CN1333199C - 一种带浓淡煤粉燃烧装置的w形火焰炉 - Google Patents

一种带浓淡煤粉燃烧装置的w形火焰炉 Download PDF

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一种带浓淡煤粉燃烧装置的W形火焰炉，涉及一种燃烧装置。现有的W形火焰炉中存在的燃烧不稳、炉壁结渣和高温腐蚀的问题。本发明提供一种带浓淡煤粉燃烧装置的W形火焰炉，它包括炉拱(1)、侧墙(2)，由炉拱(1)、侧墙(2)围成的炉膛(3)和燃烧器(4)，所述燃烧器(4)包括浓煤粉气流火嘴(4-1-1)和淡煤粉气流火嘴(4-2-1)，所述浓煤粉气流火嘴(4-1-1)设置在炉拱(1)上且靠近炉膛(3)的中心，淡煤粉气流火嘴(4-2-1)设置在侧墙(2)上。本发明大幅提高了灰的熔化温度，避免了水冷壁结渣，同时它还破坏了形成高温腐蚀的还原性气氛，防止了高温腐蚀。同时，它还可以达到及时着火和稳定燃烧的目的，从而实现有效地防止炉壁结渣、高温腐蚀和低稳定燃烧。

Description

一种带浓淡煤粉燃烧装置的W形火焰炉
技术领域：
本发明涉及一种燃烧装置，特别是一种火焰炉。
背景技术：
W形火焰燃烧技术是一种专门为燃用低挥发分煤而设计的燃烧技术，它可以通过加大火焰行程来促进煤粉的燃尽。这种技术目前已为国内部分电厂的锅炉所采用。而对于锅炉上的燃烧器，很多电厂采用的是圆形火嘴的旋风分离式圆形浓淡煤粉燃烧装置，圆形浓煤粉气流火嘴位于侧墙一侧，而圆形淡煤粉气流火嘴位于炉膛中心一侧。由于炉膛中心为高温区域，但靠近高温区域喷入的为淡煤粉气流，浓煤粉气流喷入的则是靠近侧墙的低温区域，因此没有形成高温高浓度区域，煤粉不能及时着火，同时，由于不能形成高温高浓度区域，因而火焰稳定性不好，低负荷下稳燃能力低下，煤种适应性差。并且由于浓煤粉气流靠近侧墙，还出现结渣和高温腐蚀现象，从而严重影响锅炉的可用率和热效率，威胁到锅炉的工作可靠性。
发明内容：
为解决目前W形火焰炉中存在的燃烧不稳、炉壁结渣和高温腐蚀的问题，本发明提供一种带浓淡煤粉燃烧装置的W形火焰炉，它包括炉拱1、侧墙2，由炉拱1、侧墙2围成的炉膛3和燃烧器4，所述燃烧器4包括浓煤粉气流火嘴4-1-1和淡煤粉气流火嘴4-2-1，所述浓煤粉气流火嘴4-1-1设置在炉拱1上且靠近炉膛3的中心，淡煤粉气流火嘴4-2-1设置在侧墙2上。本发明的淡煤粉气流经由淡煤粉气流火嘴4-2-1喷入炉膛中靠近侧墙2的区域，由此便在水冷壁附近形成氧化性气氛，大幅提高了灰的熔化温度，避免了水冷壁结渣，同时它还破坏了形成高温腐蚀的还原性气氛，防止了高温腐蚀。在另一侧，浓煤粉气流经过浓煤粉气流火嘴4-1-1喷入靠近炉膛中心侧区域，由于这部分区域靠近炉膛中心高温区，浓煤粉气流喷入炉膛后能大量卷吸高温烟气，可以达到及时着火和稳定燃烧的目的，从而实现有效地防止炉壁结渣、高温腐蚀和低负荷稳定燃烧。
附图说明：
图1是本实用新型整体结构示意图，图2是具体实施方式二的结构示意图，图3是具体实施方式三的结构示意图，图4是图2的I处放大图。
具体实施方式：
具体实施方式一：本实施方式包括炉拱1、侧墙2，由炉拱1、侧墙2围成的炉膛3和燃烧器4，所述燃烧器4包括浓煤粉气流火嘴4-1-1和淡煤粉气流火嘴4-2-1，所述浓煤粉气流火嘴4-1-1靠近炉膛3的中心设置，淡煤粉气流火嘴4-2-1靠近侧墙2设置。由于浓煤粉气流火嘴4-1-1靠近炉膛3的中心，所以喷入的浓煤粉气流靠近炉膛中心高温区域，浓煤粉气流喷入炉膛后能大量卷吸高温烟气，可以达到及时着火和稳定燃烧的目的。由于淡煤粉气流火嘴4-2-1靠近侧墙2，所以喷入的淡煤粉气流靠近炉膛的侧壁，由此便在水冷壁附近形成氧化性气氛，大幅提高了灰的熔化温度，避免了水冷壁结渣，同时它还破坏了形成高温腐蚀的还原性气氛，防止了高温腐蚀。
具体实施方式二：现有的燃烧装置除了存在燃烧不稳、炉壁结渣和高温腐蚀的问题之外，还存在NOx排放量降低的效果也不明显的问题。参照图2，本实施方式的燃烧器4是由旋风筒4-1和乏气管4-2相连而成，所述旋风筒4-1的下端为浓煤粉气流火嘴4-1-1，所述乏气管4-2的下端为淡煤粉气流火嘴4-2-1，所述浓煤粉气流火嘴4-1-1和淡煤粉气流火嘴4-2-1都设置在炉拱1上，其中，浓煤粉气流火嘴4-1-1靠近炉膛3的中心，淡煤粉气流火嘴4-2-1靠近侧墙2，在所述旋风筒4-1内装有带叶片5-1的调节杆5来调节气流旋流度。淡煤粉气流火嘴4-2-1的出口和浓煤粉气流火嘴4-1-1与炉拱1的边壁存在的间隙形成周界风口10，参照图4，风箱11从周界风口10鼓入周界风，周界风口的面积很小，喷入的二次风仅起到冷却火嘴的作用，风量很少(不到一次风量的10％)，因而对浓煤粉气流的稀释作用很小，周界风口可以起到冷却浓煤粉气流火嘴4-1-1和淡煤粉气流火嘴4-2-1的作用。在侧墙2上开有多道狭缝2-1，可由风箱11从此处向炉膛3内鼓入二次风，二次风受淡煤粉气流的阻隔，无法马上和浓煤粉气流混合，使煤粉长时间处于远离化学当量比燃烧状态，抑制了NOx的生成，从而使NOx的排放量得到了明显的降低。
