專利名稱:一種均流多角切圓煤粉解耦燃燒裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種均流多角切圓煤粉解耦燃燒裝置，所述裝置包括多角切圓燃燒爐膛，所述多角切圓燃燒爐膛包括爐膛角墻和爐膛側(cè)墻、多角切圓燃燒爐膛爐墻上的多列沿高度方向設(shè)置的一次風噴口、點火二次風噴口和燃盡風噴口。本實用新型還公開了利用該燃燒裝置進行燃燒的方法。本實用新型提供的多角切圓煤粉解耦燃燒裝置可根據(jù)煤粉燃燒特性和NOx轉(zhuǎn)化規(guī)律，實現(xiàn)多尺度降低NOx排放，并改進了先前多角切圓煤粉解耦燃燒裝置的不足。
【專利說明】
一種均流多角切圓煤粉解耦燃燒裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及煤粉燃燒設(shè)備領(lǐng)域，具體地，本實用新型涉及一種均流多角切圓煤粉解耦燃燒裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤粉燃燒的效率與NOx的排放存在較難克服的耦合問題。煤粉高溫高氧條件下燃燒有利于燃盡，但會增加的氮氧化物NOx生成；反之，低溫低氧燃燒有利于抑制NOx生成，但煤粉更不易燃盡。
[0003]目前空氣分級燃燒技術(shù)是煤粉鍋爐最有效的低NOx燃燒技術(shù)。宏觀空氣分級燃燒技術(shù)主要采用增加燃盡風和到主燃燒區(qū)的距離，來控制爐膛內(nèi)還原性氣氛和還原性氣氛的區(qū)域范圍，但使得富氧燃盡階段拖后，反應活性更低的焦炭的燃燒溫度和燃燒時間縮短，致使飛灰可燃物的含量增高，鍋爐效率下降。同時爐膛中大范圍還原性氣氛也使得爐膛結(jié)焦和水冷壁的高溫腐蝕幾率增加。
[0004]為解決煤粉燃燒效率與NOx排放的耦合問題，專利(專利申請?zhí)?201110374539X)提出一種多角切圓煤粉解耦燃燒技術(shù)方案。該專利采用多尺度方法，細化了空氣分級，強化了較小尺度和中等尺度的空氣分級燃燒，減少了對較大尺度宏觀空氣分級燃燒的依賴，可在降低NOx排放的同時確保燃燒效率和提高穩(wěn)燃能力。該方案對燃用低揮發(fā)份和低熱值等難燃煤時，效果更突出。
[0005]但該方案在實際應用中還存在一些不足。相比傳統(tǒng)四角切圓燃燒煤粉爐，所述專利(專利申請?zhí)?201110374539X)提出的方案雖然提高了一次風的集中布置程度，但其一次風和二次風采用分組相對應設(shè)置，一、二次風的混合相對集中，容易產(chǎn)生局部過氧高溫，不利于形成穩(wěn)定均勻的還原性氣氛抑制NOx的生成。
[0006]相對傳統(tǒng)四角切圓燃燒煤粉爐，由于所述專利的上下游相鄰的噴口間距減小，且部分上游噴口射流方向垂直于下游噴口的射流方向，上游氣流對下游氣流的橫向推力增大，造成爐膛旋轉(zhuǎn)氣流切圓直徑過大，氣流和煤粉顆粒過多地集中在爐墻周圍，一方面容易造成爐墻結(jié)焦，另一方面爐膛的燃燒充滿度下降，爐膛中部利用下降。由于爐墻射流的較大偏轉(zhuǎn)和較少的角部二次風的射流引吸作用，該多角切圓燃燒方案在爐膛的爐墻附近和墻角區(qū)域的氣流上升速度均高于原四角切圓燃燒方式，爐膛中下部氣流向下流動量增加，下降速度較快，造成了爐渣比例和爐渣含碳量增大。
[0007]另外，針對低揮發(fā)分難燃煤的傳統(tǒng)空氣分級低氮燃燒，應在燃燒初期和爐膛下部采用更低的過量空氣系數(shù)，但過低的空氣量使得燃燒區(qū)燃燒強度降低，反應溫度降低，不利于穩(wěn)定燃燒、提高燃燒速度和使氮盡快析出。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]為了克服上述問題，本實用新型提出一種均流多角切圓煤粉解耦燃燒裝置。
