CN213334353U

CN213334353U - 基于空气分级的循环流化床锅炉低氮燃烧二次风布置装置

Info

Publication number: CN213334353U
Application number: CN202022015708.8U
Authority: CN
Inventors: 彭丹; 杨宏民; 孙为民; 高欣; 杜雅琴; 杨雪萍
Original assignee: Zhengzhou Electric Power College
Current assignee: Zhengzhou Electric Power College
Priority date: 2020-09-15
Filing date: 2020-09-15
Publication date: 2021-06-01
Anticipated expiration: 2030-09-15

Abstract

本实用新型公开了一种基于空气分级的循环流化床锅炉低氮燃烧二次风布置装置，包括锅炉、二次风箱、二次风管和二次风喷口，锅炉的前墙和后墙上均设置有二次风箱，二次风箱上连接有连通管，连通管的另一端连接有二次风管，二次风管上远离连通管的一端设置有二次风喷口，二次风管包括上二次风管和下二次风管，二次风喷口包括上二次风喷口和下二次风喷口，上二次风管以水平向下倾斜18°的方式利用上二次风喷口进入锅炉内部，下二次风管以水平向下倾斜8°的方式利用下二次风喷口进入锅炉内部，二次风喷口与锅炉连接处设置有用于固定二次风管的固定架。本实用新型设计合理、低氮燃烧效果高。

Description

基于空气分级的循环流化床锅炉低氮燃烧二次风布置装置

技术领域

本实用新型涉及循环流化床锅炉低氮燃烧领域的二次风布置装置，特别是涉及基于空气分级的Pyroflow型循环流化床锅炉低氮燃烧二次风布置装置。

背景技术

氮氧化物（NOx）是大气主要污染物之一，火电厂燃煤烧释放的NOx占我国NOx排放的57%，随着人民对环境问题的关注度的提高，国家对污染物排放的要求也越来越严苛，发展改革委等部门联合制定出台的《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020 年）》中要求NOx 排放质量浓度分别不超过50 mg/m³，在全国8.9亿kW火电总装机容量中，流化床机组装机容量占比13.5%，循环流化床（CFB）锅炉作为新颖而节能的煤燃烧方式前景广阔，但在运行中容易存在返料不均衡、结焦结渣严重及NOx排放高等系列问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，结合现场运行数据提供一种设计合理、安全稳定、低氮燃烧效果高、且加工制造、安装方便的一种基于空气分级的循环流化床锅炉低氮燃烧二次风布置装置。

本实用新型为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种基于空气分级的循环流化床锅炉低氮燃烧二次风布置装置，包括锅炉、二次风箱、二次风管和二次风喷口，所述锅炉的前墙和后墙上均设置有所述二次风箱，所述二次风箱上连接有连通管，所述连通管的另一端连接有所述二次风管，所述二次风管上远离所述连通管的一端设置有所述二次风喷口，所述二次风管包括上二次风管和下二次风管，所述二次风喷口包括上二次风喷口和下二次风喷口，所述上二次风管以水平向下倾斜18°的方式利用所述上二次风喷口进入所述锅炉内部，所述下二次风管以水平向下倾斜8°的方式利用所述下二次风喷口进入锅炉内部，所述二次风喷口与所述锅炉连接处设置有用于固定所述二次风管的固定架。

所述二次风箱包括上二次风箱和下二次风箱，所述连通管包括上直通管和下直通管，所述上二次风箱设置在所述下二次风箱的上方，所述上二次风箱通过所述上直通管和所述上二次风管与所述上二次风喷口连接，所述下二次风箱通过所述下直通管和所述下二次风管与所述下二次风喷口连接。

所述上二次风管的直径为219mm，所述下二次风管的直径为159mm，所述上二次风喷口的尺寸与所述上二次风管的尺寸相匹配，所述下二次风喷口的尺寸与所述下二次风管的尺寸相匹配，所述上二次风喷口距离所述锅炉上布风板5.6 m，所述下二次风喷口距离所述锅炉上布风板2.4 m。

