專(zhuān)利名稱(chēng)：在爐拱上布置有縫隙式燃盡風(fēng)噴口的w型火焰鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種w型火焰鍋爐，具體涉及一種在爐拱上布置有縫隙式燃盡風(fēng)裝置 的w型火焰鍋爐，屬于w型火焰鍋爐燃燒技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
W型火焰鍋爐是一種專(zhuān)門(mén)為燃用無(wú)煙煤、貧煤而設(shè)計(jì)的鍋爐，為滿足難燃煤及時(shí)著 火和穩(wěn)燃的需要，爐內(nèi)必須保持較高的溫度水平，從而導(dǎo)致N0X排放水平明顯偏高。國(guó)內(nèi)現(xiàn) 役W型火焰鍋爐N0X排放水平大都在1100mg/m3以上，部分鍋爐甚至高達(dá)1800 2000mg/ m3。根據(jù)2004年1月1日開(kāi)始實(shí)施的《火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2003)規(guī)定， 對(duì)于燃用Vdaf < 10%煤種的火力發(fā)電鍋爐，氮氧化物最高允許排放濃度為1100mg/m3。
從W型火焰鍋爐前后拱上二次風(fēng)箱中抽取一部分二次風(fēng)作為燃盡風(fēng)從上爐膛噴 入是一種強(qiáng)化分級(jí)燃燒、有效降低W型火焰鍋爐N0X排放的方法，國(guó)內(nèi)已有部分研究。實(shí)用 新型專(zhuān)利《一種低N0X煤粉燃燒的W型火焰爐》(中國(guó)專(zhuān)利號(hào)為ZL200620020919. 8、授權(quán)公 告日為2007年5月30日、授權(quán)公告號(hào)為CN2906360Y，下稱(chēng)"文件一")和發(fā)明專(zhuān)利《W型火 焰鍋爐燃盡風(fēng)裝置及方法》(中國(guó)專(zhuān)利號(hào)為ZL 200410060622. X、授權(quán)公告日為2007年1月 17日、授權(quán)公告號(hào)為CN1295460C，下稱(chēng)"文件二")均提出，在W型火焰鍋爐上增加燃盡風(fēng)裝 置，能減少下?tīng)t膛的氧量，使之處于還原性氣氛，從而降低N0X。從現(xiàn)有研究成果看來(lái)，"文件 一"和"文件二"提出的燃盡風(fēng)布置方式在一定程度上降低了 W型火焰鍋爐N0X排放，但同 時(shí)卻引起了飛灰碳含量高、燃盡度低、鍋爐效率低下的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有W型火焰鍋爐在增加燃盡風(fēng)降低N0X排放的同時(shí)卻引 起煤粉燃盡度低、鍋爐效率降低的問(wèn)題，進(jìn)而提供了一種在爐拱上布置有縫隙式燃盡風(fēng)裝 置的W型火焰鍋爐。 本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明所述的在爐拱上布置有縫隙式燃盡風(fēng)噴口的W型火 焰鍋爐包括由下?tīng)t體、上爐體和兩個(gè)爐拱構(gòu)成的爐體以及多個(gè)一次風(fēng)噴口、多個(gè)乏氣噴口 和多個(gè)二次風(fēng)噴口 ；所述W型火焰鍋爐還包括多個(gè)縫隙式燃盡風(fēng)噴口 ；多個(gè)二次風(fēng)噴口分 成兩組，兩組二次風(fēng)噴口沿爐體的中心線對(duì)稱(chēng)設(shè)置，在每個(gè)爐拱上沿其長(zhǎng)度方向平行設(shè)有 一組二次風(fēng)噴口，多個(gè)二次風(fēng)噴口均與下?tīng)t體的下?tīng)t膛連通，每組二次風(fēng)噴口中相鄰兩個(gè) 二次風(fēng)噴口為一小組，每小組中的兩個(gè)二次風(fēng)噴口之間設(shè)有呈一字形布置的一次風(fēng)噴口和 乏氣噴口，呈一字形布置的一次風(fēng)噴口和乏氣噴口與二次風(fēng)噴口平行設(shè)置，且乏氣噴口設(shè) 