[0009]本實用新型提供的均流多角切圓煤粉解耦燃燒裝置，該裝置包括多角切圓燃燒爐膛，所述多角切圓燃燒爐膛包括爐膛角墻和爐膛側(cè)墻、多角切圓燃燒爐膛爐墻上的多列沿高度方向設(shè)置的一次風噴口、點火二次風噴口和燃盡風噴口，
[0010]所述的一次風噴口的寬高比為1.5?3;所述一次風噴口間不設(shè)置二次風噴口，相鄰的一次風噴口間的中心距為噴口高度的1.5?3倍；
[0011]最下部的一次風噴口的下方設(shè)置點火二次風噴口；最上方的一次風噴口的上方間隔一定距離設(shè)置燃盡風噴口，燃盡風噴口與最上方的一次風噴口的中心距大于一次風噴口高度的2倍；
[0012]每列一次風噴口的下游側(cè)均平行布置有一列二次風噴口，相鄰的二次風噴口的中心距為二次風噴口高度的1.2?4倍;最下方的二次風噴口的高度不低于點火二次風噴口 ；最上方的二次風噴口的高度高于最上方的一次風噴口，低于燃盡風噴口。
[0013]所述一次風噴口采用集中布置方式，一次風噴口間不設(shè)置二次風噴口，一次風噴口間的中心距為噴口高度的1.5?3倍。最下部兩個一次風噴口的間距根據(jù)煤種確定，如對于不易著火的煤，最下部一次風噴口中心距小于噴口高度的2倍；
[0014]作為一種改進，所述一次風噴口、點火二次風噴口和燃盡風噴口采用氣流流向不垂直于爐墻的傾斜布置，以形成較小的假想切圓直徑，且一次風噴口形成的假想切圓直徑不大于二次風噴口的假想切圓直徑;或者一次風噴口形成的假想切圓與二次風噴口的假想切圓旋向相反。
[0015]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述的二次風噴口采用能同時進行垂直上下擺動和左右擺動的結(jié)構(gòu)。如所述的二次風噴口采用一套獨立的可同時進行垂直上下擺動和左右擺動的結(jié)構(gòu)，水平擺動采用現(xiàn)場手動調(diào)節(jié)，垂直擺動采用遠程電動調(diào)節(jié)。
[0016]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述的一次風噴口設(shè)有冷卻助燃風噴口，冷卻助燃風噴口設(shè)置在一次風噴口的背火側(cè)(旋轉(zhuǎn)氣流的下游側(cè))，冷卻助燃風環(huán)繞一次風噴口四壁流動后由冷卻助燃風噴口進入爐膛;所述冷卻助燃風噴口的調(diào)節(jié)擋板在全關(guān)閉位置留有間隙通流。各層一次風噴口的冷卻助燃風量視煤種調(diào)節(jié)，可保障與燃燒進程相適應的合理配風;每個噴口的冷卻助燃風的調(diào)節(jié)擋板在全關(guān)閉位置也留有間隙通流，保障最小冷卻風流量。
[0017]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述冷卻助燃風噴口為變截面噴口，此處可采用噴口變截面和風道變截面兩種調(diào)節(jié)流量的方式以增強對噴口氣流速度的調(diào)節(jié)能力;所述冷卻助燃風噴口可與一次風噴口采用外殼一體化結(jié)構(gòu)，便于制造和安裝。
[0018]作為改進，所述冷卻助燃風噴口與一次風噴口的氣流流向的水平夾角為O?30度，以控制一次風與冷卻助燃風的混合時機；
[0019]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述的點火二次風噴口內(nèi)設(shè)置有大小兩只點火油槍，或所述一次風噴口內(nèi)部設(shè)置油槍或/或等離子點火裝置。例如所述的點火二次風噴口內(nèi)可設(shè)置大小兩只點火油槍，大小油槍可隨燃燒狀況切換投運，以達到節(jié)油的目的;對于優(yōu)質(zhì)易燃煤，點火二次風噴口內(nèi)可不設(shè)置點火油槍，而在所述一次風噴口內(nèi)部設(shè)置點火和助燃的小油槍或等離子點火裝置。
