專利名稱：燃盡風(fēng)噴口布置結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于煤粉燃燒技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃盡風(fēng)噴口布置結(jié)構(gòu)，用于墻 式對(duì)沖燃燒煤粉鍋爐。
背景技術(shù)：
空氣分級(jí)燃燒技術(shù)是美國在50年代發(fā)展起來的一種煤粉鍋爐燃燒技術(shù)。其原理 是將燃料的燃燒過程分階段完成。在第一階段，將從煤粉燃燒器供入爐膛的空氣量減少到 總?cè)紵諝饬康?0% 75%，使燃料在缺氧富燃料的燃燒條件下燃燒。此時(shí)，過量空氣系 數(shù)α < 1，從而降低了燃燒區(qū)域內(nèi)的燃燒速度和溫度水平，不僅延遲了燃燒過程，而且在還 原氣氛中降低了生成NOx的反應(yīng)率，抑制了 NOx在這一區(qū)域的生成。其余燃燒所需的空氣 在距煤粉燃燒器上方一定距離處通過專門的空氣噴口 OFA(Over Fire Air)送入爐膛，與第 一級(jí)燃燒區(qū)域產(chǎn)生的煙氣混合，在α > 1的條件下完成全部燃燒過程。該技術(shù)的關(guān)鍵在于燃盡風(fēng)風(fēng)量、噴口安裝位置及布置方式的選取。當(dāng)燃盡風(fēng)風(fēng)量 選取過低時(shí)，煤粉燃燒器內(nèi)的二次風(fēng)風(fēng)量就難以降低至空氣分級(jí)燃燒所需數(shù)值，使燃燒器 區(qū)域內(nèi)的過量空氣系數(shù)仍舊接近1，不能達(dá)到良好的抑制氮氧化物生成的效果。當(dāng)燃盡風(fēng)風(fēng)量足夠時(shí)，爐膛內(nèi)煤粉燃燒器對(duì)應(yīng)的區(qū)域處于欠氧狀態(tài)，煤粉在這種 條件下燃燒可大幅度抑制氮氧化物的生成。但是，由于沒有足夠的氧氣，燃料不能完全燃 燒，從而產(chǎn)生較多的未燃盡碳和CO氣體。如果燃盡風(fēng)噴口安裝位置或布置方式選取不當(dāng)， 煤粉燃燒器區(qū)域內(nèi)生成的未燃盡碳和CO氣體在爐膛內(nèi)不能與燃盡風(fēng)內(nèi)的氧氣充分摻混， 從而影響了燃料的燃盡程度，最終導(dǎo)致鍋爐整體燃燒效率的降低。目前，300 600MW級(jí)別墻式燃燒煤粉鍋爐燃燒設(shè)備的布置方式通常為每層等 距布置4 6只旋流煤粉燃燒器，前、后墻(或僅前墻)各設(shè)3 4層煤粉燃燒器，在燃燒 器區(qū)域的上方一定距離處設(shè)置一層OFA噴口，其數(shù)量與每層燃燒器數(shù)量相等，并且在水平 方向一一對(duì)應(yīng)。為保護(hù)爐膛側(cè)墻，最外側(cè)燃燒器距側(cè)墻通常較遠(yuǎn)。這使得外側(cè)燃盡風(fēng)噴口 與側(cè)墻之間很容易形成“煙氣走廊”，即煤粉燃燒器區(qū)域生成的煙氣在向上運(yùn)動(dòng)過程中，受 燃盡風(fēng)氣流擾動(dòng)影響，偏向兩側(cè)墻處“溜走”，致使燃盡風(fēng)氣流與煙氣中未燃盡物質(zhì)的混合 程度下降，影響了燃料的燃燒效率。而且，由于這部分煙氣中含有較多H2S,在缺少燃盡風(fēng)中 氧氣的保護(hù)時(shí)，易在側(cè)墻水冷壁上形成高溫腐蝕，影響鍋爐安全運(yùn)行。圖1為一種已知的常規(guī)墻式燃燒煤粉鍋爐燃燒器中燃盡風(fēng)噴口布置的示意圖。如 圖ι所示，煤粉燃燒器02噴出的煤粉及二次風(fēng)進(jìn)入爐膛內(nèi)的主燃區(qū)101后開始著火、燃燒。 由于部分二次風(fēng)作為燃盡風(fēng)從主燃區(qū)101上方一定距離的燃盡風(fēng)噴口 03噴入爐膛，使得主 燃區(qū)101內(nèi)處于一定的欠氧狀態(tài)，煤粉燃燒不徹底，其生成物含有大量的CO氣體、未燃盡碳 顆粒等物質(zhì)。