置在遠(yuǎn)離爐膛中心的爐拱上，一次風(fēng)噴口和乏氣噴口均與下?tīng)t體的下?tīng)t膛連通；多個(gè)縫隙 式燃盡風(fēng)噴口分成兩組，兩組縫隙式燃盡風(fēng)噴口沿爐體的中心線對(duì)稱(chēng)設(shè)置，在每個(gè)靠近爐 膛喉口的爐拱上對(duì)應(yīng)設(shè)有一組縫隙式燃盡風(fēng)噴口 ，所述一組縫隙式燃盡風(fēng)噴口沿爐拱的長(zhǎng) 度方向平行設(shè)置并均與下?tīng)t體的下?tīng)t膛連通，所述縫隙式燃盡風(fēng)噴口的橫截面是長(zhǎng)寬比為 (5 7) : 1的矩形，每個(gè)縫隙式燃盡風(fēng)噴口的中心線與水平線之間的夾角為20 35。，相鄰縫隙式燃盡風(fēng)噴口之間的距離為100mm。 與現(xiàn)有燃盡風(fēng)技術(shù)相比本發(fā)明具有以下有效效果 1、"文件一"中燃盡風(fēng)以水平射流的方式從上爐膛噴入，燃盡風(fēng)射流與下?tīng)t膛上升 的煤粉顆?；旌宵c(diǎn)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)"混合點(diǎn)")距離爐膛出口偏近，未燃盡煤粉顆粒與燃盡風(fēng)反 應(yīng)時(shí)間偏短，導(dǎo)致燃盡度差，且易引起尾部受熱面超溫和結(jié)渣；"文件二"燃盡風(fēng)噴口布置在 上爐膛前后墻根部。W型火焰鍋爐加裝該燃盡風(fēng)后截面流場(chǎng)如附圖2所示(圖2中各股噴 入爐內(nèi)氣流的速度方向均采用箭頭標(biāo)出)，燃盡風(fēng)從位于上爐膛前、后墻根部的燃盡風(fēng)噴口 12，與水平方向成10 45°角向下噴入下?tīng)t膛上部區(qū)域，相比于"文件一"，其混合點(diǎn)13離爐 膛出口 14較遠(yuǎn)(即hl+h較大；H1為混合點(diǎn)10距爐膛出口 11的垂直距離，h為混合點(diǎn)距爐 膛出口的水平距離)，未燃盡煤粉顆粒與燃盡風(fēng)反應(yīng)時(shí)間有所延長(zhǎng)，但由于燃盡風(fēng)噴口仍位 于上爐膛前、后墻上，混合點(diǎn)13距離爐膛出口 14還不夠遠(yuǎn)，未燃盡煤粉顆粒與燃盡風(fēng)反應(yīng) 時(shí)間仍不夠充分，燃盡度依然不高。而本發(fā)明中的燃盡風(fēng)布置在爐拱上靠近爐膛中心處并 與水平方向成20 35。角向下送入下?tīng)t膛上部中心區(qū)域，混合點(diǎn)IO沿爐膛高度方向進(jìn)一步 降低，到爐膛出口 11的距離(Hl+h)增加(Hl為混合點(diǎn)10距爐膛出口 11的垂直距離，h為 混合點(diǎn)距爐膛出口的水平距離)，未燃盡煤粉顆粒與燃盡風(fēng)反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，燃盡度增加，提 高了燃燒效率。本發(fā)明的燃盡風(fēng)射流在拱上靠近爐膛中心處與水平方向成20 35。角下 傾射入下?tīng)t膛上部中心區(qū)域，與上行氣流中未燃盡煤粉顆粒在下?tīng)t膛上部的混合點(diǎn)沿爐膛 高度方向進(jìn)一步降低，未燃盡煤粉顆粒與燃盡風(fēng)反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，燃燒更充分。
2、"文件二"采用圓形燃盡風(fēng)噴口 ，單個(gè)噴口面積大而數(shù)量少，噴口間距大，如對(duì)于 一臺(tái)300麗機(jī)組中的W型火焰鍋爐的燃盡風(fēng)噴口間距D為1500mm。如附圖4b所示，相鄰噴 口的燃盡風(fēng)射流在離開(kāi)噴口很長(zhǎng)距離后才能相交，燃盡風(fēng)射流很難擴(kuò)散至與相鄰燃盡風(fēng)噴 口所夾區(qū)域(圖中陰影部分)，造成這部分煙氣中的煤粉由于缺少燃盡風(fēng)補(bǔ)充的氧氣而燃 盡度差，爐膛出口飛灰可燃物含量偏高。而本發(fā)明中縫隙式燃盡風(fēng)噴口成排密集布置，噴口 間距小，如對(duì)于一臺(tái)300麗機(jī)組的W型火焰鍋爐的相鄰燃盡風(fēng)噴口間距d僅為100mm。