具有分級二次風布置結構的「w」型火焰鍋爐的製作方法
2023-09-20 14:20:25 1
專利名稱：具有分級二次風布置結構的「w」型火焰鍋爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種具有分級二次風布置結構的「W」型火焰鍋爐。
背景技術：
「W」型火焰鍋爐是燃用難燃煤種(如無煙煤、貧煤)的爐型，其一次風粉、乏氣風、 點火穩燃油槍、部分二次風從前後牆拱上向下噴入爐膛，其它二次風由拱下前後牆分級送入爐膛，運行時形成「W」型火焰，故稱「W」型火焰鍋爐。與四角燃燒、對衝燃燒鍋爐相比， 該爐型特殊的火焰形狀加長了火焰長度，相當於增加了煤粉顆粒的燃燒時間；該爐型下爐膛布置了大量衛燃帶，使下爐膛燃燒溫度提高，有利於煤粉顆粒的著火和燃燒，上爐膛為煤粉燃盡、吸收輻射熱區域，因此，「W」型火焰鍋爐適應於難以燃盡的貧煤、無煙煤。「W」型火焰鍋爐經過多年的實際運行，在燃用低揮發性煤種方面具有一定的優勢，其可靠性和穩定性也進一步提高。但由於該類型鍋爐欠成熟，設計初期主要參數選擇欠佳，燃燒調整水平要求高，隨負荷變化配風要求高，衛燃帶面積大小對下爐膛整體溫度影響等等，最終導致鍋爐燃燒效率降低，飛灰含碳量達10%以上，甚至超過20% ；由於下爐膛燃燒溫度過高，形成的「W」型火焰不理想，火焰衝刷拱部喉口偏上位置，導致該位置結渣嚴重；由於燃燒和結渣問題導致鍋爐汽溫變化幅度大，影響主再熱汽溫度；同樣，爐膛容積熱負荷過高，衛燃帶面積過大，致使煤粉集中在過高溫度下燃燒，熱力型和燃料型氮氧化物排放量高達1500 2000mg/Nm3。針對「W」型火焰鍋爐現有問題，各高校、鍋爐廠、調試所、科研單位等均提出一系列解決結渣和降低氮氧化物的措施和方法，各有特色，形式不一，但對不同技術流派的「W」型火焰鍋爐不一定都適合採用，如電站鍋爐防結焦拱下二次風導流裝置(申請號200920259505.4)，四角通風防止翼牆及側牆水冷壁結渣的「W」火焰鍋爐(申請號 201010512616. 9) 0但由於拱部喉口結渣位置的特殊，各種防結渣技術均難以解決。現公布專利大都在防止側牆結渣上做文章。但鍋爐實際運行中，拱部喉口結渣問題同樣突出。拱部喉口位置是爐膛衛燃帶布置的上沿位置，是水冷壁裸露的起始位置，該位置結渣容易引起水冷壁的超溫、爆管等問題。
實用新型內容針對「W」型火焰鍋爐拱部喉口結渣的問題，本實用新型的目的是提供一種具有分級二次風布置結構的「W」型火焰鍋爐，能有效地防止各種類型的「W」型火焰鍋爐由於燃燒惡化引起拱部喉口位置的結渣。「W」型火焰鍋爐型式涵蓋了採用雙旋風筒式燃燒器、直流縫隙式燃燒器、雙調風旋流式燃燒器等各種類型的「W」型火焰鍋爐。為達到上述目的，按照本實用新型的「W」型火焰鍋爐包括前牆、後牆、二次風大風箱和側牆，二次風大風箱為「W」型火焰鍋爐提供二次風，與現有技術的區別在於在前牆和後牆對應的拱部喉口處分別橫向布置有兩組分級二次風噴口，該兩組分級二次風噴口包括一組一級風噴口和一組二級風噴口，所述一組一級風噴口布置在拱部傾斜坡上部至喉口的位置處，所述一組二級風噴口布置在喉口以上豎直位置處。優選地，所述兩組分級二次風噴口位於「W」型火焰鍋爐拱上各個獨立風室單元內部。優選地，在所述兩組分級二次風噴口前設置風嚮導流板。優選地，在一級風噴口和二級風噴口處，風均與「W」型火焰鍋爐的水冷壁成一定角度地、優選垂直於水冷壁地噴入爐膛。