CN214370139U - 一种适用于燃用低热值高挥发分煤的墙式切圆燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于煤粉锅炉燃烧技术领域，具体提供一种适用于燃用低热值高挥发分煤的墙式切圆燃烧装置，所述燃烧装置的主体为锅炉，所述锅炉的四壁由四块水冷壁组成，每块水冷壁上均设置有燃烧器，且四个燃烧器的中心位于同一水平面上；燃烧器与所述锅炉的炉膛膛角一一对应，且距离相对应膛角的长度L为炉膛长度W的1/5‑1/3；每个所述膛角均设置有燃尽风箱，且位于相应的燃烧器的上方，且四个燃尽风箱的中心位于同一水平面上；燃尽风箱上设置有燃尽风喷口；每个燃烧器中设置有多个一次风喷口和多个二次风喷口,其中一次风喷口与二次风喷口交替设置；每个燃烧器的顶部均设置有消旋风喷口。
Description
技术领域
本实用新型属于煤粉锅炉燃烧技术领域，具体提供一种适用于燃用低热值高挥发分煤的墙式切圆燃烧装置。
背景技术
在煤粉锅炉燃烧技术领域，墙式切圆燃烧方式是新出现的一种燃烧组织方法。目前国内少部分锅炉采用了墙式切圆燃烧系统，直流燃烧器喷口布置在锅炉的四面水冷壁墙上，喷口一般距最近的角部距离是炉膛宽度的1/4左右。燃烧器喷口分为一次风喷口和二次风喷口，其中一次风喷口携带煤粉。一、二次风一般相间布置，且出口射流方向均垂直于水冷壁面，部分锅炉的一次风喷口设置了上下摆动功能，以调节火焰中心。锅炉一般还配置了分离燃尽风系统，燃尽风喷口一般布置在锅炉四角，燃尽风一般具有上下摆动、左右摆动功能，以调节火焰中心高度和消除炉炉内残余旋转动量导致的膛出口烟温、壁温、汽温偏差。
墙式切圆燃烧在应用中常出现以下问题：1)切圆直径偏大，壁面热负荷高，频繁发生水冷壁裂纹；2)燃用结渣性煤时，水冷壁结渣严重；3)现有的墙式切圆燃烧系统未根据不同煤质进行合理的差异化配置，导致煤种适应性差。4)燃用低热值高挥发分煤时，火焰中心低，主、再热汽温偏低，经济性差。
为了实现墙式切圆燃烧系统安全、高效燃用低热值高挥发分煤，必须进一步开发适用于燃用低热值高挥发分煤的墙式切圆燃烧装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决现有墙式切圆燃烧系统中，切圆直径过大，导致水冷壁热负荷不均，局部易结渣，炉膛出口烟温偏差大，主再热汽温不足，锅炉运行的安全经济性不佳的问题；提供一种安全、高效燃用低热值高挥发分煤的墙式切圆燃烧系统及锅炉。
本实用新型技术方案如下：
本实用新型提供一种适用于燃用低热值高挥发分煤的墙式切圆燃烧装置，所述燃烧装置的主体为锅炉，所述锅炉的四壁由四块水冷壁组成，每块水冷壁上均设置有燃烧器，且四个燃烧器的中心位于同一水平面上；燃烧器与所述锅炉的炉膛膛角一一对应，且距离相对应膛角的长度L为炉膛长度W的1/5-1/3；每个所述膛角均设置有燃尽风箱，且位于相应的燃烧器的上方，且四个燃尽风箱的中心位于同一水平面上；燃尽风箱上设置有燃尽风喷口；每个燃烧器中设置有多个一次风喷口和多个二次风喷口,其中一次风喷口与二次风喷口交替设置；每个燃烧器的顶部均设置有消旋风喷口。
具体地，一次风喷口的射流方向偏向炉膛中心，且为逆时针方向；一次风喷口射流中心线与相对应的水冷壁垂线呈夹角α，α为18-25°。
具体地，二次风喷口的射流方向偏向炉膛中心，且为逆时针方向，二次风喷口射流中心线与相对应的水冷壁垂线呈夹角β，β为5-12°。