从磨煤机经煤粉管道送来的一次风粉混合物经煤粉入口管12切向进入旋风筒4-1，其中的煤粉颗粒因旋流而离心分离，使旋风筒4-1中心部分一次风含粉极少。装在旋风筒4-1中心的乏气管4-2将部分含粉极少的一次风(乏气)引出，形成淡煤粉气流(含有约10％的总粉量，50％的一次风量)，经由淡煤粉气流火嘴4-2-1喷入炉膛中靠近侧墙2的区域，由此便在水冷壁附近形成氧化性气氛，大幅提高了灰的熔化温度，避免了水冷壁结渣，同时它还破坏了形成高温腐蚀的还原性气氛，防止了高温腐蚀。在另一侧，旋风筒4-1内剩余的煤粉气流由于乏气的抽取煤粉浓度得以提高，经浓煤粉气流火嘴4-1-1喷入靠近炉膛中心侧区域，由于这部分区域靠近炉膛中心高温区，浓煤粉气流喷入炉膛后能大量卷吸高温烟气，可以达到及时着火和稳定燃烧的目的。
具体实施方式三：参照图3，本实施方式的浓煤粉气流火嘴4-1-1设置在炉拱1上，所述淡煤粉气流火嘴4-2-1设置在侧墙2上，由此使浓煤粉气流火嘴4-1-1与淡煤粉气流火嘴4-2-1之间的距离进一步增大，推迟了气流的混合，更加加强了浓淡燃烧的效果。
具体实施方式四：现在，有的部分电厂采用的是狭缝式浓淡煤粉燃烧装置，浓淡分离也采用的是旋风分离器，但浓淡煤粉气流火嘴均采用的是狭缝式矩形火嘴，并与矩形的二次风喷口在拱上沿前后墙方向间隔设置。由于狭缝式浓煤粉矩形火嘴与矩形的二次风喷口间隔设置，且紧邻的矩形喷口边都是较长的边，因而一、二次风混合较早，浓煤粉气流很容易被稀释，失去了浓淡燃烧的效果，不能有效地抑制NOx的生成。同时，不能形成高温高浓度区域，因而火焰稳定性不好，低负荷下稳燃能力低，煤种适应性差。并且，浓煤粉气流火嘴狭缝式的结构气流刚性差，为了形成W形火焰，只有靠高速的二次风携带向下冲，而较高的二次风速与一次风混合后，使着火区域浓一次风速提高，不利于煤粉着火和火焰稳定。
本实施方式为了克服上述缺陷，将浓煤粉气流火嘴4-1-1设计为圆形喷口。浓煤粉气流火嘴4-1-1及其***的周界风喷口10都呈圆形，使出口的气流具有较大刚性，能进一步向下深入炉膛，增大行程，促进煤粉燃烬及火焰稳定，煤种适应能力增强，提高了燃烧效率，且有效地抑制了NOx的生成。
具体实施方式五：参照图2，本实施方式由旋风筒4-1、乏气管4-2，乏气风门挡板4-3、炉膛侧墙2、拱上周界风门挡板13、煤粉入口管12、调节杆5、炉拱1、消旋叶片5-1、风箱11，圆形浓煤粉气流火嘴4-1-1和淡煤粉气流火嘴4-2-1组成。旋风筒4-1和乏气管4-2共同安装于炉拱1上，圆形浓煤粉气流火嘴4-1-1置于靠近炉膛中心侧，淡煤粉气流火嘴4-2-1置于靠近炉膛侧墙2侧。淡煤粉气流火嘴4-2-1与圆形浓煤粉气流火嘴4-1-1之间保持一定距离，以避免浓、淡气流的过早混合。两个火嘴均与炉拱1边壁存在间隙形成周界风口10，与其相连的风道14上分别安有风门挡板13，调节周界风门挡板13的开度，可以控制由风箱11鼓入的周界风量的大小，从而调节燃烧器火嘴的温度，起到冷却火嘴的作用。乏气管4-2上安有风门挡板4-3，上部从旋风筒4-1上部中心伸入，旋风筒4-1上部外侧连有煤粉入口管12，用于导入煤粉气流。同时，旋风筒4-1中还安装有调节杆5，其靠近圆形浓煤粉气流火嘴4-1-1一侧焊有消旋叶片5-1。消旋叶片5-1的结构可多种多样，如可采用人字形叶片，通过调节杆5拉动消旋叶片5-1上下移动，改变流过叶片5-1的风量，以此来调节喷入炉膛煤粉气流的旋转强度。
具体实施方式六：本实施方式从整体上对本发明的装置做一概述，参照图1，它包括炉拱1、侧墙2，由炉拱1、侧墙2围成的炉膛3和燃烧器4，还包括大屏6，过热器7，省煤器8和空气预热器9，所述大屏6和过热器7设置在炉膛3的上部，省煤器8和空气预热器9布置在尾部烟道15中。设置在炉拱1上的燃烧器4向下喷出煤粉气流在炉膛3内混合燃烧，放出大量的热量，气流在炉膛3底部折转上升，形成W形火焰。热烟气继续上升，流经大屏6、过热器7、省煤器8、空气预热器9对里面的蒸汽、锅炉给水和空气进行加热，最后排出进入烟气处理装置。

