CN206875418U - 一次风、二次风集中连续布置的切圆煤粉解耦燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一次风、二次风集中连续布置的切圆煤粉解耦燃烧装置，所述切圆煤粉解耦燃烧装置包括若干燃烧器组，所述燃烧器组包括一层以上的底部二次风喷口、若干层一次风喷口、若干层侧二次风喷口、若干层上二次风喷口和一层以上的燃尽风喷口，所述的一次风喷口上下相邻连续布置；所述侧二次风喷口水平标高与所述的一次风喷口相对应连续布置；所述底部二次风喷口布置在一次风喷口的正下方；所述上二次风喷口连续布置在所述侧二次风喷口的上方；所述燃尽风喷口设置在所述上二次风喷口的上方。本实用新型可使煤粉解耦燃烧装置的燃烧器组安装更为紧凑，减少炉膛水冷壁开孔位置和简化风道的布置，显著降低制造成本，并适应已有锅炉的改造。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤粉燃烧设备领域，具体地，本实用新型涉及一种一次风、二次风集中连续布置的切圆煤粉解耦燃烧装置。
背景技术
煤粉燃烧的效率与NOx的排放存在耦合问题，采用空气分级燃烧降低NOx的排通常会使燃烧效率也降低。同时空气分级燃烧造成炉膛下部形成大范围的强还原性气氛，使得炉膛结焦和水冷壁的高温腐蚀问题突出。
专利文献CN2016202288516公开了一种均流多角切圆煤粉解耦燃烧装置的技术方案，其较好地解决了燃烧效率与NOx排放的耦合问题。但该方案为了实现水平分级，使得一次风与二次风喷口分开布置，增加了炉膛水冷壁和风道结构的复杂性，更适合于新锅炉的制造，对原设计锅炉进行现场改造的造价很高。
实用新型内容
为了克服现有技术中装置存在的问题，本实用新型提出一种一次风、二次风集中连续布置的切圆煤粉解耦燃烧装置。
本发明提供的切圆煤粉解耦燃烧装置包括若干燃烧器组，所述燃烧器组包括一层以上的底部二次风喷口、若干层一次风喷口、若干层侧二次风喷口、若干层上二次风喷口和一层以上的燃尽风喷口，所述的一次风喷口上下相邻连续布置；所述侧二次风喷口水平标高与所述的一次风喷口相对应连续布置；
所述底部二次风喷口布置在一次风喷口的正下方；
所述上二次风喷口连续布置在所述侧二次风喷口的上方或一次风喷口的上方；
所述燃尽风喷口设置在所述上二次风喷口的上方。
作为上述切圆煤粉解耦燃烧装置的进一步优选，所述燃尽风喷口布置在所述上二次风喷口的正上方，其与最上层的上二次风喷口的间距不小于上二次风喷口之间的间距。
作为上述切圆煤粉解耦燃烧装置的另一种优选，所述燃尽风喷口为两层以上，其中一部分布置在所述上二次风喷口的正上方，另一部分布置在所述上二次风喷口的正上方以外的位置，且在水平方向上与上二次风喷口的间距大于上二次风喷口高度的5倍，在垂直方向上与最上层的上二次风喷口的间距大于等于上二次风喷口之间的间距。
作为上述切圆煤粉解耦燃烧装置一种更好的选择，所述燃烧器组设有4个，水平标高相同地分别布置在切圆燃烧煤粉锅炉炉膛的四角或四壁。所述4个燃烧器组的喷口喷射气流角度可在炉膛内形成切圆燃烧的旋转气流。
作为上述切圆煤粉解耦燃烧装置一种更好的选择，侧二次风喷口、上二次风喷口和燃尽风喷口为水平或垂直双向摆动机构。
作为上述切圆煤粉解耦燃烧装置一种更好的选择，每个燃烧器组的一次风喷口构成一个一次风喷口小组，所述一次风喷口小组内的各一次风喷口的摆动机构相连。通过摆动机构可使每个一次风喷口统一做垂直摆动。
作为上述切圆煤粉解耦燃烧装置一种更好的选择，每个燃烧器组的多个侧二次风喷口构成一个侧二次风喷口小组，所述侧二次风喷口小组内的各侧二次风喷口的摆动机构相连。通过摆动机构可使每个侧二次风喷口统一做垂直摆动。
作为上述切圆煤粉解耦燃烧装置一种更好的选择，每个燃烧器组的多个上二次风喷口构成一上二次风喷口小组，所述上二次风喷口小组的各上二次风喷口的摆动机构相连。通过摆动机构可使每个上二次风喷口统一做垂直摆动。