如附 圖4a所示，相鄰噴口的燃盡風(fēng)射流在離開(kāi)噴口很短距離便相交，燃盡風(fēng)射流很快擴(kuò)散至與 相鄰燃盡風(fēng)噴口所夾區(qū)域，未燃盡煤粉與燃盡風(fēng)混合充分而提高了燃盡效果，飛灰可燃物 含量降低。另外，本發(fā)明的密集布置的縫隙式燃盡風(fēng)噴口，增強(qiáng)了煙氣中未燃盡的煤粉顆粒 和燃盡風(fēng)射流的混合程度，也使得煤粉燃盡度增加，提高了鍋爐效率。 3、對(duì)于一臺(tái)300麗機(jī)組的W型火焰鍋爐上布置一個(gè)燃盡風(fēng)噴口需改動(dòng)12根水冷 壁管(參見(jiàn)"文件二")，如附圖5b所示，水冷壁管15拉彎幅度大，工藝復(fù)雜、制造成本高且 布置不方便；采用本發(fā)明中的縫隙式燃盡風(fēng)噴口，如附圖5a所示，布置一個(gè)噴口只需移開(kāi)l 根水冷壁管16即可，制造成本低且布置方便。


圖1為本發(fā)明所述W型火焰鍋爐結(jié)構(gòu)及加裝燃盡風(fēng)后截面流場(chǎng)示意圖(圖1中箭 頭表示各股入爐氣流的速度方向)，圖2是現(xiàn)有的W型火焰鍋爐結(jié)構(gòu)及加裝燃盡風(fēng)后截面流 場(chǎng)示意圖(文件二)，圖3是圖1的A-A剖視圖(本發(fā)明的燃燒器布置示意圖)；圖4a是本 發(fā)明所述的縫隙式燃盡風(fēng)噴口射流的混合特性圖(箭頭表示燃盡風(fēng)射流)，圖4b是文件二 中燃盡風(fēng)噴口射流的混合特性圖(箭頭表示燃盡風(fēng)射流)；圖5a是采用本發(fā)明所述的縫隙式燃盡風(fēng)噴口布置一個(gè)燃盡風(fēng)噴口水冷壁管拉彎改動(dòng)示意圖(圖5a是圖1的B向視圖)， 圖5b是文件二中布置一個(gè)燃盡風(fēng)噴口水冷壁管拉彎改動(dòng)示意圖(圖5b是圖1的C向視 圖)。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一 結(jié)合圖l和圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的在爐拱上布 置有縫隙式燃盡風(fēng)噴口的W型火焰鍋爐包括由下?tīng)t體1、上爐體2和兩個(gè)爐拱3構(gòu)成的爐 體以及多個(gè)一次風(fēng)噴口 5、多個(gè)乏氣噴口 6和多個(gè)二次風(fēng)噴口 7 ;所述W型火焰鍋爐還包括 多個(gè)縫隙式燃盡風(fēng)噴口 9 ;多個(gè)二次風(fēng)噴口 7分成兩組，兩組二次風(fēng)噴口 7沿爐體的中心線 對(duì)稱(chēng)設(shè)置，在每個(gè)爐拱3上沿其長(zhǎng)度方向平行設(shè)有一組二次風(fēng)噴口 7，多個(gè)二次風(fēng)噴口 7均 與下?tīng)t體1的下?tīng)t膛連通，每組二次風(fēng)噴口 7中相鄰兩個(gè)二次風(fēng)噴口 7為一小組，每小組中 的兩個(gè)二次風(fēng)噴口 7之間設(shè)有呈一字形布置的一次風(fēng)噴口 5和乏氣噴口 6，呈一字形布置 的一次風(fēng)噴口 5和乏氣噴口 6與二次風(fēng)噴口 7平行設(shè)置，且乏氣噴口 6設(shè)置在遠(yuǎn)離爐膛中 心的爐拱3上，一次風(fēng)噴口 5和乏氣噴口 6均與下?tīng)t體1的下?tīng)t膛連通；多個(gè)縫隙式燃盡風(fēng) 噴口 9分成兩組，兩組縫隙式燃盡風(fēng)噴口 9沿爐體的中心線2-1對(duì)稱(chēng)設(shè)置，在每個(gè)靠近爐膛 喉口的爐拱3上對(duì)應(yīng)設(shè)有一組縫隙式燃盡風(fēng)噴口 9，所述一組縫隙式燃盡風(fēng)噴口 9沿爐拱3 的長(zhǎng)度方向平行設(shè)置并均與下?tīng)t體1的下?tīng)t膛連通，所述縫隙式燃盡風(fēng)噴口 9的橫截面是 長(zhǎng)寬比為(5 7) : l的矩形，每個(gè)縫隙式燃盡風(fēng)噴口的中心線與水平線之間的夾角a為 20 35° ，相鄰縫隙式燃盡風(fēng)噴口之間的距離d為100mm。