所述锅炉的前墙上设置有六个所述上二次风管，二个所述下二次风管，六个所述上二次风管一端分别通过各自对应的所述上直通管与各自对应的所述上二次风箱连接，另一端通过各自对应的所述上二次风喷口与所述锅炉内部连接，二个所述下二次风管一端通过各自对应的所述下直通管与各自对应的所述下二次风箱连接，另一端通过各自对应的所述下二次风喷口与所述锅炉内部连接。

所述锅炉的后墙上设置有五个所述上二次风管，三个所述下二次风管，五个所述上二次风管一端通过各自对应的所述上直通管与各自对应的所述上二次风箱连接，另一端通过各自对应的所述上二次风喷口与各自对应的所述锅炉内部连接，三个所述下二次风管一端通过各自对应的所述下直通管与各自对应的所述下二次风箱连接，另一端通过各自对应的所述下二次风喷口与所述锅炉内部连接。

在前墙上，六个所述上二次风喷口中，处于中心位置的两个上二次风喷口中风率为9%，风率为9%指的是处于中心位置的两个上二次风喷口中的风量占总风量的9%，剩余的四个所述上二次风喷口中风率为5% ，风率为5%指的是剩余的四个所述上二次风喷口中的风量占总风量的5%，所述下二次风喷口中的风率为6.25%；风率为6.25%指的是所述下二次风喷口中的风量占总风量的6.25%，在后墙上，五个所述上二次风喷口中，处于中心位置的一个上二次风喷口中风率为9%，风率为9%指的是处于中心位置的一个上二次风喷口中的风量占总风量的9%，剩余的四个所述上二次风喷口中风率为5% ，风率为5%指的是剩余的四个所述上二次风喷口中的风量占总风量的5%，所述下二次风喷口中的风率为6.25%，风率为6.25%指的是所述下二次风喷口中的风量占总风量的6.25%。

本实用新型的积极有益效果是：

1、本实用新型中在前墙和后墙上总共设置有11个上二次风喷口，5个下二次风喷口，且上层中上二次风管和上二次风喷口的直径大于下层中下二次风管和下二次风喷口的直径，通过调整上二次风喷口和下二次风喷口的数量，进而来调整上下两层二次风的进风风量，在上下两层进风风速相同的情况下，上层的进风量大于下层的进风量，前墙和后墙上二次风喷口的布置，可产生良好的空气分级燃烧效果，上二次风入炉时在较低的背压下，利于提升穿透能力，强化了炉膛中上部燃烧，下二次风喷口少，进风量小，可增强密相区还原性气氛，有效抑制NOx的生成，在这种布置情况下，随锅炉内负荷的增加，NOx质量浓度呈上升趋势，稳定在85-130 mg/m³范围内，NOx排放得到一定的改善，达到了预期目标。

2、本实用新型中设置有直通管和二次风管，相当于为各风口设置了合适的引入距离，能用于二次风的调节，另外上二次风喷口中，处于中心位置的上二次风喷口中风率为9%，剩余的上二次风喷口中风率为5%，下二次风喷口中的风率为6.25%，此时，空气分级燃烧显著，二次风穿透能力得到提升，NOX排放水平降低，同时此时炉内温度场较稳定，可在炉内实现“低风速—高穿透力”；另外将上二次风下倾角度设置为18°，能够减小二次风对炉内过渡区的扰动，利于物料的输送和传播。

附图说明

图1为本实用新型基于空气分级的循环流化床锅炉低氮燃烧二次风布置装置中二次风喷口布置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的解释和说明：

参见图1，图中：1-锅炉，2-固定架，3-上二次风箱，4-下二次风箱，5-上直通管，6-下直通管，7-上二次风管，8-下二次风管，9-上二次风喷口，10-下二次风喷口。