這些物質(zhì)隨煙氣04上升，在燃盡區(qū)102內(nèi)受燃盡風(fēng)氣流影響而發(fā)生偏折，部 分未燃盡物質(zhì)從相鄰兩燃盡風(fēng)噴口 03之間或者從燃盡風(fēng)噴口 03與側(cè)墻水冷壁01之間通 過，未能與燃盡風(fēng)中的氧氣充分混合、反應(yīng)，致使鍋爐整體燃燒效率降低。實(shí)際運(yùn)行中，從經(jīng) 濟(jì)效益角度考慮，經(jīng)常將燃盡風(fēng)噴口 03關(guān)小，以使主燃區(qū)101內(nèi)的氧量提高，從而影響了抑制NOx生成的效果。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種適用于墻式對(duì)沖燃燒煤粉鍋爐的燃盡風(fēng)噴口布 置結(jié)構(gòu)，用于解決燃盡風(fēng)量較高時(shí)容易出現(xiàn)的燃燒效率下降及側(cè)墻高溫腐蝕等問題，以實(shí) 現(xiàn)其深度的空氣分級(jí)燃燒，進(jìn)而在確保燃燒效率不降低的前提下降低鍋爐NOx生成量。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的用于墻式對(duì)沖燃燒煤粉鍋爐的燃盡風(fēng)噴口布置結(jié)構(gòu)， 墻式對(duì)沖燃燒煤粉鍋爐的前墻和/或后墻的燃燒器區(qū)域包括多層燃燒器，在燃燒器區(qū)域的 上方布置兩層燃盡風(fēng)噴口，包括上層的主燃盡風(fēng)噴口和下層的輔助燃盡風(fēng)噴口，主燃盡風(fēng) 噴口的數(shù)量與每層燃燒器的數(shù)量相同并且主燃盡風(fēng)噴口在豎直方向上與每層的各個(gè)燃燒 器一一對(duì)準(zhǔn)，或者，輔助燃盡風(fēng)噴口的數(shù)量與每層燃燒器的數(shù)量相同并且輔助燃盡風(fēng)噴口 在豎直方向上與每層的各個(gè)燃燒器一一對(duì)準(zhǔn)，兩層燃盡風(fēng)噴口數(shù)量相差一個(gè)，主燃盡風(fēng)噴 口相對(duì)于輔助燃盡風(fēng)噴口在豎直方向上呈錯(cuò)列地布置。目的是減小煙氣走廊的影響。優(yōu)選地，主燃盡風(fēng)噴口數(shù)量與每層燃燒器數(shù)量相同，且輔助燃盡風(fēng)噴口數(shù)量較主 燃盡風(fēng)噴口數(shù)量多一個(gè)。高溫腐蝕多發(fā)區(qū)為最上層燃燒器到燃盡風(fēng)之間處，下層多一個(gè)可 擴(kuò)大覆蓋面積，即最外側(cè)兩個(gè)距側(cè)墻更近，有利于保護(hù)其不發(fā)生高溫腐蝕。優(yōu)選地，主燃盡風(fēng)噴口數(shù)量與每層燃燒器數(shù)量相同，且輔助燃盡風(fēng)噴口數(shù)量較主 燃盡風(fēng)噴口數(shù)量多一個(gè)。優(yōu)選地，主燃盡風(fēng)噴口直徑大于輔助燃盡風(fēng)噴口直徑。優(yōu)選地，主燃盡風(fēng)噴口和輔助燃盡風(fēng)噴口分別設(shè)置在單獨(dú)的風(fēng)箱中，各風(fēng)箱內(nèi)設(shè) 有獨(dú)立的流量調(diào)節(jié)裝置，用于分別調(diào)節(jié)主燃盡風(fēng)噴口和輔助燃盡風(fēng)噴口的風(fēng)量。本實(shí)用新型的有益效果為兩層燃盡風(fēng)噴口同時(shí)使用時(shí)，總?cè)急M風(fēng)風(fēng)量較高，可以 使主燃區(qū)的過量空氣系數(shù)降低至空氣分級(jí)技術(shù)所要求的程度，達(dá)到較好的抑制NOx生成的 效果。同時(shí)，由于兩層燃盡風(fēng)噴口在豎直方向上錯(cuò)列布置，增大了燃盡風(fēng)氣流的覆蓋范圍， 增強(qiáng)了燃盡風(fēng)氣流對(duì)煙氣中未燃盡物質(zhì)的捕捉能力。下層燃盡風(fēng)正對(duì)上行的煙氣吹出，由 于氣流剛性較強(qiáng)，使煙氣氣流軌跡產(chǎn)生偏斜，從相鄰燃盡風(fēng)噴口間通過。上層燃盡風(fēng)噴口恰 好能夠捕捉到這些煙氣。

