CN206786702U - U型炉的配风布置结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种U型炉的配风布置结构，解决了现有U型炉氮氧化物排放不达标、炉膛局部易结焦的问题。技术方案包括位于炉膛前墙的一次风喷口和前墙二次风喷口，所述炉膛后墙设有燃尽风装置，所述燃尽风装置下方设有后墙二次风喷口；所述一次风喷口连接一次管道，前墙二次风喷口、后墙二次风喷口及燃尽风装置均连接二次风管道。本实用新型结构简单、易于改造、水冷壁不易结焦、设备使用寿命长，在满足经济性的前提下，有效降低氮氧化物排放。

Description

U型炉的配风布置结构

技术领域

本实用新型涉及一种锅炉结构，具体的说是一种U型炉的配风布置结构。

背景技术

目前无烟煤煤粉燃烧锅炉，燃烧器主要以W型火焰为主；另外就是U型炉，其作为一种W炉型延伸的特殊炉型，燃烧器喷出的火焰为U型火焰，这类炉型结构简单、具有经济性的优点，但仍存在以下问题：(1)一次风喷口和二次风喷口均布置在炉膛的前墙，燃烧器喷出的U型火焰的在前墙二次风的作用下冲刷炉膛后墙，导致炉膛后墙水冷壁结焦，影响设备的正常运行和使用寿命；(2)一次风喷口和二次风喷口均布置在炉膛的前墙，导致燃烧器喷出的燃料迅速在富氧环境下燃烧，使得NOx生成量增加，最终导致锅炉烟气排放不达标。特别是无烟煤挥发份低的缘故，着火及燃尽难度大，氮氧化物排放高，目前无烟煤燃烧后氮氧化物排放浓度在1200mg/Nm3左右，如燃烧器降氮功能不发挥，仅通过后端烟气处理降低氮氧化物难度较大。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、易于改造、水冷壁不易结焦、设备使用寿命长，在满足经济性的前提下，有效降低氮氧化物排放的U型炉的配风布置结构。

技术方案包括位于炉膛前墙的一次风喷口和前墙二次风喷口，所述炉膛后墙设有燃尽风装置，所述燃尽风装置下方设有后墙二次风喷口；所述一次风喷口连接一次风管道，前墙二次风喷口、后墙二次风喷口及燃尽风装置均连接二次风管道。

所述燃尽风装置在后墙上的布置高度对应炉内1000-1100℃温区高度，且满足烟气由燃尽风装置上升至炉膛出口的行程时间在1.0s以上的要求。

所述后墙二次风喷口在后墙上布置高度位于后墙高温区。。

所述前墙二次风喷口包括位于前墙拱上的上二次风喷口和前墙拱下的下二次风喷口，所述一次风喷口也设于前墙拱上，所述一次风喷口和上二次风喷口间隔布置。

所述前墙拱下的下二次风喷口内设有二次风导向装置。

针对背景技术中的问题，发明人作如下改进：首先，在后墙增设燃尽风装置，减少由前墙导入的二次风量，将小部分二次风引入后墙的燃尽风装置中喷出。这样，同样设计风量下，使得炉膛内燃烧环境发生变化，此时燃烧区(前墙二次风区域)内过量空气系数α＜1，因而降低了燃烧区内的氧浓度和温度水平火焰，火焰由过去的富氧状态下燃烧变成还原气氛下的富燃料状态下燃烧，从而减少了氮氧化物的生成，而还原气氛下生成的CO还可与氮氧化物进一步反应生成无害的氮气和二氧化碳，进一步减少了烟气中氮氧化物的排放。另一方面，小部分的二次风在后墙的燃尽风装置喷出，由于燃尽风装置设置在炉内1000-1100℃的高温区，使未燃烧充分的燃料在此被补充氧气继续燃烧，实现炉膛内分级燃烧，在保证煤粉燃尽性的前提下，降低氮氧化物生成。

其次，在燃尽风装置下方设有后墙二次风喷口，后墙二次风喷口的风源也来自二次管道，少量二次风喷出可以达到引导气流，防止火焰冲刷后墙，保护后墙水冷壁的目的。所述后墙二次风喷口的在后墙上布置高度优选在后墙高温区。位置过高会抑制燃烧火焰上升，不能起到保护高温区水冷壁的作用，位置过低则加速气流上升。

进一步的,由于后墙通入的燃尽风是为了实现炉膛内的分级燃烧,因此燃尽风装置的布置高度最好满足燃尽风喷入炉内的位置在1000-1100℃的可燃温度内，且满足烟气由燃尽风装置上升至炉膛出口的行程时间在1.0s以上的要求,以保证燃料燃尽性的同时，延长还原区停留时间,降低氮氧化物生成。

