專利名稱：具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鍋爐燃燒技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐。
背景技術(shù)：
當前燃煤鍋爐低NOx燃燒技術(shù)領(lǐng)域中，廣泛采用了空氣分級燃燒技術(shù)。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)文獻檢索可知，《低氮氧化物燃燒技術(shù)的發(fā)展狀況》(畢玉森，熱力發(fā)電，2000年02期)詳細介紹了 ABB—CE公司開發(fā)的四角切圓爐體整體空氣分級直流燃燒器，同軸燃燒系統(tǒng)CFS I，CFS II，在此基礎(chǔ)上增設(shè)了分離型燃盡風S0FA，緊湊型燃盡風CCOFA的低NOx燃燒系統(tǒng)。在主燃燒器區(qū)域?qū)嵤┣费踹€原燃燒，過剩空氣系數(shù)小于1，將剩余二次風量由燃盡風送入，從而實現(xiàn)空氣分級燃燒達到減少NOx生成量的目的。此技術(shù)用于燃用煙煤和貧煤鍋爐NOx排放已可達250-650mg/Nm3。但該技術(shù)也存在著不足之處。CFS I ,CFS II技術(shù)，使射入爐中心的一次風粉射流與二次風射流形成方向相反或相同的同軸正反向雙切圓燃燒方式，但由于緊鄰的一次風和偏轉(zhuǎn)二次風射流相互卷吸仍有部分二次風進入了煤揮發(fā)份析出燃燒區(qū)、生成了 N0X。主燃區(qū)呈還原氣氛使結(jié)渣與高溫腐蝕傾向加劇。提高分離型燃盡風SOFA高度或加大SOFA風量都會使NO排放減少，但同時會使燃燒效率降低，爐膛出口煙溫升高，煙溫偏差加大。采用多級角置或墻式切向入射的燃盡風，在提高了燃燒效率同時，由于空氣進入了“中心區(qū)”會使爐膛“中心區(qū)”的聚集的HCNXCKNHi等NO還原物質(zhì)轉(zhuǎn)化為NO，從而使還原區(qū)內(nèi)NO還原率下降。還由于這種集中切向入射方式的燃盡風，不可避免地存在上升高溫煙氣旋轉(zhuǎn)，使燃盡區(qū)空氣分布和空氣速度不均勻，導(dǎo)致這個區(qū)域爐膛斷面上，易使煤灰顆粒沉降在受熱面上，易形成集中高溫燃燒區(qū)，造成這個區(qū)域內(nèi)結(jié)渣或結(jié)渣上移到屏式過熱器區(qū)域。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本實用新型要解決的一個技術(shù)問題是提供一種具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐，能夠減少爐膛NOx排放量，并減少結(jié)渣和高溫腐蝕，提高燃燒效率。一種具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐，包括爐膛I和水冷壁2，所述爐膛I的頂部設(shè)置屏式過熱器3，所述爐膛I從下到上為主燃區(qū)111、還原區(qū)112和燃盡區(qū)113 ；其中，主燃燒器4設(shè)置在主燃區(qū)111中；在所述主燃燒器4上方的所述水冷壁2上設(shè)置網(wǎng)格燃盡風噴口 8 ;所述主燃燒器4的頂部到所述網(wǎng)格燃盡風噴口 8底部之間的區(qū)間為還原區(qū)112 ;所述網(wǎng)格燃盡風噴口 8到所述屏式過熱器3底部之間的區(qū)域為燃盡區(qū)113 ;在所述主燃區(qū)111的爐膛四角各設(shè)置一組主燃燒器4 ;每組主燃燒器4包括沿所述爐膛I高度方向、在所述水冷壁2上間隔設(shè)置的一次風噴口 6和二次風噴口 7，在最高層二次風噴口 7上方的所述水冷壁2上設(shè)置緊湊型燃盡風噴口 5;其中，處于相同高度的一次風噴口 6，二次風噴口 7和緊湊型燃盡風噴口 5的中心線的延長線分別形成在所述主燃區(qū)111爐膛I中心的各自層面的假想切圓；在位于所述主燃區(qū)111的水冷壁2上設(shè)置主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口 11和主燃區(qū)單向附壁二次風噴口 10 ;在位于所述還原區(qū)112的水冷壁2上設(shè)置還原區(qū)單向附壁二次風噴口 9。 根據(jù)本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風煤粉鍋爐的一個實施例，進一步的，設(shè)置至少3層一次風噴口 6和二次風噴口 7,其中，高度最低的為第一層；位于第一層的一次風噴口 Y1和位于第三層的一次風噴口 Y3之間的水冷壁2上，設(shè)置一層或多層主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口 11。根據(jù)本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風煤粉鍋爐的一個實施例，進一步的，設(shè)置一層或多層主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口 11，其中，每層主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口11包括4只所述主燃區(qū)附壁二次風噴口 11，并在所述水冷壁2的每面墻的同一標高位置處分別設(shè)置一只所述主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口 11 ;所述主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口 11噴出的空氣速度都大于40米/秒。每層的4只所述主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口 11通過的空氣量是鍋爐二次風空氣總量的1_3%。