实施例：一种基于空气分级的循环流化床锅炉低氮燃烧二次风布置装置，包括锅炉1、二次风箱、二次风管和二次风喷口，锅炉1的前墙和后墙上均设置有二次风箱，二次风箱上连接有连通管，连通管的另一端连接有二次风管，二次风管上远离连通管的一端设置有二次风喷口，二次风管包括上二次风管7和下二次风管8，二次风喷口包括上二次风喷口9和下二次风喷口10，上二次风管7以水平向下倾斜18°的方式利用上二次风喷口9进入锅炉1内部，下二次风管8以水平向下倾斜8°的方式利用下二次风喷口10进入锅炉1内部，二次风喷口与锅炉1连接处设置有用于固定二次风管的固定架2。

二次风箱包括上二次风箱3和下二次风箱4，连通管包括上直通管5和下直通管6，上二次风箱3设置在下二次风箱4的上方，上二次风箱3通过上直通管5和上二次风管7与上二次风喷口9连接，下二次风箱4通过下直通管6和下二次风管8与下二次风喷口10连接。

上二次风管7的直径为219mm，下二次风管8的直径为159mm，上二次风喷口9的尺寸与上二次风管7的尺寸相匹配，下二次风喷口10的尺寸与下二次风管8的尺寸相匹配，上二次风喷口9距离锅炉1上布风板5.6 m，下二次风喷口10距离锅炉1上布风板2.4 m。

锅炉1的前墙上设置有六个上二次风管7，二个下二次风管8，六个上二次风管7一端分别通过各自对应的上直通管5与各自对应的上二次风箱3连接，另一端通过各自对应的上二次风喷口9与锅炉1内部连接，二个下二次风管8一端通过各自对应的下直通管6与各自对应的下二次风箱4连接，另一端通过各自对应的下二次风喷口10与锅炉1内部连接。

锅炉1的后墙上设置有五个上二次风管7，三个下二次风管8，五个上二次风管7一端通过各自对应的上直通管5与各自对应的上二次风箱3连接，另一端通过各自对应的上二次风喷口9与各自对应的锅炉1内部连接，三个下二次风管8一端通过各自对应的下直通管6与各自对应的下二次风箱4连接，另一端通过各自对应的下二次风喷口10与锅炉1内部连接。

为强化分级燃烧的效果，对上下排二次风进行了调整，需调整二次风喷口布置与配风方式，在配风上，在前墙上，六个上二次风喷口9中，处于中心位置的两个上二次风喷口9中风率为9%，剩余的四个上二次风喷口9中风率为5% ，下二次风喷口10中的风率为6.25%；在后墙上，五个上二次风喷口9中，处于中心位置的一个上二次风喷口9中风率为9%，剩余的四个上二次风喷口9中风率为5% ，下二次风喷口10中的风率为6.25%。

增加二次风总量，可抑制密相区的燃烧强度，增强密相区还原气氛，可抑制NOx的生成；设置上二次风的目的是：1）分级燃烧；2）有助于氧均匀分布，利于燃尽作用；3）通常上二次风有效穿透，有利于灰循环；4）合适的二次风有利于减轻磨损；5）均匀炉内烟温；设置下二次风的目的主要是适应不同煤种。对于着火快的煤种，运行中下二次风宜降低风量，而对着火慢的煤种适当开大下二次风。

在本实施例中，二次风风速取70 m/s，二次风面积约为0.47m²，上下二次风喷口10面积分别计算为0.37m²和0.1m²，该锅炉1中上二次风管7为一根直径为219mm的耐热不锈钢喷管；下二次风管8为五根直径为159mm的耐热不锈钢喷口，其二次风具体设计参数如下表所示：

Figure DEST_PATH_538387DEST_PATH_IMAGE001

在此种二次风布置情况下，沿炉膛1高度方向O₂含量波峰集中在二次风喷口处，意味着该位置空气分级燃烧效果显著，且二次风区域O₂浓度提高，说明二次风穿透力得到提升，可强化过渡区域燃烧效果，提高燃料在锅炉1内的燃烧份额；锅炉1下部区域NO生成量有下降趋势，因为此处燃料燃烧集中，而燃烧温度不高，此时降低锅炉1下部分供氧量，可有效降低燃料颗粒周围氧气浓度，使燃烧反应的还原氛围增强，减少了NOx的生成，但由于燃料颗粒在该区域停留时间短，故NO含量下降不明显；同时在锅炉1上部，随着锅炉1温度降低和燃料浓度的减少，又可使燃料型NOx减少，达到了良好的分级燃烧效果，另外，在本实施例中，随着降低左右二次风喷口风率，提高中心喷口风率，锅炉1整体温度不断降低，局部高温区减少，分级效果进一步加强。

