就会生成燃料型，它在煤粉燃烧NOx产物中占60－80％，由于煤的燃烧过程由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成，故燃料型的形成也由气相氮的氧化（挥发份）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）两部分组成。
为了降低NOx的排放，需要采用低氮燃烧技术来减少NOx的生成机会，调节锅炉的燃烧特性。现有循环流化床锅炉二次风通常分两级布置，而且水平方向无法实现分级，虽然可以满足锅炉对二次风量的要求，但二次风对炉膛内烟气的扰动作用较差，不利于燃料在炉膛内的充分燃烧。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于循环流化床锅炉的二次风布风装置。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种用于循环流化床锅炉的二次风布风装置，包括锅炉、设于锅炉内四面墙上的开设让管的水冷壁和二次风系统，锅炉下部为密相区、上部为稀相区，所述二次风系统包括二次风支管、置于锅炉前墙、后墙外侧的多根二次风立管和设置于水冷壁上与二次风立管连接的二次风喷口，二次风喷口包括双喷口和单喷口，二次风喷口分层布置于锅炉稀相区，所述二次风为空气与循环烟气的混合物，所述让管包括双孔让管和单孔让管。
进一步的，所述二次风支管与二次风立管之间设置二次风联箱，保证从各个二次风喷口喷入锅炉内的二次风受热均匀，减少热偏差。
进一步的，所述锅炉前墙两侧各设一根连接前墙单喷口的立管，中间设两根连接前墙双喷口的立管，中间两根立管的管径是两侧两根立管管径的2-3倍，所述前墙单喷口与前墙双喷口的两个喷口中间位置位于同一水平线上。
进一步的，所述锅炉后墙设五根二次风立管，两侧两根二次风立管与中间一根二次风立管连接双喷口，其余两根二次风立管连接单喷口，中间双喷口的两个喷口的间距大于两侧双喷口，连接双喷口的立管的管径是连接单喷口的立管管径的2-3倍，所述单喷口与双喷口的上喷口位于同一水平线上，所述两侧双喷口的下喷口和中间双喷口两个喷口的中间位置位于同一水平线上。
进一步的，所述前墙单喷口通过锅炉前墙水冷壁上的单孔让管将二次风喷入锅炉，所述前墙双喷口通过锅炉前墙水冷壁上的双孔让管将二次风喷入锅炉。
进一步的，所述后墙上的单喷口通过锅炉后墙水冷壁上的单孔让管将二次风喷入锅炉，双喷口通过锅炉后墙水冷壁上的双孔让管将二次风喷入锅炉。
进一步的，二次风喷口距离水冷壁底部不小于1.5m。
进一步的，二次风立管长度为其管径的6-8倍。
与现有技术相比，本发明优点在于：
（1）传统循环流化床锅炉二次风管均匀布置于锅炉内，该种布置形式虽然可以满足锅炉对二次风量的要求，但二次风对炉膛内烟气的扰动作用较差，不利于燃料在炉膛内的充分燃烧，也不利于炉膛内燃料的分级燃烧和分层给风，本发明通过设置双喷口与单喷口、调整二次风喷口立管的管径，不仅实现了二次风高度方向的分级，同时实现水平方向分级，以达到炉膛氧量分配均匀的目标；
（2）本发明的二次风布置方式增加了炉膛内烟气的扰动作用，使燃料充分燃烧，降低了NOx的生成；
（3）通过提高二次风喷口的位置，距离水冷壁底部不小于1.5m，增大下部密相还原区高度，从而增大还原时间，让更多煤炭初期燃烧产生的NOx还原为N2；
（4）二次风立管长度为其管径的6-8倍，保证二次风进入炉内能形成良好的射流喷射效果，保持基本射程而不被扩散；
（5）通过把部分循环烟气混入到二次风中，有利于增加二次风喷口的风速，强化稀相区气固、气气混合，提高了炉膛及对流换热区的流速，避免形成局部高温区，从而降低NOx生成，同时延长飞灰在炉内的停留时间，有利于飞灰再燃，减少含碳量。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图；
图2为本发明的炉膛内二次风喷口的布置示意图；
图3为本发明的前墙水冷壁让管位置图；
图4为本发明的后墙水冷壁让管位置图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。
一种用于循环流化床锅炉的二次风布风装置，包括锅炉1、设于锅炉1内四面墙上的开设让管的水冷壁和二次风系统，锅炉1下部为密相区、上部为稀相区，二次风系统包括二次风支管3、置于锅炉前墙8、锅炉后墙11外侧的多根二次风立管3和设置于水冷壁上与二次风立管3连接的二次风喷口2，二次风喷口2包括双喷口和单喷口，二次风喷口2分层布置于锅炉1稀相区，让管包括双孔让管和单孔让管。
所述二次风支管5与二次风立管3之间设置二次风联箱4，保证从各个二次风喷口2喷入锅炉1内的二次风受热均匀，减少热偏差。
