CN111442259A - 一种前后墙对冲锅炉 - Google Patents

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马仑
袁昌乐
谭鹏
张�成
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Abstract

本发明属于电站锅炉技术领域，并具体公开了一种前后墙对冲锅炉，其包括相对设置的炉膛前墙和炉膛后墙，该炉膛前墙、炉膛后墙与两侧墙围成锅炉炉膛，且炉膛前墙、炉膛后墙上均设置有多个燃尽风喷口和燃烧器喷口，所述燃尽风喷口位于所述燃烧器喷口上方，所述炉膛前墙和炉膛后墙两侧的部分墙面向所述两侧墙方向偏转一定角度，该偏转的部分墙面分别为前墙楔形墙面和后墙楔形墙面，使位于所述前墙楔形墙面和后墙楔形墙面上的燃尽风喷口和燃烧器喷口的朝向也随之偏转相应角度。本发明通过设置楔形墙面以调整燃烧器、燃尽风喷口喷出的位置和角度，能够有效改善前后墙两侧燃烧器煤粉的着火与燃尽特性，同时改善炉膛两侧墙水冷壁的高温腐蚀与结渣问题。

Description

一种前后墙对冲锅炉
技术领域
本发明属于电站锅炉技术领域，更具体地，涉及一种前后墙对冲锅炉。
背景技术
前后墙对冲锅炉在热电厂发电中应用广泛，其燃烧器采用墙式水平布置，气流携带煤粉通过前后墙上的燃烧器喷入炉膛燃烧，燃烧器水平布置使得煤粉释放的热量在炉膛宽度方向分布均匀，能够改善水平方向烟温偏差问题。不同于四角切圆的燃烧方式，前后墙对冲锅炉相邻燃烧器之间燃烧作用相对独立，对燃烧器的着火和稳定燃烧要求较高。目前前后墙对冲锅炉采用的燃烧器风粉喷出方式有直流射流和旋流射流两种方式，旋流射流煤粉燃烧器能够增强风粉混合，对促进煤粉着火和维持火焰稳定性有利，旋流煤粉燃烧器在前后前对冲燃烧中应用更为广泛。
前后墙对冲锅炉燃烧器的水平方向布置在实际使用中会产生如下问题：煤粉喷出后在炉膛中部集中燃烧形成高温区域，前后墙两侧燃烧器相对中部区域燃烧器喷出的风粉相对分布在高温区外侧，导致前后墙两侧燃烧器喷出煤粉的燃尽程度相对中部区域燃烧器喷出煤粉较低；此外，靠近两侧的前后对应燃烧器喷出气流相向对冲后将形成回流对炉膛两侧墙形成冲刷，带来大量高温的还原性气体，导致侧面炉墙水冷壁出现高温腐蚀与结焦问题。以上问题将降低锅炉效率以及锅炉运行可靠性。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种前后墙对冲锅炉，其目的在于，将前后墙对冲锅炉主燃区前墙与后墙两侧的部分墙面向两侧墙方向偏转一定角度，使得两侧部分墙面上的燃烧器喷口以及燃尽风喷口朝向也随之偏转，能够有效改善前后墙两侧燃烧器煤粉的着火与燃尽特性，同时改善炉膛两侧墙水冷壁的高温腐蚀与结渣问题。
为实现上述目的，本发明提出了一种前后墙对冲锅炉，包括相对设置的炉膛前墙和炉膛后墙，该炉膛前墙、炉膛后墙与两侧墙围成锅炉炉膛，且炉膛前墙、炉膛后墙上均设置有多个燃尽风喷口和燃烧器喷口，所述燃尽风喷口位于所述燃烧器喷口上方，所述炉膛前墙和炉膛后墙两侧的部分墙面向所述两侧墙方向偏转一定角度，该偏转的部分墙面分别为前墙楔形墙面和后墙楔形墙面，使位于所述前墙楔形墙面和后墙楔形墙面上的燃尽风喷口和燃烧器喷口的朝向也随之偏转相应角度。
作为进一步优选的，所述前墙楔形墙面和后墙楔形墙面在炉膛高度方向的范围从最下层燃烧器喷口下侧开始到最上层燃尽风喷口上侧为止。
作为进一步优选的，所述前墙楔形墙面和后墙楔形墙面在炉膛水平方向的范围从两侧1～3个燃烧器喷口内侧位置开始到两侧墙为止。
作为进一步优选的，所述燃烧器喷口分为多层，每层各布置有4、5、6或8个燃烧器喷口。
作为进一步优选的，所述炉膛前墙和炉膛后墙两侧的部分墙面向所述两侧墙方向偏转的角度为5°～30°。
作为进一步优选的，所述炉膛后墙两侧的部分墙面向所述两侧墙方向进行多阶偏转，形成多个楔形墙面，每次偏转角度为5°～30°。
作为进一步优选的，所述燃烧器喷口连接有燃烧器，该燃烧器为直流燃烧器或者旋流燃烧器。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
本发明针对当前前后墙对冲锅炉中两侧燃烧器不合理布置导致锅炉运行出现的经济性与可靠性问题，提出了一种基于前后墙楔形墙面结构的前后墙对冲锅炉，通过前后墙两侧部分墙面向炉膛侧墙偏转一定角度，进而调整炉膛前后墙两侧的燃烧器喷口的位置和喷入角度；
一方面，前后墙两侧燃烧器喷口、燃尽风喷口随着墙面的偏转使得两侧燃烧器风粉与燃尽风的喷入位置更加靠近炉膛的中部高温区域，有利于改善两侧喷入煤粉的着火与燃尽特性，进而提高锅炉整体的煤粉燃烧效率；
另一方面，两侧燃烧器风粉与燃尽风喷入方向向炉膛中心偏转，将有效减轻两侧燃烧器喷出风粉在对冲后对于侧墙面的冲刷，进一步降低两侧墙水冷壁周围温度，实现减轻水冷壁高温腐蚀和结焦的效果。
附图说明
图1为本发明实施例1的前后墙对冲锅炉炉体结构图；
图2为本发明实施例1的前后墙对冲锅炉楔形墙面水平截面图；
图3为本发明实施例1的前后墙对冲锅炉炉体侧视图；
图4为本发明实施例2的前后墙对冲锅炉炉体结构图；
图5为本发明实施例2的前后墙对冲锅炉楔形墙面水平截面图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-炉膛出口，2-炉顶，3-炉膛右墙，4-炉膛左墙，5-炉膛前墙，6-折焰角，7-炉膛后墙，8-燃尽风喷口，9-燃烧器喷口，10-后墙楔形墙面，11-前墙楔形墙面。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明实施例提供的一种前后墙对冲锅炉，包括相对设置的炉膛前墙5和炉膛后墙7，该炉膛前墙5、炉膛后墙7与两侧墙(即炉膛右墙3和炉膛左墙4)围成锅炉炉膛，炉膛上方为炉顶2，炉顶2处设置有炉膛出口1，炉膛后墙7上设置有折焰角6；所述炉膛前墙5、炉膛后墙7上设置有多个对应的燃尽风喷口8和对应的燃烧器喷口9，所述燃尽风喷口8位于所述燃烧器喷口9上方；
将位于主燃区的炉膛前墙5和炉膛后墙7两侧的部分墙面向两侧墙方向偏转一定角度，该偏转的部分墙面分别为前墙楔形墙面11和后墙楔形墙面10，使位于所述前墙楔形墙面11和后墙楔形墙面10上的燃尽风喷口8和燃烧器喷口9的朝向也随之偏转相应角度，从而使得楔形墙面上的燃烧器风粉与燃尽风喷入位置相对传统前后墙对冲锅炉更靠近炉膛中部高温区域，且燃烧器风粉与燃尽风喷入方向向炉膛中部高温区域偏转。
进一步的，所述前墙楔形墙面11和后墙楔形墙面10在炉膛高度方向的范围从最下层燃烧器喷口9下侧开始到最上层燃尽风喷口8上侧为止；所述前墙楔形墙面11和后墙楔形墙面10在炉膛水平方向的范围从两侧1～3个燃烧器喷口9内侧位置开始到两侧墙为止。
进一步的，所述所述前墙楔形墙面11和后墙楔形墙面10上的燃烧器喷口9均分为多层，其中每层各布置有4、5、6或8个燃烧器喷口9。
进一步的，所述炉膛前墙5和炉膛后墙7两侧的部分墙面向所述两侧墙方向偏转的角度为β；更进一步，所述炉膛后墙7两侧的部分墙面可根据需要调整燃烧器数量进行多阶的偏转，形成多个楔形墙面与多个偏转角度β，其中β优选为5°～30°。
以下为具体实施例：
实施例1
如图1和图3所示，为一台600MW前后墙对冲煤粉燃烧锅炉的炉体结构，其楔形墙面高度范围从最下层燃烧器下侧开始到最上层燃尽风喷口的上侧为止，楔形墙面横向范围从两侧边第一个燃烧器的内侧开始到两侧墙为止。通过上述调整，使得炉膛前后墙两侧楔形墙面上的对应的燃烧器与燃尽风喷口的位置和喷入角度也相应调整。
在该实施例中，通过楔形墙面的偏转，使得炉膛两侧向内方向的第一位列的燃烧器与燃尽风喷口的喷入方向向炉膛偏转角度β，如图2所示，其中偏转角度β为10°～20°，进而使所有该位列上的燃烧器与燃尽风喷口皆向炉膛中部高温区靠近0.7m，有利于促进第一位列上喷出煤粉的着火与燃尽，同时，该列前后墙对应燃烧器与燃尽风喷口的几何对冲交点位置相对原来正向对冲交点位置远离两侧面墙1.4m～2.7m，将有效改善两侧墙上水冷壁的腐蚀与结焦等问题。
实施例2
如图4所示，为一台600MW前后墙对冲煤粉燃烧锅炉的炉体结构，基本结构与实施例1中相同，其楔形墙面高度范围从最下层燃烧器下侧开始到最上层燃尽风喷口的上侧为止，楔形墙面横向范围从两侧边第二个燃烧器的内侧开始到两侧墙为止。
在该实施例中，通过楔形墙面的偏转，使得炉膛两侧向内方向的第一和第二位列的燃烧器与燃尽风喷口的喷入方向向炉膛偏转角度为5°～15°，如图5所示，进而使第一和第二位列上的燃烧器与燃尽风喷口分别向炉膛中部高温区分布靠近1.0m和0.5m，有利于促进第一和第二位列上喷出煤粉的着火与燃尽，同时，第一和第二位列上的前后墙对应燃烧器与燃尽风喷口的几何对冲交点位置相对原来正向对冲交点位置远离两侧面墙0.7m～2.0m，将有效改善两侧墙上水冷壁的腐蚀与结焦等问题。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种前后墙对冲锅炉，包括相对设置的炉膛前墙(5)和炉膛后墙(7)，该炉膛前墙(5)、炉膛后墙(7)与两侧墙围成锅炉炉膛，且炉膛前墙(5)、炉膛后墙(7)上均设置有多个燃尽风喷口(8)和燃烧器喷口(9)，所述燃尽风喷口(8)位于所述燃烧器喷口(9)上方，其特征在于，所述炉膛前墙(5)和炉膛后墙(7)两侧的部分墙面向所述两侧墙方向偏转一定角度，该偏转的部分墙面分别为前墙楔形墙面(11)和后墙楔形墙面(10)，使位于所述前墙楔形墙面(11)和后墙楔形墙面(10)上的燃尽风喷口(8)和燃烧器喷口(9)的朝向也随之偏转相应角度。
2.如权利要求1所述的前后墙对冲锅炉，其特征在于，所述前墙楔形墙面(11)和后墙楔形墙面(10)在炉膛高度方向的范围从最下层燃烧器喷口(9)下侧开始到最上层燃尽风喷口(8)上侧为止。
3.如权利要求1所述的前后墙对冲锅炉，其特征在于，所述前墙楔形墙面(11)和后墙楔形墙面(10)在炉膛水平方向的范围从两侧1～3个燃烧器喷口(9)内侧位置开始到两侧墙为止。
4.如权利要求1所述的前后墙对冲锅炉，其特征在于，所述燃烧器喷口(9)分为多层，每层各布置有4、5、6或8个燃烧器喷口(9)。
5.如权利要求1所述的前后墙对冲锅炉，其特征在于，所述炉膛前墙(5)和炉膛后墙(7)两侧的部分墙面向所述两侧墙方向偏转的角度为5°～30°。
6.如权利要求1所述的前后墙对冲锅炉，其特征在于，所述炉膛后墙(7)两侧的部分墙面向所述两侧墙方向进行多阶偏转，形成多个楔形墙面，每次偏转角度为5°～30°。
7.如权利要求1-6任一项所述的前后墙对冲锅炉，其特征在于，所述燃烧器喷口(9)连接有燃烧器，该燃烧器为直流燃烧器或者旋流燃烧器。
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