CN202118875U - 一种用于电站锅炉的焦炉煤气燃烧器的布置结构 - Google Patents

Abstract

一种用于电站锅炉的焦炉煤气燃烧器的布置结构，本实用新型涉及电站锅炉燃烧技术领域，本实用新型电站锅炉的焦炉煤气燃烧器的布置结构，由电站锅炉、焦炉煤气总管、炉前进气管、焦炉煤燃烧管组成，所述的焦炉煤气燃烧管依次与炉前进气管和焦炉煤气总管连接，分别布置在电站锅炉燃烧层的上、下层组中，所述的焦炉煤气燃烧器，每4个一组分两组，呈四角布置延伸在锅炉上层燃烧器组最上层和下组燃烧器组最上层二次风喷口中，所述的焦炉煤气燃烧器中心线与水冷壁对角线形成2°2′的夹角，方向为顺时针，在炉膛中心与Φ542mm的虚拟圆相切，焦炉煤气燃烧器中心线与水冷壁对角线2°58′的夹角，方向为顺时针，在炉膛中心与Φ792mm的虚拟圆相切，本实用新型由于焦炉煤气燃烧器布置的结构合理，达到了节能减排的效果。

Description

一种用于电站锅炉的焦炉煤气燃烧器的布置结构

技术领域

本实用新型涉及一种用于电站锅炉的焦炉煤气燃烧器的布置结构，属于电站锅炉燃烧技术领域。

背景技术

作为冶金行业钢铁集团配套的自备电厂，传统设计配套的锅炉为燃煤锅炉，并不具备掺烧钢铁企业焦炉煤气的功能，为了缓解钢铁企业焦煤气阶段性大量富余的问题，企业技术人员进行了大量的试验和探索，以往电站锅炉进行增加燃烧器的改造，往往需要对整组燃烧器进行重新设计，单独增加燃烧器，并对燃烧器周围的水冷壁管、卫燃带等进行重新开口设计，其制造、安装工程浩大、工序复杂、施工周期长、投资较大。并且改造后的锅炉，由于燃烧器改动比较大，炉内空气动力场发生根本变化，所有参数需要重新论证，对锅炉稳定燃烧也有一定影响。

在电站燃煤锅炉掺烧焦炉煤气，由于焦炉煤气为气体燃料，燃烧速度快，燃料成分不同，发热量高，对整个锅炉炉膛稳定燃烧会带来许多不确定影响，经过设计人员进行详细技术分析，认为，掺烧焦炉煤气技术上存在有以下问题需要解决：

1)、燃烧器型式，焦炉煤气燃烧速度快，选择何种型式很关键。

2)、燃烧器布置，只数。焦炉煤气进入炉内的量及位置，对原有燃烧的影响很大，如果在水冷壁上开口，工程将很大。

3)、掺烧焦炉煤气后，飞灰含碳量可能增大，影响锅炉燃烧效率。焦炉煤气作为气体燃料，扩散和燃尽速度远远高于煤粉在气流中的扩散和燃尽。不同于煤粉的燃烧器喷口附近着火---炉膛中与二次风混合---燃烧器上方炉膛中心位置进入动力燃烧的模式，焦炉煤气在炉膛高温环境中，着火和燃尽速度均发生在燃烧器喷口附近，造成一个含氧量比较低的区域。这个区域内的烟气与炉膛内其他部分的烟气进行质量和热量的相互交换过程中，一旦煤粉进入，很难获得足够的氧支持煤粉的燃尽。

4)、掺烧焦炉煤气后，汽温会降低，影响锅炉出口蒸汽参数，不利于汽轮机安全运行。焦炉煤气发热量高，和煤相比，同样发热量的煤和焦炉煤气产生的烟气量很接近(6.16/6.52)，燃尽位置基本与安装位置处于同一水平面内，低于煤粉的燃烧中心。因而焦煤火焰对受热面的传热中辐射热的比重大于煤火焰，使掺烧焦炉煤气后锅炉整体的辐射热比重上升，对流换热比重下降，汽温下降。

5)、水平烟道温度偏差调整困难。焦炉煤气密度远小于煤粉，喷口初速22.1m/s，也小于一次风的30m/s，总体气流刚性弱于一次风；另外焦炉煤气喷口直接套装在二次风喷口内，二次风对焦煤的引导作用强于对一次风的引导，在受到上下游压差的影响产生二次风偏斜、烟气残余旋转变强时，焦煤气流的偏转更加明显。

发明内容

本实用新型的目的是在避免水冷壁上开口布置焦炉煤气燃烧器的原则下，布置一种能克服上述问题，适合燃烧焦炉煤气的电站锅炉燃烧器，达到锅炉无油启动、停机及稳燃、节约燃油，实现节能减排的效果。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型的具体技术方案是：本实用新型电站锅炉的焦炉煤气燃烧器的布置结构，由电站锅炉、焦炉煤气总管、炉前进气管、焦炉煤燃烧管组成，所述的焦炉煤气燃烧管依次与炉前进气管和焦炉煤气总管连接，分别布置在电站锅炉燃烧层的上、下层组中。

所述的焦炉煤气燃烧器，每4个一组分两组，呈四角布置延伸在锅炉上层燃烧器组最上层和下组燃烧器组最上层二次风喷口中。

为了达到燃烧的最佳角度，所述的焦炉煤气燃烧器中心线与水冷壁对角线形成2°2′的夹角，方向为顺时针，在炉膛中心与Φ542mm的虚拟圆相切，焦炉煤气燃烧器中心线与水冷壁对角线2°58′的夹角，方向为顺时针，在炉膛中心与Φ792mm的虚拟圆相切。