圖1為一種已知的常規(guī)墻式燃燒煤粉鍋爐燃燒器中燃盡風(fēng)噴口布置的示意圖；圖2為按本實(shí)用新型的一種燃盡風(fēng)噴口錯(cuò)列布置的示意圖；圖3為按本實(shí)用新型的一種燃盡風(fēng)風(fēng)箱布置的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)介紹。圖2為按本實(shí)用新型的燃盡風(fēng)噴口錯(cuò)列布置的示意圖。如圖2所示，在墻式對(duì)沖 燃燒煤粉鍋爐的前墻和/或后墻上，燃盡風(fēng)分為上、下兩層射入爐膛。其中，下層燃盡風(fēng)噴 口的數(shù)量與每層煤粉燃燒器02的數(shù)量相等，并且下層燃盡風(fēng)噴口在豎直方向上與煤粉燃 燒器02 —一對(duì)準(zhǔn)。上層燃盡風(fēng)噴口的數(shù)量較下層燃盡風(fēng)噴口的數(shù)量多一個(gè)，并且上層燃盡風(fēng)噴口在豎直方向上與下層燃盡風(fēng)噴口呈錯(cuò)列布置。下層燃盡風(fēng)噴口的直徑相對(duì)較小，最 大風(fēng)量較低，稱為“輔助燃盡風(fēng)”;上層燃盡風(fēng)噴口的直徑相對(duì)較大，風(fēng)量較大，稱為“主燃盡 風(fēng)”。煤粉在主燃區(qū)101內(nèi)不完全燃燒生成的CO氣體及未燃盡碳顆粒等物質(zhì)隨煙氣上 升，在燃盡區(qū)102內(nèi)受下層燃盡風(fēng)噴口、即輔助燃盡風(fēng)噴口 31噴出的風(fēng)的影響而發(fā)生偏折， 部分經(jīng)由相鄰的輔助燃盡風(fēng)噴口 31之間或者經(jīng)由輔助燃盡風(fēng)噴口 31與側(cè)墻水冷壁01之 間通過。這部分未燃盡物質(zhì)恰好與上層燃盡風(fēng)噴口、即主燃盡風(fēng)噴口 32噴出的氣流相混 合，進(jìn)而充分燃燒。由于采用了兩層燃盡風(fēng)噴口，燃盡風(fēng)風(fēng)量得以提高，確保主燃區(qū)101內(nèi)的過量空 氣系數(shù)低于1，呈現(xiàn)欠氧燃燒條件，能夠有效降低NOx的生成量。而且，兩層燃盡風(fēng)噴口呈錯(cuò) 列布置形式，可高效捕捉煙氣中的未燃盡物質(zhì)，確保燃燒效率。圖3為一種燃盡風(fēng)風(fēng)箱布置示意圖。如圖3所示，上、下兩層燃盡風(fēng)噴口分別處于 不同高度位置的兩組風(fēng)箱06、05中，風(fēng)箱內(nèi)設(shè)有獨(dú)立的流量調(diào)節(jié)裝置07，可分別調(diào)整兩組 燃盡風(fēng)噴口的風(fēng)量。上層的主燃盡風(fēng)噴口 32數(shù)量與每層燃燒器數(shù)量相同，并且主燃盡風(fēng)噴口 32與每 層燃燒器在豎直方向上一一對(duì)準(zhǔn)，下層的輔助燃盡風(fēng)噴口 31數(shù)量較主燃盡風(fēng)噴口 32數(shù)量 多一個(gè)，輔助燃盡風(fēng)噴口 31相對(duì)于主燃盡風(fēng)噴口 32在豎直方向上呈錯(cuò)列布置。