以上所述各噴口均以爐膛中心線 2-l對(duì)稱(chēng)布置。燃盡風(fēng)射流在拱上靠近爐膛中心處與水平方向成20 35。角下傾射入下?tīng)t 膛上部中心區(qū)域，與未燃盡煤粉顆?；旌虾笤僬坜D(zhuǎn)向上進(jìn)入上爐膛繼續(xù)燃燒。燃盡風(fēng)從縫 隙式燃盡風(fēng)噴口 9中噴出送入下?tīng)t膛上部區(qū)域，燃盡風(fēng)以25 40m/s風(fēng)速斜向下噴入下?tīng)t膛 1-1的上部區(qū)域，燃盡風(fēng)占總風(fēng)量15% 40%。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式中每個(gè)縫隙式燃盡風(fēng)噴口的中心線與水平線之間的 夾角a為25° 。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述縫隙式燃盡風(fēng)噴口 9 的橫截面是長(zhǎng)寬比為(5 7) : 1的矩形。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一或二相 同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述W型火焰鍋爐還包括 多個(gè)三次風(fēng)噴口 8，所述多個(gè)三次風(fēng)噴口 8分成兩組，下?tīng)t體1的前墻水冷壁4、后墻水冷壁 4-1上沿其長(zhǎng)度方向各平行設(shè)有一組三次風(fēng)噴口 8。如此設(shè)置，可進(jìn)一步提高鍋爐的燃燒效 率。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一、二或三相同。 本發(fā)明中燃盡風(fēng)射流與未燃盡煤粉顆粒的混合點(diǎn)10(圖1中燃盡風(fēng)開(kāi)始轉(zhuǎn)彎上行 處)明顯低于圖2中混合點(diǎn)13，混合點(diǎn)10與爐膛出口 11的距離(Hl+h)也明顯大于圖2中 混合點(diǎn)13與爐膛出口 14的距離(hl+h)，未燃盡煤粉顆粒與燃盡風(fēng)反應(yīng)時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)，燃 盡更加充分，在有效降低NOx排放量的同時(shí)保持較高燃盡度和鍋爐效率。燃盡風(fēng)射流從燃盡 風(fēng)噴口 9以25 40m/s風(fēng)速斜向下噴入下?tīng)t膛1的上部區(qū)域，燃盡風(fēng)占總風(fēng)量15% 40%。 從W型火焰鍋爐試驗(yàn)結(jié)果表明，采用背景技術(shù)中"文件二"的燃盡風(fēng)噴口布置方式，噴入燃 盡風(fēng)的風(fēng)率為20%， N0x排放量下降45.2X，飛灰含碳量為9.2% ;采用本發(fā)明的燃盡風(fēng)噴口布置方式，噴入燃盡風(fēng)的風(fēng)率為20%， N0x排放下降48.4X，飛灰含碳量為5.6%。上述 試驗(yàn)結(jié)果表明，兩種燃盡風(fēng)布置方式下NOx排放降低幅度差別不大，而飛灰可燃物含量明顯 降低，有效降低了NO,排放的同時(shí)還可以保持較高燃盡度。
權(quán)利要求
一種在爐拱上布置有縫隙式燃盡風(fēng)噴口的W型火焰鍋爐，所述W型火焰鍋爐包括由下?tīng)t體(1)、上爐體(2)和兩個(gè)爐拱(3)構(gòu)成的爐體以及多個(gè)一次風(fēng)噴口(5)、多個(gè)乏氣噴口(6)和多個(gè)二次風(fēng)噴口(7)；其特征在于所述W型火焰鍋爐還包括多個(gè)縫隙式燃盡風(fēng)噴口(9)；多個(gè)二次風(fēng)噴口(7)分成兩組，兩組二次風(fēng)噴口(7)沿爐體的中心線對(duì)稱(chēng)設(shè)置，在每個(gè)爐拱(3)上沿其長(zhǎng)度方向平行設(shè)有一組二次風(fēng)噴口(7)，多個(gè)二次風(fēng)噴口(7)均與下?tīng)t體(1)的下?tīng)t膛連通，每組二次