CN108180500A - 一种用于锅炉二次风的等压环形风室及其锅炉系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于锅炉二次风的等压环形风室及其锅炉系统，所述等压环形风室布置在锅炉的炉膛四周并且由围绕炉膛一周的风道合围形成闭环腔室，所述等压环形风室具有二次风入口和二次风出口，所述等压环形风室通过二次风入口与空气预热器的二次风风道连通，所述二次风出口处设置有沿着炉膛高度方向布置并与所述等压环形风室连通的连接风道，其中，设置在炉膛水冷壁上的燃烧器组通过其入口引出的分支风道接入连接风道并与所述等压环形风室连通。所述锅炉系统则包括该等压环形风室。本发明实现了合理配风，在调平各燃烧器二次风量的同时增强了燃烧稳定性。

Description

一种用于锅炉二次风的等压环形风室及其锅炉系统

技术领域

本发明涉及电站锅炉的技术领域，更具体地讲，涉及一种用于锅炉二次风的等压环形风室及其锅炉系统。

背景技术

全球褐煤地质储量约为4万亿吨，约占全球煤炭储量的40％。我国褐煤资源丰富，据20世纪末的统计，我国已有探明褐煤保有储量1300亿吨，占全国煤炭总储量的13％左右。由于世界性的能源紧张和能源结构的调整，对褐煤等劣质煤的开发利用越来越得到人们的重视。我国褐煤储量比较丰富，有开发利用褐煤的自然条件；褐煤的高效清洁利用也能符合国家节能降耗，减少排放的政策。我国对褐煤作为电站锅炉动力用煤的开发起步较晚，但褐煤储量比较丰富，对褐煤的开发利用有先决条件。

当前褐煤锅炉主要采用∏型和塔式布置两种，配制中速磨直吹式制粉系统和风扇磨直吹式制粉系统。对于中低水分的褐煤锅炉，普遍采用中速磨直吹式制粉系统；对于中高水分及以上的褐煤锅炉，需采用风扇磨直吹式制粉系统。

对于采用风扇磨直吹式制粉系统的锅炉，其配风系统存在以下问题：

1)每组燃烧器的二次风分支风道差异较大且阻力差异大

如图1A所示，现一般采用六角(或八角)切圆燃烧布置方式，磨煤机围绕炉膛的四周均匀布置，每台磨对应一个角的燃烧器。由于燃烧器布置在四面墙，其每组燃烧器的二次风引入支管及走向存在较大的差异，阻力差异大；如图1B所示，常规中速磨四角切圆燃烧锅炉则能基本做到四角对冲布置。

2)磨煤机切停时，导致燃烧组织差，易结渣

对于常规四角切圆锅炉，单停运某一台磨煤机时，停运对应的一次风喷口及对应好二次风喷口，此时炉膛燃烧仍为“四角”切圆燃烧方式，燃烧组合不会恶化；而风扇磨系统停运磨煤机时，某一台磨的对应角的燃烧器组会整个停运，此时炉膛燃烧会由“六角火球”变为“五角火球”，燃烧组织会恶化，这就需要二次风配合来保持良好的燃烧组织，防止火球偏斜结渣等问题。而风扇磨常规布置方式使得二次风存在较大的阻力差异，在切停磨时无法做到理性的风量分配。

3)风扇磨制粉系统一次风刚性弱，二次风分配不均易导致燃烧不稳

风扇磨制粉系统靠风扇磨磨煤机提供一次风压力，但是由于风扇磨提升压头不足，一次风速常常偏低，一次风刚性不足，这就需要二次风提供足够的刚性来组织良好火焰燃烧。但由于各分支风道阻力差异大，因此无法做到各风道合理的风量分配，确保合理的燃烧组织和炉内燃烧空气动力场。

因此，有必要解决采用风扇磨直吹式制粉系统的锅炉系统中各风道阻力匹配和风量分类不均的问题。

发明内容

为了解决配风扇磨切圆燃烧锅炉各组燃烧器二次风分支风道阻力分配不均的问题，本发明的目的是提供一种等压环形风室的二次风配合风室结构实现合理配风，在调平各燃烧器二次风量的同时增强燃烧稳定性。

本发明的一方面提供了一种用于锅炉二次风的等压环形风室，所述等压环形风室布置在锅炉的炉膛四周并且由围绕炉膛一周的风道合围形成闭环腔室，所述等压环形风室具有二次风入口和二次风出口，所述等压环形风室通过二次风入口与空气预热器的二次风风道连通，所述二次风出口处设置有沿着炉膛高度方向布置并与所述等压环形风室连通的连接风道，其中，设置在炉膛水冷壁上的燃烧器组通过其入口引出的分支风道接入连接风道并与所述等压环形风室连通。

根据本发明用于锅炉二次风的等压环形风室的一个实施例，所述锅炉为配置风扇磨直吹式制粉系统的塔式褐煤锅炉。

根据本发明用于锅炉二次风的等压环形风室的一个实施例，所述等压环形风室设置在炉膛的上部。

根据本发明用于锅炉二次风的等压环形风室的一个实施例，所述二次风入口设置在炉膛后侧并且二次风入口的数量与空气预热器的二次风风道的数量相等。

根据本发明用于锅炉二次风的等压环形风室的一个实施例，所述燃烧器组沿着炉膛的高度方向布置有若干层，每层布置有若干个燃烧器，所述二次风出口和连接风道的数量与每层燃烧器的数量相等。

根据本发明用于锅炉二次风的等压环形风室的一个实施例，所述等压环形风室的横截面形状为圆形、正方形、长方形或者椭圆形。

根据本发明用于锅炉二次风的等压环形风室的一个实施例，所述等压环形风室为等截面等压环形风室或变截面等压环形风室。

根据本发明用于锅炉二次风的等压环形风室的一个实施例，所述分支风道内设置有二次风门。

根据本发明用于锅炉二次风的等压环形风室的一个实施例，所述等压环形风室内部各处的风压相等且各连接风道及分支风道的结构一致。

本发明的另一方面提供了一种锅炉系统，包括上述用于锅炉二次风的等压环形风室。

与现有技术相比，本发明提供的等压环形风室有利于锅炉系统中各燃烧器的二次风量调平并增强燃烧的稳定性，特别是配风扇磨制粉系统在不同磨煤机的投运组合下能够灵活地对炉膛燃烧进行合理配风，对“切角”燃烧造成火焰偏斜问题进行“纠正”，降低火焰偏斜冲刷水冷壁而引起结渣，防止炉膛燃烧动力恶化，降低炉膛出口烟气温度偏差。

附图说明

图1A示出了现有技术中常规六角切圆二次风风室的结构示意图，图1B示出了现有技术中常规四角切圆二次风风室的结构示意图。

图2示出了根据本发明示例性实施例的用于锅炉二次风的等压环形风室的结构示意图。

附图标记说明：

1-炉膛、2-等压环形风室、3-空气预热器的二次风风道、4-二次风入口、5-二次风出口、6-连接风道、7-分支风道、8-燃烧器。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面先对本发明用于锅炉二次风的等压环形风室的结构和原理进行详细的说明。

图2示出了根据本发明示例性实施例的用于锅炉二次风的等压环形风室的结构示意图。

如图2所示，根据本发明的示例性实施例，所述用于锅炉二次风的等压环形风室2布置在锅炉的炉膛1四周并且由围绕炉膛1一周的风道合围形成闭环腔室，该等压环形风室内部各处连通且无阻断。事实上，该等压环形风室就是一种二次风风室，用于对输送到各燃烧器的热二次风进行调平和均匀分配。优选地，该锅炉为配置风扇磨直吹式制粉系统的塔式褐煤锅炉。

等压环形风室2具有二次风入口4和二次风出口5，等压环形风室2通过二次风入口4与空气预热器的二次风风道3连通。优选地，二次风入口4设置在炉膛1后侧并且二次风入口4的数量与空气预热器的二次风风道3的数量相等，例如图2中所示，设置有两个二次风入口4。由此，热二次风从炉膛后两侧的空气预热器引出后通过二次风风道向上引至所述等压环形风室2，接口(即二次风入口4)位于炉膛后侧，则两路热二次风在等压环形风室2内合并，能够平衡锅炉炉膛左右两侧热二次风的风压偏差。此外，在空气预热器的热二次分发给出口处也可设置联络风道，进一步平衡左右两侧的二次风风压。

二次风出口5处设置有沿着炉膛1高度方向布置并与等压环形风室2连通的连接风道6，其中，设置在炉膛1水冷壁上的燃烧器组通过其入口引出的分支风道7接入连接风道6并与所述等压环形风室2连通，则来自于空气预热器的热二次风进入等压环形风室2之后通过连接风道6和各分支风道7分配到各燃烧器。事实上，本发明的等压环形风室类似于常规锅炉的大风箱作用，环形风室内的各处压力相等，以平衡各分支风道进口处的风压，保持各切角燃烧器的进风量均衡，防止因各角风量不均引起的偏火现象，保证炉内燃烧稳定和流场均匀。

根据本发明的优选实施例，该等压环形风室2设置在炉膛1的上部，能够避免与下部密集的风扇磨炉烟管、一次风管等相干涉。由此，热二次风从空气预热器出来之后向上经由二次风风道引至等压环形风室2中，再通过竖直向下布置的连接风道6分配到各分支风道7及所连接的燃烧器8。

其中，燃烧器组沿着炉膛1的高度方向布置有若干层，例如可以布置4～8层；每层布置有若干个燃烧器8，燃烧器8可以根据所采用燃烧方式的要求布置在各切角上，切角数量与磨煤机数量对应，例如采用6角切圆燃烧方式则每层配置6个燃烧器，例如采用8角切圆燃烧方式式则每层配置8个燃烧器；连接风道6的数量与每层燃烧器8的数量相等，即等压环形风室2竖直向下引出对应切角数量的连接风道，各切角的各层燃烧器由各自的分支风道与竖直向下布置的连接风道连接。

本发明所述等压环形风室2内部各处的风压相等且各连接风道6及分支风道7的结构一致，便于调节各角各层的二次风风量均匀性，保持炉内良好的燃烧稳定并减小炉内偏差。

优选地，各分支风道7内设置有二次风门(未示出)，用以调节各燃烧器喷口的风量。

根据本发明，等压环形风室2的横截面形状可以为圆形、正方形、长方形或者椭圆形等形状。由于等压环形风室2的横截面较大，风室内流速较低，从二次风入口4至二次风出口5各处阻力较小，可近似于零，则二次风出口5各点静压力相等。当然，该等压环形风室2的具体尺寸、具体结构、截面布置方式和二次风引入方式以及燃烧器的布置方式需因项目具体设计。

本发明提供的锅炉系统则包括了上述用于锅炉二次风的等压环形风室，由此避免了系统中各组燃烧器的二次风分支风道存在较大的阻力差异，使得阻力、流量分配均匀。

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。

如图2所示，具体为配置风扇磨直吹式制粉系统的塔式褐煤锅炉，燃烧器布置在炉膛水冷壁的四个墙面上，以该6角切圆燃烧方式为例，等压环形风室布置在炉膛上部，由围绕炉膛一周的风道合围成闭环腔室并组成该等压环形风室，热二次风从炉膛后两侧的空气预热器引出后通过二次风风道向上引至等压环形风室，二次风入口位于炉后，两路热二次风在该等压环形风室内合并。6个切角燃烧器组均通过竖直向下布置的连接风道与等压环形风室连接，各层燃烧器的二次风喷口通过各自引出的分支风道接入连接风道，在各分支风道内设置有二次风门用以调节各个喷口的风量。

其中，等压环形风室内部各处风压相等，各连接风道及分支风道的结构一致，以便于调节各角各层二次风风量的均匀性，保持炉内良好的燃烧稳定行并减小炉内偏差。

具体地，该等压环形风室内等压实现方式具体为：二次风引入及燃烧器布置方式因项目而异，以图2中的布置形式为例，该等压环形风室的热二次风从炉膛后引入，在炉前、炉后各布置一组燃烧器d和a，在炉左、炉右各布置2组燃烧器e、f和b、c，二次风入口处O接口点为基准点，各燃烧器a、b、c、d、e、f对应于各连接风道的二次风出口处A、B、C、D、E、F接口点。

风室内二次风流速较低，从二次风入口4至二次风出口5(A、B、C、D、E、F)各处阻力较小，可近似于零，则二次风出口5各点(A、B、C、D、E、F)的静压力相等。切角a、b、c、d、e、f对应的各层分支风道7及相应的连接风道6结构一致，阻力相等，则每层各燃烧器入口处风压相等。

综上所述，本发明提供的等压环形风室有利于锅炉系统中各燃烧器的二次风量调平并增强燃烧的稳定性，特别是配风扇磨制粉系统在不同磨煤机的投运组合下能够灵活地对炉膛燃烧进行合理配风，对“切角”燃烧造成火焰偏斜问题进行“纠正”，降低火焰偏斜冲刷水冷壁而引起结渣，防止炉膛燃烧动力恶化，降低炉膛出口烟气温度偏差。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (9)

1.一种用于锅炉二次风的等压环形风室，其特征在于，所述等压环形风室布置在锅炉的炉膛四周并且由围绕炉膛一周的风道合围形成闭环腔室，所述等压环形风室具有二次风入口和二次风出口，所述等压环形风室通过二次风入口与空气预热器的二次风风道连通，所述二次风出口处设置有沿着炉膛高度方向布置并与所述等压环形风室连通的连接风道，其中，设置在炉膛水冷壁上的燃烧器组通过其入口引出的分支风道接入连接风道并与所述等压环形风室连通。

2.根据权利要求1所述用于锅炉二次风的等压环形风室，其特征在于，所述锅炉为配置风扇磨直吹式制粉系统的塔式褐煤锅炉。

3.根据权利要求1所述用于锅炉二次风的等压环形风室，其特征在于，所述等压环形风室设置在炉膛的上部。

4.根据权利要求1所述用于锅炉二次风的等压环形风室，其特征在于，所述二次风入口设置在炉膛后侧并且二次风入口的数量与空气预热器的二次风风道的数量相等。

5.根据权利要求1所述用于锅炉二次风的等压环形风室，其特征在于，所述燃烧器组沿着炉膛的高度方向布置有若干层，每层布置有若干个燃烧器，所述二次风出口和连接风道的数量与每层燃烧器的数量相等。

6.根据权利要求1所述用于锅炉二次风的等压环形风室，其特征在于，所述等压环形风室的横截面形状为圆形、正方形、长方形或者椭圆形。

7.根据权利要求1所述用于锅炉二次风的等压环形风室，其特征在于，所述分支风道内设置有二次风门。

8.根据权利要求1所述用于锅炉二次风的等压环形风室，其特征在于，所述等压环形风室内部各处的风压相等且各连接风道及分支风道的结构一致。

9.一种锅炉系统，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述用于锅炉二次风的等压环形风室。