以上，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质所作的任何简单修改，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种基于空气分级的循环流化床锅炉低氮燃烧二次风布置装置，包括锅炉、二次风箱、二次风管和二次风喷口，其特征是：所述锅炉的前墙和后墙上均设置有所述二次风箱，所述二次风箱上连接有连通管，所述连通管的另一端连接有所述二次风管，所述二次风管上远离所述连通管的一端设置有所述二次风喷口，所述二次风管包括上二次风管和下二次风管，所述二次风喷口包括上二次风喷口和下二次风喷口，所述上二次风管以水平向下倾斜18°的方式利用所述上二次风喷口进入所述锅炉内部，所述下二次风管以水平向下倾斜8°的方式利用所述下二次风喷口进入锅炉内部，所述二次风喷口与所述锅炉连接处设置有用于固定所述二次风管的固定架。

2.根据权利要求1所述的基于空气分级的循环流化床锅炉低氮燃烧二次风布置装置，其特征是：所述二次风箱包括上二次风箱和下二次风箱，所述连通管包括上直通管和下直通管，所述上二次风箱设置在所述下二次风箱的上方，所述上二次风箱通过所述上直通管和所述上二次风管与所述上二次风喷口连接，所述下二次风箱通过所述下直通管和所述下二次风管与所述下二次风喷口连接。

3.根据权利要求2所述的基于空气分级的循环流化床锅炉低氮燃烧二次风布置装置，其特征是：所述上二次风管的直径为219mm，所述下二次风管的直径为159mm，所述上二次风喷口的尺寸与所述上二次风管的尺寸相匹配，所述下二次风喷口的尺寸与所述下二次风管的尺寸相匹配，所述上二次风喷口距离所述锅炉上布风板5.6 m，所述下二次风喷口距离所述锅炉上布风板2.4 m。

4.根据权利要求2所述的基于空气分级的循环流化床锅炉低氮燃烧二次风布置装置，其特征是：所述锅炉的前墙上设置有六个所述上二次风管，二个所述下二次风管，六个所述上二次风管一端分别通过各自对应的所述上直通管与各自对应的所述上二次风箱连接，另一端通过各自对应的所述上二次风喷口与所述锅炉内部连接，二个所述下二次风管一端通过各自对应的所述下直通管与各自对应的所述下二次风箱连接，另一端通过各自对应的所述下二次风喷口与所述锅炉内部连接。

5.根据权利要求2所述的基于空气分级的循环流化床锅炉低氮燃烧二次风布置装置，其特征是：所述锅炉的后墙上设置有五个所述上二次风管，三个所述下二次风管，五个所述上二次风管一端通过各自对应的所述上直通管与各自对应的所述上二次风箱连接，另一端通过各自对应的所述上二次风喷口与各自对应的所述锅炉内部连接，三个所述下二次风管一端通过各自对应的所述下直通管与各自对应的所述下二次风箱连接，另一端通过各自对应的所述下二次风喷口与所述锅炉内部连接。

6.根据权利要求2所述的基于空气分级的循环流化床锅炉低氮燃烧二次风布置装置，其特征是：在前墙上，六个所述上二次风喷口中，处于中心位置的两个上二次风喷口中风率为9%，剩余的四个所述上二次风喷口中风率为5% ，所述下二次风喷口中的风率为6.25%；在后墙上，五个所述上二次风喷口中，处于中心位置的一个上二次风喷口中风率为9%，剩余的四个所述上二次风喷口中风率为5% ，所述下二次风喷口中的风率为6.25%。