CN1807977A - 墙式燃烧锅炉新三区二级燃尽风布置方式 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种墙式燃烧锅炉新三区燃烧器的分体布置方式，通过原有燃烧器的过量空气系数控制将炉内燃烧过程划分为3个区域，稳燃区、燃烧与还原区和燃尽区；通过在燃烧与还原区的侧墙燃尽风布置及时补充该区的燃烧空气，初期煤粉气流的深度低氧低温燃烧以及燃烧与还原区的深度燃料分级燃烧，成功地解决了现有低NOx燃烧技术脱硝效果差的弊端，二级燃尽风(侧墙燃尽风和顶部燃尽风)补充方式极大地减小了新三区二级燃尽风对燃烧效率的影响，从而使成功地解决了现有NOx燃烧技术脱硝效果和燃烧效率不能兼顾的问题，是一种脱硝效果更优的燃烧器布置方式。

Description

墙式燃烧锅炉新三区二级燃尽风布置方式

                         技术领域

本发明涉及一种锅炉燃烧系统的布置方式，特别涉及一种墙式燃烧锅炉新三区二级(侧墙或后墙+全炉膛)燃尽风的布置方式。

                         背景技术

我国电站燃煤锅炉几乎都采用了低NOx空气分级燃烧技术，但应用效果并不理想，其中，高挥发分燃煤锅炉的NOx排放量基本上都可以控制在650mg/m³左右或更低，低挥发分燃煤锅炉的NOx排放量基本却仍然在1000mg/m³左右或更高。从技术角度看，这与低NOx空气分级燃烧技术现有的技术措施相关。现有技术措施并未能有效控制燃烧初期的过量空气系数，从而制约了低NOx空气分级燃烧技术的脱硝效果。另一方面，在现有技术基础上加深空气分级深度则会影响煤粉气流的燃尽率。如何平衡这对矛盾成了决定低NOx空气分级燃烧技术发展的重大问题，采用何种技术措施加深空气分级深度则成为影响低NOx燃烧技术发展的关键技术问题。

空气分级燃烧技术试验研究发现：有效降低煤粉气流燃烧初期的过量空气系数可以有效地制约燃烧初期的NOx生成，对煤粉气流的燃尽则取决于燃尽风的补充时机。如果燃尽风补充及时，对煤粉气流燃尽的影响相对很小；如果燃尽风补充不及时，对煤粉气流的燃尽则会造成较大的影响。由此可见，有效降低燃烧初期的过量空气系数并及时补充燃尽风是大幅度降低NOx排放，同时又对煤粉气流燃尽影响很小的一条非常有效的技术途径。但是，目前的低NOx燃烧技术和燃烧器布置方式还无法做到这一点，顶部燃尽风补充燃烧空气过于滞后，无法弥补初期燃烧过量空气系数过小对燃烧效率的影响，从而使空气分级低NOx燃烧技术同时无法兼顾脱硝效果和燃烧效率，成为其发展中的致命缺陷，严重的限制了空气分级低NOx燃烧技术的发展。

燃料分级燃烧技术试验研究发现：燃料份额和再燃燃料喷入炉内的烟气气氛对再燃效果影响比较大，再燃燃料的喷入位置对脱硝效果的影响比较小，对煤粉气流的燃尽则影响比较大。由此可见，加大再燃燃料份额和喷入区域的还原性气氛是大幅度降低NOx排放的一条非常有效的技术途径，但必须降低其对燃烧效率的影响。现有的燃料分级燃烧技术无法做到这一点，采用15％左右的燃料量作为再燃燃料也是无奈之举；同时将再燃区与主燃烧区拉开一定的距离，且布置在燃烧器顶部对煤粉气流的燃尽影响非常大。从而使燃料分级低NOx燃烧技术同时无法兼顾脱硝效果和燃烧效率，成为其发展中的致命缺陷，严重的限制了燃料分级低NOx燃烧技术的发展。

                        发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的是提供一种墙式燃烧锅炉的新三区二级(侧墙或后墙+全炉膛)燃尽风布置方式，该布置方式能有效降低锅炉NOx排放，同时对煤粉气流燃尽影响很小。

