CN109253447A - U型火焰低氮煤粉锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种U型火焰低氮煤粉锅炉,为双炉膛设计,包括前炉膛(2)、后炉膛(3)、和燃尽风(4),前炉膛(2)是主燃烧区,后炉膛(3)为辅助燃烧区和燃尽区;前炉膛(2)低于后炉膛(3),由水冷屏分隔,下方连通形成U型连通烟道;前炉膛(2)的顶部有一定倾角,布置燃烧器,火焰经过前后炉膛的连通烟道后,改变方向向上燃烧,形成U型火焰;燃尽风(4)布置在连通烟道转弯后的后炉膛(3)下部侧水冷壁上,左右对称布置,接受主燃烧区高温火焰的辐射;前炉膛(2)是缺氧燃烧,燃烧温度低,造成还原性气氛,从而降低燃料型和热力型NOx的生成量;后炉膛(3)是富氧燃烧,留有充分的NOx还原空间,并保证了煤粉的燃尽率,提高锅炉效率。
Description
技术领域
本发明涉及煤粉锅炉技术,尤其是涉及一种U型火焰低氮燃烧锅炉。
背景技术
小型煤粉锅炉在我国尚处于起步阶段,由于燃烧方式和炉膛结构配合不好,存在负荷上不去、高温腐蚀、污染物排放高等问题,得不到很好的发展。
燃油气锅炉虽然可以很好地控制污染物的排放,但是燃料成本太高,我国富煤贫油贫气,煤作为主要燃料不可回避。但是我国小型燃煤锅炉市场长期以来以层燃方式为主,热效率低下并且污染物排放高,在逐步被淘汰。U型火焰低氮煤粉锅炉,经济和环保效益高、结构简单、易于制造和安装、方便操作,既可以设计成热水锅炉也可以设计成蒸汽锅炉,既可以燃用烟煤,也可以燃用难燃的贫煤和无烟煤,适应性广,具有较好的市场前景。U型火焰低氮煤粉锅炉,发明背景源于大型W火焰燃煤锅炉。对于小型煤粉锅炉来说,比常规的层燃炉需要更大的燃烧空间,这与主要用于燃烧难燃煤的W炉面临的问题相似。而双肩的W炉占地空间大,通过计算,小型煤粉锅炉完全可以采用单肩W炉的炉膛结构,这样解决了燃烧空间并加长了火焰行程的同时,对流受热面的布置可以非常紧凑,于是诞生了U型火焰低氮燃烧煤粉锅炉。对于小型煤粉锅炉来说,燃烧器通常位于炉膛的前墙、炉顶或者底部的布置方式,而且多采用单炉膛。这些布置,受到炉膛结构的限制,无法做到合理的配风,热力型和燃料型NOx产生量大,火焰行程不够使得煤粉无法燃尽,造成锅炉效率低,同时使锅炉难以达到额定负荷。
发明内容
本发明的目的在于设计一种U型火焰低氮锅炉,其具有足够的煤粉燃烧和燃尽空间和合理的空气动力场,能够达到额定负荷、避免或者减轻高温腐蚀,NOx排放低,可以将污染物排放降低到最低水平。
为了实现本发明的目的,采用以下技术方案:
一种U型火焰低氮煤粉锅炉,所述煤粉锅炉的炉膛为双炉膛设计,包括前炉膛2、后炉膛3和燃尽风4,其中,
所述前炉膛2是主燃烧区,后炉膛3为辅助燃烧区和燃尽区,前后炉膛均由膜式水冷壁组成;所述前炉膛2低于后炉膛3,由水冷屏分隔,下方连通形成U型连通烟道;
所述前炉膛2的顶部有一定倾角,布置燃烧器,火焰经过前炉膛、前后炉膛的连通烟道后,改变方向在后炉膛向上燃烧,形成U型火焰;
所述燃尽风4布置在连通烟道转弯后的后炉膛下部侧水冷壁上,左右对称布置,接受主燃烧区高温火焰的辐射;
所述前炉膛2为火焰的主燃烧区,是缺氧燃烧,造成还原性气氛,降低燃料型NOx的生成量;所述前炉膛(2)的燃烧温度低于1500℃,降低了热力型NOx的生成量;所述后炉膛3为辅助燃烧区,是富氧燃烧,保证了煤粉的燃尽率,提高锅炉效率。
所述燃尽风4距离炉膛出口的高度满足燃尽时间大于0.5秒的要求,确保煤粉燃尽。
