CN114165780B - 一种w火焰锅炉燃烧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种W火焰锅炉燃烧装置，包括一次风管、内设数个分通道的二次风箱、设于一次风管内的煤粉分离装置、与一次风管相连的乏气风管、设于锅炉拱上的数个一次风喷口、二次风喷口、点火风喷口，点火风喷口内设有点火枪，每个分通道内均设有调节挡板，二次风喷口及点火风喷口均与各自的分通道相连；在拱下垂直墙上均设有与乏气风管相连的数个乏气风喷口，在乏气风喷口纵向两侧的拱下垂直墙上设有数个拱下顶部二次风喷口和拱下底部二次风喷口，拱下顶部二次风喷口和拱下底部二次风喷口均与各自的分通道相连；本发明能保证低挥发分煤粉气流适时着火、稳定燃烧、提升燃烧效率，并降低NOx及防止炉膛结焦。

Description

一种W火焰锅炉燃烧装置
技术领域
本发明涉及一种W火焰锅炉燃烧装置，特别是用于低挥发分难燃煤种的W火焰锅炉燃烧装置。
背景技术
W型火焰锅炉是适合燃用贫煤和无烟煤等低挥发分等难燃煤种的一种电站锅炉，煤粉在炉内燃烧形成“W”形火焰燃烧，增加了煤粉颗粒在炉内停留的时间，有助于煤粉燃尽。但无烟煤和贫煤挥发分含量低，其着火和燃尽特性差，燃尽需要较长的时间，现有的燃烧装置其拱下配风为风幕式配风、速度低、方向无法调节，且乏气风位于拱上，在实际运行中，存在火焰下冲深度不足、煤粉气流着火晚、燃烧不稳定、前后墙结焦、飞灰可燃物含碳量高等问题，为保证煤粉燃尽，主燃区通常会铺设卫燃带以维持高的炉膛温度，这又导致燃烧产生的NOx较高；虽然通过燃烧调整试验能够在一定程度上缓解上述问题，但是由于燃烧组织方式没有发生改变，仍然无法从根本上解决问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种W火焰锅炉燃烧装置，它能保证低挥发分煤粉气流适时着火、稳定燃烧、提升燃烧效率，并降低NOx及防止炉膛结焦。
为了达到上述目的，本发明的一种W火焰锅炉燃烧装置，包括一次风管、内设数个分通道的二次风箱、设于一次风管内的煤粉分离装置、与一次风管相连的乏气风管、设于锅炉拱上的数个一次风喷口、二次风喷口、点火风喷口，点火风喷口内设有点火枪，每个分通道内均设有调节挡板，二次风喷口及点火风喷口均与各自的分通道相连；特征在于：在拱下垂直墙上均设有与乏气风管相连的数个乏气风喷口，在乏气风喷口纵向两侧的拱下垂直墙上设有数个拱下顶部二次风喷口和拱下底部二次风喷口，拱下顶部二次风喷口和拱下底部二次风喷口均与各自的分通道相连。
使用时，点火枪工作，一次风管内通入一次风粉，二次风箱内通入二次风，煤粉分离装置使煤粉气流分离为淡粉气流和浓粉气流，分别引入乏气风管和一次风管，乏气风的引出使剩余的一次风得到浓缩，一次风喷口处的煤粉浓度得到大大提高，有利于贫煤和无烟煤的迅速着火和燃烧稳定，一次风喷口为直流式煤粉燃烧喷嘴，阻力小，可增加一次风的下冲深度和一次风射流的穿透距离，延长火焰行程，防止火焰过早转弯上飘，有利于煤粉颗粒的燃尽；乏气风喷口布置于拱下垂直墙，以减少其对拱上主气流的影响，同时燃烧器分离出来的乏气风中含有少量较细的煤粉和大部分空气，实现分级燃烧，在下炉膛高温区引入有利于燃尽和降低NOx生成量；