所述一次风喷口和上二次风喷口间隔布置，以加强着火及稳燃，同时防止局部热负荷过高。并且所述前墙拱下的下二次风喷口内设有二次风导向装置，可以起到引导、控制火焰向下行程的目的。

有益效果：

本实用新型结构简单、控制简单、改造成本低，设备使用寿命长，通过改变U型炉的配风布置结构，实现炉内分级燃烧，将氮氧化物控制在较低的水平，无烟煤氮氧化物排放达可控制在800mg/Nm³以内，有望突破700mg/Nm³以内，具有显著的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为前墙布置图。

图3为后墙布置图。

其中，1－炉膛、2－一次风喷口、3－上二次风喷口、4－下二次风喷口、5－后墙二次风喷口、6－燃尽风装置、7－二次风导向装置、8－一次风管道、9－二次风管道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步解释说明：

参见图1、2及图3，炉膛1前墙设有一次风喷口2和前墙二次风喷口，所述前墙二次风喷口包括位于前墙拱上的上二次风喷口3和前墙拱下的下二次风喷口4，所述下二次风喷口4内设有二次风导向装置7。所述一次风喷口1也设于前墙拱上，所述一次风喷口2和上二次风喷口3间隔布置。

所述炉膛1后墙设有燃尽风装置6，所述燃尽风装置6下方设有后墙二次风喷口5，所述后墙二次风喷口5在后墙上布置高度位于后墙高温区；所述燃尽风装置6在后墙上的布置高度对应炉内1000-1100℃温区高度，且满足烟气由燃尽风装置6上升至炉膛出口的行程时间在1.0s以上的要求。

所述一次风喷口2连接一次风管道8，前墙二次风喷口、后墙二次风喷口5及燃尽风装置6均连接二次风管道9。

工作原理：

制粉系统制好的煤粉(即燃料)随一次风一起通过一次风管道8经一次风喷口2喷入炉膛1内；上二次风喷口3内的二次风以平行于一次风的方向也送入炉膛1，由于一次风喷口2和上二次风喷口3采取间隔布置，以保证着火和稳燃。煤粉着火后，火焰向下下探一定深度后向上折回，在炉膛内形成“U”型火焰。通过前墙下二次风喷口4通入二次风的补风和二次风导向装置7的导向作用，可控制U型火焰的行程，并起托粉作用。通过前墙二次风喷口通入的二次风量占二次风管道9内二风管总量的70～80％(体积百分数)，使煤粉先在富燃料燃烧条件下燃烧，该区域内过量空气系数α＜1，因而降低了局部的氧浓度和温度水平，燃料在还原性气氛中燃烧，抑制了NOx在这一燃烧中的生成量。

火焰到达后墙二次风区域时，通过后墙二次风喷口5喷出的二次风调整火焰，防止火焰冲刷后墙。所述后墙二次风喷口5喷出的二次风风量约占总二次风风量的5～10％(体积百分数)。

余量的二次风作为燃尽风由燃尽风装置6喷出，根据需要可以调节二次风的直流或旋流状态，以改善燃尽风与未燃尽煤粉的混合，使未燃烧的煤粉在此高温环境(着火点以上温度，1000-1100℃)下进一步燃烧，保证燃料充分燃烧，实现分级燃烧的目的。

采用本实用新型结构，在保证原有燃料经济性、不增加风量的前提下，有效降低的烟气中氮氧化物的排放量，满足达标排放的要求，对环境友好。

Claims (5)

1.一种U型炉的配风布置结构，包括位于炉膛前墙的一次风喷口和前墙二次风喷口，其特征在于，炉膛后墙设有燃尽风装置，所述燃尽风装置下方设有后墙二次风喷口；所述一次风喷口连接一次管道，前墙二次风喷口、后墙二次风喷口及燃尽风装置均连接二次风管道。

2.如权利要求1所述的U型炉的配风布置结构，其特征在于，所述燃尽风装置在后墙上的布置高度对应炉内1000-1100℃温区高度，且满足烟气由燃尽风装置上升至炉膛出口的行程时间在1.0s以上的要求。

3.如权利要求1所述的U型炉的配风布置结构，其特征在于，所述后墙二次风喷口在后墙上布置高度位于后墙高温区。

4.如权利要求1-3任一项所述的U型炉的配风布置结构，其特征在于，所述前墙二次风喷口包括位于前墙拱上的上二次风喷口和前墙拱下的下二次风喷口，所述一次风喷口也设于前墙拱上，所述一次风喷口和上二次风喷口间隔布置。

5.如权利要求4所述的U型炉的配风布置结构，其特征在于，所述前墙拱下的下二次风喷口内设有二次风导向装置。