所述煤粉锅炉炉膛后面的对流区布置对流受热面6、SCR7、空气预热器8以及除尘***和脱硫***。所述对流受热面6均由膜式壁包围。
附图说明
图1是U型火焰低氮煤粉锅炉结构示意图。
其中:
1燃烧器、2前炉膛、3后炉膛、4燃尽风
5锅筒、6对流受热面、7SCR、 8空气预热器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合附图和具体实施例,对本发明进一步详细说明。
图1是U型火焰低氮煤粉锅炉结构示意图。如图所示,U型火焰低氮煤粉锅炉的设计原理:锅炉炉膛为双炉膛设计,前炉膛是主燃烧区,后炉膛为辅助燃烧区和燃尽区。前后炉膛均由膜式水冷壁组成。前炉膛低于后炉膛,由水冷屏分隔。燃烧器位于前炉膛有一定倾角的顶部,火焰向下方俯冲,经过前后炉膛的连通烟道后,改变方向进入后炉膛向上燃烧,形成U型火焰。连通烟道转弯后的后炉膛下部侧水冷壁布置燃尽风。由于有分隔屏的作用,火焰的高温区主要在前炉膛,高温的前炉膛缺氧燃烧,控制了热力型NOx的产生;燃尽风在分隔屏后下的侧水冷壁上,左右对称布置,这样的位置可以接受主燃烧区高温火焰的辐射,同时燃尽风距离炉膛出口的高度满足煤粉燃尽的要求(例如燃用烟煤时燃尽风距离炉膛出口的高度满足燃尽时间大于0.5秒的要求)。低温的后炉膛是富氧燃烧,保证了煤粉的燃尽率,提高锅炉效率。
这种新型U型火焰低氮煤粉锅炉的结构特点是:
1、前后炉膛布置,前炉膛为主燃区低于后炉膛;后炉膛为辅助燃烧区和燃尽区;前后炉膛由水冷屏分隔;
2、前炉膛顶部有一定倾角,燃烧器布置在前炉膛顶部;
3、后炉膛布置燃尽风;
4、炉膛后面的对流区布置合理的对流受热面、SCR、空气预热器、除尘***和脱硫***;
5、炉膛为膜式水冷壁结构,SCR前对流受热面由膜式壁包围,与后炉膛由膜式水冷壁分隔,整个锅炉的炉墙***简单;
6、整个锅炉为支撑结构,支吊***简单。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种U型火焰低氮煤粉锅炉,其特点在于,所述煤粉锅炉的炉膛为双炉膛设计,包括前炉膛(2)、后炉膛(3)和燃尽风(4),其中,
所述前炉膛(2)是主燃烧区,后炉膛(3)为辅助燃烧区和燃尽区,前后炉膛均由膜式水冷壁组成;所述前炉膛(2)低于后炉膛(3),由水冷屏分隔,下方连通形成U型连通烟道;
所述前炉膛(2)的顶部有一定倾角,布置燃烧器,火焰经过前炉膛、前后炉膛的连通烟道后,改变方向在后炉膛内向上燃烧,形成U型火焰;
所述燃尽风(4)布置在连通烟道转弯后的后炉膛(3)下部侧水冷壁上,左右对称布置,接受主燃烧区高温火焰的辐射;
所述前炉膛(2)为火焰的主燃烧区,是缺氧燃烧,造成还原性气氛,降低燃料型NOx的生成量;所述前炉膛(2)的燃烧温度低,降低了热力型NOx的生成量;所述后炉膛(3)为辅助燃烧区,是富氧燃烧,保证了煤粉的燃尽率,提高锅炉效率。
2.根据权利要求1所述的煤粉锅炉,其特点在于,所述前炉膛(2)的燃烧温度低于1500℃,确保抑制热力型NOx的产生;所述燃尽风(4)距离炉膛出口的高度满足燃尽时间大于0.5秒的要求,确保煤粉燃尽。
3.根据权利要求2所述的煤粉锅炉,其特点在于,所述煤粉锅炉炉膛后面的对流区布置对流受热面(6)、SCR(7)、空气预热器(8)以及除尘***和脱硫***,所述对流受热面(6)均由膜式壁包围。
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