此處，風嚮導流板對噴入爐膛的二次風方向起引導作用，控制二次風噴入爐膛的方向。優選地，所述一組一級風噴口布置在靠近喉口的位置，和/或所述一組二級風噴口布置在靠近喉口的位置。優選地，風嚮導流板採用固定方式或方向可調的軸連接方式設置。優選地，分級二次風的總風量佔總二次風量的5 15%。優選地，所述兩組分級二次風噴口是縫隙式、圓形、橢圓形或者方形。在如上所述的一種「W」型火焰鍋爐分級二次風中，其一級風噴口和二級風噴口實現時，對於亞臨界「W」型火焰鍋爐僅需把相應位置水冷壁間鰭片打磨掉即可，對於超臨界 「W」型火焰鍋爐分為兩類1)如果該位置是水冷壁螺旋管圈區域，需要水冷壁開孔實現；2) 如果該位置是豎直水冷壁布置，需要把相應位置水冷壁間鰭片打磨掉。本實用新型的有益效果在於(1)能有效解決各種「W」型火焰鍋爐由於燃燒惡化引起拱部喉口位置的結渣。(2)分級二次風有效的送入，能夠實現空氣分級的效果，有效降低氮氧化物的生成。(3)本實用新型無需複雜工藝，結構簡單，成本低，防結焦和降低氮氧化物效果好。
下面藉助附圖詳細描述本實用新型的優選實施例。其中圖1是具有縫隙式分級二次風的「W」型火焰鍋爐的結構及流場示意圖；圖2是「W」型火焰鍋爐縫隙式分級二次風噴口布置結構示意圖；圖3是「W」型火焰鍋爐某一風室單元的縫隙式分級二次風噴口布置結構的局部放大圖。
具體實施方式
具有縫隙式分級二次風的「W」型火焰鍋爐結構如圖1、2、3所示，以東方鍋爐廠生產的「W」型火焰鍋爐結構為例。所示的「W」型火焰鍋爐包括前牆1、後牆2、二次風大風箱 5和側牆6，所述二次風大風箱5為「W」型火焰鍋爐提供二次風並且包括二次風A、B、C、D、 E、F。在前牆1和後牆2對應的拱部喉口處對稱地分別橫向布置了兩組縫隙式分級二次風噴口，該兩組分級二次風噴口包括一組一級風A』噴口 4和一組二級風A」噴口 3，所述一組一級風A』噴口 4布置在拱部傾斜坡上部至喉口的位置I-II處，所述一組二級風A」噴口 3布置在喉口以上豎直位置III-IV(二次風大風箱所能覆蓋的部分)處。具有縫隙式分級二次風的「W」型火焰鍋爐結構圖和流場示意圖如圖1，圖中箭頭方向表示氣流速度方向，在前牆1、後牆2中，一次風及拱上二次風、拱下二次風分別由一次風、二次風噴口噴入爐膛， 分級二次風的一級風A』由一級風噴口 4向下噴入下爐膛上部區域，分級二次風的二級風A」 由二級風噴口 3水平噴入上爐膛下部區域。在本實施例中，所述一組一級風A』噴口 4布置在靠近喉口的位置，所述一組二級風A」噴口 3布置在靠近喉口的位置。在本實施例中，兩組分級二次風噴口位於「W」型火焰鍋爐拱上各個獨立風室單元內部。分級二次風的總風量佔總二次風量的5 15%，風速15 40m/s。在兩組分級二次風噴口前設置風嚮導流板7。風嚮導流板7採用固定方式或方向可調的軸連接方式設置。 在二級風A」噴口 3和一級風A』噴口 4處，風均與「W」型火焰鍋爐的水冷壁成一定角度地、 優選垂直於水冷壁地噴入爐膛。分級二次風採用縫隙式布置(如圖3所示)，一級風A』噴口 4處風向在下爐膛高溫煙氣流的引導下，未參與燃燒的空氣均勻布置在拱部喉口位置，降低該位置的CO含量， 同時在鍋爐燃燒惡化(如一次風粉下衝動量不足，不能形成理想的「W」型火焰，高溫煙氣衝擊拱部喉口的可能性加大)時，一級風A』的存在即可保護該位置裸露的水冷壁不受高溫腐蝕或防止結渣；二級風A」噴口 3處風向水平地或以一定的下傾角度噴入爐膛，該處是上爐膛燃盡區域的開始位置，此處二級風A」加強了煤粉顆粒的燃燒燃盡，提高了劣質煤煤粉顆粒的燃盡率，與此同時，適當降低下爐膛主燃區的二次風送風量，增加二級風A」風量，有利於控制下爐膛整體溫度，降低煙氣整體溫度，進而降低熱力型和燃料型NOx，減少NOx的排放量。