CN107289445B - 一种提高电厂锅炉燃烧值的装置 - Google Patents

Abstract

一种提高电厂锅炉燃烧值的装置，涉及一种电厂锅炉装置，所述装置采用撞击流四喷嘴一次风对置撞击和双二次风四角切圆布置及反向双切圆和空气分级燃烧，四喷嘴一次风携带煤粉在炉膛中心形成对置撞击；二次风分为上下两股风，分别为强风口（10）和弱风口（9），都采用四角切圆燃烧方式在出口射流中心线与水冷壁中心线形成两个不同的夹角，使得在炉膛中心形成两个方向相同但直径不同的假想切圆。该装置设有撞击流一次风四喷嘴对置撞击，在撞击区会形成一个煤粉集聚的高浓度区和流动状态高度湍动和振荡区。又因为撞击区高度湍动和振荡性，增加了空气与煤粉之间的接触，增强了气流互燃效果，提高了燃烧的稳定性和经济性。

Description

一种提高电厂锅炉燃烧值的装置

技术领域

本发明涉及一种电厂锅炉装置，特别是涉及一种提高电厂锅炉燃烧值的装置。

背景技术

目前我国的电站煤粉锅炉基本采用切圆燃烧技术，W型火焰燃烧技术和对冲燃烧技术等。其中切圆燃烧技术按照燃烧器布置位置的不同又可分为四角切圆布置方式和四墙切圆布置方式，对冲有前后墙水平对称和W型火焰对称两种方式。四角切圆燃烧在炉内旋转使得火焰行程长，有利于燃烧；对冲燃烧各燃烧器平行燃烧，单只燃烧器独立燃烧稳定性较强。

但其两种方式也有以下缺点：

1.四角切圆燃烧方式：其所需着火热高，固体未完全燃烧热损失

多，火焰偏斜，结渣严重，调峰性能差。

2.对冲燃烧方式：着火时间长，火焰行程短，

多，

含量高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高电厂锅炉燃烧值的装置，该装置设有撞击流一次风四喷嘴对置撞击，在撞击区会形成一个煤粉集聚的高浓度区和流动状态高度湍动和振荡区。又因为撞击区高度湍动和振荡性，增加了空气与煤粉之间的接触，增强了气流互燃效果，提高了燃烧的稳定性和经济性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种提高电厂锅炉燃烧值的装置，所述装置包括原煤仓、给煤机、磨煤机、汽包、高温对流过热器、屏式过热器、下降管、炉膛水冷壁、燃烧器、下联箱、低温对流过热器、再热器、再热蒸汽出口、再热蒸汽进口、省煤器、给水、空气预热器、排粉风机、排渣装置、除尘器、引风机、烟筒；

电站锅炉燃烧室采用撞击流四喷嘴一次风对置撞击和双二次四角切圆布置的技术，该技术具体包括图3、图4、图5中：锅炉炉膛、锅炉燃烧器、一次风流型、二次风流型、强二次风流型、喷油嘴、周界风、一次风喷嘴、弱二次风喷嘴、强二次风喷嘴、三次风、上两级炉膛流场旋向、下两级炉膛流场旋向；A、燃烧室所处位置及高度；B、燃尽高度；C、排灰高度；D、锅炉高度；E、锅炉深度；F、锅炉宽度；撞击流四喷嘴一次风流型对置撞击区位于炉膛中心，二次风分为两股风，上下分别为强二次风流型和弱二次风流型且都采用四角切圆燃烧技术，在炉膛中心形成两个旋转方向相同直径不同的假想切圆，小直径切圆靠近撞击区；一次风喷嘴的出口射流中心线与水冷壁中心线形成向上的夹角角度较小，因此四喷嘴对置撞击是有一定的向上傾角，形成抛物线型；一次风喷嘴布置在炉膛的四个角，二次风位于上部，上下分为强风口和弱风口，每两层燃烧器之后，二次风的角度发生改变，使得与原二次风出口角度相反，以至在炉膛内形成反向双切圆布置；

设置在炉膛的四个角的煤粉燃烧器的层数在超临界内为7-8层，具体层数根据炉膛容量来定。

本发明的优点与效果是：

1.本发明撞击流一次风四喷嘴对置撞击，在撞击区会形成一个煤粉集聚的高浓度区和流动状态高度湍动和振荡区。其在高浓度区域内将发生以下效果：煤粉的着火温度降低250-300℃