具体地，消旋风喷口的射流方向偏向炉膛中心，且为顺时针方向，消旋风喷口射流中心线与相对应的水冷壁垂线呈夹角γ，γ为30-50°。
具体地，燃尽风喷口的射流方向偏向炉膛中心，且为顺时针方向，燃尽风喷口射流中心线与相对应的水冷壁呈夹角θ，θ为25-45°。
进一步地，根据燃用低热值煤的工况设计一次风喷口，使一次风喷口出口射流的最大速度为22-27m/s。
进一步地，一次风喷口、二次风喷口或消旋风喷口设置为水平可摆动方式，使之能够在前述角度范围进行调节。
本实用新型本实用新型的技术方案大幅度地降低了一次风射流和二次风射流的假想切圆，使煤粉在集中在炉膛中心区域燃烧，一方面降低了水冷壁局部热负荷，有利于抑制水冷壁管因热应力变形、撕裂，另一方面较小的假想切圆能够缩短煤粉在燃烧器区域的停留时间，适当抬升火焰中心，有利提高主再热汽温，从而提高发电效率，降低煤耗。一次风和二次风射流的布置方式，还能促使炉膛形成“风包粉”燃烧有利于防止水冷壁结渣和高温腐蚀。增设的消旋风能够使消旋作用的调节范围更大、更灵活有效，在锅炉高负荷下起到炉膛气流场的反切作用，协助燃尽风减少炉膛出口烟温偏差，保护锅炉安全运行。一次风速的合理设置保障了锅炉燃用低热值煤的稳燃效果。本实用新型的技术方案总体上能够实现墙式切圆燃烧锅炉安全、经济燃用低热值高挥发分煤烟煤。
附图说明
图1为本实用新型所述燃烧装置的结构示意图。
图2为本实用新型所述燃烧器中喷口的示意图。
图3为本实用新型所述一次风喷口与二次风喷口射流示意图。
图4为本实用新型所述消旋风喷口射流示意图。
图5为本实用新型所述燃尽风喷口射流示意图。
附图标记：1-水冷壁；2-燃烧器；21-一次风喷口；22-二次风喷口；23-消旋风喷口；3-燃尽风箱。
具体实施方式
实施例1
本实用新型既可以在新建煤粉锅炉上实施，也可以在改造现役煤粉锅炉时实施。具体实施方式重点参考本实用新型提供的技术方案。这里以具体案例补充本实用新型的具体实施方案，说明本实用新型的实施方式和所解决的问题。
本实用新型提供一种适用于燃用低热值高挥发分煤的墙式切圆燃烧装置，所述燃烧装置的主体为锅炉，所述锅炉的四壁由四块水冷壁1组成，每块水冷壁1上均设置有燃烧器2，且四个燃烧器2的中心位于同一水平面上；燃烧器2与所述锅炉的炉膛膛角一一对应，且距离相对应膛角的长度L为炉膛长度W的1/4；每个所述膛角均设置有燃尽风箱3，且位于相应的燃烧器2的上方，且四个燃尽风箱3的中心位于同一水平面上；燃尽风箱3上设置有燃尽风喷口；每个燃烧器2中设置有多个一次风喷口21和多个二次风喷口22，其中一次风喷口21与二次风喷口22交替设置；每个燃烧器2的顶部均设置有消旋风喷口23。
具体地，一次风喷口21的射流方向偏向炉膛中心，且为逆时针方向；一次风喷口21射流中心线与相对应的水冷壁1垂线呈夹角α，α为22±1°。
具体地，二次风喷口22的射流方向偏向炉膛中心，且为逆时针方向，二次风喷口22射流中心线与相对应的水冷壁1垂线呈夹角β，β为8°。
具体地，消旋风喷口23的射流方向偏向炉膛中心，且为顺时针方向，消旋风喷口23射流中心线与相对应的水冷壁1垂线呈夹角γ，γ可在30-50°之间调节，初始设置为40°。
具体地，燃尽风喷口的射流方向偏向炉膛中心，且为顺时针方向，燃尽风喷口射流中心线与相对应的水冷壁呈夹角θ，θ可在25-45°之间调节，初始设置为35°。
进一步地，根据燃用低热值煤的工况设计一次风喷口，使一次风喷口出口射流的最大速度为26m/s。