風(fēng)噴口(7)中相鄰兩個(gè)二次風(fēng)噴口(7)為一小組，每小組中的兩個(gè)二次風(fēng)噴口(7)之間設(shè)有呈一字形布置的一次風(fēng)噴口(5)和乏氣噴口(6)，呈一字形布置的一次風(fēng)噴口(5)和乏氣噴口(6)與二次風(fēng)噴口(7)平行設(shè)置，且乏氣噴口(6)設(shè)置在遠(yuǎn)離爐膛中心的爐拱(3)上，一次風(fēng)噴口(5)和乏氣噴口(6)均與下?tīng)t體(1)的下?tīng)t膛連通；多個(gè)縫隙式燃盡風(fēng)噴口(9)分成兩組，兩組縫隙式燃盡風(fēng)噴口(9)沿爐體的中心線對(duì)稱(chēng)設(shè)置，在每個(gè)靠近爐膛喉口的爐拱(3)上對(duì)應(yīng)設(shè)有一組縫隙式燃盡風(fēng)噴口(9)，所述一組縫隙式燃盡風(fēng)噴口(9)沿爐拱(3)的長(zhǎng)度方向平行設(shè)置并均與下?tīng)t體(1)的下?tīng)t膛連通，所述縫隙式燃盡風(fēng)噴口(9)的橫截面是長(zhǎng)寬比為(5～7)∶1的矩形，每個(gè)縫隙式燃盡風(fēng)噴口的中心線與水平線之間的夾角(α)為20~35°，相鄰縫隙式燃盡風(fēng)噴口之間的距離(d)為100mm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在爐拱上布置有縫隙式燃盡風(fēng)噴口的W型火焰鍋爐，其特征 在于每個(gè)縫隙式燃盡風(fēng)噴口的中心線與水平線之間的夾角(a)為25° 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在爐拱上布置有縫隙式燃盡風(fēng)噴口的W型火焰鍋爐，其特征 在于所述縫隙式燃盡風(fēng)噴口 (9)的橫截面是長(zhǎng)寬比為(5 7) : l的矩形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的在爐拱上布置有縫隙式燃盡風(fēng)噴口的W型火焰鍋爐， 其特征在于所述W型火焰鍋爐還包括多個(gè)三次風(fēng)噴口 (8)，所述多個(gè)三次風(fēng)噴口 (8)分成 兩組，下?tīng)t體(1)的前墻水冷壁(4)、后墻水冷壁(4-1)上沿其長(zhǎng)度方向各平行設(shè)有一組三 次風(fēng)噴口 (8)。
全文摘要
在爐拱上布置有縫隙式燃盡風(fēng)噴口的W型火焰鍋爐，它涉及一種W型火焰鍋爐。本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有W型火焰鍋爐在增加燃盡風(fēng)降低NOx排放的同時(shí)卻引起煤粉燃盡度低、鍋爐效率降低的問(wèn)題。多個(gè)縫隙式燃盡風(fēng)噴口分別成兩組，兩組縫隙式燃盡風(fēng)噴口沿爐體的中心線對(duì)稱(chēng)設(shè)置，在每個(gè)靠近爐膛喉口的爐拱上對(duì)應(yīng)設(shè)有一組縫隙式燃盡風(fēng)噴口，所述一組縫隙式燃盡風(fēng)噴口沿爐拱的長(zhǎng)度方向平行設(shè)置并均與下?tīng)t體的下?tīng)t膛連通，所述縫隙式燃盡風(fēng)噴口的橫截面是長(zhǎng)寬比為(5～7)∶1的矩形，每個(gè)縫隙式燃盡風(fēng)噴口的中心線與水平線之間的夾角為20~35°，相鄰縫隙式燃盡風(fēng)噴口之間的距離為100mm?？p隙式燃盡風(fēng)噴口的設(shè)置使未燃盡煤粉顆粒與燃盡風(fēng)反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，燃燒更充分。
文檔編號(hào)F23L9/00GK101694295SQ20091030911
公開(kāi)日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者況敏, 孔維光, 張佳, 朱群益, 李爭(zhēng)起, 申珊平, 陳智超 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué);