CN211694854U - 一种w火焰锅炉低氮燃烧及防结渣的烟气再循环*** - Google Patents
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Abstract
一种W火焰锅炉低氮燃烧及防结渣的烟气再循环***，包括抽炉烟口、旋风除尘器以及再循环烟气调配器，抽炉烟口与旋风除尘器的进气口相连通，旋风除尘器经炉烟管道与再循环风机相连，再循环风机与再循环烟气调配器相连，再循环烟气调配器包括内环形通道和外环形通道，内环形通道设置在外环形通道内，外环形通道上设置有若干旋流器，内环形通道上设置有电动调节阀。本***高温烟气取自锅炉尾部省煤器下方，此处温度较空气预热器出口热一次风、热二次风温度偏高10℃～20℃，将此处烟气引入锅炉炉膛拱下区域，可以增加炉内烟气量，提高主汽温和再热汽温，控制NOx生成量，防止锅炉拱下区域水冷壁结渣；烟气再循环率控制在10％～20％。
Description
技术领域
本实用新型属于电站煤粉锅炉领域，具体涉及一种W火焰锅炉低氮燃烧及防结渣的烟气再循环***。
背景技术
对于燃用煤质为低挥发分的无烟煤，锅炉设计时一般选择W火焰锅炉。W火焰锅炉煤粉着火、燃尽较为滞后，为提高燃烧稳定性，W火焰锅炉下炉膛敷设卫燃带，以增强炉膛截面热负荷强度；由于燃煤挥发分偏低，且燃烧火焰温度偏高，W火焰锅炉燃烧产生的NOx一般为1000～1500mg/m3，与燃用烟煤、褐煤锅炉燃烧产生NOx浓度相比偏高较多。
由于炉膛温度偏高，W火焰锅炉结渣多发生在下炉膛区域，尤其是拱下区域卫燃带上，如某电厂300MW亚临界W火焰锅炉燃烧器标高的两侧墙中间部位存在挂渣；某电厂330MW亚临界W火焰锅炉炉膛前后墙卫燃带存在结渣，严重时大面积挂渣、流渣，造成落渣口堵塞，机组被迫降出力甚至停炉处理。某600MW亚临界W火焰锅炉结渣集中在下炉膛卫燃带，尤其以四个小角部最为严重。某600MW亚临界W火焰锅炉前后墙燃烧器喷口区域及拱下垂直段水冷壁存在明显结渣现象。
烟气再循环技术是将锅炉尾部的烟气重新引入炉膛内形成烟气再循环流程，一方面使炉内烟气量增加，增强了对流换热型受热面的吸热量；另一方面烟气再循环能够降低炉膛内燃烧火焰温度，降低燃烧产生的NOx浓度。目前烟气再循环技术在二次再热机组中广泛应用，通过烟气量的改变调节再热汽温度，在传统一次中间再热锅炉中较少应用。近年来部分科研院所、锅炉制造厂家提出在传统一次中间再热锅炉中利用烟气再循环技术，以解决再热汽温偏低、高温腐蚀等问题，但在W火焰锅炉中较少利用烟气再循环技术，再循环烟气进入炉膛的方式也少有研究，W火焰锅炉下炉膛结渣、燃烧产生NOx偏高问题较为突出。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种W火焰锅炉低氮燃烧及防结渣的烟气再循环***。
为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：
一种W火焰锅炉低氮燃烧及防结渣的烟气再循环***，包括抽炉烟口、炉烟管道、旋风除尘器、再循环风机以及再循环烟气调配器，抽炉烟口位于锅炉尾部烟道省煤器下方，抽炉烟口经炉烟管道与旋风除尘器的进气口相连通，旋风除尘器经炉烟管道与再循环风机相连，再循环风机经炉烟管道与再循环烟气调配器相连，再循环烟气调配器包括同心的内环形通道和外环形通道，内环形通道设置在外环形通道内，外环形通道上设置有若干旋流器，内环形通道上设置有电动调节阀。
本实用新型进一步的改进在于，，内环形通道上设置有电动调节阀，内环形通道和外环形通道的端部设置有扩锥。
本实用新型进一步的改进在于，扩锥角度为30°～40°。
本实用新型进一步的改进在于，外环形通道上设置有若干旋流器，旋流器上设置有手动调节拉杆。
本实用新型进一步的改进在于，旋风除尘器采用轴向进入式旋风分离器，包括筒体、锥体、进气口、排气口、排灰口组成，筒体设置在锥体上，并且筒体与锥体相连通，筒体上设置有进气口和排气口，锥体底端设置有排灰口，排灰口下方设置有灰斗。
本实用新型进一步的改进在于，再循环风机为径向桨叶形离心式风机，径向桨叶形离心式风机包括蜗壳和设置在蜗壳内的叶轮，叶轮材质为不锈钢；蜗壳内壁采用锰钢板。