[0020]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述的多角切圓燃燒爐膛為四角切圓燃燒爐膛或八角切圓燃燒爐膛。
[0021]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述的每列二次風噴口設(shè)置于爐膛角墻上，對應地，所述的每列一次風噴口、點火二次風噴口及其燃盡風噴口設(shè)置于爐膛側(cè)墻上;或，所述的二次風噴口設(shè)置于爐膛側(cè)墻上，對應地，所述的每列一次風噴口、點火二次風噴口及其燃盡風噴口設(shè)置于爐膛角墻上;或，所述的每列一次風噴口、點火二次風噴口及其燃盡風噴口設(shè)置于爐膛側(cè)墻一側(cè)，并與設(shè)置于爐膛同一側(cè)墻上的二次風噴口彼此保持一定間隔。
[0022]由于爐膛中煙氣的旋轉(zhuǎn)上升運行，煙氣上游和下游是相對的，因而，上述二次風噴口作為中等尺度分級送風噴口可以布置在一次風噴口的上游，也可布置在下游，二次風噴口也可和對應的每列一次風噴口、點火二次風噴口及其燃盡風噴口都設(shè)置于爐膛側(cè)墻上，只要彼此保持一定間隔即可實現(xiàn)上下游分級燃燒的目的，但二次風噴口設(shè)置在距離一次風噴口較近的下游更有利于抑制爐墻的結(jié)焦和高溫腐蝕。
[0023]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述的一次風噴口采用煤粉解耦燃燒器。所述的點火二次風噴口采用一套獨立的進行水平左右擺動的結(jié)構(gòu);所述的燃盡風噴口采用一套獨立的同時進行水平左右擺動和垂直上下擺動的結(jié)構(gòu)。
[0024]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述的燃盡風噴口采用單個噴口，或，采用上下或左右相鄰2個及以上的燃盡風噴口組成一組，各噴口獨立布置。燃盡風噴口也可僅設(shè)一個噴口，也可多個噴口采用上下或左右分散布置。
[0025]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述的燃盡風噴口和最上部一次風噴口間還設(shè)置有三次風噴口或乏氣噴口，以利于三次風或乏氣攜帶的煤粉在高溫區(qū)燃盡。
[0026]作為一種改進，三次風噴口或乏氣噴口可布置于一次風噴口之間。
[0027]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述各噴口的配風方式為:
[0028]流經(jīng)所述二次風噴口的二次風比例占二次風、冷卻助燃風和燃盡風總量的20%?80%;隨著燃煤的易燃性的增強，該風量可減小;若鍋爐爐膛的結(jié)焦狀況較重，可增大該風量；
[0029]流經(jīng)所述點火二次風噴口的二次風比例占二次風、冷卻助燃風和燃盡風總量的10%?30%;隨著燃煤的易燃性的增強，該風量可增大；
[0030]流經(jīng)所述燃盡風噴口的燃盡風比例占二次風、冷卻助燃風和燃盡風總量的10%?40 % ；隨著燃煤的易燃性的增強，該風量可減小;若要提高鍋爐主、再熱汽溫，則可增大該風量;若飛灰含碳量較大，可減小該風量；
[0031]流經(jīng)冷卻助燃風噴口的冷卻助燃風量占二次風、冷卻助燃風和燃盡風總量的5?40%，隨著燃煤的易燃性的增強，該風量可增大;若鍋爐爐膛的結(jié)焦狀況較重，可增大該風量。