作为上述切圆煤粉解耦燃烧装置一种更好的选择，每个燃烧器组的所有侧二次风喷口和上二次风喷口的摆动机构相连。通过摆动机构可使各喷口统一做垂直摆动。
所述上二次风喷口出口截面积或出口气流速度大于等于所述侧二次风喷口出口截面积或出口气流速度，以保障上二次风喷口出口气流的刚度和穿透能力，及时与煤粉充分混合。
作为上述切圆煤粉解耦燃烧装置一种更好的选择，所述侧二次风喷口和一次风喷口的射向炉膛的入射角夹角为0～45度。
作为上述切圆煤粉解耦燃烧装置进一步的优选，所述侧二次风喷口和一次风喷口的射向炉膛的入射角形成的假想切圆旋转方向相同或者相反。
所述侧二次风喷口也可作为一次风喷口的冷却风出口，部分或全部侧二次风均流经一次风喷口的冷却风道后由侧二次风喷口进入炉膛。
作为上述切圆煤粉解耦燃烧装置一种更好的选择，所述各底部二次风喷口总风量占炉膛内总风量的10％～20％；所述各侧二次风喷口的总风量占炉膛内总风量的15％～45％；所述各上二次风喷口的总风量占炉膛内总风量的15％～50％；所述各燃尽风喷口的总风量占炉膛内总风量的10％～40％。
本实用新型的燃烧器组也可以应用于8角切圆燃烧锅炉。
对于设置有乏气和三次风的系统，可将乏气和三次风喷口等布置在一次风喷口之间或最上层一次风喷口上部，并紧邻一次风喷口。
本实用新型切圆煤粉解耦燃烧装置实现解耦燃烧的过程是：
由各喷口进入炉膛的气流在相互作用下在炉膛形成旋转上升的气流。一次风喷口携带煤粉进入炉膛燃烧，侧二次风喷口及时补充部分助燃空气与一次风混合，随着混合气流上升，上二次风喷口继续补充助燃空气，逐渐使得混合气流的过量空气系数达到0.75～1.0，燃尽风喷口补充剩余的燃尽空气，使烟气中可燃物燃烧充分。
由于一次风集中布置在炉膛下部，采用沿炉膛高度连续布置的二次风来控制燃烧强度和进程，可使炉膛下部形成较强的还原性气氛和有利的稳燃条件。随着逐层上二次风的助燃，半焦燃烧保持在还原性气氛下连续进行，可大幅降低烟气局部含氧量，以抑制燃料型和热力型NOx的生成。由于及时完成了燃料氮的转化，可使燃尽过程及早在高温氧化区展开，可燃物与氧气充分混合，确保可燃物的燃尽。
各喷口水平摆动可调节假想切圆的直径，优化动力场，避免炉膛结焦；喷口垂直摆动可调节炉膛出口烟温，从而调节锅炉再热蒸汽温度等；燃尽风喷口水平摆动还可以调节炉膛出口烟气的温度偏差，确保受热面的安全。
作为上述燃烧方法一种更好的选择，所述各底部二次风喷口总风量占炉膛内总风量的10％～20％；所述各侧二次风喷口的总风量占炉膛内总风量的15％～45％；所述各上二次风喷口的总风量占炉膛内总风量的15％～50％；所述各燃尽风喷口的总风量占炉膛内总风量的10％～40％。
本实用新型具有如下的优点：
1、本实用新型可使燃烧器组安装更为紧凑，减少炉膛水冷壁开孔位置和简化风道的布置，显著降低制造成本，并适应已有锅炉的改造。
2、本实用新型的燃烧装置中，各一次风喷口组、侧二次风喷口组和上二次风喷口组可各自分别摆动调整，增加了动力场和炉温调节的灵活性，也可减轻一次风喷口的磨损。
3、一次风向下集中布置有利于稳燃、增加最上层一次风的煤粉燃烧时间，并可充分利用炉膛下部浓度很高的热解气化煤气还原NOx；侧二次风布置可保持燃烧的连续性、维持适当的半焦反应活性，并有助于避免炉膛水冷壁的结焦；上二次风连续布置有利于控制焦炭氮在最适宜的还原性气氛下快速连续转化，及早开始燃尽阶段，并避免炉膛中随着燃尽风的进入产生氧量和NOx的阶跃。本实用新型可在保障燃烧效率下，比传统空气分级技术更大幅度地稳定降低NOx排放，对于烟煤等甚至可完全取消烟气脱硝装置。
附图说明
图1为本实用新型一次风、二次风集中连续布置的切圆煤粉解耦燃烧装置的结构简图；
图2为本实用新型一次风、二次风集中连续布置的切圆煤粉解耦燃烧装置的俯视图；
附图标识：
1、底部二次风喷口；2、一次风喷口；3、侧二次风喷口；4、上二次风喷口5；燃尽风喷口。
具体实施方式
如下为本实用新型的实施例，其仅用作对本实用新型的解释而并非限制。