本实用新型进一步的改进在于，内环形通道直径为mm～mm，外环形通道直径为mm～mm。
本实用新型进一步的改进在于，再循环烟气分配器布置在W火焰锅炉炉膛拱下前后墙靠近冷灰斗处、翼墙、左右侧墙拱下区域，再循环烟气调配器与锅炉燃烧器保持一定距离；再循环烟气分配器水平布置在炉墙上或与炉墙呈一定角度斜***炉墙上。
本实用新型进一步的改进在于，旋流器轴向对称布置在外环形通道上；炉烟管道材质为耐热铸钢钢管，炉烟管道外部包覆有硅酸铝保温材料，硅酸铝保温材料外部为镀锌铁皮。
本实用新型进一步的改进在于，省煤器下方抽炉烟口出口、旋风除尘器出口、再循环风机出口的炉烟烟道上均设置有烟道膨胀节。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
本***高温烟气取自锅炉尾部省煤器下方，此处温度较空气预热器出口热一次风、热二次风温度偏高10℃～20℃，将此处烟气引入锅炉炉膛拱下区域，可以增加炉膛烟气量，提高主汽温和再热汽温，控制NOx生成量，防止锅炉拱下区域水冷壁结渣；排烟温度升高幅度较小，对锅炉热效率影响幅度较小；烟气再循环率控制在10％～20％，引风机耗电率略有升高。
将高温烟气通过再循环烟气调配器引入锅炉炉膛内，其中内环通道为直流的再循环烟气，能够进入锅炉拱下区域炉膛中部，降低炉膛火焰温度和炉膛出口烟温，达到降低燃烧初期热力型NOx，减轻炉膛出口高温受热面结渣目的；外环形通道为旋流的再循环烟气，其进入炉膛内沿再循环烟气调配器喷口周围旋流，形成保护幕，降低靠近水冷壁区域的烟气温度，以防止高温熔融灰粒粘附在水冷壁上。
采用再循环烟气调配器，能够将再循环烟气有组织地引入炉膛拱下区域，如增大内环形通道的直流再循环烟气量比例，则再循环烟气主要起到降低燃烧NOx作用；如增大进入外环形通道旋流再循环烟气量比例，则再循环烟气主要起到防止拱下区域水冷壁结渣的作用。
本实用新型采用再循环烟气调配器将省煤器出口高温烟气引入W火焰锅炉炉膛拱下区域，主要有以下优点：(1)降低炉膛火焰温度，控制燃煤初期热力型NOx生成量；(2)降低再循环烟气调配器喷口周围水冷壁烟气温度，防止高温熔融灰粒粘附在水冷壁上；(3)增加进入炉膛内的烟气量，提高机组主汽温、再热汽温。
进一步的，为了补偿烟道在热态运行中膨胀量，在抽炉烟口至旋风除尘器、旋风除尘器至再循环风机、再循环风机至再循环烟气调配器之间的烟道上设置有非金属膨胀节。
进一步的，烟气再循环***设置有旋风除尘器，其作用是将高温烟气中大部分含尘颗粒分离，以控制含尘的高温烟气对再循环烟气调配器喷口周围水冷壁的磨损。
进一步的，由于省煤器出口烟气静压较炉膛内静压偏低，故烟气再循环***设置有再循环风机，提高再循环烟气压头。
附图说明
图1为本实用新型W火焰锅炉低氮燃烧及防结渣的烟气再循环***示意图；
图2为本实用新型烟气再循环调配器示意图；
其中，1为抽炉烟口，2为烟道膨胀节，3为旋风除尘器，4为再循环风机，5为再循环烟气调配器，6为省煤器，7为炉烟管道，8为炉膛，9为进气口，10为筒体，11为锥体，12为排气口，13为排灰口，14为叶轮，15为蜗壳，16为内环形通道，17为外环形通道，18为扩锥，19为旋流器，20为电动调节阀，21为调节拉杆，22为水冷壁。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
参见图1和图2，本实用新型提出一种W火焰锅炉低氮燃烧及防结渣的烟气再循环***，其主要特点是通过再循环烟气调配器5，能够在机组运行中灵活调配直流再循环烟气量与旋流再循环烟气量，以分别实现降低燃烧NOx、防止W火焰锅炉拱下水冷壁区域结渣目的。
本***包括抽炉烟口1、烟道膨胀节2、炉烟管道7、旋风除尘器3、再循环风机4以及再循环烟气调配器5。抽炉烟口1经炉烟管道7与旋风除尘器3的进气口9相连通，旋风除尘器3经炉烟管道7与再循环风机4相连，再循环风机4经炉烟管道7与再循环烟气调配器5相连。抽炉烟口1位于锅炉尾部烟道省煤器6下方，高温炉烟经旋风除尘器3惯性分离除尘后，由再循环风机4提升高温炉烟压力，通过再循环烟气调配器5将再循环烟气有组织地引入锅炉炉膛8。