[0032]本實用新型實現(xiàn)同時降低飛灰可燃物和NOx排放的解耦燃燒過程是:
[0033]由各噴口進入爐膛的氣流在相互作用下在爐膛形成旋轉(zhuǎn)上升的氣流，一次風噴口攜帶煤粉進入爐膛燃燒，二次風噴口補充主要助燃空氣，冷卻助燃風噴口補充部分助燃空氣，燃盡風噴口補充燃盡空氣。
[0034]在較小尺度上，通過將多角切圓燃燒爐膛上的每列一次風噴口3采用集中布置方式，利用解耦燃燒器一次風噴口的高度濃縮和高速加熱特性，使燃燒器噴口射向爐膛的一次風氣流在前后分別形成強還原性和弱還原性燃燒區(qū)域，實現(xiàn)多區(qū)徑向前后分級燃燒，重點抑制揮發(fā)分氮向NOx的轉(zhuǎn)化；
[0035]在中等尺度上，通過設(shè)置與一次風噴口有一定夾角的冷卻助燃風噴口，以及在所述的每列一次風噴口近側(cè)平行布置有一列二次風噴口，使得一次風噴口射流的上下游前后分別形成強還原性區(qū)域和弱還原性或弱氧化性區(qū)域，實現(xiàn)多區(qū)水平左右分級燃燒，重點抑制焦炭氮向NOx的轉(zhuǎn)化；
[0036]在宏觀尺度上，通過在大爐膛上部設(shè)置燃盡風噴口，使爐膛下部和上部分別形成還原性區(qū)域和氧化性區(qū)域，實現(xiàn)垂直上下空氣分級燃燒，同時抑制燃料型氮和熱力型氮的生成。
[0037]由于較小尺度和中等尺度空氣分級燃燒在煤粉揮發(fā)分氮和焦炭氮析出階段抑制了大部分氮氧化物的生成，可以減小對宏觀空氣分級的依賴，減小燃盡風量和距離爐膛下部主燃燒區(qū)的距離，從而提高了可燃物燃盡階段的燃燒溫度和時間，提高了燃燒效率。
[0038]另外，由于助燃風和二次風的均勻分布，助燃空氣及時與煤粉逐漸均勻擴散混合，精確控制了煤粉不同燃燒階段的燃燒氣氛，避免了二次風和燃盡風與可燃物的集中混合造成的局部高溫富氧，并使燃燒過程連續(xù)進行，不必設(shè)置獨立的反應速度較低的較長燃盡階段。
[0039]各噴口水平擺動可調(diào)節(jié)假想切圓的直徑，優(yōu)化動力場，噴口垂直擺動可調(diào)節(jié)爐膛出口煙溫，從而調(diào)節(jié)鍋爐再熱蒸汽溫度等，燃盡風噴口水平擺動還可以調(diào)節(jié)爐膛出口煙氣的溫度偏差，確保受熱面的安全。
[0040]優(yōu)選的，流經(jīng)所述二次風噴口的二次風比例占二次風、冷卻助燃風和燃盡風總量的 20% ?80% ；
[0041]流經(jīng)所述點火二次風噴口的二次風比例占二次風、冷卻助燃風和燃盡風總量的10%?30% ；
[0042]流經(jīng)所述燃盡風噴口的燃盡風比例占二次風、冷卻助燃風和燃盡風總量的10%?40%。
[0043]更優(yōu)選的，流經(jīng)冷卻助燃風噴口的冷卻助燃風量占二次風、冷卻助燃風和燃盡風總量的5?40 %。
[0044]本實用新型提供的多角切圓煤粉解耦燃燒裝置可根據(jù)煤粉燃燒特性和NOx轉(zhuǎn)化規(guī)律，實現(xiàn)多尺度降低NOx排放，并改進了先前多角切圓煤粉解耦燃燒裝置的不足:
[0045]1、在下游二次風防止爐墻結(jié)焦的配合下，一次風噴口寬高比增大，增加了卷吸能力和近距離橫向剛性，提高了穩(wěn)定燃燒和防止爐墻結(jié)焦能力；一次風噴口間不設(shè)置二次風噴口，可降低一次風總體安裝高度，煤粉初期易燃部分更集中，燃燒穩(wěn)定性增強;通過控制助燃空氣和二次風量來控制爐膛下部區(qū)域燃燒強度，使得下部形成更為強烈的還原性氣氛;一次風噴口間不設(shè)置二次風，還使得上層一次風對下層一次風產(chǎn)生燃料再燃作用。