根據(jù)本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風煤粉鍋爐的一個實施例，進一步的，所述主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口 11的空氣出口噴嘴對稱地設(shè)置在以水冷壁2的法線為中心線的左右兩側(cè)；所述空氣出口噴嘴的中心線與水冷壁2的法線的夾角分別為αρ α右，其中α左=α右；所述空氣出口噴嘴的中心線的調(diào)節(jié)范圍為15° ( α左彡80°。根據(jù)本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風煤粉鍋爐的一個實施例，進一步的，在所述第三層的一次風噴口 Y3與所述緊湊型燃盡風噴口 5之間的區(qū)間內(nèi)，并在所述二次風噴口 7和所述緊湊型燃盡風噴口 5兩側(cè)的水冷壁2上，設(shè)置至少3層主燃區(qū)單向附壁二次風噴口 10;其中，每層主燃區(qū)單向附壁二次風噴口 10在所述水冷壁2的同一標高處，相對所述二次風噴口 7和所述緊湊型燃盡風噴口 5對稱地設(shè)置二只噴口 ；所述主燃區(qū)單向附壁二次風噴口 10噴出空氣速度大于35米/秒。根據(jù)本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風煤粉鍋爐的一個實施例，進一步的，所述主燃區(qū)單向附壁二次風噴口 10的中心線與所述水冷壁2形成夾角β，所述夾角β的調(diào)節(jié)范圍為0°彡β彡20°。根據(jù)本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風煤粉鍋爐的一個實施例，進一步的，在位于所述還原區(qū)112的水冷壁2上至少設(shè)置I層所述還原區(qū)單向附壁二次風噴口 9 ；其中，位于相同層的所述還原區(qū)單向附壁二次風噴口 9設(shè)置的高度相同，并且，在水冷壁2的每個角，對稱設(shè)置2個所述還原區(qū)單向附壁二次風噴口 9 ;所述還原區(qū)單向附壁二次風噴口 9噴出空氣速度為25-50米/秒。每層的所述還原區(qū)單向附壁二次風噴口 9通過的空氣量為二次風空氣總量的1. 5-3% ；根據(jù)本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風煤粉鍋爐的一個實施例，進一步的，所述還原區(qū)單向附壁二次風噴口 9的中心線與所在的水冷壁2墻面夾角為β 所述β ’的調(diào)節(jié)范圍為0°彡β ’彡15°。根據(jù)本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風煤粉鍋爐的一個實施例，進一步的，在位于所述燃盡區(qū)113的水冷壁2上設(shè)置至少2層所述網(wǎng)格燃盡風噴口 8 ;每層所述網(wǎng)格燃盡風噴口 8在水冷壁2的每一面墻壁上的同一高度處至少設(shè)置3只所述網(wǎng)格燃盡風噴口 8 ;所述網(wǎng)格燃盡風噴口 8的噴口中心線垂直于所述網(wǎng)格燃盡風噴口 8所在的水冷壁2的墻面。[0015]根據(jù)本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風煤粉鍋爐的一個實施例，進一步的，位于水冷壁2第一墻面、屬于同一層的相鄰的所述網(wǎng)格燃盡風噴口 8的噴口中心線之間距離，與距離水冷壁2第二墻面最近的所述網(wǎng)格燃盡風噴口 8的噴口中心線到所述水冷壁2第二墻面的距離都相等；其中，水冷壁2第一墻面與水冷壁2第二墻面相垂直。根據(jù)本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風煤粉鍋爐的一個實施例，進一步的，距離所述距屏式過熱器3的底部最近的所述網(wǎng)格燃盡風噴口 8的中心線到位于最高層的所述一次風噴口 Y6的中心線的距離hK，和所述距屏式過熱器3的底部到位于最高層的所述一次風噴口 Y6的中心線的距離hP的比例為2. 5 3-1. 5 3 ;各層所述網(wǎng)格對沖燃盡風噴口8的間隔大于或等于O. 5米。根據(jù)本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風煤粉鍋爐的一個實施例，進一步的，所述網(wǎng)格燃盡風噴口 8的中心線與所述水冷壁2的墻面法線夾角為Y ;所述網(wǎng)格對沖燃盡風噴口 8能夠向下方調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為0° < Y <20°。根據(jù)本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風煤粉鍋爐的一個實施例，進一步的，每層所述網(wǎng)格燃盡風噴口 8通過的空氣總量是鍋爐燃燒所需空氣總量的5-25%;所述網(wǎng)格燃盡風噴口 8噴口噴出的空氣速度為20-50米/秒。根據(jù)本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風煤粉鍋爐的一個實施例，進一步的，所述網(wǎng)格燃盡風噴口(8)、主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口(11)、主燃區(qū)單向附壁二次風噴口(10)和還原區(qū)單向附壁二次風噴口(9)同時運行。本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐，減少了爐膛從下到上沿程進入還原NO物質(zhì)HClNHiXO等較高濃度聚集的爐膛“中心區(qū)”的二次風量和進入爐膛四角揮發(fā)份析出燃燒區(qū)的二次風量，而使二次風適量適時進入焦炭聚集的“近壁區(qū)”，能夠減少爐膛NOx排放量，提高燃燒效率，同時形成具有低溫高氧低固相濃度特性的水冷壁表面，提高了水冷壁抗結(jié)渣和高溫腐蝕的能力。