CN207035086U - U型火焰低氮煤粉锅炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种U型火焰低氮煤粉锅炉，为双炉膛设计，包括前炉膛（2）、后炉膛（3）、和燃尽风（4），前炉膛（2）是主燃烧区，后炉膛（3）为辅助燃烧区和燃尽区；前炉膛（2）低于后炉膛（3），由水冷屏分隔，下方连通形成U型连通烟道；前炉膛（2）的顶部有一定倾角，布置燃烧器，火焰经过前后炉膛的连通烟道后，改变方向向上燃烧，形成U型火焰；燃尽风（4）布置在连通烟道转弯后的后炉膛（3）下部侧水冷壁上，左右对称布置，接受主燃烧区高温火焰的辐射；前炉膛（2）是缺氧燃烧，燃烧温度低，造成还原性气氛，从而降低燃料型和热力型NOx的生成量；后炉膛（3）是富氧燃烧，留有充分的NOx还原空间，并保证了煤粉的燃尽率，提高锅炉效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤粉锅炉技术，尤其是涉及一种U型火焰低氮燃烧锅炉。
背景技术
小型煤粉锅炉在我国尚处于起步阶段，由于燃烧方式和炉膛结构配合不好，存在负荷上不去、高温腐蚀、污染物排放高等问题，得不到很好的发展。
燃油气锅炉虽然可以很好地控制污染物的排放，但是燃料成本太高，我国富煤贫油贫气，煤作为主要燃料不可回避。但是我国小型燃煤锅炉市场长期以来以层燃方式为主，热效率低下并且污染物排放高，在逐步被淘汰。U型火焰低氮煤粉锅炉，经济和环保效益高、结构简单、易于制造和安装、方便操作，既可以设计成热水锅炉也可以设计成蒸汽锅炉，既可以燃用烟煤，也可以燃用难燃的贫煤和无烟煤，适应性广，具有较好的市场前景。U型火焰低氮煤粉锅炉，发明背景源于大型W火焰燃煤锅炉。对于小型煤粉锅炉来说，比常规的层燃炉需要更大的燃烧空间，这与主要用于燃烧难燃煤的W炉面临的问题相似。而双肩的W炉占地空间大，通过计算，小型煤粉锅炉完全可以采用单肩W炉的炉膛结构，这样解决了燃烧空间并加长了火焰行程的同时，对流受热面的布置可以非常紧凑，于是诞生了U型火焰低氮燃烧煤粉锅炉。对于小型煤粉锅炉来说，燃烧器通常位于炉膛的前墙、炉顶或者底部的布置方式，而且多采用单炉膛。这些布置，受到炉膛结构的限制，无法做到合理的配风，热力型和燃料型NOx产生量大，火焰行程不够使得煤粉无法燃尽，造成锅炉效率低，同时使锅炉难以达到额定负荷。
发明内容
本实用新型的目的在于设计一种U型火焰低氮锅炉，其具有足够的煤粉燃烧和燃尽空间和合理的空气动力场，能够达到额定负荷、避免或者减轻高温腐蚀，NOx排放低，可以将污染物排放降低到最低水平。
为了实现本实用新型的目的，采用以下技术方案：
一种U型火焰低氮煤粉锅炉，所述煤粉锅炉的炉膛为双炉膛设计，包括前炉膛2、后炉膛3和燃尽风4，其中，
所述前炉膛2是主燃烧区，后炉膛3为辅助燃烧区和燃尽区，前后炉膛均由膜式水冷壁组成；所述前炉膛2低于后炉膛3，由水冷屏分隔，下方连通形成U型连通烟道；
所述前炉膛2的顶部有一定倾角，布置燃烧器，火焰经过前炉膛、前后炉膛的连通烟道后，改变方向在后炉膛向上燃烧，形成U型火焰；
所述燃尽风4布置在连通烟道转弯后的后炉膛下部侧水冷壁上，左右对称布置，接受主燃烧区高温火焰的辐射；
所述前炉膛2为火焰的主燃烧区，是缺氧燃烧，造成还原性气氛，降低燃料型NOx的生成量；所述前炉膛（2）的燃烧温度低于1500℃，降低了热力型NOx的生成量；所述后炉膛3为辅助燃烧区，是富氧燃烧，保证了煤粉的燃尽率，提高锅炉效率。