请参见图1-2所示的一种一次风、二次风集中连续布置的切圆煤粉解耦燃烧装置，所述装置包括底部二次风喷口1、一次风喷口2、侧二次风喷口3、上二次风喷口4和燃尽风喷口5，所述的一次风喷口2设有多层，且上下相邻连续布置；所述侧二次风喷口3设有多层，水平标高与所述的一次风喷口2相对应连续布置；
所述的底部二次风喷口1设有一层或多层，布置在一次风喷口2的正下方；所述上二次风喷口4设有多层，连续布置在所述侧二次风喷口3的上方或一次风喷口2的上方；
所述燃尽风喷口5设有一层或多层，布置在所述上二次风喷口4的上方。
所述燃尽风喷口5可以为一层或多层，布置在所述上二次风喷口4的正上方，并与最上层的上二次风喷口4的间距大于等于上二次风喷口4之间的间距。所述燃尽风喷口5也可以为多层，其中一部分布置在所述上二次风喷口4的正上方，另一部分布置在所述上二次风喷口4的上方，且在水平方向上与上二次风喷口4的间距大于上二次风喷口4高度的5倍，在垂直方向上与最上层的上二次风喷口4的间距大于等于上二次风喷口4之间的间距；
所述按上述布置方式组合的底部二次风喷口1、一次风喷口2、侧二次风喷口3、上二次风喷口4和燃尽风喷口5组成一个燃烧器组，所述燃烧器组设有4个，水平标高相同地分别布置在切圆燃烧煤粉锅炉炉膛的四角或四壁，且4个燃烧器组的喷口喷射气流角度可在炉膛内形成切圆燃烧的旋转气流。
作为一种改进，侧二次风喷口3、上二次风喷口4和燃尽风喷口5为水平或垂直双向摆动机构。
作为一种改进，每个燃烧器组的一次风喷口2构成一个一次风喷口小组，所述一次风喷口小组内的各一次风喷口2的摆动机构相连，通过摆动机构可使每个一次风喷口2统一做垂直摆动。
作为一种改进，每个燃烧器组的多个侧二次风喷口3构成一个侧二次风喷口小组，所述侧二次风喷口小组内的各侧二次风喷口3的摆动机构相连，通过摆动机构可使每个侧二次风喷口3统一做垂直摆动。
作为一种改进，每个燃烧器组的多个上二次风喷口4构成一上二次风喷口小组，所述上二次风喷口小组内的各上二次风喷口4的摆动机构相连，通过摆动机构可使每个上二次风喷口4统一做垂直摆动。
作为一种改进，每个燃烧器组的所有侧二次风喷口3和上二次风喷口4的摆动机构相连，通过摆动机构可使各喷口统一做垂直摆动。
作为改进，所述侧二次风喷口3和一次风喷口2的射向炉膛的入射角夹角为0～45度，侧二次风喷口3和一次风喷口2的射向炉膛的入射角形成的假想切圆旋转方向可以相反。本领域技术人员也可根据需要选择合适的二次风喷口和一次风喷口的入射方向，如选择0-30度作为入射角夹角。
本实用新型的燃烧器组也可以应用于8角切圆燃烧锅炉。
有乏气和三次风的系统，可将乏气和三次风喷口等布置在一次风喷口之间或最上层一次风喷口上部，并紧邻一次风喷口。
本实用新型实现解耦燃烧的方法如下：
由各喷口进入炉膛的气流在相互作用下在炉膛形成旋转上升的气流。一次风喷口携带煤粉进入炉膛燃烧，侧二次风喷口及时补充部分助燃空气与一次风混合，随着混合气流上升，上二次风喷口继续补充助燃空气，逐渐使得混合气流的过量空气系数达到0.75～1.0，燃尽风喷口补充剩余的燃尽空气，使烟气中可燃物燃烧充分。
由于一次风集中布置在炉膛下部，采用沿炉膛高度连续布置的二次风来控制燃烧强度和进程，可使炉膛下部形成较强的还原性气氛和有利的稳燃条件。随着逐层上二次风的助燃，半焦燃烧保持在还原性气氛下连续进行，可大幅降低烟气局部含氧量，以抑制燃料型和热力型NOx的生成。由于及时完成了燃料氮的转化，可使燃尽过程及早在高温氧化区展开，可燃物与氧气充分混合，确保可燃物的燃尽。
各喷口水平摆动可调节假想切圆的直径，优化动力场，避免炉膛结焦；喷口垂直摆动可调节炉膛出口烟温，从而调节锅炉再热蒸汽温度等；燃尽风喷口水平摆动还可以调节炉膛出口烟气的温度偏差，确保受热面的安全。
作为上述燃烧方法一种更好的选择，所述各底部二次风喷口总风量占炉膛内总风量的10％～20％；所述各侧二次风喷口的总风量占炉膛内总风量的15％～45％；所述各上二次风喷口的总风量占炉膛内总风量的15％～50％；所述各燃尽风喷口的总风量占炉膛内总风量的10％～40％。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一次风、二次风集中连续布置的切圆煤粉解耦燃烧装置，所述切圆煤粉解耦燃烧装置包括若干燃烧器组，所述燃烧器组包括一层以上的底部二次风喷口、若干层一次风喷口、若干层侧二次风喷口、若干层上二次风喷口和一层以上的燃尽风喷口，其特征在于：
