CN206112906U - 一种新型的浓淡w火焰燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型的浓淡W火焰燃烧装置，所述下炉体、上炉体、前炉拱和后炉拱构成了W火焰燃烧装置的炉膛，在前炉拱和后炉拱上的浓煤粉喷口和淡煤粉喷口分上下两层交错布置，其中靠近炉膛中心的浓煤粉喷口和淡煤粉喷口呈一字形与二次风喷口间隔布置；所述下炉体的前墙水冷壁和后墙水冷壁上分别开设有多个三次风喷口，所述多个浓煤粉喷口、淡煤粉喷口、二次风喷口、三次风喷口和两个贴壁风喷口分别相对于炉膛中心线对称安装。本实用新型的优点是：有利于煤粉的进一步燃尽，这样既能避免一次风与煤粉过早的混合，又能减少NOx的生成。上炉膛开设燃尽风喷口，实现了“贫氧富燃料”的燃烧，形成较强的还原氛围，进一步降低NOx的生成。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型的浓淡W火焰燃烧装置。
背景技术
W火焰锅炉是一种燃用低挥发分煤种的锅炉，在燃用无烟煤和劣质贫煤等低挥发分煤种时有明显优势。但W火焰锅炉在燃烧过程中普遍存在煤粉燃尽差、在低负荷下很容易熄火，燃烧稳定性差、锅炉结渣和NOx排放量高等问题，为了满足日益严格的环保要求，低NOx燃烧器在技术上得到了不断发展，新型的低NOx燃烧装置的发明变得更有实用价值。合理布置燃烧器喷口的位置对锅炉的着火和燃烧有较大的影响，中国发明专利申请《一种浓、淡煤粉喷口相邻布置的W火焰锅炉》公开日为2014年5月7号、申请号CN201410076784、申请日为2010年3月4号详细阐述了W火焰锅炉的一种燃烧器布置方式，淡煤粉气流靠近浓煤粉气流，避免二次风过早与浓煤粉气流混合，形成低氧的还原氛围，从一定程度上抑制NOx的生成，但降低程度还不是特别明显，因此浓淡煤粉喷口的位置分布仍需进一步改进优化，从而得出较好的低NOx燃烧装置。
实用新型内容
本实用新型针对现有产品的不足，而提供一种新型的浓淡W火焰燃烧装置。目的在于解决W火焰锅炉NOx排放高的问题，将浓淡喷口分为两层间隔交错布置，并在上炉膛开燃尽风，实现燃料分级与空气分级并用，能有效降低NOx的生成。
本实用新型的一种新型的浓淡W火焰燃烧装置，所述装置包括下炉体、上炉体、前炉拱、冷灰斗、后炉拱以及与下炉体相连通的多个浓煤粉喷口、淡煤粉喷口、二次风喷口、燃尽风口和两个贴壁风喷口；所述下炉体、上炉体、前炉拱和后炉拱构成了W火焰燃烧装置的炉膛，在前炉拱和后炉拱上的浓煤粉喷口和淡煤粉喷口分上下两层交错布置，其中靠近炉膛中心的浓煤粉喷口和淡煤粉喷口呈一字形与二次风喷口间隔布置；所述下炉体的前墙水冷壁和后墙水冷壁上分别开设有多个三次风喷口，所述多个浓煤粉喷口、淡煤粉喷口、二次风喷口、三次风喷口和两个贴壁风喷口分别相对于炉膛中心线对称安装。
优选，靠近所述炉膛中心线的浓煤粉喷口、淡煤粉喷口与二次风喷口交错间隔布置，远离炉膛中心线的浓煤粉喷口、淡煤粉喷口相邻交错布置，上炉体设置多个燃尽风口，多个所述燃尽风口等间距布置，与上炉体相通。
优选，所述上炉体共设置了12组燃尽风口，每组有6个燃尽风口，多个燃尽风口根据炉膛中心线对称分布，每组燃尽风口依次呈一字形等间距排列，燃尽风口距离拱上喉口处2m。
优选，所述燃尽风口为矩形，长宽比为4～5：1。