[0046]2、二次風噴口上部不設(shè)置燃盡風噴口，且與一次風噴口相對連續(xù)布置，使二次風與螺旋上升的一次風混合氣流及早均勻擴散混合，即有利于避免產(chǎn)生局部過氧和高溫環(huán)境，也可確保在適宜的還原性氣氛下使燃盡過程連續(xù)展開。
[0047]3、一次風噴口背火側(cè)設(shè)置冷卻助燃風噴口，即可防止置于高溫區(qū)的一次風噴口過熱燒損，又可根據(jù)煤質(zhì)調(diào)節(jié)與燃燒進程相適應的合理配風，強化了水平空氣分級燃燒，并且均勻配風使燃燒連續(xù)性增強。
[0048]4、除最下層一次風噴口隨煤種調(diào)整距離外，其它一次風噴口間均留有適當間距，可增強一次風與高溫煙氣的混合，并減小一次風向火側(cè)與背火側(cè)的壓差，有利于提高穩(wěn)定燃燒和防止爐墻結(jié)焦的能力。
[0049]5、動量較大的二次風采用可水平和垂直擺動的噴口，即保障可遠程電動調(diào)節(jié)汽溫，也有利優(yōu)化動力場，控制氣流切圓直徑，減少爐膛中心的下降氣流量，減小爐渣比例和爐渣含炭量。
[0050]6、對于難燃煤，墻式二次風噴口內(nèi)設(shè)容量大小不同的兩只點火油槍，根據(jù)煤種和燃燒負荷分別控制兩只油槍的投入，即可以集中點火能量提高點火區(qū)溫度，油槍全部置于最下部，也有利于對上部煤粉的傳熱和點火，提高燃盡度，同時減少助燃的耗油量，達到節(jié)油的目的。
[0051]7、本實用新型可有效解決燃用低灰熔點煤的易結(jié)焦問題，便于優(yōu)化爐膛設(shè)計和燃燒控制;本實用新型可將一次風噴口設(shè)置在靠近火焰中心更近的爐墻，并具有高溫空氣燃燒的特點，對于低揮發(fā)難燃煤可顯著提高穩(wěn)燃能力，降低NOx的排放，即可采用直吹式系統(tǒng)，也可取代W型火焰爐等，顯著降低鍋爐、燃燒及制粉系統(tǒng)的造價。
【附圖說明】

[0052]圖1為本實用新型的一種均流多角切圓煤粉解耦燃燒裝置的俯視圖示意圖，
[0053]圖2是本實用新型的一種均流多角切圓煤粉解耦燃燒裝置局部膛爐墻上的噴口示意圖。
[0054]附圖標識
[0055]1、二次風噴口； 2、爐膛角墻;3、一次風噴口； 4、爐膛側(cè)墻;5、假想切圓；6、冷卻助燃風噴口 ；7、點火二次風噴口 ；8、點火油槍;9、燃盡風噴口。
【具體實施方式】
[0056]如下為本實用新型的實施例，其僅用對本實用新型的解釋而并非限制。
[0057]本實用新型提出一種均流多角切圓煤粉解耦燃燒裝置包括多角切圓燃燒爐膛，該多角切圓燃燒爐膛包括爐膛角墻2和爐膛側(cè)墻4、多角切圓燃燒爐膛爐墻上的多列沿高度方向設(shè)置的一次風噴口 3、點火二次風噴口 7和燃盡風噴口 9。
[0058]所述的一次風噴口3的寬高比1.5?3;所述一次風噴口 3采用集中布置方式，一次風噴口3間不設(shè)置二次風噴口，一次風噴口間的中心距為噴口高度的1.5?3倍，最下部兩個一次風噴口的間距根據(jù)煤種確定，不易著火的煤最下部一次風噴口中心距小于噴口高度的2倍；
[0059]最下部的一次風噴口3的下方設(shè)置點火二次風噴口 7;最上方的一次風噴口 3的上方間隔一定距離設(shè)置燃盡風噴口 9，燃盡風噴口與最上方的一次風噴口 3的中心距大于一次風噴口高度的3倍；
[0060]所述的每列一次風噴口 3的近側(cè)均平行布置有一列二次風噴口 I，該列二次風噴口I的中心距為二次風噴口高度的1.2?4倍;最下方的二次風噴口 I的高度不低于點火二次風噴口 7;最上方的二次風噴口的高度高于最上方的一次風噴口 3，低于燃盡風噴口 9;
[0061]作為一種改進，布置在側(cè)墻上的噴口采用氣流流向不垂直于爐墻的傾斜布置，以形成較小的假想切圓直徑，一次風噴口形成的假想切圓直徑不大于二次風噴口的假想切圓直徑或者一次風噴口形成的假想切圓與二次風噴口的假想切圓旋向相反；