***布置有旋风除尘器3，旋风除尘器3采用商业广泛应用的轴向进入式旋风分离器，包括筒体10、锥体11、进气口9、排气口12、排灰口13组成，筒体10设置在锥体11上，并且筒体10与锥体11相连通，筒体10上设置有进气口9和排气口12，锥体11底端设置有排灰口13，排灰口13下方设置有灰斗。
从锅炉尾部烟道省煤器6出口引出的高温烟气(温度约为350℃左右)，沿筒体10切向方向经进气口9进入旋风除尘器3内作旋转运动，通过离心力将烟气与灰粒分离，灰粒通过旋风除尘器3的锥体11下方的排灰口13排出，经除尘后的洁净高温烟气由筒体10上方的排气口12排出进入再循环风机4；烟气经再循环风机4加压后进入再循环烟气调配器5。
再循环烟气调配器5包括同心的内环形通道16、外环形通道17、旋流器19以及扩锥18。内环形通道16设置在外环形通道17内，内环形通道16和外环形通道17的端部设置有扩锥18。内环形通道16上设置有电动调节阀20，以改变内环形通道16内流动阻力，调配进入内环形通道16和外环形通道17的再循环烟气量。外环形通道17上设置有若干旋流器19，以使经过外环形通道17的高温烟气旋转进入炉膛8。旋流器19上设置有手动调节拉杆21，调节拉杆21的伸入或退出可以控制旋流器19的旋流强度。
再循环烟气调配器5与再循环风机4出口烟道相连接。高温烟气通过内环形通道16及外环形通道17进入炉膛8内。
具体的，高温烟气经再循环烟气调配器5分为两部分进入炉膛。由内环形通道16进入炉膛8的高温烟气为直流运动，其通过喷口进入锅炉炉膛8的中心区域，有利于降低炉膛燃烧火焰温度，抑制煤粉燃烧初期热力型NOx的生成量；由外环形通道17进入炉膛8的高温烟气为旋流运动，其通过喷口后形成保护幕，保护幕将熔融灰粒与水冷壁22进行了隔离，带有熔融灰粒或未燃尽的煤粉颗粒的高温烟气在经过此保护幕时温度下降，灰粒凝固，以防止熔融灰粒粘附在水冷壁22上发生结渣。
为防止进入炉膛8的高温烟气中含尘量较大，加速再循环烟气调配器5的喷口周围水冷壁22的磨损速率，要求高温烟气在进入再循环烟气调配器5前应进行除尘处理。
由于省煤器6出口的高温烟气静压较炉膛8内静压偏低，故设置有再循环风机4，以提高再循环烟气压头。再循环风机4为径向桨叶形离心式风机。虽然高温烟气在经过再循环风机4时已进行除尘处理，但烟气中仍含有少量灰粒，故再循环风机4的叶轮14材质为耐高温、耐磨损的不锈钢；蜗壳15内壁采用耐高温、耐磨损的锰钢板。
再循环烟气调配器5是烟气再循环***的核心部件，其能够将再循环烟气有组织地引入炉膛8内，根据降低燃烧NOx生成量和控制锅炉水冷壁22结渣需要，分配直流烟气与旋流烟气额比例。再循环烟气分配器5布置在W火焰锅炉炉膛8易结渣区域，一般为锅炉拱下前后墙靠近冷灰斗处、翼墙、左右侧墙拱下区域；内环形通道16直径为150mm～250mm，外环形通道17直径为350mm～450mm，扩锥18角度为30°～40°。再循环烟气分配器5可以水平布置在炉墙上，也可以与炉墙呈一定角度斜***炉墙上。再循环烟气调配器5布置位置应与锅炉燃烧器保持一定距离，防止再循环烟气对锅炉燃烧稳定性造成影响。内环形通道16上设置有电动调节阀20，以改变内环形通道16内流动阻力，调配进入内环形通道16和外环形通道17的再循环烟气量。旋流器19轴向对称布置在外环形通道17上，以使经过外环形通道17的高温烟气旋转进入炉膛8。
炉烟管道7材质为耐热铸钢钢管，炉烟管道7外部包覆有硅酸铝保温材料，硅酸铝保温材料外部为镀锌铁皮保护层；烟道膨胀节2为非金属膨胀节，分别布置在省煤器6下方抽炉烟口1出口、旋风除尘器3出口、再循环风机4出口的炉烟烟道7上，用于补偿热态运行时炉烟管道7膨胀变形。
本实用新型的有益效果是：