优选，所述燃尽风口与竖直面倾角为10°
优选，在所述前炉拱和后炉拱上开各开设了一个贴壁风喷口，贴壁风喷口呈狭缝式贴壁布置，用于防止壁面结渣。
本实用新型的有益效果是：本实用新型是浓、淡煤粉喷口分为两层交错间隔布置，上炉膛开设燃尽风喷口的新型装置，二次风喷口和部分浓淡喷口更接近于高温的炉膛中心侧，增强了燃烧的稳定性，能实现燃料二次分级和空气分级并用，有效抑制NOx的生成。上层浓淡喷口交错分布于二次风中间，二次风携带煤粉逐级下行，提供燃烧所需的氧量，二次风能与上层煤粉很好地混合，保证煤粉稳定着火，充分燃烧。而下层浓淡喷口位于二次风下部，下层煤粉与二次风混合较晚，能将上层煤粉燃烧生成的部分NOx还原，同时实现燃料的第二次分级燃烧，延长了煤粉在炉内燃烧时间，有利于煤粉的进一步燃尽，这样既能避免一次风与煤粉过早的混合，又能减少NOx的生成。上炉膛开设燃尽风喷口，使得下炉体过量空气系数α＜1，实现了“贫氧富燃料”的燃烧，形成较强的还原氛围，进一步降低NOx的生成。
附图说明
图1是本实用新型提供的W火焰燃烧装置的截面流场示意图图中流场分布以炉膛中心线2-1为对称面，图中各股喷入炉内气流的速度方向均采用箭头标出；
图2是图1中A向的局部示意图。
图3是图1中B向的局部示意图。
图中：下炉体1、上炉体2、前炉拱3、冷灰斗4、后炉拱5、浓煤粉喷口6、淡煤粉喷口7、二次风喷口8、贴壁风喷口9、燃尽风口10、三次风喷口11、炉膛中心线2-1、前墙水冷壁2-2、后墙水冷壁2-3、锅炉喉口处截面2-4。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。
本实用新型的一种新型的浓淡W火焰燃烧装置主要由下炉体1、上炉体2、前炉拱3、冷灰斗4、后炉拱5、浓煤粉喷口6、淡煤粉喷口7、二次风喷口8、贴壁风喷口9、燃尽风口10、三次风喷口11、炉膛中心线2-1、前墙水冷壁2-2、后墙水冷壁2-3、锅炉喉口处截面2-4组成。
一种新型的浓淡W火焰燃烧装置，所述装置包括下炉体1、上炉体2、前炉拱3、冷灰斗4、后炉拱5以及与下炉体1相连通的多个浓煤粉喷口6、淡煤粉喷口7、二次风喷口8、燃尽风口10和两个贴壁风喷口9；所述下炉体1、上炉体2、前炉拱3和后炉拱5构成了W火焰燃烧装置的炉膛，在前炉拱3和后炉拱5上的浓煤粉喷口6和淡煤粉喷口7分上下两层交错布置，其中靠近炉膛中心的浓煤粉喷口6和淡煤粉喷口7呈一字形与二次风喷口8间隔布置；所述下炉体1的前墙水冷壁2-2和后墙水冷壁2-3上分别开设有多个三次风喷口11，所述多个浓煤粉喷口6、淡煤粉喷口7、二次风喷口8、三次风喷口11和两个贴壁风喷口9分别相对于炉膛中心线2-1对称安装。
靠近所述炉膛中心线2-1的浓煤粉喷口6、淡煤粉喷口7与二次风喷口8交错间隔布置，远离炉膛中心线2-1的浓煤粉喷口6、淡煤粉喷口7相邻交错布置，上炉体2设置多个燃尽风口10，多个所述燃尽风口10等间距布置，与上炉体2相通。
所述上炉体2共设置了12组燃尽风口10，每组有6个燃尽风口10，多个燃尽风口10根据炉膛中心线2-1对称分布，每组燃尽风口10依次呈一字形等间距排列，燃尽风口10距离拱上喉口处2m。
所述燃尽风口10为矩形，长宽比为4～5：1。
所述燃尽风口10与竖直面倾角为10°
