CN108591996A - 一种炉内燃尽风设置方法和采用燃尽风技术的锅炉 - Google Patents

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徐志斌
岳小俊
徐正
张鑫
王秀学
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    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
    • F23C5/08—Disposition of burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L1/00—Passages or apertures for delivering primary air for combustion 

Abstract

本发明涉及一种炉内燃尽风设置方法及采用燃尽风技术的锅炉，将由数根一端设有进风接口，另一端设有出气喷口的输风管道构成的燃尽风系统整体设置在炉腔内，并将进风接口固设在喉口/前墙上，将输风管道贴设在腔壁上，将出气喷口限位固设在炉膛烟气流方向中后部需要不间断补充燃尽风的限定位上，使燃尽风依靠设置在炉腔内的燃尽风系统被输送到炉膛内需要不断补充燃尽风的点位上，确保燃气在有不间断燃尽风补充的环境中充分进行整体低NOX的浓淡燃烧。结构简单且科学合理，设置方便且投入成本低，避免了现有技术中在炉体上设孔、在炉体外围铺设管道的麻烦，对现有各种型式锅炉改造时配设燃尽风系统具有普遍指导意义，为环保部门严格执行低氮排放标准提供了技术保证。

Description

一种炉内燃尽风设置方法和采用燃尽风技术的锅炉
技术领域
本发明涉及锅炉超低氮燃烧技术领域，特别是一种适于不同型式锅炉上使用的炉内燃尽风设置方法和采用燃尽风技术的锅炉。
背景技术
随着国家执法力度的加强，在燃气锅炉上采用低氮燃烧技术、将NOx排放量达到30mg/Nm3或者更低是目前业界的主攻方向。目前常用的通过在燃气锅炉上设置低氮燃烧器、并辅以烟气再循环技术的方法，将NOx排放量降低至30 mg/Nm3的产品和技术已趋成熟。但若仅凭此两者的结合来进一步将NOx排放量降低至15mg/Nm3仍具难度，因此必须继续研究开发更新的燃烧器或其他更新的低氮燃烧技术。对于我国目前市场拥有量较大、型式不一的小炉膛锅炉，特别是如图1所示的火管锅炉，普遍存在着炉膛体积小、燃烧的容积热负荷大和降低NOx排放量难度更大、甚至连实现NOx排放量小于30mg/Nm3都有难度的实际问题。为了降低小炉膛用燃气燃烧器的NOx排放量，目前国际上较多的燃烧器厂家采用了将主要燃气喷嘴径向朝外设置的方法，以分散喷射燃气、避免火焰过于集中，对于降低NOx的生成量有一定效果。但随之带来了由于燃气朝外喷射、直接冲刷炉胆，容易造成炉壁结焦或者CO居高不下的问题，故欠理想。
燃尽风技术是一种近几年问世的将燃烧过程中缺失的氧气在一定的时间内给予补充的有效低氮燃烧辅助技术，目前较多地应用于现有燃气锅炉的低氮改造中。目前采用燃尽风技术的燃尽风系统均为炉外设置型，主要是采用在沿炉膛内烟气流方向的锅炉炉壁上按需限位布设燃尽风喷口、在炉体外部铺设相应的输风管道、使助燃风借助输风管道经喷口送入炉膛腔的方法实现的。由于现有燃气锅炉的型式较多、结构各异，故上述方法并不适用所有锅炉改造中，例如图1所示的包含有燃烧器1、锅炉炉膛2、锅炉炉体3及设置在锅炉炉体3外围的回程烟管4的火管锅炉（WNS），由于其除锅炉炉膛2及回程烟管4以外的其余区域均处于充满水的环境中，所以，改造锅炉时要在该类锅炉的炉壁上设置燃尽风喷口孔和在炉体外围施工、铺设输风管道是不现实的。所以，为了使目前大量在用的各式出力小、炉膛小且/或形状特殊型锅炉都能通过改造达到NOx排放小于15mg/Nm3的低氮燃烧要求，很有必要创新研发一种适用于各种炉型、且施工方便的燃尽风布置方案，以使燃尽风技术合理地应用到各种炉型燃气锅炉的改造中。
发明内容
本发明的目的是要克服现有炉外设置型燃尽风系统适用面有限的不足，提供一种与炉型构式无关、能充分满足各种不同型式锅炉配用燃尽风技术、实现低氮燃烧要求的炉内燃尽风设置方法和采用燃尽风技术的锅炉。
本发明的炉内燃尽风设置方法，主要是通过将由数根一端设置有进风接口，另一端设置有出气喷口的输风管道构成的燃尽风系统整体设置在炉腔内，并将所述的进风接口固定限位设置在喉口/前墙上，将所述的输风管道贴持设置在腔壁上，将所述的出气喷口限位固设在炉膛烟气流方向中后部需要不间断补充燃尽风的限定位上的方法，实现燃尽风依靠设置在炉腔内的燃尽风系统输送到炉膛内燃气燃烧过程中需要不断补充燃尽风的点位上供气，确保燃气在有不间断燃尽风补充的环境中充分进行整体低NOX的浓淡燃烧。
基于本发明炉内燃尽风设置方法设置的一种采用燃尽风技术的锅炉，主体包含燃烧器、锅炉炉膛和锅炉炉体，特征在于还包含设置有炉内燃尽风系统，其中：
所述的炉内燃尽风系统主体设置在炉腔内，由若干个燃尽风支路构成；
所述的燃尽风支路由上端设置有进风接口、下端设置有出气喷口、折向和长度均按需设置的管道构成；
所述的出气喷口包含有位于下端顶部的轴向喷口和数个位于下端侧面上的侧向喷口，其中所述的轴向喷口和侧向喷口可同时设置或选一布设。
在固定安装状态下，所述的燃尽风支路以按需数层、每层数支的形式成组同轴错位设置，所述的管道以直管或按需偏折的形式限位贴持固设在炉膛腔壁上，所述的进风接口位于炉膛烟气流方向的上游、固定安装设置在燃烧器喉口/前墙区域，所述的出气喷口固定限位伸置于与烟气流方向中下游相对应的炉膛中后部限定位置上；
工作时，燃尽风经所述的进风接口由不同长度、不同折向的管道导引进入、并经所述的轴向喷口和侧向喷口以不同的方向高速喷入炉膛，在炉膛内沿烟气流方向上不断地进行整体浓淡燃烧。
基于上述构思的本发明炉内燃尽风设置方法和采用燃尽风技术的锅炉，由于采用了在燃烧器喉口/前墙区域上设置燃尽风接入口、并将输风管道紧贴炉膛腔壁设置在炉膛内，且按照出气喷口设计位要求合理地设定输风管道的长度，使出气喷口按需固定限位于与烟气流方向中下游相对应的炉膛中后部限定区域位置上，能保证在沿烟气流方向上按需供给燃尽风，充分发挥了燃尽风技术的独特功效，确保锅炉的整体正常低氮燃烧；此外，由于燃尽风输风管道布设在炉体腔内，入风口位于燃烧器喉口/前墙区域，故避免了现有技术中必须在炉体上设孔和在炉体外围铺设管道的麻烦，使本发明的燃尽风技术设置方法能适用于不同型式的所有锅炉，充分解决了燃尽风技术的工作适用性问题，为各种型式的锅炉实现低氮达标消除了技术屏障；而且依据本发明的方法配制的炉内燃尽风系统，与传统的炉外设置型燃尽风系统相比，明显具有结构更简单且科学合理，能充分满足所有型号锅炉及现有各种型号锅炉的低氮改造要求，设置方便且投入成本低，只要合理地选材，定能确保炉内燃尽风系统在炉内高温环境中的可靠工作寿命。综上所述，本发明有效解决了燃尽风技术传统的设置方法不能通用于所有型号锅炉的不足，设计新型低氮燃烧锅炉、为传统锅炉的低氮改造、为环保部门严格执行低氮排放标准提供了技术保证、作出了实质性贡献，实是本行业技术领域的一大技术突破性发明创造。
附图说明
图1是现有WNS锅炉结构示意图：
图2是本发明实施例的总体结构示意图；
图3是图2的A向视图：
图中：
1.燃烧器 2.锅炉炉膛 3.锅炉炉壁 4.回程烟管
5.炉内燃尽风系统 51.燃尽风支路 511.进风接口
512.出气喷口 513.管道 514.轴向喷口 515.侧向喷口。
具体实施方式
下面结合附图及典型实施例对本发明作进一步说明。
在图2和图3中，本发明采用燃尽风技术的锅炉，主体包含燃烧器1、锅炉炉膛2、锅炉炉体3，特征在于还包含设置有炉内燃尽风系统5，其中：
所述的炉内燃尽风系统5主体设置在炉腔内，由若干个燃尽风支路51构成；
所述的燃尽风支路51由上端设置有进风接口511和下端设置有出气喷口512、折向和长度按需设置的管道513构成；
所述的出气喷口512包含有位于下端顶部的轴向喷口514和数个位于下端侧面上的侧向喷口515，其中所述的轴向喷口514和侧向喷口515可同时设置或选一布设。
在固定安装状态下，所述的燃尽风支路51以按需数层、每层数支的形式成组同轴错位设置，所述的管道513以直管或按需偏折的形式限位贴持固设在炉膛腔壁上，所述的进风接口511位于炉膛烟气流方向的上游、固定安装设置在燃烧器喉口/前墙区域，所述的出气喷口512固定限位伸置于与烟气流方向中下游相对应的炉膛中后部限定位置上；
工作时，燃尽风经所述的进风接口511由不同长度、不同折向的管道513导引进入、并经所述的轴向喷口514和侧向喷口515以不同的方向高速喷入炉膛，在炉膛内沿烟气流方向上不断地进行整体浓淡燃烧。

Claims (2)

1.一种炉内燃尽风设置方法，其特征在于：通过将由数根一端设置有进风接口，另一端设置有出气喷口的输风管道构成的燃尽风系统整体设置在炉腔内，并将所述的进风接口固定限位设置在喉口/前墙上，将所述的输风管道贴持设置在腔壁上，将所述的出气喷口限位固设在炉膛烟气流方向中后部需要不间断补充燃尽风的限定位上的方法，实现燃尽风依靠设置在炉腔内的燃尽风系统输送到炉膛内燃气燃烧过程中需要不断补充燃尽风的点位上供气，确保燃气在有不间断燃尽风补充的环境中充分进行整体低NOX的浓淡燃烧。
2.一种采用燃尽风技术的锅炉，主体包含燃烧器（1）、锅炉炉膛（2）和锅炉炉体（3），其特征在于还包含设置有炉内燃尽风系统（5），其中：
所述的炉内燃尽风系统（5）主体设置在炉腔内，由若干个燃尽风支路（51）构成；
所述的燃尽风支路（51）由上端设置有进风接口（511）、下端设置有出气喷口（512）、折向和长度均按需设置的管道（513）构成；
所述的出气喷口（512）包含有位于下端顶部的轴向喷口（514）和数个位于下端侧面上的侧向喷口（515），其中所述的轴向喷口（514）和侧向喷口（515）可同时设置或选一布设；
在固定安装状态下，所述的燃尽风支路（51）以按需数层、每层数支的形式成组同轴错位设置，所述的管道（513）以直管或按需偏折的形式限位贴持固设在炉膛腔壁上，所述的进风接口（511）位于炉膛烟气流方向的上游、固定安装设置在燃烧器喉口/前墙区域，所述的出气喷口（512）固定限位伸置于与烟气流方向中下游相对应的炉膛中后部限定位置上；
工作时，燃尽风经所述的进风接口（511）由不同长度、不同折向的管道（513）导引进入、并经所述的轴向喷口（514）和侧向喷口（515）以不同的方向高速喷入炉膛，在炉膛内沿烟气流方向上不断地进行整体低NOX的浓淡燃烧。
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