(烟煤)或400-500℃（无烟煤）；着火时间缩短1/2，火焰温度提高150-200，着火距离缩短100-400mm，火焰传播速度快，煤粉气流着火热减少55%，氧化氮的排放量直线下降，又因为撞击区高度湍动和振荡性，增加了空气与煤粉之间的接触，增强了气流互燃效果，提高了燃烧的稳定性和经济性。

2.本发明四喷嘴对置撞击增加了煤粉在撞击区的往复振荡运动，从而提高了煤粉的停留时间，并且在撞击区煤粉颗粒的高速撞击有研磨煤粉的作用，煤粉粒度变小，所以燃烧更完全，降低了

，提高了锅炉效率。

3.本发明四喷嘴对置撞击，在撞击区的四周会产生漩涡，压力降低有利于吸收迸发的颗粒，从而减少结渣，又有利于二次风与一次风进行混合，所以提高了燃烧的稳定性和效果。双二次风形成的切圆，采用了空气分级燃烧技术，首先进行燃烧的空气是弱风口的空气，此时燃料的燃烧得不到充分的氧气，氮氧化物产生量自然也不多，后面强风口空气的进入最终使燃料完全燃烧，可是氮氧化物因产生条件不足导致产生量减少，这种方法使氮氧化物的排放量可以减少三成，并且在降低排放物的同时还可以促进燃料的完全燃烧。另外：一是为了给一次风补充空气，二是增加空气动力场扰动并增加了火焰行程，三是将火焰与炉墙“炉墙”隔开，形成一层“气幕”，在水冷壁附近区域造成氧化性氛围，火焰不贴炉墙并提高灰熔点温度，有利于避免火焰冲刷水冷壁，减少结渣。

4.本发明四喷嘴的出口射流中心线与水冷壁中心线形成向上的夹角，有相关论文可以证实，气固撞击，抛物线型的撞击使得颗粒活动区域加强，能够更快使颗粒充满整个流场空间，与直线型流型撞击有明显的优势。

5.本发明撞击流四喷嘴对置撞击，分为颗粒射流区，颗粒碰撞区，颗粒发散区，射流本身的卷吸和邻角的相互点燃，提高了着火性能，又因为本技术是对冲撞击和四角切圆方式的巧妙结合，因此也具有它们的优点。

6.本发明一次风喷嘴下方布置的周界风，有防止一次风喷口烧坏或变形，并有利于卷吸高温烟气，从而增强着火的能力。而三次风对煤粉的燃烧过程有强烈的混合作用，并补充燃尽阶段所需要的氧气

7.本发明当锅炉负荷降低时，四喷嘴出口流量降低，煤粉浓度降低。因此，煤粉撞击区相互之间的煤粉渗透比例增加，提高了煤粉在炉内的停留时间，提高了燃烧效率，且撞击区依旧保持高浓度的煤粉，因此避免负荷降低，易熄火的状况，且燃烧更加完全，因此此新型布置方式适应锅炉变负荷，调峰性能好。

8.反向双切圆燃烧使炉内存在多个旋流燃烧火焰，所以产生了多个火球相互配合，起到了防止火焰偏斜作用，且不仅具有切圆燃烧的众多优点，同时还能减小出口的温度偏差。

9.本发明根据锅炉在整个热力发电站的位置。根据撞击流在混合燃烧的一些独特优势进行了巧妙的结合，提出了其独特的混合方式和配风技术。从而不但继承了两种方式的燃烧优点，更重要的是，本发明解决了现有大型电站锅炉普遍存在的一些污染及资源问题。其中显著效果为：减少了氮氧化物的生成量，降低煤粉的初期着火热，从中使燃烧稳定性提高，另外减少了结渣和固体未完全燃烧热损

，提高了锅炉效率并且增强变负荷能力。

附图说明

图1是电站锅炉及其辅助系统连接示意图；

图2是锅炉燃烧室布置立体结构图；

图3是图2的剖视图；

图4是本发明电站锅炉炉膛内部流场图；

图5是反向双切圆流线图。

图3、图4图、5中：1、锅炉炉膛；2、锅炉燃烧器；3、一次风流型；4、弱二次风流型；5、强二次风流型；6、喷油嘴；7、周界风；8、一次风喷嘴；9、弱二次风喷嘴；10、强二次风喷嘴；11、三次风；12、上两级炉膛流场旋向；13、下两级炉膛流场旋向；A、燃烧室所处位置及高度；B、燃尽高度；C、排灰高度；D、锅炉高度；E、锅炉深度；F、锅炉宽度。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。