所述锅炉前墙8两侧各设一根连接前墙单喷口9的立管，中间设两根连接前墙双喷口10的立管，中间两根立管的管径是两侧两根立管管径的2-3倍，以达到二次风水平方向的分级，前墙单喷口9与前墙双喷口10的两个喷口中间位置位于同一水平线上，以达到二次风高度方向的分级，所述前墙单喷口9通过锅炉前墙水冷壁15上的前墙单孔让管16将二次风喷入锅炉1，前墙双喷口10通过锅炉前墙水冷壁15上的前墙双孔让管17将二次风喷入锅炉1。
所述锅炉后墙11设五根二次风立管，两侧两根二次风立管连接后墙两侧双喷口14，中间一根二次风立管连接后墙中间双喷口12，其余两根二次风立管连接后墙单喷口13，后墙中间双喷口12的两个喷口的间距大于后墙两侧双喷口14的两个喷口，连接后墙两侧双喷口14和后墙中间双喷口12的立管的管径是连接后墙单喷口13的立管管径的2-3倍，以达到二次风水平方向的分级，所述后墙单喷口13、后墙两侧双喷口14的上喷口和后墙中间双喷口12的上喷口位于同一水平线上，后墙两侧双喷口14的下喷口和后墙中间双喷口12两个喷口的中间位置位于同一水平线上，以达到二次风高度方向的分级，所述后墙单喷口13通过锅炉后墙水冷壁18上的后墙单孔让管20将二次风喷入锅炉1，后墙两侧双喷口14通过锅炉后墙水冷壁18上的后墙两侧双孔让管21将二次风喷入锅炉，后墙中间双喷口12通过锅炉后墙水冷壁18上的后墙中间双孔让管19将二次风喷入锅炉。
前墙双喷口10距离前墙水冷壁15底部不小于1.5m，后墙中间双喷口12距离后墙水冷壁18底部不小于1.5m，增大下部密相还原区高度，从而增大还原时间，让更多煤炭初期燃烧产生的NOx还原为N2。
二次风立管长度为其管径的6-8倍，以保证能形成良好的二次风进入炉内的射流喷射效果，保持基本射程而不被扩散。
二次风为空气与循环烟气的混合物，循环风机7把部分烟气通过循环管路6引至二次风支管5与空气混合，有利于增加二次风喷口的风速，强化稀相区气固、气气混合，提高了炉膛及对流换热区的流速，避免形成局部高温区，从而降低NOx生成，同时延长飞灰在炉内的停留时间，有利于飞灰再燃。
综上所述，本发明的二次风布置方式增加了炉膛内烟气的扰动作用，使燃料充分燃烧，降低了NOx的生成；通过设置双喷口与单喷口、调整二次风喷口立管的管径，不仅实现了二次风高度方向的分级，同时实现水平方向分级，以达到炉膛氧量分配均匀的目标；增大下部密相还原区高度，从而增大还原时间，让更多煤炭初期燃烧产生的NOx还原为N2；通过把部分循环烟气混入到二次风中，有利于增加二次风喷口的风速，强化稀相区气固、气气混合，提高了炉膛及对流换热区的流速，避免形成局部高温区，从而降低NOx生成，同时延长飞灰在炉内的停留时间，有利于飞灰再燃，减少含碳量。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于循环流化床锅炉的二次风布风装置，包括锅炉、设于锅炉内四面墙上的开设让管的水冷壁和二次风系统，锅炉下部为密相区、上部为稀相区，其特征在于：所述二次风系统包括二次风支管、置于锅炉前墙、后墙外侧的多根二次风立管和设置于水冷壁上与二次风立管连接的二次风喷口，二次风喷口包括双喷口和单喷口，二次风喷口分层布置于锅炉稀相区，所述让管包括双孔让管和单孔让管，所述二次风支管与二次风立管之间设置二次风联箱，保证从各个二次风喷口喷入锅炉内的二次风受热均匀，减少热偏差，所述锅炉前墙两侧各设一根连接前墙单喷口的立管，中间设两根连接前墙双喷口的立管，中间两根立管的管径是两侧两根立管管径的2-3倍，所述前墙单喷口与前墙双喷口的两个喷口中间位置位于同一水平线上，所述锅炉后墙设五根二次风立管，两侧两根二次风立管与中间一根二次风立管连接双喷口，其余两根二次风立管连接单喷口，中间双喷口的两个喷口的间距大于两侧双喷口，连接双喷口的立管的管径是连接单喷口的立管管径的2-3倍，所述单喷口与双喷口的上喷口位于同一水平线上，所述两侧双喷口的下喷口和中间双喷口两个喷口的中间位置位于同一水平线上，所述二次风喷口距离水冷壁底部不小于1.5m。
2.根据权利要求1所述的一种用于循环流化床锅炉的二次风布风装置，其特征在于：所述前墙单喷口通过锅炉前墙水冷壁上的单孔让管将二次风喷入锅炉，所述前墙双喷口通过锅炉前墙水冷壁上的双孔让管将二次风喷入锅炉。
3.根据权利要求1所述的一种用于循环流化床锅炉的二次风布风装置，其特征在于：所述后墙上的单喷口通过锅炉后墙水冷壁上的单孔让管将二次风喷入锅炉，双喷口通过锅炉后墙水冷壁上的双孔让管将二次风喷入锅炉。
4.根据权利要求1所述的一种用于循环流化床锅炉的二次风布风装置，其特征在于：所述二次风立管长度为其管径的6-8倍。
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