在所述前炉拱3和后炉拱5上开各开设了一个贴壁风喷口9，贴壁风喷口9呈狭缝式贴壁布置，用于防止壁面结渣。
具体实施方式一：结合图1、图2、和图3说明本实施方式，W火焰锅炉包括下炉体1、上炉体2、前炉拱3、后炉拱5以及与下炉体1相连通的多个浓煤粉气流喷口6、淡煤粉气流喷口7、二次风喷口8、三次风喷口11、燃尽风喷口10和两个贴壁风喷口9；下炉体1、上炉体2、前炉拱3和后炉拱5构成W火焰锅炉的炉膛，在前炉拱3和后炉拱5上浓煤粉喷口6和淡煤粉气流喷口7分上下两层交错布置，其中靠近炉膛中心的那层浓煤粉气流喷口6和淡煤粉气流喷口7呈一字形与二次风喷口8间隔布置；下炉体1的前墙水冷壁2-2和后墙水冷壁2-3上分别开设有多个三次风喷口11，多个浓煤粉气流喷口6、淡煤粉气流喷口7、二次风喷口8、三次风喷口11和两个贴壁风喷口9分别相对于炉膛中心线2-1对称。
具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，浓、淡煤粉喷口分为上下两层呈一字形布置，上层浓煤粉喷口和淡煤粉喷口与二次风间隔布置，下层浓煤粉喷口和淡煤粉喷口位于二次风下面，交错布置，旋风分离器也分为上下两层布置，下层的浓、淡煤粉喷口距离贴壁风喷口的距离为b3(b3＝0.85～0.89m),二次风与下层淡煤粉喷口距离为b2(b2＝0.18m),与炉膛中心线2-1相距b4(b4＝1.03m),上层浓煤粉喷口与下层淡煤粉喷口的距离为b1(b1＝0.784m)。
具体实施方式三：结合图1和图3说明本实施方式，在上炉体2上设置12组燃尽风喷口，每组由6个燃尽风喷口构成，形状为矩形，长宽比为4～5：1，每个燃尽风喷口上设置有调节板与调节阀来调整倾角大小，燃尽风与竖直面的倾角为0°～15°，本实用新型技术中燃尽风与竖直面倾角为10°，风速为25m/s，保证了燃尽风的竖直冲量和水平冲量，能更好的与上行烟气混合均匀，实现了分级燃烧，有效抑制了NOx的生成。
具体实施方式四：结合图3来说明本实施方式，每组燃尽风喷口等间距呈一字形布置，间距为b6(b6＝0.81m)，燃尽风喷口距离拱上喉口面2-4的距离为b5(b5＝2.0m)。
工作原理：
燃烧器喷口的布置对锅炉的着火和燃烧有较大的影响，这是由于一次风携带的煤粉着火困难，一二次风混合过早，会使火焰温度降低，引起着火不稳定，因此合理布置浓、淡喷口和二次风喷口的位置，将直接影响煤粉的着火。本实用新型是将部分浓煤粉喷口6和淡煤粉喷口7的位置互换了，于是浓6、淡7喷口分为上下两层间隔布置，上层浓煤粉喷口6和淡煤粉喷口7与二次风8间隔布置，实现燃料的一级燃烧，而位于二次风下面的下层浓6、淡7喷口实现燃料的二级燃烧，还能还原一部分上层煤粉燃烧产生的NOx，由浓煤粉喷口进入炉膛的一次风速为9.94m/s，淡煤粉喷口喷入炉膛的乏气风速为12.26m/s，二次风速度为24.91m/s，保证煤粉与空气能充分混合，稳定燃烧；同时还在上炉体2距离拱上喉口2-4为2m处开设了多个矩形燃尽风喷口10，风速为25m/s，与竖直面的夹角为10°，通过空气分级来降低炉膛的过量空气系数，形成还原氛围，更进一步来降低NOx的生成。
本实用新型技术是对某电厂的600MW超临界W火焰锅炉的燃烧器进行优化改造，利用Fluent软件模拟了锅炉的速度场、温度场、氧量分布以及NOx的排放情况，新型的浓淡燃烧器喷口的布置，能提高燃烧的稳定性，有效抑制NOx的生成，NOx排放量由原来的1027mg/m3降低为706mg/m3，降低了31.3％，大幅度降低了NOx的排放。
本实用新型实现了燃料分级与空气分级并用。该新型浓淡W火焰锅炉的前后炉拱上一半的浓淡喷口位置发生互换，使得浓淡喷口在炉拱上分为上下两层交错布置，上层的浓、淡煤粉喷口与二次风间隔交错布置，二次风携带煤粉逐级下行，提供燃烧所需的氧量，二次风能与上层煤粉很好地混合，保证煤粉稳定着火，充分燃烧；下层的浓、淡煤粉喷口位于二次风以下，各自交错布置，下层煤粉与二次风混合较晚，能将上层煤粉燃烧生成的部分NOx还原，同时实现燃料的第二次分级燃烧，延长了煤粉在炉内燃烧时间，有利于煤粉的进一步燃尽；靠近前后墙的地方开设贴壁风喷口，可以防止水冷壁局部超温和结焦；上炉体距离拱上喉口处2m的地方开设多个燃尽风喷口，在炉膛宽度方向呈一字形等间距布置。该装置能有效抑制NOx的排放，降低飞灰含碳量。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种新型的浓淡W火焰燃烧装置，其特征是，所述装置包括下炉体（1）、上炉体（2）、前炉拱（3）、冷灰斗（4）、后炉拱（5）以及与下炉体（1）相连通的多个浓煤粉喷口（6）、淡煤粉喷口（7）、二次风喷口（8）、燃尽风口（10）和两个贴壁风喷口（9）；所述下炉体（1）、上炉体（2）、前炉拱（3）和后炉拱（5）构成了W火焰燃烧装置的炉膛，在前炉拱（3）和后炉拱（5）上的浓煤粉喷口（6）和淡煤粉喷口（7）分上下两层交错布置，其中靠近炉膛中心的浓煤粉喷口（6）和淡煤粉喷口（7）呈一字形与二次风喷口（8）间隔布置；所述下炉体（1）的前墙水冷壁（2-2）和后墙水冷壁（2-3）上分别开设有多个三次风喷口（11），所述多个浓煤粉喷口（6）、淡煤粉喷口（7）、二次风喷口（8）、三次风喷口（11）和两个贴壁风喷口（9）分别相对于炉膛中心线（2-1）对称安装。
2.根据权利要求1所述的一种新型的浓淡W火焰燃烧装置，其特征是，靠近所述炉膛中心线（2-1）的浓煤粉喷口（6）、淡煤粉喷口（7）与二次风喷口（8）交错间隔布置，远离炉膛中心线（2-1）的浓煤粉喷口（6）、淡煤粉喷口（7）相邻交错布置，上炉体（2）设置多个燃尽风口（10），多个所述燃尽风口（10）等间距布置，与上炉体（2）相通。
3.根据权利要求2所述的一种新型的浓淡W火焰燃烧装置，其特征是，所述上炉体（2）共设置了12组燃尽风口（10），每组有6个燃尽风口（10），多个燃尽风口（10）根据炉膛中心线（2-1）对称分布，每组燃尽风口（10）依次呈一字形等间距排列，燃尽风口（10）距离拱上喉口处2m。
4.根据权利要求3所述的一种新型的浓淡W火焰燃烧装置，其特征是，所述燃尽风口（10）为矩形，长宽比为（4~5）：1。
5.根据权利要求2或4所述的一种新型的浓淡W火焰燃烧装置，其特征是，所述燃尽风口（10）与竖直面倾角为10°。
6.根据权利要求1或2所述的一种新型的浓淡W火焰燃烧装置，其特征是，在所述前炉拱（3）和后炉拱（5）上开各开设了一个贴壁风喷口（9），贴壁风喷口（9）呈狭缝式贴壁布置，用于防止壁面结渣。
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