[0062]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述的二次風噴口I采用一套獨立的可同時進行垂直上下擺動和左右擺動的結(jié)構(gòu)，水平擺動采用現(xiàn)場手動調(diào)節(jié)，垂直擺動采用遠程電動調(diào)
-K-
T ；
[0063]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述的一次風噴口3設(shè)有冷卻助燃風噴口 6，冷卻助燃風噴口 6設(shè)置在一次風噴口 3的背火側(cè)(旋轉(zhuǎn)氣流的下游側(cè))，冷卻助燃風環(huán)繞一次風噴口 3四壁流動后由冷卻助燃風噴口 6進入爐膛；各層一次風噴口的冷卻助燃風量視煤種調(diào)節(jié)，可保障與燃燒進程相適應的合理配風;每個噴口的冷卻助燃風的調(diào)節(jié)擋板在全關(guān)閉位置也留有間隙通流，保障最小冷卻風流量;作為改進，所述冷卻助燃風噴口 6為變截面噴口，可采用噴口變截面和風道變截面兩種調(diào)節(jié)流量的方式以增強對噴口氣流速度的調(diào)節(jié)能力；所述冷卻助燃風噴口 6可與一次風噴口 3采用外殼一體化結(jié)構(gòu)，便于制造和安裝;作為改進，所述冷卻助燃風噴口 6與一次風噴口 3的氣流流向的水平夾角為O?30度，以控制一次風與冷卻助燃風的混合時機；
[0064]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述的點火二次風噴口7內(nèi)設(shè)置有大小兩只點火油槍8，大小油槍可隨燃燒狀況切換投運，以達到節(jié)油的目的;對于優(yōu)質(zhì)易燃煤，點火二次風噴口 7內(nèi)不設(shè)置點火油槍8，在所述一次風噴口 3內(nèi)部設(shè)置點火和助燃的小油槍或等離子點火裝置。
[0065]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述的多角切圓燃燒爐膛為四角切圓燃燒爐膛或八角切圓燃燒爐膛。
[0066]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述的每列二次風噴口I設(shè)置于爐膛角墻上，對應地，所述的每列一次風噴口 3、點火二次風噴口 7及其燃盡風噴口 9設(shè)置于爐膛側(cè)墻上;或，所述的二次風噴口 I設(shè)置于爐膛側(cè)墻上，對應地，所述的每列一次風噴口3、點火二次風噴口7及其燃盡風噴口9設(shè)置于爐膛角墻上;或，所述的每列一次風噴口 3、點火二次風噴口 7及其燃盡風噴口9設(shè)置于爐膛側(cè)墻一側(cè)，并與設(shè)置于爐膛同一側(cè)墻上的二次風噴口 I彼此保持一定間隔。
[0067]由于爐膛中煙氣的旋轉(zhuǎn)上升運行，煙氣上游和下游是相對的，因而，上述二次風噴口 I作為中等尺度分級送風噴口可以布置在一次風噴口 3的上游，也可布置在下游，二次風噴口也可和對應的每列一次風噴口 3、點火二次風噴口 7及其燃盡風噴口 9都設(shè)置于爐膛側(cè)墻上，只要彼此保持一定間隔即可實現(xiàn)上下游分級燃燒的目的，但二次風噴口設(shè)置在距離一次風噴口較近的下游更有利于抑制爐墻的結(jié)焦和高溫腐蝕。
[0068]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述的一次風噴口3采用煤粉解耦燃燒器。所述的點火二次風噴口 7采用一套獨立的進行水平左右擺動的結(jié)構(gòu);所述的燃盡風噴口 9采用一套獨立的同時進行水平左右擺動和垂直上下擺動的結(jié)構(gòu)。