拱上的二次风喷口送入大部分分级二次风以提供燃烧初期用风，二次风与煤粉在拱上分离送入，有益于煤粉的着火和初期的燃烧稳定，并且避免一、二次风过早混合，对抑制燃烧初期NOx的生成有利；煤粉着火后，在拱下分两级送入燃烧所需的二次风，及时补充燃烧所需的空气，增强后期燃烧用风的混合，以满足煤粉燃尽的要求；拱下顶部二次风喷口布置于拱下垂直墙上部，用于燃烧初期补风，避免煤粉气流直接冲刷拱部拐点处水冷壁，防止水冷壁结焦；拱下底部二次风喷口布置于拱下垂直墙下部，以避免较大流量的二次风过早与拱下一次风射流会合、影响主“W”形火焰，增加炉内火焰行程后，有利于煤粉颗粒的燃尽；二次风在全炉膛多点、分级供给，保证煤粉气流能够适时着火、稳定燃烧；点火风喷口用于布置点火枪，并提供点火枪燃烧时所需的风量及点火枪的冷却风；
作为本发明的进一步改进，所述各一次风喷口及各乏气风喷口外均设有周界风喷口，一次风喷口的周界风喷口与二次风喷口的分通道相连，乏气风喷口的周界风喷口与拱下底部二次风喷口的分通道相连；通过周界风喷口可防止各喷口结焦，实现冷却保护；
作为本发明的进一步改进，所述乏气风管后段置于二次风箱内；可进一步吸收二次风的热量，提高乏气风的温度，有利于乏气风粉的燃尽；
作为本发明的进一步改进，乏气风管内设有乏气风调节挡板；通过调整乏气风调节挡板的开度，控制浓煤粉和淡煤粉气流的分配，以调节煤粉气流浓淡分离效果，并实现对炉膛内火焰中心的进一步调节；根据不同煤质的特性，通过乏气风调节挡板还可实现炉内的燃烧控制；
作为本发明的进一步改进，在拱上上方垂直墙上设有数个燃尽风喷口，燃尽风喷口均与燃尽风箱相连，燃尽风箱内设有调节挡板；将燃烧区域划分为燃烧器区域和燃尽风区域两个部分，在炉膛高度方向上采用空气分级技术，调节两级燃烧系统不同的风量配比能够获得更低的NOx排放量；
作为本发明的进一步改进，所述燃尽风喷口包括中心的直流风喷口和外围的旋流风喷口，直流风喷口内设有直流风调节挡板，旋流风喷口内设有旋流风调节挡板；中心燃尽风直流风喷口速度高、刚性大，能直接穿透上升烟气进入炉膛中心；外圈为旋转气流，离开燃尽风旋流风喷口后向四周扩散，用于和靠近炉膛水冷壁附近的上升烟气进行混合，并调节两风的配比以强化其与炉膛中的烟气混合；
作为本发明的进一步改进，在拱下侧墙两端设有贴壁风管，贴壁风管内设有贴壁风调节挡板；针对低氮燃烧后下炉膛还原性气氛较强的特点，贴壁风沿着平行侧墙的方向吹入，使壁面处于氧化性气氛，保护整个侧墙壁面，并降低壁面温度，可防止侧墙水冷壁区域结焦；
作为本发明的进一步改进，燃尽风箱还联有邻近侧墙的侧燃尽风喷口，侧燃尽风喷口内设有侧燃尽风调节挡板；侧燃尽风与炉膛两侧的上升烟气进行混合，进一步燃尽煤粉；
作为本发明的进一步改进，所述数个二次风喷口与一次风喷口间隔布置；拱上二次风喷口设计速度较高、动量大，以向下引射煤粉气流，增加煤粉颗粒在炉内的火焰行程，有利于煤粉的燃尽；
综上所述，本发明能保证低挥发分煤粉气流适时着火、稳定燃烧、提升燃烧效率，并降低NOx及防止炉膛结焦。
附图说明
图1为本发明实施例的主视图。
图2为图1中拱上各喷口的俯视图。
图3为图1中拱下垂直墙上各喷口的正面视图。
