CN2709805Y - 一种w型火焰锅炉燃尽风装置 - Google Patents

一种w型火焰锅炉燃尽风装置 Download PDF

Info

Publication number
CN2709805Y
CN2709805Y CN 200420076058 CN200420076058U CN2709805Y CN 2709805 Y CN2709805 Y CN 2709805Y CN 200420076058 CN200420076058 CN 200420076058 CN 200420076058 U CN200420076058 U CN 200420076058U CN 2709805 Y CN2709805 Y CN 2709805Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
wind
flame
boiler
combustion
flame boiler
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN 200420076058
Other languages
English (en)
Inventor
周怀春
方庆艳
姚斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN 200420076058 priority Critical patent/CN2709805Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN2709805Y publication Critical patent/CN2709805Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

本实用新型提出了一种W型火焰锅炉燃尽风(OFAW)装置，它属于W型火焰锅炉燃烧技术。在W型火焰锅炉前后墙拱上燃烧器一次风煤粉喷口上部喉口处设置一排燃尽风喷口，将入炉总风量的5～10％由此喷口与水平方向成10～45度角向下送入下炉膛上部区域，风速为30～60m/s，风温与二次风风温相同。燃尽风能增加煤粉燃烧中后期炉内扰动混合，强化氧气向颗粒表面的扩散和补充氧量，提高煤粉颗粒燃烧中后期的燃烧速率，增加其燃尽率，提高W型火焰锅炉燃烧效率；同时由于燃烧区送风量减少和燃尽区烟气温度降低，能够降低烟气中NOx的排放量。

Description

一种W型火焰锅炉燃尽风装置
技术领域
本发明属于W型火焰锅炉燃烧技术，具体涉及一种W型火焰锅炉燃尽风装置。
背景技术
W型火焰锅炉是燃用低挥发分贫煤和无烟煤的主力炉型，具有如下特点：一次风煤粉气流和二次风从缩腰的前后墙拱上向下喷出，三次风沿火焰形程逐渐加入已着火的煤粉气流，从而实现分级送风，符合低挥发分贫煤和无烟煤燃烧延缓的特点；火焰行程长，可延长煤粉颗粒在炉内的停留时间；下炉膛四周布置了水冷壁，使下炉膛燃烧温度较高。这些特点有利于低挥发分贫煤和无烟煤的着火、稳定燃烧和燃尽。
运行状况表明，W型火焰锅炉基本解决了利用低挥发分煤发电大型锅炉运行的稳定性和可靠性。但是仍然存在以下主要问题：燃烧效果普遍较差，飞灰可燃物达到8～20％，个别锅炉甚至高达40％；高负荷下增加风量时，燃烧不稳，锅炉被迫在低氧量下(≤2％)运行，导致燃烧效率降低(白少林等.提高大型低挥发分煤锅炉运行经济性的研究.第四届全国火力发电技术学术年会论文，2003，47-59.)。同时，由于W型火焰燃烧方式因炉膛火焰集中，又敷设卫燃带以提高炉温，因此其NOx的排放量要明显高于具有降低NOx措施的常规煤粉燃烧方式(四角燃烧和墙式燃烧)。
W型火焰锅炉结构如附图1所示(图中：燃烧器只画了后墙部分，前墙为对称布置，1--前墙，2--后墙，3--一次风及二次风喷口，4--三次风喷口)。W型火焰锅炉截面及流场如附图2所示(图中：箭头方向表示气流速度方向，1--前墙，2--后墙，6--一次风及二次风，7--三次风，9--燃烧区，10--燃尽区)。
煤粉气流进入炉膛着火以后，在下冲和转折上行的过程中，煤粉迅速燃烧释放大量的热量在下炉膛中心形成高温区，同时消耗大量的氧气，导致炉膛中心区域沿炉膛高度方向烟气氧浓度较低。文献(Fan J R.，et a1.Modeling of coal combustion and NOx formation in a W-shaped boiler furnace.Chemical Engineering Journal，1998，71：233-242)研究表明，W型火焰锅炉燃烧时在下炉膛中心形成了火焰中心高温区，炉膛中心区域沿高度方向氧浓度较低。炉膛温度高，碳的化学反应速率大，但烟气氧浓度低导致煤粉燃烧中后期低氧或缺氧燃烧，抑制了碳的进一步燃尽，使飞灰可燃物含量升高，燃烧效率降低。因此，较低的烟气氧浓度成为抑制煤粉燃烧速率的主要因素。
为了降低锅炉烟气中NOx的排放量，而且能保证高的燃烧效率，四角切圆燃烧锅炉采用了分段燃烧法(徐旭常等，燃烧理论与燃烧设备，机械工业出版社，1988)。分段燃烧法是将炉内燃烧过程分为两个阶段，燃烧器所在区域称为第一段燃烧区，燃烧器顶部1.5～3m以上区域为第二段燃尽区。将入炉总空气量的约15％从设置在燃尽区的燃尽风(Over Fire Air，简称OFA)喷口送入炉膛，补充煤粉燃尽所需要的空气。采用这种二段燃烧后，由于一段燃烧区内空气量不足，燃料不能完全燃烧，火焰温度较低，而且烟气含氧量较低，高温型的NOx生成减少；由于空气量不足，燃料型的NOx生成也降低。待燃尽风喷入时，由于火焰对水冷壁的辐射传热，烟气温度已有所降低，热反应型的NOx生成速率已很低，剩余可燃物继续燃尽时产生的就很少。分段燃烧法既保证燃烧效率，又有效地降低了燃烧过程中NOx生成量。四角切圆燃烧锅炉结构及燃尽风喷口位置如附图3所示(图中：1’--前墙，2’--后墙，3’--燃烧器，4’--燃尽风喷口，5’--燃烧区，6’--燃尽区)。但到目前为止，还没有将这种燃尽风技术用于W型火焰锅炉燃烧中。
发明内容
本发明的目的在于克服现有W型火焰锅炉燃烧过程中存在的问题，提供W型火焰锅炉燃尽风装置，可以提高煤粉颗粒的燃烧速率，增加其燃尽率，同时能够降低NOx的生成量。
本发明提供的一种W型火焰锅炉燃尽风装置，其特征在于：在W型火焰锅炉前后墙拱上燃烧器一次风煤粉喷口上部喉口处设置一排燃尽风喷口。
本发明通过在W型火焰锅炉前后墙拱上喉口处设置一排燃尽风喷口，增加煤粉燃烧中后期炉内扰动混合，强化氧气向颗粒表面的扩散和补充氧量，提高煤粉颗粒的燃烧速率，增加其燃尽率，同时由于燃烧区送风量减少和烟气温度降低，能够降低NOx的生成量，从而提高W型火焰锅炉燃烧效率，减少NOx的排放量。具体而言，燃尽风送入炉膛后，起到如下作用：(1)增加煤粉燃烧中后期炉内扰动混合，强化氧气向煤粉颗粒表面的扩散和补充氧量，提高煤粉颗粒燃烧中后期燃烧速率；(2)燃尽风气流也可起到压制火焰中心的作用，防止火焰短路和火焰中心上移，增加煤粉颗粒在燃烧室的停留时间；(3)减少了燃烧区风量，能够减少燃烧区NOx的生成量；同时，将部分温度较低的空气喷入燃尽区高温烟气中，会降低烟气气流的温度，也会降低NOx的生成量。因此能够减少NOx的排放。
附图说明
图1为无燃尽风W型火焰锅炉结构示意图(燃烧器只画了后墙部分，前墙为对称布置)；
图2为无燃尽风W型火焰锅炉截面及流场示意图(箭头方向表示气流速度方向)；
图3为四角切圆燃烧锅炉结构及燃尽风喷口位置示意图；
图4为加燃尽风W型火焰锅炉结构示意图(燃烧器只画了后墙部分，前墙为对称布置)；
图5为加燃尽风W型火焰锅炉截面及流场示意图(箭头方向表示气流速度方向)。
具体实施方式
加燃尽风W型火焰锅炉结构如附图4所示，图中燃烧器只画了后墙部分，前墙为对称布置，前墙1，后墙2，一次风及二次风喷口3位于前后墙拱上，三次风喷口4位于下炉膛垂直前后墙上，燃尽风喷口5位于前后墙拱上燃烧器一次风煤粉喷口上部喉口处。不同公司生产的不同容量的W型火焰锅炉，燃烧器类型和数量各不相同，因此燃尽风喷口的数量和大小也不相同，需要具体设计。燃尽风喷口5的形状不限。加燃尽风W型火焰锅炉截面及流场如附图5所示，图中箭头方向表示气流速度方向，前墙1，后墙2，一次风及二次风6由一次风及二次风喷口向下喷入下炉膛，三次风7由三次风喷口水平喷入下炉膛，燃尽风8由燃尽风喷口斜向下喷入下炉膛上部，燃烧区9位于下炉膛中心，燃尽区10位于下炉膛上部及上炉膛。
向上述燃尽风喷口送入燃尽风，其风量占入炉总风量的5～10％，燃尽风气流与水平方向成10～45度角向下送入下炉膛上部区域，风速较高为30～60m/s，风温与二次风风温相同。这样可以达到燃尽风的效果。
对于一台由美国福斯特惠勒公司生产的300MW的W型火焰锅炉，在前后墙拱上燃烧器一次风煤粉喷口上部喉口处设置一排矩形燃尽风喷口，数量为48个，面积为0.021m2。将入炉总风量的5～10％从燃尽风喷口送入下炉膛上部区域，燃尽风气流方向与水平方向成一定角度向下，在10～45度角范围内可调，风速在30～60m/s范围内可调，风温与二次风风温相同。根据锅炉设计参数，模拟计算无燃尽风和加燃尽风的运行工况，得到如表一所示结果，燃尽率提高了1.45～2.22％。
                                               表一
                                    工况   燃尽率   燃尽率增加
                                  无燃尽风   92.50％     /
  5％燃尽风 气流角度10度   速度30m/s   94.43％     1.93％
  5％燃尽风 气流角度30度   速度30m/s   94.60％     2.10％
  5％燃尽风 气流角度45度   速度30m/s   94.72％     2.22％
  7.5％燃尽风 气流角度10度   速度45m/s   94.19％     1.69％
  7.5％燃尽风 气流角度30度   速度45m/s   94.30％     1.80％
  7.5％燃尽风 气流角度45度   速度45m/s   94.41％     1.91％
10％燃尽风 气流角度10度 速度60m/s   93.95％     1.45％
10％燃尽风 气流角度30度 速度60m/s   94.03％     1.53％
10％燃尽风 气流角度45度 速度60m/s   94.10％     1.60％
在运行中，根据煤种、负荷及燃烧状况对燃尽风风量、燃尽风气流方向和速度进行调整，以达到提高燃烧效率，减少烟气中NOx排放的效果。

Claims (1)

1、一种W型火焰锅炉燃尽风装置，其特征在于：在W型火焰锅炉前后墙拱上燃烧器一次风煤粉喷口上部喉口处设置一排燃尽风喷口。
CN 200420076058 2004-07-22 2004-07-22 一种w型火焰锅炉燃尽风装置 Expired - Lifetime CN2709805Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200420076058 CN2709805Y (zh) 2004-07-22 2004-07-22 一种w型火焰锅炉燃尽风装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200420076058 CN2709805Y (zh) 2004-07-22 2004-07-22 一种w型火焰锅炉燃尽风装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN2709805Y true CN2709805Y (zh) 2005-07-13

Family

ID=34852742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200420076058 Expired - Lifetime CN2709805Y (zh) 2004-07-22 2004-07-22 一种w型火焰锅炉燃尽风装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN2709805Y (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103104910A (zh) * 2013-02-18 2013-05-15 上海锅炉厂有限公司 一种微富氧燃烧w火焰锅炉及co2减排系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103104910A (zh) * 2013-02-18 2013-05-15 上海锅炉厂有限公司 一种微富氧燃烧w火焰锅炉及co2减排系统
CN103104910B (zh) * 2013-02-18 2015-09-23 上海锅炉厂有限公司 一种微富氧燃烧w火焰锅炉及co2减排系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1295460C (zh) W型火焰锅炉燃尽风装置及方法
CN100491821C (zh) 浓相反吹多重分级NOx燃烧方法
CN101694295B (zh) 在炉拱上布置有缝隙式燃尽风喷口的w型火焰锅炉
CN111520705B (zh) 布置拱上二次风喷口的乏气后置型w火焰锅炉及配风方法
CN103134049A (zh) 一种多角切圆多尺度煤粉解耦燃烧装置及其解耦燃烧方法
CN105864748A (zh) 链条锅炉复合燃烧系统
CN108895430A (zh) 一种耦合旋流煤粉燃烧和增强型烟气再循环的高效低NOx链条炉
CN101986028B (zh) 低NOx的冷灰斗及炉底送风双椭圆布置的W型火焰锅炉
CN100516651C (zh) 一种w火焰锅炉一次风乏气置换的方法和装置
CN104654265A (zh) 超低排放氮氧化物生物质链条锅炉
CN204534517U (zh) 超低排放氮氧化物生物质链条锅炉
CN101569829B (zh) 利用多级浓淡燃烧与燃料再燃联合控制NOx排放的方法
CN101476739B (zh) 带有两级燃尽风的w型火焰锅炉
CN107084387B (zh) 一种烟气回燃的多流程低NOx卧式循环流化床锅炉
CN209801462U (zh) 一种烟气再循环的链条炉
CN109945164B (zh) 一种采用再循环烟气防止炉内流场偏斜的w火焰锅炉
CN2709805Y (zh) 一种w型火焰锅炉燃尽风装置
CN206861508U (zh) 一种锅炉及其侧墙水冷壁防高温腐蚀结焦装置
CN203656910U (zh) 一种w火焰锅炉的燃烧装置及w 火焰锅炉
CN203642167U (zh) 一种具有多组燃尽风喷口的w火焰锅炉
CN210511759U (zh) 一种蔗渣锅炉的二次供风系统
CN109028135B (zh) 多维空气分级低NOx燃烧系统及布置方法
CN1424538A (zh) 带扇形均风板的链条锅炉配风系统
CN202074553U (zh) 生物质蒸汽锅炉二次配风系统
CN207350325U (zh) 一种新型台阶拱形w火焰锅炉炉膛结构

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
AV01 Patent right actively abandoned

Effective date of abandoning: 20040722

C25 Abandonment of patent right or utility model to avoid double patenting