對於不同公司生產的不同容量的「W」型火焰鍋爐，縫隙式分級二次風的布置類型和具體縫隙數目不同，需要風量和風速也不相同；分級二次風噴口亦可利用其它噴口形式， 如圓形、橢圓形、方形等。
權利要求1.一種具有分級二次風布置結構的「W」型火焰鍋爐，包括前牆(1)、後牆O)、二次風大風箱( 和側牆(6)，二次風大風箱( 為「W」型火焰鍋爐提供二次風，其特徵在於，在前牆(1)和後牆( 對應的拱部喉口處分別橫向布置有兩組分級二次風噴口，該兩組分級二次風噴口包括一組一級風(A』 )噴口(4)和一組二級風(A」)噴口(3)，所述一組一級風 (A』)噴口(4)布置在拱部傾斜坡上部至喉口的位置(I-II)處，所述一組二級風(A」)噴口 (3)布置在喉口以上豎直位置(III-IV)處。
2.根據權利要求1所述的「W」型火焰鍋爐，其特徵在於，所述兩組分級二次風噴口位於 「W」型火焰鍋爐拱上各個獨立風室單元內部。
3.根據權利要求1所述的「W」型火焰鍋爐，其特徵在於，在所述兩組分級二次風噴口前設置風嚮導流板。
4.根據權利要求1所述的「W」型火焰鍋爐，其特徵在於，在一級風噴口(4)和二級風噴口(3)處，風均與「W」型火焰鍋爐的水冷壁成一定角度地噴入爐膛。
5.根據權利要求4所述的「W」型火焰鍋爐，其特徵在於，風垂直於水冷壁地噴入爐膛。
6.根據權利要求2所述的「W」型火焰鍋爐，其特徵在於，所述一組一級風噴口(4)布置在靠近喉口的位置，和/或所述一組二級風噴口( 布置在靠近喉口的位置。
7.根據權利要求3所述的「W」型火焰鍋爐，其特徵在於，所述風嚮導流板採用固定方式或方向可調的軸連接方式設置。
8.根據權利要求1所述的「W」型火焰鍋爐，其特徵在於，分級二次風的總風量佔總二次風量的5 15%。
9.根據權利要求1所述的「W」型火焰鍋爐，其特徵在於，所述兩組分級二次風噴口是縫隙式、圓形、橢圓形或者方形。
專利摘要本實用新型涉及一種具有分級二次風布置結構的「W」型火焰鍋爐，包括前牆(1)、後牆(2)、二次風大風箱(5)和側牆，二次風大風箱為「W」型火焰鍋爐提供二次風，其特徵在於，在前牆(1)和後牆(2)對應的拱部喉口處分別橫向布置有兩組分級二次風噴口，該兩組分級二次風噴口包括一組一級風(A』)噴口(4)和一組二級風(A」)噴口(3)，所述一組一級風噴口布置在拱部傾斜坡上部至喉口的位置(I-II)處，所述一組二級風噴口布置在喉口以上豎直位置(III-IV)處。按本實用新型的「W」型火焰鍋爐能有效解決各種「W」型火焰鍋爐由於燃燒惡化引起拱部喉口位置的結渣，結構簡單，成本低；分級二次風有效的送入能實現空氣分級的效果，有效降低氮氧化物的生成。
文檔編號F23L9/00GK202082915SQ20112017335
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月27日 優先權日2011年5月27日
發明者張柯, 張超群, 李保亮, 白雲, 秦學堂, 程昌業 申請人:煙臺龍源電力技術股份有限公司