图4为图1中燃尽风装置的正面视图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图4所示，该实施例的一种W火焰锅炉燃烧装置，包括一次风管1、内设数个分通道的二次风箱2、燃尽风箱3、设于一次风管1内的煤粉分离装置4、与一次风管1相连的乏气风管6、设于锅炉拱上31的数个一次风喷口5、二次风喷口7、点火风喷口8，一次风喷口5均与一次风管1相连，数个二次风喷口7与一次风喷口5间隔布置，各一次风喷口5外均设有周界风喷口9，点火风喷口8内设有点火枪8.1，二次风喷口7、周界风喷口9及点火风喷口8均与各自的分通道相连，每个分通道内均设有调节挡板2.1或2.2或2.3；在拱下垂直墙32上均设有与乏气风管6相连的数个乏气风喷口6.1，各乏气风喷口6.1外均设有周界风喷口6.2，乏气风管6后段置于二次风箱内2，乏气风管6内设有乏气风调节挡板6.3，在乏气风喷口6.1纵向两侧的拱下垂直墙32上设有数个拱下顶部二次风喷口10和拱下底部二次风喷口11，拱下顶部二次风喷口10分为两排，拱下顶部二次风喷口10及拱下底部二次风喷口11均与各自的分通道相连，周界风喷口6.2置于拱下底部二次风喷口11的分通道内，两分通道内均设有调节挡板2.6或2.7；在拱下侧墙两端设有贴壁风管12，贴壁风管12内设有贴壁风调节挡板12.1；在拱上上方垂直墙33上设有数个燃尽风喷口13，燃尽风喷口13均与燃尽风箱3相连，燃尽风箱3内设有调节挡板3.1，所述燃尽风喷口13包括中心的直流风喷口13.1和外围的旋流风喷口13.2，直流风喷口13.1内设有直流风调节挡板13.3，旋流风喷口13.2内设有旋流风调节挡板13.4；燃尽风箱3还联有邻近侧墙的侧燃尽风喷口15，侧燃尽风喷口内设有侧燃尽风调节挡板15.1；
使用时，点火枪8.1点火工作，一次风管1内通入一次风粉，二次风箱2和燃尽风箱3内通入二次风，煤粉分离装置4使煤粉气流分离为淡粉气流和浓粉气流，分别引入乏气风管6和一次风管1，乏气风的引出使剩余的一次风得到浓缩，一次风喷口5处的煤粉浓度得到大大提高，有利于贫煤和无烟煤的迅速着火和燃烧稳定，一次风喷口5可采用直流式煤粉燃烧喷嘴，阻力小，可增加一次风的下冲深度和一次风射流的穿透距离，延长火焰行程，防止火焰过早转弯上飘，有利于煤粉颗粒的燃尽；乏气风喷口5布置于拱下垂直墙32，以减少其对拱上主气流的影响，同时分离出来的乏气风中含有少量较细的煤粉和大部分空气，实现分级燃烧，在下炉膛高温区引入有利于燃尽和降低NOx生成量；
二次风的送入位置和方式主要考虑形成合适、稳定的下炉膛空气动力场；拱上的二次风喷口7送入大部分分级二次风以提供燃烧初期用风，二次风与煤粉在拱上间隔、分离送入，有益于煤粉的着火和初期的燃烧稳定，并且避免一、二次风过早混合，对抑制燃烧初期NOx的生成有利，拱上二次风喷口7设计速度较高、动量大，以向下引射煤粉气流，增加煤粉颗粒在炉内的火焰行程，有利于煤粉的燃尽；煤粉着火后，由拱下顶部二次风喷口10及拱下底部二次风喷口11分两级送入燃烧所需的二次风，及时补充燃烧所需的空气，增强后期燃烧用风的混合，以满足煤粉燃尽的要求；拱下顶部二次风喷口10布置于拱下垂直墙32上部，用于燃烧初期补风，避免煤粉气流直接冲刷拱部拐点处水冷壁，防止水冷壁结焦；拱下底部二次风喷口11布置于拱下垂直墙下部，以避免较大流量的二次风过早与拱下一次风射流会合、影响主“W”形火焰，增加炉内火焰行程后，有利于煤粉颗粒的燃尽；燃尽风箱3对各燃尽风喷口13通入二次风，将燃烧区域划分为燃烧器区域和燃尽风区域两个部分，在炉膛高度方向上采用空气分级技术，调节两级燃烧系统不同的风量配比能够获得更低的NOx排放量； 燃尽风喷口13的中心直流风速度高、刚性大，能直接穿透上升烟气进入炉膛中心，外圈为旋转气流，离开燃尽风旋流风喷口13.2后向四周扩散，用于和靠近炉膛水冷壁附近的上升烟气进行混合，并调节两风的配比以强化其与炉膛中的烟气混合；二次风在全炉膛多点、分级供给，保证煤粉气流能够适时着火、稳定燃烧；拱下改为喷口配风，乏气风喷口6.1及拱下底部二次风喷口11均可采用摆动式喷口，可向上、向下摆动，可调节炉膛内火焰中心的位置及一、二次风的射流会合，提高燃尽及降低的NOx排放量；