为了实现上述任务，本发明通过下述的技术方案得以实现：

一种墙式燃烧锅炉新三区二级燃尽风布置方式，其特征在于，通过对原有布置在前后墙或前墙上的燃烧器出口煤粉气流的过量空气系数控制，将炉内的燃烧过程按炉膛高度分为3个区域，最下部为稳定燃烧区，中部为深度低氧燃烧与还原区，上部为两相燃尽区，并在侧墙或后墙布置一定数量的燃尽风喷口；

在炉膛下部的稳定燃烧区，根据原有燃烧器的布置选择1-2层燃烧器作为该区的燃烧器，其燃烧器的过量空气系数控制在0.9-1.2，这些燃烧器的燃烧以常规的稳定燃烧方式为主；

在中部的深度低氧燃烧与还原区，布置1-3层燃烧器喷口作为该区的燃烧器，并布置与之对应的侧墙燃尽风口(以下简称侧墙燃尽风)；

在上部的两相燃尽区，布置1-2层顶部燃尽风喷口(以下简称顶部燃尽风)，这些燃尽风喷口在高度方向上的布置方式为紧凑型或远离型或紧凑型与远离型相结合的布置方式。

本发明具有以下技术特点：

1、本发明利用燃烧器的过量空气系数控制以及侧墙燃尽风、顶部燃尽风的设置将炉内煤粉气流的燃烧过程分为三个区域，在稳定燃烧器，约25％～75％的燃料从该区供入，在该区，以常规燃烧方式为特征，以稳定燃烧为特点。在燃烧与还原区，75％～25％的燃料从该区供入炉内，在该区，以空气分级燃烧和燃料分级燃烧为主要特征，以煤粉气流初期深度低氧燃烧与全区域里的NOx还原反应为主要特点，在该区，通过燃烧器的过量空气系数控制，使燃烧器出口过量空气系数在0.5-0.8范围内，实现煤粉气流燃烧初期的超低氧燃烧，有效抑制NOx的生成。同时，从该区送入炉内的燃料相当于稳定燃烧区的再燃燃料，通过此种超级燃料分级燃烧方式以及该区的深度还原性气氛来还原稳定燃烧区生成的NOx，从而达到降低锅炉NOx排放量的目的。此外，由于侧墙燃尽风的布置补充了煤粉气流着火后期的助燃空气，使沿程火焰温度分布不均的现象有所改善，使燃烧初期的局部高温有所降低，从而实现了该区的低温低氧燃烧，使热力型NOx降低。这种布置方式成功地解决了现有低NOx燃烧技术不能有效降低煤粉气流燃烧初期过量空气系数以及不能加大再燃燃料份额等的弊端，成功地解决了现有低NOx燃烧技术脱硝效果差的问题。本布置方式包含着常规燃烧、空气分级燃烧、燃料分级燃烧以及低温低氧燃烧理念，将其有机地结合在一起。

2、该布置方式采用2级方式补充燃烧空气，首先，侧墙燃尽风从炉膛水平方向中间某处喷入煤粉气流之中，以及时补充煤粉气流燃烧过程的氧量，极大地减小煤粉气流初期超低氧燃烧方式对煤粉气流燃尽过程的影响。其次，在燃尽区，20％左右的燃烧空气从该区喷入炉内，再次补充煤粉气流燃尽过程的氧量，以便煤粉气流燃烧完全。该种方式在不降低主燃烧器区域(包括稳燃区和燃烧与还原区)过量空气系数的条件下，大幅度地降低了燃烧初期的过量空气系数，同时，通过侧墙燃尽风的布置及时补充了煤粉气流燃尽过程所需的氧量，在不降低燃烧效率的条件下取得理想的脱硝效果。

3、该布置方式具有煤种适应性广，对原有燃烧器的位置不做任何改动，与原燃烧系统相比。仅增加了侧墙或后墙燃尽风和顶部燃尽风。布置方式简单，系统简单，非常容易实施，且锅炉本体外型不发生变化等优点。

                        附图说明

图1为实施例1、5的炉侧的主视图；

图2为实施例2、6的炉侧的主视图；

图3为实施例3、7的炉侧的主视图；

图4为实施例4、8的炉侧的主视图；

图5为图1-4的A-A向视图；

图6为图1-4，7-10，11-14，15-16，17-20的A-A向视图；

图7为实施例9的炉侧的主视图；

图8为实施例10的炉侧的主视图；

图9为实施例11的炉侧的主视图；

图10为实施例12的炉侧的主视图；

图11为实施例13的炉侧的主视图；

图12为实施例14的炉侧的主视图；

图13为实施例15的炉侧的主视图；

图14为实施例16的炉侧的主视图；

图15为实施例17的炉侧的主视图；

图16为实施例18的炉侧的主视图；

图17为实施例19的炉侧的主视图；

图18为实施例20的炉侧的主视图；

图19为实施例21的炉侧的主视图；

图20为实施例22的炉侧的主视图；

图21为实施例23的炉侧的主视图；

图22为实施例24的炉侧的主视图；

图23为实施例25的炉侧的主视图；

图24为实施例26的炉侧的主视图；

图25为图21-24的A-A向视图；

图中标号1-为墙式燃烧方式锅炉的燃烧器，2-为侧墙或后墙燃尽风喷口，3-为顶部燃尽风喷口，4-为墙式燃烧锅炉的乏气或三次风喷口

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

                         具体实施方式

本发明的墙式燃烧锅炉新三区二级燃尽风布置方式，通过燃烧器炉膛高度方向上不同层燃烧器出口煤粉气流的过量空气系数控制将炉内燃烧过程分为3个区域，最下部为稳定燃烧区(以下简称为稳燃区)，中部为深度低氧燃烧与还原区(下简称为燃烧与还原区)，上部为两相燃尽区(下简称为燃尽区)。

在下部的稳定燃烧区，根据墙式燃烧锅炉的燃烧器布置方式选择1-2层燃烧器作为稳定燃烧区的燃烧器，其过量空气系数根据燃煤特性以保证稳定燃烧为主来控制，其值在1.0左右；

在中部的燃烧与还原区，布置1-3层燃烧器，并布置1-3层侧墙或后墙燃尽风。该区燃烧器的出口过量空气系数控制根据煤种在0.5-0.8范围内，其目的是在燃烧初期形成深度低氧燃烧，抑制NOx的生成，同时还原稳定燃烧器生成的NOx。侧墙燃尽风喷口布置在墙式燃烧锅炉的两侧墙上，补充煤粉气流着火后期的助燃空气。安装标高与中部燃烧与还原区的燃烧器喷口标高相对应。

在上部的两相燃尽区，布置1-2层顶部燃尽风喷口，燃尽风喷口在高度方向上可采用紧凑型或远离型或紧凑型与远离型相结合的布置方式。

以下是发明人给出的实施例。

实施例1：

参见图1和图5，本实施例共有4层燃烧器喷口，分4层对冲布置在墙式燃烧锅炉的前后墙上，每面墙每层3个燃烧器喷口。最下层燃烧器为稳定燃烧区，此层6只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。上3层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置3层侧墙燃尽风喷口，该3层喷口的标高比上3层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上3层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置2层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑型或远离型或紧凑型与远离型相结合的布置方式。

实施例2：

参见图2和图5，本实施例共有4层燃烧器喷口，分4层对冲布置在墙式燃烧锅炉的前后墙上，每面墙每层3个燃烧器喷口。最下层燃烧器为稳定燃烧区，此层6只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。上3层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置3层侧墙燃尽风喷口，该3层喷口的标高比上3层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上3层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风喷口气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置1层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑或远离型布置方式。

实施例3：

参见图3和图5，本实施例共有4层燃烧器喷口，分4层对冲布置在墙式燃烧锅炉的前后墙上，每面墙每层3个燃烧器喷口。最下2层燃烧器为稳定燃烧区，此2层12只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。上2层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置2层侧墙燃尽风喷口，该2层喷口的标高比上2层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上2层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置2层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑型、远离型或紧凑型与远离型相结合的布置方式。

实施例4：

参见图4和图5，本实施例共有4层燃烧器喷口，分4层对冲布置在墙式燃烧锅炉的前后墙上，每面墙每层3个燃烧器喷口。最下2层燃烧器为稳定燃烧区，此2层12只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。上2层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置2层侧墙燃尽风喷口，该2层喷口的标高比上2层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上2层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置1层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑或远离型布置方式。

实施例5：

参见图1和图6，本实施例共有4层燃烧器喷口，分4层对冲布置在墙式燃烧锅炉的前后墙上，每面墙每层4个燃烧器喷口。最下层燃烧器为稳定燃烧区，此层8只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。上3层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置3层侧墙燃尽风喷口，该3层喷口的标高比上3层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上3层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置2层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑型、远离型或紧凑型与远离型相结合的布置方式。

实施例5：

参见图2和图6，本实施例共有4层燃烧器喷口，分4层对冲布置在墙式燃烧锅炉的前后墙上，每面墙每层4个燃烧器喷口。最下层燃烧器为稳定燃烧区，此层8只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。上3层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置3层侧墙燃尽风喷口，该3层喷口的标高比上3层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上3层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置1层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑或远离型布置方式。

实施例7：

参见图3和图6，本实施例共有4层燃烧器喷口，分4层对冲布置在墙式燃烧锅炉的前后墙上，每面墙每层4个燃烧器喷口。最下2层燃烧器为稳定燃烧区，此2层16只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。上2层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置2层侧墙燃尽风喷口，该2层喷口的标高比上2层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上2层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置2层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑型、远离型或紧凑型与远离型相结合的布置方式。

实施例8：

参见图4和图6，本实施例共有4层燃烧器喷口，分4层对冲布置在墙式燃烧锅炉的前后墙上，每面墙每层4个燃烧器喷口。最下2层燃烧器为稳定燃烧区，此2层16只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。上2层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置2层侧墙燃尽风喷口，该2层喷口的标高比上2层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上2层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置1层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑或远离型布置方式。

实施例9：

参见图7和图6，本实施例共有3层燃烧器喷口，分3层对冲布置在墙式燃烧锅炉的前后墙上，每面墙每层4个燃烧器喷口。最下层燃烧器为稳定燃烧区，此层8只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。上2层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置2层侧墙燃尽风喷口，该2层喷口的标高比上2层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上2层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置2层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑型、远离型或紧凑型与远离型相结合的布置方式。

实施例10：

参见图8和图6，本实施例共有3层燃烧器喷口，分3层对冲布置在墙式燃烧锅炉的前后墙上，每面墙每层4个燃烧器喷口。最下层燃烧器为稳定燃烧区，此层8只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。上2层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置2层侧墙燃尽风喷口，该2层喷口的标高比上2层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上2层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置1层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑或远离型布置方式。

实施例11：

参见图9和图6，本实施例共有3层燃烧器喷口，分3层对冲布置在墙式燃烧锅炉的前后墙上，每面墙每层4个燃烧器喷口。最下2层燃烧器为稳定燃烧区，此2层16只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。上层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置1层侧墙燃尽风喷口，该层喷口的标高比上层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风喷口气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置2层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑型、远离型或紧凑型与远离型相结合的布置方式。

实施例12：

参见图10和图6，本实施例共有3层燃烧器喷口，分3层对冲布置在墙式燃烧锅炉的前后墙上，每面墙每层4个燃烧器喷口。最下2层燃烧器为稳定燃烧区，此2层16只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。上层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置1层侧墙燃尽风喷口，该层喷口的标高比上层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风喷口气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置1层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑或远离型布置方式。

实施例13：

参见图11和图6，本实施例前后墙各有3层燃烧器喷口，后墙3层燃烧器的标高低于前墙对应3层的燃烧器标高，每面墙每层4个燃烧器喷口。前后墙最下层燃烧器为稳定燃烧区，此区8只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。前后墙上2层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置2层侧墙燃尽风喷口，该2层喷口的标高比上2层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上2层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置2层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑型、远离型或紧凑型与远离型相结合的布置方式。

实施例14：

参见图12和图6，本实施例前后墙各有3层燃烧器喷口，后墙3层燃烧器的标高低于前墙对应3层的燃烧器标高，每面墙每层4个燃烧器喷口。前后墙最下层燃烧器为稳定燃烧区，此区8只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。上2层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置2层侧墙燃尽风喷口，该2层喷口的标高比上2层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上2层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置1层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑或远离型布置方式。

实施例15：

参见图13和图6，本实施例前后墙各有3层燃烧器喷口，后墙3层燃烧器的标高低于前墙对应3层的燃烧器标高，每面墙每层4个燃烧器喷口。前后墙下2层燃烧器为稳定燃烧区，此区16只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。前后墙上层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置1层侧墙燃尽风喷口，该层喷口的标高比上层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置2层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑型、远离型或紧凑型与远离型相结合的布置方式。

实施例16：

参见图14和图6，本实施例前后墙各有3层燃烧器喷口，后墙3层燃烧器的标高低于前墙对应3层的燃烧器标高，每面墙每层4个燃烧器喷口。前后墙下2层燃烧器为稳定燃烧区，此区16只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。上层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置1层侧墙燃尽风喷口，该层喷口的标高比上层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置1层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑或远离型布置方式。

实施例17：

参见图15和图6，本实施例共有2层燃烧器喷口和1层乏气风喷口，分3层对冲布置在墙式燃烧锅炉的前后墙上，每面墙每层4个燃烧器喷口。最下层燃烧器为稳定燃烧区，此层8只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。上1层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置1层侧墙燃尽风喷口，该层喷口的标高比上层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置2层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑型、远离型或紧凑型与远离型相结合的布置方式。

实施例18：

参见图16和图6，本实施例共有2层燃烧器喷口，1层乏气风喷口，分3层对冲布置在墙式燃烧锅炉的前后墙上，每面墙每层4个燃烧器喷口。最下层燃烧器为稳定燃烧区，此层8只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。上层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置1层侧墙燃尽风喷口，该层喷口的标高比上层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置1层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑或远离型布置方式。

实施例19：

参见图17和图6，本实施例前墙有3层燃烧器喷口，后墙为2层燃烧器喷口，每面墙每层4个燃烧器喷口。前后墙最下层燃烧器为稳定燃烧区，此区8只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。前墙上2层和后墙上层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置2层侧墙燃尽风喷口，该2层喷口的标高比上2层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上2层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置2层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑型、远离型或紧凑型与远离型相结合的布置方式。

实施例20：

参见图18和图6，本实施例前墙有3层燃烧器喷口，后墙为2层燃烧器喷口，每面墙每层4个燃烧器喷口。前后墙最下层燃烧器为稳定燃烧区，此区8只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。前墙上2层和后墙上层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，该区燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置2层侧墙燃尽风喷口，该2层喷口的标高比上2层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上2层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置1层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑或远离型布置方式。

实施例21：

参见图19和图6，本实施例前墙有3层燃烧器喷口，后墙为2层燃烧器喷口，每面墙每层4个燃烧器喷口。前墙下2层和后墙最下层燃烧器为稳定燃烧区，此区12只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。前墙上2层和后墙上层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置1层侧墙燃尽风喷口，该层喷口的标高比上层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上2层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置2层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑型、远离型或紧凑型与远离型相结合的布置方式。

实施例22：

参见图20和图6，本实施例前墙有3层燃烧器喷口，后墙为2层燃烧器喷口，每面墙每层4个燃烧器喷口。前墙下2层和后墙最下层燃烧器为稳定燃烧区，此区12只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。前墙上层和后墙上层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，该区燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区2侧墙上布置1层侧墙燃尽风喷口，该层喷口的标高比上层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和上层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。每侧墙每层对称布置2只侧墙燃尽风喷口，以便此2只燃尽风气流在炉膛中央混合后，其合成速度指向炉膛中心，流向炉膛中心，以补充中间2只燃烧器煤粉气流燃尽过程的助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置1层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑或远离型布置方式。

实施例23：

参见图21和图25，本实施例仅前墙有4层燃烧器喷口，后墙无燃烧器喷口，前墙每层4个燃烧器喷口。前墙最下层燃烧器为稳定燃烧区，此区4只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。前墙上3层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区后墙上布置2层后墙燃尽风喷口，该2层喷口的标高比第2层与第3层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和对应层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。后墙每层对应布置4只后墙燃尽风喷口，喷口形式为旋流喷口。以补充该区饿助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置2层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑型或远离型或紧凑型与远离型相结合的布置方式。

实施例24：

参见图22和图25，本实施例仅前墙有4层燃烧器喷口，后墙无燃烧器喷口，前墙每层4个燃烧器喷口。前墙最下层燃烧器为稳定燃烧区，此区4只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。前墙上3层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区后墙上布置2层后墙燃尽风喷口，该2层喷口的标高比第2层与第3层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和对应层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。后墙每层对应布置4只后墙燃尽风喷口，喷口形式为旋流喷口。以补充该区饿助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置1层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑型或远离型布置方式。

实施例25：

参见图23和图25，本实施例仅前墙有4层燃烧器喷口，后墙无燃烧器喷口，前墙每层4个燃烧器喷口。前墙最下2层燃烧器为稳定燃烧区，此区8只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。前墙上2层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区后墙上布置2层后墙燃尽风喷口，该2层喷口的标高比上2层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和对应层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。后墙每层与前墙燃烧器对应布置4只后墙燃尽风喷口，喷口形式为旋流喷口。以补充该区饿助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置2层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑型或远离型或紧凑型与远离型相结合的布置方式。

实施例26：

参见24和图25，本实施例仅前墙有4层燃烧器喷口，后墙无燃烧器喷口，前墙每层4个燃烧器喷口。前墙最下2层燃烧器为稳定燃烧区，此区8只燃烧器的出口过量空气系数控制在0.9-1.2的范围内，该区的燃烧以煤粉气流的稳定燃烧为主要特征。前墙上2层燃烧器喷口为深度低氧燃烧与还原区，燃烧器出口的过量空气系数控制为0.5到0.8的范围内，在该区后墙上布置2层后墙燃尽风喷口，该2层喷口的标高比上2层燃烧器喷口略高，以保证燃尽风中心能和对应层燃烧器的燃烧气流中心在同一标高上。后墙每层与前墙燃烧器对应布置4只后墙燃尽风喷口，喷口形式为旋流喷口。以补充该区饿助燃空气。该区域总的过量空气系数根据煤种特性控制在0.8-1.0的范围内。

在燃烧器上方布置1层顶部燃尽风喷口，其水平方向的位置和燃烧器布置一一对应，其高度方向上的布置方式可为紧凑型或远离型布置方式。

本发明的工作原理如下：

墙式燃烧锅炉新三区同二级燃尽风布置方式以常规燃烧、空气分级燃烧、燃料分级燃烧以及低温低氧燃烧的原理，成功地解决了现有低NOx燃烧技术不能有效降低煤粉气流燃烧初期过量空气系数和增加再燃燃料份额等弊端，在不降低主燃烧区域过量空气系数的条件下，可大幅度地降低燃烧与还原区煤粉气流初期燃烧的过量空气系数。锅炉NOx排放量中75％左右在燃烧初期生成，且生成量与过量空气系数成正比，由此可见，控制燃烧与还原区燃烧器出口煤粉气流的过量空气系数能够大大抑制该区煤粉气流燃烧过程的NOx生成。同时成功地解决了现有低NOx燃烧技术不能增加再燃燃料的份额的弊端。从燃烧与还原区喷入炉内的30-75％的燃料量相当于稳燃区燃烧产物的再燃燃料，超多的再燃燃料份额和该区的还原性气氛能够将稳燃区生成的NOx还原殆尽。此外，侧墙燃尽风是炉膛火焰温度分布趋于均匀，局部高温有所下降，有一定的低温燃烧效果。综上所述，墙式燃烧锅炉新三区同二级燃尽风布置方式将空气分级燃烧理念、燃料分级燃烧理念和低温低氧燃烧理念合理地综合应用在一起，能够使燃煤锅炉的脱硝效果非常明显，超过了现有的低NOx燃烧技术，也就是说，上述3者的综合作用可以使燃煤锅炉的NOx排放在现有水平上大大降低。

两级燃尽风补偿方式以及侧墙或后墙燃尽风的设置，符合常规燃烧理念。1)及时地补充了煤粉气流燃烧过程的空气，极大地降低了初期深度低氧燃烧方式对煤粉气流燃尽过程的影响。2)稳燃区的煤粉气流按照常规燃烧方式布置，其燃尽过程基本不受影响。对燃尽过程有利。正因为如此，这种布置方式对燃烧效率的影响小于空气分级燃烧技术。

与现有的空气分级燃烧技术相比，本布置方式只是在墙式燃烧锅炉的2侧墙上增设了侧墙燃尽风；与燃料分级燃烧技术相比，无需增加再燃系统，施工非常简便，且锅炉本体外型不需改动，用于新建锅炉几乎不增加任何投资，用于已投运锅炉改造时，对原燃烧系统不需增加任何设备，送风送粉系统也无需改动，非常便于实施。

本发明的墙式燃烧锅炉新三区二级燃尽风布置方式适应于各种容量的墙式燃烧锅炉。

Claims (6)

1.一种墙式燃烧锅炉新三区二级燃尽风布置方式，其特征在于，通过将原有布置在前后墙或前墙上的燃烧器出口煤粉气流的过量空气系数控制到一定范围，将炉内的燃烧过程按炉膛高度分为3个区域，最下部为稳定燃烧区，中部为深度低氧燃烧与还原区，上部为两相燃尽区，并在侧墙或后墙布置一定数量的燃尽风喷口；

在炉膛下部的稳定燃烧区，根据原有燃烧器的布置选择1-2层燃烧器作为该区的燃烧器，这些燃烧器的燃烧以常规的稳定燃烧方式为主；

在中部的深度低氧燃烧与还原区，布置1-3层燃烧器喷口作为该区的燃烧器，并布置与之对应的侧墙燃尽风口；

在上部的两相燃尽区，布置1-2层顶部燃尽风喷口，这些燃尽风喷口在高度方向上的布置方式为紧凑型或远离型或紧凑型与远离型相结合的布置方式。

2.如权利要求1所述的布置方式，其特征在于，所述稳定燃烧区的过量空气系数控制在0.9-1.2。

3.如权利要求1所述的布置方式，其特征在于，所述深度低氧燃烧与还原区燃烧器出口的过量空气系数控制在0.5-0.8之间；同时在侧墙或后墙上布置与之对应的燃尽风喷口；燃尽风喷口的层数、数量及安装标高与中部的深度低氧燃烧与还原区内的燃烧器喷口层数相同或少一层、数量相同或少一层数量，标高相对应。

4.根据权利要求1所述的布置方式，其特征在于，所述的深度低氧燃烧与还原区侧墙燃尽风喷口的布置方式为：每层每侧墙布置2只燃尽风喷口，这2只燃尽风喷口在水平方向上以一定的倾斜角度喷入炉内，燃尽风喷口形式为直流喷口或旋流喷口，其层数与该区燃烧器层数相同或少1层。

5.根据权利要求1所述的布置方式，其特征在于，所述的两相燃尽区的顶部燃尽风喷口为1-2层，布置在前后墙上，方式可为紧凑型或远离型或紧凑型与远离型相结合的布置方式，燃尽风喷口形式为直流喷口，或为旋流喷口，以能屏蔽整个炉内的上升气流并与之很好混合为主。

6.根据权利要求4所述的布置方式，其特征在于，当深度低氧燃烧与还原区的原有燃烧器为前墙布置时，其后墙燃尽风喷口的布置方式为每层4只燃尽风喷口，这些燃尽风喷口为旋流喷口，层数与前墙燃烧与还原区的燃烧器层数相同或少1层。

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