本发明提高电站锅炉燃烧性能的技术是采用撞击流四喷嘴一次风对置撞击和双二次风四角切圆布置，另外加入了反向双切圆和空气分级燃烧技术。四喷嘴一次风携带煤粉在炉膛中心形成对置撞击。其炉膛中心形成高浓度和高度湍动区。二次风分为两股风，上下分别为强风口和弱风口，且都采用四角切圆燃烧技术，二次风出口射流中心线与水冷壁中心的夹角不同以至在炉膛中心形成两个旋向相同的两个直径不同的切圆。一次风喷嘴的出口射流中心线与水冷壁中心线形成向上的夹角（角度较小），因此对置撞击有较小的向上倾角，并且撞击区附近会形成大小不一的漩涡，有利于混合。一次风喷嘴布置在炉膛的四个角，二次风位于上部，分为弱风口和强风口，每两层燃烧器之后，二次风的角度要发生改变，使得与原二次风出口角度相反，以至在炉膛内形成反向双切圆的布置；双二次风的形成满足了空气分级燃烧技术的条件。设置在炉膛1的四个角的煤粉燃烧器2的层数在超临界内为7-8层，具体层数根据锅炉容量来定。

锅炉在整个热力发电站的位置，连接结构及相关组成如图1所示，图1中：原煤仓1、给煤机2、磨煤机3、汽包4、高温对流过热器5、屏式过热器6、下降管7、炉膛水冷壁8、燃烧器9、下联箱10、低温对流过热器11、再热器12、再热蒸汽出口13、再热蒸汽进口14、省煤器15、给水16、空气预热器17、排粉风机18、排渣装置19、除尘器20、除尘器21、引风机22、烟筒23。

实施例

本发明实例如图4所示，电站锅炉燃烧室采用撞击流四喷嘴一次风对置撞击和双二次四角切圆布置的技术。

图2和图3所示，具体方法为：撞击流四喷嘴一次风流型3对置撞击区位于炉膛中心，二次风分为两股风，上下分别为强二次风流型5和弱二次风流型4且都采用四角切圆燃烧技术，在炉膛中心形成两个旋转方向相同直径不同的假想切圆，小直径切圆靠近撞击区。

图2所示，一次风喷嘴的出口射流中心线与水冷壁中心线形成向上的夹角（角度较小），因此四喷嘴对置撞击是有一定的向上傾角，形成抛物线型。

图5所示，一次风喷嘴布置在炉膛的四个角，二次风位于上部，上下分为强风口和弱风口，每两层燃烧器之后，二次风的角度发生改变，使得与原二次风出口角度相反，以至在炉膛内形成反向双切圆布置。

设置在炉膛1的四个角的煤粉燃烧器2的层数在超临界内为7-8层，具体层数根据炉膛容量来定。

Claims (3)

1.一种提高电厂锅炉燃烧值的装置，其特征在于，所述装置采用撞击流四喷嘴一次风对置撞击和双二次风四角切圆布置及反向双切圆和空气分级燃烧，四喷嘴一次风携带煤粉在炉膛中心形成对置撞击；二次风分为上下两股风，分别为强风口(10)和弱风口(9)，都采用四角切圆燃烧方式在出口射流中心线与水冷壁中心线形成两个不同的夹角，使得在炉膛中心形成两个方向相同但直径不同的假想切圆，弱风口形成的小直径切圆靠近撞击区；即电厂锅炉炉膛(1)四个角的位置是四个煤粉燃烧器(2)，一次风(3)在炉膛中心对置撞击，弱二次风流型(4)和强二次风流型(5)在炉膛形成两个假想切圆；所述一次风喷嘴布置在炉膛的四个角，二次风位于其上部，上下分别为强风口(10)和弱风口(9)；每两层燃烧器之后，二次风的角度要发生改变，使得与原二次风的角度相反，以至在炉膛内形成反向双切圆布置；双二次风的形成满足了空气分级燃烧技术的条件。

2.根据权利要求1所述的一种提高电厂锅炉燃烧值的装置，其特征在于，所述一次风喷嘴的出口射流中心线与水冷壁中心线形成向上的角度较小的夹角；

另外，一次风的下部布置有周界风(7)，二次风的上部布有三次风(11)装置。

3.根据权利要求1所述的一种提高电厂锅炉燃烧值的装置，其特征在于，所述设置在炉膛(1)的四个角的煤粉燃烧器(2)的层数在超临界内为7-8层，具体层数根据锅炉容量来定。

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