Claims (6)

1、一种带浓淡煤粉燃烧装置的W形火焰炉，它包括炉拱(1)、侧墙(2)，由炉拱(1)、侧墙(2)围成的炉膛(3)和燃烧器(4)，所述燃烧器(4)包括浓煤粉气流火嘴(4-1-1)和淡煤粉气流火嘴(4-2-1)，所述浓煤粉气流火嘴(4-1-1)设置在炉拱(1)上且靠近炉膛(3)的中心，其特征在于所述淡煤粉气流火嘴(4-2-1)设置在侧墙(2)上。
2、根据权利要求1所述的一种带浓淡煤粉燃烧装置的W形火焰炉，其特征在于所述浓煤粉气流火嘴(4-1-1)为圆形喷口。
3、根据权利要求1所述的一种带浓淡煤粉燃烧装置的W形火焰炉，其特征在于所述燃烧器(4)是由旋风筒(4-1)和乏气管(4-2)相连而成，所述旋风筒(4-1)的下端为浓煤粉气流火嘴(4-1-1)，所述乏气管(4-2)的下端为淡煤粉气流火嘴(4-2-1)。
4、根据权利要求3所述的一种带浓淡煤粉燃烧装置的W形火焰炉，其特征在于所述旋风筒(4-1)内装有带叶片(5-1)的调节杆(5)。
5、根据权利要求1所述的一种带浓淡煤粉燃烧装置的W形火焰炉，其特征在于浓煤粉气流火嘴(4-1-1)和淡煤粉气流火嘴(4-2-1)与炉拱(1)边壁存在间隙形成周界风口(10)，与周界风口(10)相连的风道(14)上安装有风门挡板(13)。
6、根据权利要求1所述的一种带浓淡煤粉燃烧装置的W形火焰炉，其特征在于它还包括大屏(6)，过热器(7)，省煤器(8)和空气预热器(9)，所述大屏(6)和过热器(7)设置在炉膛(3)的上部，省煤器(8)和空气预热器(9)布置在尾部烟道(15)中。
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