进一步地，一次风喷口、二次风喷口或消旋风喷口设置为水平可摆动方式，使之能够在前述角度范围进行调节。
本实用新型的主要技术思想是针对低热值高挥发分煤的燃烧特性燃烧剧烈、燃尽快，容易形成局部剧烈燃烧导致大的局部水冷壁高热负荷，组织小切圆风包粉燃烧，强有效地减弱水冷壁热负荷不均匀程度，提高受热面安全性；同时小切圆风包粉燃烧还能提升火焰中心高度，使额定负荷主再热汽温达到设计参数，同时通过强化消旋风的作用程度抑制了烟温偏差，因此尾部受热面金属壁温超温问题得到缓解。此外，小切圆风包粉燃烧还能实现低NOx燃烧，降低脱硝费用，因此本实用新型能够大幅度提升墙式切圆燃烧锅炉燃用低热值高挥发分煤的安全性和经济性。
本实用新型未尽事宜为公知技术。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种适用于燃用低热值高挥发分煤的墙式切圆燃烧装置，其特征在于，所述燃烧装置的主体为锅炉，所述锅炉的四壁由四块水冷壁(1)组成，每块水冷壁(1)上均设置有燃烧器(2)，且四个燃烧器(2)的中心位于同一水平面上；燃烧器(2)与所述锅炉的炉膛膛角一一对应，且距离相对应膛角的长度为炉膛长度的1/5-1/3；每个所述膛角均设置有燃尽风箱(3)，且位于相应的燃烧器(2)的上方，且四个燃尽风箱(3)的中心位于同一水平面上；燃尽风箱(3)上设置有燃尽风喷口；每个燃烧器(2)中设置有多个一次风喷口(21)和多个二次风喷口(22)，其中一次风喷口(21)与二次风喷口(22)交替设置；每个燃烧器(2)的顶部均设置有消旋风喷口(23)。
2.根据权利要求1所述的适用于燃用低热值高挥发分煤的墙式切圆燃烧装置，其特征在于：一次风喷口(21)的射流方向偏向炉膛中心，且为逆时针方向；一次风喷口(21)射流中心线与相对应的水冷壁(1)垂线呈夹角α，α为18-25°。
3.根据权利要求1所述的适用于燃用低热值高挥发分煤的墙式切圆燃烧装置，其特征在于：二次风喷口(22)的射流方向偏向炉膛中心，且为逆时针方向，二次风喷口(22)射流中心线与相对应的水冷壁(1)垂线呈夹角β，β为5-12°。
4.根据权利要求1所述的适用于燃用低热值高挥发分煤的墙式切圆燃烧装置，其特征在于：消旋风喷口(23)的射流方向偏向炉膛中心，且为顺时针方向，消旋风喷口(23)射流中心线与相对应的水冷壁(1)垂线呈夹角γ，γ为30-50°。
5.根据权利要求1所述的适用于燃用低热值高挥发分煤的墙式切圆燃烧装置，其特征在于：燃尽风喷口的射流方向偏向炉膛中心，且为顺时针方向，燃尽风喷口射流中心线与相对应的水冷壁呈夹角θ，θ为25-45°。
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| CN202023032587.4U CN214370139U (zh) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | 一种适用于燃用低热值高挥发分煤的墙式切圆燃烧装置 |
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2020
- 2020-12-16 CN CN202023032587.4U patent/CN214370139U/zh active Active
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