(1)将高温烟气通过再循环烟气调配器5引入锅炉炉膛8内，其中内环形通道16为直流的再循环烟气，能够进入锅炉拱下区域炉膛8中心区域，降低炉膛8火焰温度和炉膛8出口烟温，达到降低燃烧初期热力型NOx，减轻炉膛8出口高温受热面结渣目的；外环形通道17为旋流的再循环烟气，其进入炉膛8内沿再循环烟气调配器5喷口周围旋流，形成保护幕，降低靠近水冷壁22区域的烟气温度，以防止高温熔融灰粒粘附在水冷壁22上。(2)增加进入炉膛8内的烟气量，提高机组主汽温、再热汽温。(3)与传统烟气再循环***相比，本实用新型将进入锅炉炉膛8的再循环烟气进行了组织，能够根据降低燃烧NOx生成量和控制锅炉水冷壁22结渣需要，在线分配直流烟气与旋流烟气量比例。
Claims (10)
1.一种W火焰锅炉低氮燃烧及防结渣的烟气再循环***，其特征在于，包括抽炉烟口(1)、炉烟管道(7)、旋风除尘器(3)、再循环风机(4)以及再循环烟气调配器(5)，抽炉烟口(1)位于锅炉尾部烟道省煤器(6)下方，抽炉烟口(1)经炉烟管道(7)与旋风除尘器(3)的进气口(9)相连通，旋风除尘器(3)经炉烟管道(7)与再循环风机(4)相连，再循环风机(4)经炉烟管道(7)与再循环烟气调配器(5)相连，再循环烟气调配器(5)包括同心的内环形通道(16)和外环形通道(17)，内环形通道(16)设置在外环形通道(17)内。
2.根据权利要求1所述的一种W火焰锅炉低氮燃烧及防结渣的烟气再循环***，其特征在于，内环形通道(16)上设置有电动调节阀(20)；内环形通道(16)和外环形通道(17)的端部设置有扩锥(18)。
3.根据权利要求2所述的一种W火焰锅炉低氮燃烧及防结渣的烟气再循环***，其特征在于，扩锥(18)角度为30°～40°。
4.根据权利要求1所述的一种W火焰锅炉低氮燃烧及防结渣的烟气再循环***，其特征在于，外环形通道(17)上设置有若干旋流器(19)，旋流器(19)上设置有手动调节拉杆(21)。
5.根据权利要求1所述的一种W火焰锅炉低氮燃烧及防结渣的烟气再循环***，其特征在于，旋风除尘器(3)采用轴向进入式旋风分离器，包括筒体(10)、锥体(11)、进气口(9)、排气口(12)、排灰口(13)组成，筒体(10)设置在锥体(11)上，并且筒体(10)与锥体(11)相连通，筒体(10)上设置有进气口(9)和排气口(12)，锥体(11)底端设置有排灰口(13)，排灰口(13)下方设置有灰斗。
6.根据权利要求1所述的一种W火焰锅炉低氮燃烧及防结渣的烟气再循环***，其特征在于，再循环风机(4)为径向桨叶形离心式风机，径向桨叶形离心式风机包括蜗壳(15)和设置在蜗壳(15)内的叶轮(14)，叶轮(14)材质为不锈钢；蜗壳(15)内壁采用锰钢板。
7.根据权利要求1所述的一种W火焰锅炉低氮燃烧及防结渣的烟气再循环***，其特征在于，内环形通道(16)直径为150mm～250mm，外环形通道(17)直径为350mm～450mm。
8.根据权利要求1所述的一种W火焰锅炉低氮燃烧及防结渣的烟气再循环***，其特征在于，再循环烟气调配器(5)布置在W火焰锅炉炉膛(8)拱下前后墙靠近冷灰斗处、翼墙、左右侧墙拱下区域，再循环烟气调配器(5)与锅炉燃烧器保持一定距离；再循环烟气调配器(5)水平布置在炉墙上或与炉墙呈一定角度斜***炉墙上。
9.根据权利要求1所述的一种W火焰锅炉低氮燃烧及防结渣的烟气再循环***，其特征在于，旋流器(19)轴向对称布置在外环形通道(17)上；炉烟管道(7)材质为耐热铸钢钢管，炉烟管道(7)外部包覆有硅酸铝保温材料，硅酸铝保温材料外部为镀锌铁皮。
10.根据权利要求1所述的一种W火焰锅炉低氮燃烧及防结渣的烟气再循环***，其特征在于，省煤器(6)下方抽炉烟口(1)出口、旋风除尘器(3)出口、再循环风机(4)出口的炉烟管道(7)上均设置有烟道膨胀节(2)。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112197278A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-08 | 西安热工研究院有限公司 | 一种二次再热电站锅炉耦合污泥干化焚烧的*** |
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2020
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