[0069]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述的燃盡風噴口9采用單個噴口，或，采用上下或左右相鄰2個及以上的燃盡風噴口 9組成一組，各噴口獨立布置。燃盡風噴口 9也可僅設(shè)一個噴口，也可多個噴口采用上下或左右分散布置。
[0070]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述的燃盡風噴口9和最上部一次風噴口 3間還設(shè)置有三次風噴口或乏氣噴口，以利于三次風或乏氣攜帶的煤粉在高溫區(qū)燃盡。
[0071 ] 作為一種改進，三次風噴口或乏氣噴口可布置于一次風噴口 3之間。
[0072]作為上述技術(shù)方案的一種改進，所述各噴口的配風方式為:
[0073]流經(jīng)所述二次風噴口I的二次風比例占二次風、冷卻助燃風和燃盡風總量的20%?80%;隨著燃煤的易燃性的增強，該風量可減小;若鍋爐爐膛的結(jié)焦狀況較重，可增大該風量；
[0074]流經(jīng)所述點火二次風噴口7的二次風比例占二次風、冷卻助燃風和燃盡風總量的10%?30%;隨著燃煤的易燃性的增強，該風量可增大；
[0075]流經(jīng)所述燃盡風噴口9的燃盡風比例占二次風、冷卻助燃風和燃盡風總量的10%?40%;隨著燃煤的易燃性的增強，該風量可減小;若要提高鍋爐主、再熱汽溫，則可增大該風量;若飛灰含碳量較大，可減小該風量；
[0076]流經(jīng)冷卻助燃風噴口6的冷卻助燃風量占二次風、冷卻助燃風和燃盡風總量的5?40%，隨著燃煤的易燃性的增強，該風量可增大;若鍋爐爐膛的結(jié)焦狀況較重，可增大該風量。
[0077]本實用新型實現(xiàn)同時降低飛灰可燃物和NOx排放的解耦燃燒過程是:
[0078]由各噴口進入爐膛的氣流在相互作用下在爐膛形成旋轉(zhuǎn)上升的氣流，一次風噴口攜帶煤粉進入爐膛燃燒，二次風噴口補充主要助燃空氣，冷卻助燃風噴口 6補充部分助燃空氣，燃盡風噴口補充燃盡空氣。
[0079]在較小尺度上，通過將多角切圓燃燒爐膛上的每列一次風噴口3采用集中布置方式，利用解耦燃燒器一次風噴口的高度濃縮和高速加熱特性，使燃燒器噴口射向爐膛的一次風氣流在前后分別形成強還原性和弱還原性燃燒區(qū)域，實現(xiàn)多區(qū)徑向前后分級燃燒，重點抑制揮發(fā)分氮向NOx的轉(zhuǎn)化；
[0080]在中等尺度上，通過設(shè)置與一次風噴口3有一定夾角的冷卻助燃風噴口 6，以及在所述的每列一次風噴口 3近側(cè)平行布置有一列二次風噴口 I，使得一次風噴口 3射流的上下游前后分別形成強還原性區(qū)域和弱還原性或弱氧化性區(qū)域，實現(xiàn)多區(qū)水平左右分級燃燒，重點抑制焦炭氮向NOx的轉(zhuǎn)化；
[0081 ]在宏觀尺度上，通過在大爐膛上部設(shè)置燃盡風噴口 9，使爐膛下部和上部分別形成還原性區(qū)域和氧化性區(qū)域，實現(xiàn)垂直上下空氣分級燃燒，同時抑制燃料型氮和熱力型氮的生成。
[0082]由于較小尺度和中等尺度空氣分級燃燒在煤粉揮發(fā)分氮和焦炭氮析出階段抑制了大部分氮氧化物的生成，可以減小對宏觀空氣分級的依賴，減小燃盡風量和距離爐膛下部主燃燒區(qū)的距離，從而提高了可燃物燃盡解讀的燃燒溫度和時間，提高了燃燒效率。
[0083]另外，由于助燃風和二次風的均勻分布，助燃空氣及時與煤粉逐漸均勻擴散混合，精確控制了煤粉不同燃燒階段的燃燒氣氛，避免了二次風和燃盡風與可燃物的集中混合造成的局部高溫富氧，并使燃燒過程連續(xù)進行，不必設(shè)置獨立的反應速度較低的較長燃盡階段。
[0084]各噴口水平擺動可調(diào)節(jié)假想切圓的直徑，優(yōu)化動力場，噴口垂直擺動可調(diào)節(jié)爐膛出口煙溫，從而調(diào)節(jié)鍋爐再熱蒸汽溫度等，燃盡風噴口水平擺動還可以調(diào)節(jié)爐膛出口煙氣的溫度偏差，確保受熱面的安全。
【主權(quán)項】
1.一種均流多角切圓煤粉解耦燃燒裝置，所述裝置包括多角切圓燃燒爐膛，所述多角切圓燃燒爐膛包括爐膛角墻和爐膛側(cè)墻、多角切圓燃燒爐膛爐墻上的多列沿高度方向設(shè)置的一次風噴口、點火二次風噴口和燃盡風噴口，其特征在于， 所述的一次風噴口的寬高比為1.5?3;所述一次風噴口間不設(shè)置二次風噴口，相鄰的一次風噴口間的中心距為噴口高度的1.5?3倍； 最下部的一次風噴口的下方設(shè)置點火二次風噴口；最上方的一次風噴口的上方間隔一定距離設(shè)置燃盡風噴口，燃盡風噴口與最上方的一次風噴口的中心距大于一次風噴口高度的2倍； 每列一次風噴口的下游側(cè)均平行布置有一列二次風噴口，相鄰的二次風噴口的中心距為二次風噴口高度的I.2?4倍;最下方的二次風噴口的高度不低于點火二次風噴口 ；最上方的二次風噴口的高度高于最上方的一次風噴口，低于燃盡風噴口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均流多角切圓煤粉解耦燃燒裝置，其特征在于，所述一次風噴口、點火二次風噴口和燃盡風噴口采用氣流流向不垂直于爐墻的傾斜布置，以形成較小的假想切圓直徑，且一次風噴口形成的假想切圓直徑不大于二次風噴口的假想切圓直徑;或者一次風噴口形成的假想切圓與二次風噴口的假想切圓旋向相反。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的均流多角切圓煤粉解耦燃燒裝置，其特征在于，所述的二次風噴口采用能同時進行垂直上下擺動和左右擺動的結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的均流多角切圓煤粉解耦燃燒裝置，其特征在于，所述的一次風噴口設(shè)有冷卻助燃風噴口，冷卻助燃風噴口設(shè)置在一次風噴口的背火側(cè)，冷卻助燃風環(huán)繞一次風噴口四壁流動后由冷卻助燃風噴口進入爐膛;所述冷卻助燃風噴口的調(diào)節(jié)擋板在全關(guān)閉位置留有間隙通流。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的均流多角切圓煤粉解耦燃燒裝置，其特征在于，所述冷卻助燃風噴口為變截面噴口。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的均流多角切圓煤粉解耦燃燒裝置，其特征在于，所述冷卻助燃風噴口與一次風噴口的氣流流向的水平夾角為O?30度。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的均流多角切圓煤粉解耦燃燒裝置，其特征在于，所述的點火二次風噴口內(nèi)設(shè)置有大小兩只點火油槍，或所述一次風噴口內(nèi)部設(shè)置油槍或/或等離子點火裝置。
【文檔編號】F23C7/02GK205717173SQ201620228851
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月23日
【發(fā)明人】郝江平, 婁慧如, 高士秋, 王菁, 趙康, 閆躍文
【申請人】山西三合盛節(jié)能環(huán)保技術(shù)股份有限公司, 中國科學院過程工程研究所