所述的一次风喷口上下相邻连续布置；所述侧二次风喷口水平标高与所述的一次风喷口相对应连续布置；
所述底部二次风喷口布置在一次风喷口的正下方；
所述上二次风喷口连续布置在所述侧二次风喷口的上方或一次风喷口的上方；
所述燃尽风喷口设置在所述上二次风喷口的上方。
2.根据权利要求1所述的切圆煤粉解耦燃烧装置，其特征在于：所述燃尽风喷口布置在所述上二次风喷口的正上方，其与最上层的上二次风喷口的间距不小于上二次风喷口之间的间距。
3.根据权利要求1所述的切圆煤粉解耦燃烧装置，其特征在于：所述燃尽风喷口为两层以上，其中一部分布置在所述上二次风喷口的正上方，另一部分布置在所述上二次风喷口的正上方以外的位置，且在水平方向上与上二次风喷口的间距大于上二次风喷口高度的5倍，在垂直方向上与最上层的上二次风喷口的间距大于等于上二次风喷口之间的间距。
4.根据权利要求1所述的切圆煤粉解耦燃烧装置，其特征在于：所述燃烧器组设有4个，水平标高相同地分别布置在切圆燃烧煤粉锅炉炉膛的四角或四壁。
5.根据权利要求1所述的切圆煤粉解耦燃烧装置，所述侧二次风喷口作为一次风喷口的冷却风出口，部分或全部侧二次风均流经一次风喷口的冷却风道后由侧二次风喷口进入炉膛。
6.根据权利要求1或5所述的切圆煤粉解耦燃烧装置，其特征在于：每个燃烧器组的一次风喷口构成一个一次风喷口小组，所述一次风喷口小组内的各一次风喷口的摆动机构相连。
7.根据权利要求1或5所述的切圆煤粉解耦燃烧装置，其特征在于：每个燃烧器组的多个侧二次风喷口构成一个侧二次风喷口小组，所述侧二次风喷口小组内的各侧二次风喷口的摆动机构相连。
8.根据权利要求1或5所述的切圆煤粉解耦燃烧装置，其特征在于：每个燃烧器组的多个上二次风喷口构成一上二次风喷口小组，所述上二次风喷口小组的各上二次风喷口的摆动机构相连。
9.根据权利要求1或5所述的切圆煤粉解耦燃烧装置，其特征在于：每个燃烧器组的所有侧二次风喷口和上二次风喷口的摆动机构相连。
10.根据权利要求1所述的切圆煤粉解耦燃烧装置，其特征在于：所述侧二次风喷口和一次风喷口的射向炉膛的入射角夹角为0～45度。
Priority Applications (1)
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| CN201720690105.3U CN206875418U (zh) | 2017-06-14 | 2017-06-14 | 一次风、二次风集中连续布置的切圆煤粉解耦燃烧装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108180500A (zh) * | 2018-02-07 | 2018-06-19 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 一种用于锅炉二次风的等压环形风室及其锅炉系统 |
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2017
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|---|---|---|---|---|
| CN108180500A (zh) * | 2018-02-07 | 2018-06-19 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 一种用于锅炉二次风的等压环形风室及其锅炉系统 |
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