CN219199151U - W型火焰锅炉生物质颗粒与煤耦合燃烧系统布置结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种W型火焰锅炉，并公开了一种W型火焰锅炉生物质颗粒与煤耦合燃烧系统布置结构，所述锅炉包括前后墙、侧墙，煤粉燃烧器，以及主风道的上部风箱和下部风箱，煤粉燃烧器的喷口布置在前后墙，下部风箱的供风区域包括拱下区域内由上往下依次排布的D风区域、E风区域和F风区域，还包括生物质燃烧器，生物质燃烧器的喷口布置在前后墙下部风箱E风区域和/或侧墙主燃烧区域。本实用新型适用于W型火焰锅炉新制或改造，可长期稳定掺烧生物质颗粒燃料，投资成本低，且不对锅炉产生负面影响，能保证两种耦合燃料高效燃烧，且对锅炉氮氧化物有减排效果。

Description

W型火焰锅炉生物质颗粒与煤耦合燃烧系统布置结构

技术领域

本实用新型涉及一种W型火焰锅炉，尤其是一种可掺烧生物质颗粒的锅炉。

背景技术

生物质资源是一种重要的可再生清洁能源，采用生物质替代部分燃煤，能有效减少化石燃料的消耗，同时能有效降低二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等污染物的排放。

燃煤电厂生物质耦合燃烧发电经过多年的发展，其技术路线可分为3种：生物质燃料破碎或制粉后直接入炉耦合煤燃烧（简称直燃耦合）；生物质燃料气化处理后入炉耦合煤燃烧（简称气化耦合）；采用生物质锅炉产生蒸汽与燃煤锅炉蒸汽耦合（简称蒸汽耦合）。气化耦合和蒸汽耦合路线存在投资大，效率低等问题，对于燃煤电站锅炉来讲，生物质与煤直接混合燃烧是更经济的技术选择。

生物质的主要特性为极易着火、极易燃尽、磨损性不强，但生物质碱金属含量和氯元素比煤粉高，大量掺烧后可能导致受热面发生结渣、沾污及腐蚀等问题。另外为了防止燃料自然，生物质送粉温度通常控制在50℃以内，随着掺烧比例增加，烟气量增加，送入炉内冷风也增加，将导致排烟温度增加，最终导致锅炉效率下降。

为了保证生物质燃料和煤粉在W型火焰锅炉内高效耦合燃烧，又要减轻生物质掺烧对锅炉的负面影响，以保证锅炉安全经济运行。目前，我国生物质耦合发电仍处于探索阶段。

实用新型内容

本实用新型提供一种生物质颗粒与煤耦合燃烧系统布置结构，要解决的技术问题是生物质和煤粉在炉内高效燃烧，通过选取合适的生物质燃料燃烧器位置，在保证生物质燃尽的情况下，不影响煤粉的燃尽，从而在掺烧生物质的同时保证锅炉效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： W型火焰锅炉生物质颗粒与煤耦合燃烧系统布置结构，所述锅炉包括前后墙、侧墙，煤粉燃烧器，以及主风道的上部风箱和下部风箱，煤粉燃烧器的喷口布置在前后墙，下部风箱的供风区域包括拱下区域内由上往下依次排布的D风区域、E风区域和F风区域，还包括生物质燃烧器，生物质燃烧器的喷口布置在前后墙下部风箱E风区域和/或侧墙主燃烧区域。所述E风区域位于D风区域和F风区域之间，所述侧墙主燃烧区域指同时对应于侧墙拱上宽度范围和E风区域高度范围的区域。

根据掺烧比例，如果掺烧比例不大，可将生物质燃烧器的喷口均布置在前后墙下部风箱E风区域。此时，可为生物质燃烧器配有二次风或不配二次风，这样的布置方式下，生物质颗粒掺烧比例可达30～40%。

需要为位于前后墙下部风箱E风区域的生物质燃烧器配二次风时，推荐就近以E风区域的部分风作为其二次风来源。

如果掺烧比例不大，也可将生物质燃烧器的喷口均布置在侧墙主燃烧区域，此时，应当为生物质燃烧器配二次风，并推荐就近以风来源于主风道的部分风作为其二次风来源，这样的布置方式下，生物质颗粒掺烧比例可达10%。

如果掺烧比例较大，则可将生物质燃烧器的喷口同时布置在前后墙下部风箱E风区域和侧墙主燃烧区域，并按以上推荐方式为各生物质燃烧器配二次风，这样的布置方式下，生物质颗粒掺烧比例可达50%。

如果掺烧比例较小，可仅布置一层生物质燃烧器，生物质燃烧器可以有两个以上，各喷口布置在同一高度；如果掺烧比例较大，生物质燃烧器可布置有两层以上，同一层生物质燃烧器的喷口布置在同一高度，不同层生物质燃烧器的喷口布置在不同高度。

本实用新型的有益效果是：适用于目前在役大部分W型火焰锅炉，可长期稳定掺烧生物质颗粒燃料，投资成本低，且不对锅炉产生负面影响，能保证两种耦合燃料高效燃烧，且对锅炉氮氧化物有减排效果。

附图说明

图1是本实用新型布置结构的示意图。

图2是本实用新型中燃烧设备在侧墙的布置示意图。

图3是本实用新型中燃烧设备在前、后墙的布置示意图。

图中标记为：1-煤粉燃烧器，2-燃尽风，3-上部风箱，4-下部风箱，5-生物质燃烧器，6-下部风箱E风区域，7-侧墙主燃烧区域。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1、图2和图3所示，本实用新型的W型火焰锅炉生物质颗粒与煤耦合燃烧系统布置结构，所述锅炉包括前后墙、侧墙，煤粉燃烧器，以及主风道的上部风箱3和下部风箱4，煤粉燃烧器的喷口布置在前、后墙，下部风箱4的供风区域包括拱下区域内由上往下依次排布的D风区域、E风区域和F风区域，煤粉燃烧器1布置在拱上区域，燃尽风2布置在燃烧器区域上方，上部风箱3和下部风箱4布置在锅炉的前、后墙上，为燃烧器区域的喷口配风。磨制或者粉碎后的生物质风粉混合物从生物质燃烧器的喷口送入炉膛燃烧，生物质燃烧器的喷口位于前后墙下部风箱E风区域6和或侧墙主燃烧区域7。能实现生物质完全燃烧，且能有效降低氮氧化物的排放。

实施例：

如图1、图2和图3所示，一种W型火焰锅炉生物质颗粒与煤耦合燃烧系统布置结构，锅炉包括前后墙、侧墙，煤粉燃烧器，以及主风道的上部风箱和下部风箱，煤粉燃烧器的喷口布置在前后墙，下部风箱的供风区域包括拱下区域内由上往下依次排布的D风区域、E风区域和F风区域，还包括生物质燃烧器。

生物质燃烧器的喷口一部分布置在前后墙下部风箱E风区域6，此区域属于煤粉燃烧前期，温度较高，从此位置送入含有大量挥发分的生物质，可以快速消耗煤粉燃烧初期的氧量，实现低NOx排放。此区域可实现生物质燃料的大比例掺烧，通过合理配风和优化布置，可以缓解主燃料煤粉燃烧不稳定、飞灰可燃物含碳量高等问题。从此位置送入能完全燃烧，且燃烧器配二次风和不配二次风均可，保证生物质燃尽的情况下，不影响煤粉的燃尽，这部分生物质燃烧器的可配来源于E风区域的二次风。

另一部分生物质燃烧器的喷口布置在侧墙主燃烧区域7，此区域属于高温烟气经常冲刷的区域，含有较高的氧量，经常导致两侧墙结焦严重，从此位置送入含有大量挥发分的生物质燃料，可以有效消耗侧墙区域的氧量，提高侧墙区域平均温度，削弱烟气的横向流动，改善该区域的烟气流场，减轻高温烟气对侧墙水冷壁的冲刷程度。从此位置送入能完全燃烧，且燃烧器需配少量二次风，这部分生物质燃烧器的二次风可来源于主风道，保证生物质燃尽的情况下，不影响主燃料的燃尽。

W型火焰锅炉正常运行时，煤粉从煤粉燃烧器1、燃尽风2从燃烧器区域上方进入炉膛、拱上配风从上部风箱3、拱下配风从下部风箱4送入炉膛进行燃烧。当锅炉需要掺烧生物质颗粒燃料时，生物质可从W型火焰锅炉的下部风箱E风区域6、侧墙主燃烧区域7送入炉膛能实现生物质的充分燃烧，且能有效促进煤粉气流适时着火和稳定燃烧，降低氮氧化物的排放。

以600MW超临界机组燃煤锅炉掺烧比例按10％输入热量，机组年运行5000小时测算，可实现CO₂减排约30万吨；同时，预计可使机组脱硝装置前的NOx排放降低约20％，从而减少脱硝装置的喷氨量，降低机组脱硝装置的运行成本。

Claims (9)

1.W型火焰锅炉生物质颗粒与煤耦合燃烧系统布置结构，所述锅炉包括前后墙、侧墙，煤粉燃烧器，以及主风道的上部风箱和下部风箱，煤粉燃烧器的喷口布置在前后墙，下部风箱的供风区域包括拱下区域内由上往下依次排布的D风区域、E风区域和F风区域，其特征是：还包括生物质燃烧器，生物质燃烧器的喷口布置在前后墙下部风箱E风区域和/或侧墙主燃烧区域。

2.如权利要求1所述的W型火焰锅炉生物质颗粒与煤耦合燃烧系统布置结构，其特征是：生物质燃烧器的喷口均布置在前后墙下部风箱E风区域。

3.如权利要求2所述的W型火焰锅炉生物质颗粒与煤耦合燃烧系统布置结构，其特征是：生物质燃烧器配有二次风。

4.如权利要求3所述的W型火焰锅炉生物质颗粒与煤耦合燃烧系统布置结构，其特征是：所述生物质燃烧器的二次风来源于E风区域。

5.如权利要求1所述的W型火焰锅炉生物质颗粒与煤耦合燃烧系统布置结构，其特征是：生物质燃烧器的喷口均布置在侧墙主燃烧区域，生物质燃烧器配有二次风。

6.如权利要求5所述的W型火焰锅炉生物质颗粒与煤耦合燃烧系统布置结构，其特征是：所述生物质燃烧器的二次风来源于主风道。

7.如权利要求1所述的W型火焰锅炉生物质颗粒与煤耦合燃烧系统布置结构，其特征是：生物质燃烧器的喷口分别布置在前后墙下部风箱E风区域和侧墙主燃烧区域，生物质燃烧器配有二次风。

8.如权利要求1所述的W型火焰锅炉生物质颗粒与煤耦合燃烧系统布置结构，其特征是：生物质燃烧器有两个以上，各喷口布置在同一高度。

9.如权利要求1所述的W型火焰锅炉生物质颗粒与煤耦合燃烧系统布置结构，其特征是：生物质燃烧器有两层以上，同一层生物质燃烧器的喷口布置在同一高度，不同层生物质燃烧器的喷口布置在不同高度。

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