所述燃尽风4距离炉膛出口的高度满足燃尽时间大于0.5秒的要求，确保煤粉燃尽。
所述煤粉锅炉炉膛后面的对流区布置对流受热面6、SCR7、空气预热器8以及除尘系统和脱硫系统。所述对流受热面6均由膜式壁包围。
附图说明
图1是U型火焰低氮煤粉锅炉结构示意图。
其中：
1燃烧器、2前炉膛、3后炉膛、4燃尽风
5锅筒、6对流受热面、7SCR、 8空气预热器。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进一步详细说明。
图1是U型火焰低氮煤粉锅炉结构示意图。如图所示，U型火焰低氮煤粉锅炉的设计原理：锅炉炉膛为双炉膛设计，前炉膛是主燃烧区，后炉膛为辅助燃烧区和燃尽区。前后炉膛均由膜式水冷壁组成。前炉膛低于后炉膛，由水冷屏分隔。燃烧器位于前炉膛有一定倾角的顶部，火焰向下方俯冲，经过前后炉膛的连通烟道后，改变方向进入后炉膛向上燃烧，形成U型火焰。连通烟道转弯后的后炉膛下部侧水冷壁布置燃尽风。由于有分隔屏的作用，火焰的高温区主要在前炉膛，高温的前炉膛缺氧燃烧，控制了热力型NOx的产生；燃尽风在分隔屏后下的侧水冷壁上，左右对称布置，这样的位置可以接受主燃烧区高温火焰的辐射，同时燃尽风距离炉膛出口的高度满足煤粉燃尽的要求（例如燃用烟煤时燃尽风距离炉膛出口的高度满足燃尽时间大于0.5秒的要求）。低温的后炉膛是富氧燃烧，保证了煤粉的燃尽率，提高锅炉效率。
这种新型U型火焰低氮煤粉锅炉的结构特点是：
1、前后炉膛布置，前炉膛为主燃区低于后炉膛；后炉膛为辅助燃烧区和燃尽区；前后炉膛由水冷屏分隔；
2、前炉膛顶部有一定倾角，燃烧器布置在前炉膛顶部；
3、后炉膛布置燃尽风；
4、炉膛后面的对流区布置合理的对流受热面、SCR、空气预热器、除尘系统和脱硫系统；
5、炉膛为膜式水冷壁结构，SCR前对流受热面由膜式壁包围，与后炉膛由膜式水冷壁分隔，整个锅炉的炉墙系统简单；
6、整个锅炉为支撑结构，支吊系统简单。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种U型火焰低氮煤粉锅炉，其特点在于，所述煤粉锅炉的炉膛为双炉膛设计，包括前炉膛（2）、后炉膛（3）和燃尽风（4），其中，
所述前炉膛（2）是主燃烧区，后炉膛（3）为辅助燃烧区和燃尽区，前后炉膛均由膜式水冷壁组成；所述前炉膛（2）低于后炉膛（3），由水冷屏分隔，下方连通形成U型连通烟道；
所述前炉膛（2）的顶部有一定倾角，布置燃烧器，火焰经过前炉膛、前后炉膛的连通烟道后，改变方向在后炉膛内向上燃烧，形成U型火焰；
所述燃尽风（4）布置在连通烟道转弯后的后炉膛（3）下部侧水冷壁上，左右对称布置，接受主燃烧区高温火焰的辐射；
所述前炉膛（2）为火焰的主燃烧区，是缺氧燃烧，造成还原性气氛，降低燃料型NOx的生成量；所述前炉膛（2）的燃烧温度低，降低了热力型NOx的生成量；所述后炉膛（3）为辅助燃烧区，是富氧燃烧，保证了煤粉的燃尽率，提高锅炉效率。
2.根据权利要求1所述的煤粉锅炉，其特点在于，所述前炉膛（2）的燃烧温度低于1500℃，确保抑制热力型NOx的产生；所述燃尽风（4）距离炉膛出口的高度满足燃尽时间大于0.5秒的要求，确保煤粉燃尽。
3.根据权利要求2所述的煤粉锅炉，其特点在于，所述煤粉锅炉炉膛后面的对流区布置对流受热面（6）、SCR（7）、空气预热器（8）以及除尘系统和脱硫系统，所述对流受热面（6）均由膜式壁包围。
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