權(quán)利要求1.一種用于墻式對(duì)沖燃燒煤粉鍋爐的燃盡風(fēng)噴口布置結(jié)構(gòu)，墻式對(duì)沖燃燒煤粉鍋爐 的前墻和/或后墻的燃燒器區(qū)域包括多層燃燒器，在燃燒器區(qū)域的上方布置兩層燃盡風(fēng)噴 口，包括上層的主燃盡風(fēng)噴口(3 和下層的輔助燃盡風(fēng)噴口(31)，主燃盡風(fēng)噴口(32)的 數(shù)量與每層燃燒器的數(shù)量相同并且主燃盡風(fēng)噴口(3 在豎直方向上與每層的各個(gè)燃燒器 (02) 一一對(duì)準(zhǔn)，或者，輔助燃盡風(fēng)噴口(31)的數(shù)量與每層燃燒器的數(shù)量相同并且輔助燃盡 風(fēng)噴口(31)在豎直方向上與每層的各個(gè)燃燒器(0 —一對(duì)準(zhǔn)，兩層燃盡風(fēng)噴口數(shù)量相差 一個(gè)，主燃盡風(fēng)噴口(3 相對(duì)于輔助燃盡風(fēng)噴口(31)在豎直方向上呈錯(cuò)列地布置。
2.如權(quán)利要求1所述的燃盡風(fēng)噴口布置結(jié)構(gòu)，其特征在于，主燃盡風(fēng)噴口(32)數(shù)量與 每層燃燒器數(shù)量相同，且輔助燃盡風(fēng)噴口(31)數(shù)量較主燃盡風(fēng)噴口(3 數(shù)量多一個(gè)。
3.如權(quán)利要求1所述的燃盡風(fēng)噴口布置結(jié)構(gòu)，其特征在于，輔助燃盡風(fēng)噴口(31)數(shù)量 與每層燃燒器數(shù)量相同，且主燃盡風(fēng)噴口(3 數(shù)量較輔助燃盡風(fēng)噴口(31)數(shù)量多一個(gè)。
4.如權(quán)利要求1所述的燃盡風(fēng)噴口布置結(jié)構(gòu)，其特征在于，主燃盡風(fēng)噴口(32)直徑大 于輔助燃盡風(fēng)噴口(31)直徑。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的燃盡風(fēng)噴口布置結(jié)構(gòu)，其特征在于，主燃盡風(fēng)噴 口(3 和輔助燃盡風(fēng)噴口(31)分別設(shè)置在單獨(dú)的風(fēng)箱(05、06)中，各風(fēng)箱內(nèi)設(shè)有獨(dú)立的 流量調(diào)節(jié)裝置(07)，用于分別調(diào)節(jié)主燃盡風(fēng)噴口(3 和輔助燃盡風(fēng)噴口(31)的風(fēng)量。
專利摘要本實(shí)用新型涉及用于墻式對(duì)沖燃燒煤粉鍋爐的燃盡風(fēng)噴口布置結(jié)構(gòu)，墻式對(duì)沖燃燒煤粉鍋爐的前墻和/或后墻的燃燒器區(qū)域包括多層燃燒器，在燃燒器區(qū)域的上方布置兩層燃盡風(fēng)噴口，包括上層的主燃盡風(fēng)噴口和下層的輔助燃盡風(fēng)噴口，主燃盡風(fēng)噴口或輔助燃盡風(fēng)噴口的數(shù)量與每層燃燒器的數(shù)量相同并且主燃盡風(fēng)噴口或輔助燃盡風(fēng)噴口在豎直方向上與每層的各個(gè)燃燒器一一對(duì)準(zhǔn)，兩層燃盡風(fēng)噴口數(shù)量相差一個(gè)，主燃盡風(fēng)噴口相對(duì)于輔助燃盡風(fēng)噴口在豎直方向上呈錯(cuò)列地布置。通過本實(shí)用新型，總?cè)急M風(fēng)風(fēng)量較高，達(dá)到較好的抑制NOx生成的效果；同時(shí)兩層燃盡風(fēng)噴口在豎直方向上錯(cuò)列布置，增大了燃盡風(fēng)氣流的覆蓋范圍，增強(qiáng)了燃盡風(fēng)氣流對(duì)煙氣中未燃盡物質(zhì)的捕捉能力。
文檔編號(hào)F23C7/00GK201925914SQ20102058755
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者孫樹翁, 張玉斌, 李明, 林淑勝, 苗雨旺 申請(qǐng)人:煙臺(tái)龍?jiān)措娏夹g(shù)股份有限公司