本实用新型为减小对原有燃烧器特性的影响，该焦炉煤气燃烧器布置在二次风喷口中，并不另行在整组燃烧器中新增单独的火咀。具体布置位置为从上组燃烧器最上层二次风喷口中和下组燃烧器最上层二次风喷口处进入炉内。这种选择是经过了热力校核计算，以保证掺烧焦炉煤气后，对锅炉的不利影响减至最小。并避免了在水冷壁上开口。

运行中，则采取了以下措施：

(1)改变配风方式，将各层均匀配风改为不均匀配风，调整各层二次风的分配比重，将焦煤火嘴附近的二次风开大，而将其它的二次风分配比例减小。

(2)及时关闭不用的一次风风门，将一次风压从3.0KPA降低到2.6KPA左右，降低一次风率。由于焦煤投入后燃煤量减少，在总风量不变的情况下，减少一次风率后，可以在保证焦煤燃烧所需二次风的同时提高二次风的比率，提高炉内反应速度，以缩短炉内各种燃料的完全燃烧时间。

(3)调整給粉机转速，将燃烧时间短的上层火嘴的給粉机转速适当调低。

(4)开启一级减温水，控制屏式过热器温度。根据汽温情况对减温水进行及时正确的调整。

(5)上层二次风倾斜分配。主要做法是关小甲侧，开大乙侧，调整燃烧器上方火焰中心的位置。

(6)增大通风，保证氧量控制在4-6％，增强炉内氧化气氛，提高烟气量，加强对流换热。

本实用新型由于焦炉煤气燃烧器布置的结构合理，拟可操作的技术手段，使之获得了理想的效果。本实用新型与传统单一燃烧高炉煤气的电站锅炉相比较，充分显示了优越性，是实现将冶金企业的焦炉煤气引入电站锅炉作为补充能源进行燃烧，使原有不具备燃烧焦炉煤气的电站锅炉具有了燃烧焦炉煤气的能力，并且焦炉煤气燃烧器布置结构简单，使用能达到技术要求，安装位置的选择避免了对原有燃烧器组的较大的改动，不需要另行在水冷壁上开口，将改造设计和施工量降至最低，节约了成本，达到了节能减排的效果。使用焦炉煤气以后，一共进行了20次无油启动，17次无油停机。在有油启动和停机时，油耗分别为45t和4t。而同期的0#轻柴油价格为7000元/t(含税)，无油启停机共计节约燃油成本为：

油价×(无油启动次数×有油启动用油量+无油停机次数×有油停机用油量)＝7000×(20×45+17×4)＝678万元

总计以上二项，燃用焦煤后产生的效益为：6470+678＝6538万元。扣除实施掺烧焦炉煤气项目投资573万元，本项目实际产生的经济效益为5965万元。

附图说明

图1改造前后燃烧器布置结构示意图

图2改造后燃烧器布置结构示意图

图3焦炉煤气管道及焦炉煤气燃烧器布置示意图

图中：1-三次风；2-二次风；3-一次风；4-高炉煤气入口；5-锅炉上层燃烧器组；6-锅炉下层燃烧器组；7-焦炉煤气燃烧上层；8-焦炉煤气燃烧下层；9-锅炉水冷壁；10-炉前焦炉煤气管；11-焦炉煤气总管；121、122、123、124-焦炉煤气燃烧器；13-电站锅炉。

具体实施方式

本实用新型实施例，提供了670T/H燃煤电站锅炉掺烧焦炉煤气实例。焦炉煤气燃烧器单独分层布置，不影响高炉煤气燃烧器的使用，并具有防止脱火、回火的功能和防结焦的措施；保证焦炉煤气燃烧器投运后，能满足锅炉运行时0-100％负荷稳燃。

本实例用于电站锅炉的焦炉煤气燃烧器的布置结构，由电站锅炉12、焦炉煤气总管10、炉前进气管11、焦炉煤燃烧管121、122、123、124组成，所述的焦炉煤气燃烧管121、122、123、124依次与炉前进气管10和焦炉煤气总管11连接，分别布置在电站锅炉燃烧层的上、下层组中。

所述的焦炉煤气燃烧器121、122、123、124，每4个一组分两组，呈四角布置延伸在锅炉上但燃烧器最上层和下组燃烧器最上层二次风喷口中。

所述的焦炉煤气燃烧器121、123中心线与水冷壁对角线形成2°2′的夹角，方向为顺时针，在炉膛中心与Φ542mm的虚拟圆相切，焦炉煤气燃烧器122、124中心线与水冷壁1对角线2°58′的夹角，方向为顺时针，在炉膛中心与Φ792mm的虚拟圆相切。

Claims (3)

1.一种用于电站锅炉的焦炉煤气燃烧器的布置结构，由电站锅炉、焦炉煤气总管、炉前进气管、焦炉煤燃烧管组成，其特征在于：所述的焦炉煤气燃烧器依次与炉前进气管和焦炉煤气总管连接，分别布置在电站锅炉燃烧层的上、下层组中。

2.根据权利要求1所述的一种用于电站锅炉的焦炉煤气燃烧器布置结构，其特征在于：所述的焦炉煤气燃烧器，每4个一组分两组，呈四角布置延伸在锅炉上层燃烧器组最上层和下组燃烧器组最上层二次风喷口中。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于电站锅炉的焦炉煤气燃烧器的布置结构，其特征在于：所述的焦炉煤气燃烧器中心线与水冷壁对角线形成2°2′的夹角，方向为顺时针，在炉膛中心与Φ542mm的虚拟圆相切，焦炉煤气燃烧器中心线与水冷壁对角线2°58′的夹角，方向为顺时针，在炉膛中心与Φ792mm的虚拟圆相切。 

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