点火风喷口8用于布置点火枪8.1，并提供点火枪燃烧时所需的风量及点火枪的冷却风；通过周界风喷口9、6.2可防止各一次风喷口5及乏气风喷口6.1结焦，实现冷却保护；乏气风管6后段置于二次风箱2内，可进一步吸收二次风的热量，提高乏气风的温度，有利于乏气风粉的燃尽；通过调整乏气风调节挡板6.3的开度，控制浓煤粉和淡煤粉气流的分配，以调节煤粉气流浓淡分离效果，并实现对炉膛内火焰中心的进一步调节；根据不同煤质的特性，通过乏气风调节挡板6.3还可实现炉内的燃烧控制；针对低氮燃烧后下炉膛还原性气氛较强的特点，贴壁风管12喷出的贴壁风沿着平行侧墙的方向吹入，使壁面处于氧化性气氛，保护整个侧墙壁面，并降低壁面温度，可防止侧墙水冷壁区域结焦；侧燃尽风管喷出的侧燃尽风与炉膛两侧的上升烟气进行混合，进一步燃尽煤粉；各喷口的风量可通过对应的调节挡板进行调节。

Claims (9)

1.一种W火焰锅炉燃烧装置，包括一次风管、内设数个分通道的二次风箱、设于一次风管内的煤粉分离装置、与一次风管相连的乏气风管、设于锅炉拱上的数个一次风喷口、二次风喷口、点火风喷口，点火风喷口内设有点火枪，每个分通道内均设有调节挡板，二次风喷口及点火风喷口均与各自的分通道相连；特征在于：在拱下垂直墙上均设有与乏气风管相连的数个乏气风喷口，在乏气风喷口纵向两侧的拱下垂直墙上设有数个拱下顶部二次风喷口和拱下底部二次风喷口，拱下顶部二次风喷口和拱下底部二次风喷口均与各自的分通道相连。
2.根据权利要求1所述的一种W火焰锅炉燃烧装置，其特征在于：所述各一次风喷口及各乏气风喷口外均设有周界风喷口，一次风喷口的周界风喷口与二次风喷口的分通道相连，乏气风喷口的周界风喷口与拱下底部二次风喷口的分通道相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种W火焰锅炉燃烧装置，其特征在于：所述乏气风管后段置于二次风箱内。
4.根据权利要求3所述的一种W火焰锅炉燃烧装置，其特征在于：乏气风管内设有乏气风调节挡板。
5.根据权利要求4所述的一种W火焰锅炉燃烧装置，其特征在于：在拱上上方垂直墙上设有数个燃尽风喷口，燃尽风喷口均与燃尽风箱相连，燃尽风箱内设有调节挡板。
6.根据权利要求5所述的一种W火焰锅炉燃烧装置，其特征在于：所述燃尽风喷口包括中心的直流风喷口和外围的旋流风喷口，直流风喷口内设有直流风调节挡板，旋流风喷口内设有旋流风调节挡板。
7.根据权利要求6所述的一种W火焰锅炉燃烧装置，其特征在于：在拱下侧墙两端设有贴壁风管，贴壁风管内设有贴壁风调节挡板。
8.根据权利要求7所述的一种W火焰锅炉燃烧装置，其特征在于：燃尽风箱还连有邻近侧墙的侧燃尽风喷口，侧燃尽风喷口内设有侧燃尽风调节挡板。
9.根据权利要求8所述的一种W火焰锅炉燃烧装置，其特征在于：所述数个二次风喷口与一次风喷口间隔布置。
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