本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐具有以下的特點1、鍋爐效率不降，爐內(nèi)無結(jié)渣與高溫腐蝕的前提下，可使切向燃燒鍋爐NOx排放濃度，燃用煙煤時可達到80mg/Nm3-180mg/Nm3，燃用貧煤時可達到280_380mg/Nm3 ；2、鍋爐爐膛出口煙溫偏差小于30°C，爐膛出口煙溫不高于設(shè)計值。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1A為根據(jù)本發(fā)明的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐的一個實施例的示意圖；圖1B為圖1A中標出的A局部放大示意圖；圖1C為根據(jù)本發(fā)明的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐的一個實施例的網(wǎng)格燃盡風噴口的布置示意圖，為圖1A的1-1剖視圖；圖1D為根據(jù)本發(fā)明的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐的一個實施例的網(wǎng)格燃盡風噴口局部示意圖，為圖1C的B-B剖視圖；圖1E為根據(jù)本發(fā)明的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐的一個實施例的還原區(qū)單向附壁二次風噴口的布置示意圖，為圖1A的I1-1I剖視圖；圖1F為根據(jù)本發(fā)明的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐的一個實施例的主燃區(qū)單向附壁二次風噴口的布置示意圖，為圖1A的II1-1II剖視圖；圖1G為根據(jù)本發(fā)明的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐的一個實施例的主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口的布置示意圖，為圖1A的IV-1V剖視圖； 圖1H為根據(jù)本發(fā)明的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐的一個實施例的主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口的局部放大示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖對本實用新型進行更全面的描述，其中說明本實用新型的示例性實施例。下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。下面結(jié)合圖和實施例對本實用新型的技術(shù)方案進行多方面的描述。針對已有技術(shù)的不足之處，本實用新型提供了一種具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐，減少了爐膛從下到上沿程進入還原NO物質(zhì)HCN、NHi, CO等較高濃度聚集的爐膛“中心區(qū)”的二次風量和進入爐膛四角揮發(fā)份析出燃燒區(qū)的二次風量，而使二次風適量適時進入焦炭聚集的“近壁區(qū)”，從而提高了爐膛從下向上沿程區(qū)域焦炭燃盡率與NO還原率，使較少的焦炭進入燃盡區(qū)，可使燃盡風布置在爐膛較高的位置。在燃盡區(qū)布置了較高位置的網(wǎng)格燃盡風，它所形成的網(wǎng)格狀覆蓋爐膛橫斷面的多個“小渦“使焦炭和空氣均勻混和，焦炭停留時間延長，提高了焦炭燃盡率，減少了 NO生成量。附壁二次風和中心區(qū)上升的煙氣氣流復(fù)合后還擴大了主燃區(qū)、還原區(qū)具有低溫高氧低固相濃度特性的水冷壁表面范圍，提高了水冷壁抗結(jié)渣和高溫腐蝕的能力。本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐可達到減少爐膛NOx排放量，提高燃燒效率和避免爐膛結(jié)渣和高溫腐蝕發(fā)生三個功能有效兼顧的目的。圖1A — IH為根據(jù)本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐的一個實施例的示意圖，以及其中不同噴口的布置示意圖。如圖所示，具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風煤粉鍋爐包括爐膛I和水冷壁2，爐膛I從下到上為主燃區(qū)111、還原區(qū)112和燃盡區(qū)113。主燃燒器4設(shè)置在主燃區(qū)111中(在圖中畫出了主燃燒器4的設(shè)置的位置，以及主燃燒器4包括的各種噴口，主燃燒器4的其余部件未在圖中畫出)。主燃燒器4的頂部到網(wǎng)格燃盡風噴口 8底部之間的區(qū)間為還原區(qū)112。網(wǎng)格燃盡風噴口 8到屏式過熱器3底部之間的區(qū)域為燃盡區(qū)113。在主燃區(qū)111的爐膛的四角各設(shè)置一組主燃燒器4。每組主燃燒器4沿高度方向、在水冷壁2上間隔設(shè)置的一次風噴口 6 (—次風噴口 6從下到上編號依次為
Y6)和二次風噴口 7 (二次風噴口 7從下到上編號依次為E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7)，在最高層二次風噴口 7上方的水冷壁2上設(shè)置緊湊型燃盡風噴口 5。在位于燃盡區(qū)113的水冷壁2上分別設(shè)置網(wǎng)格燃盡風噴口 8。處于相同高度的一次風噴口 6、二次風噴口7緊湊型燃盡風噴口 5中心線的延長線形成在主燃區(qū)111的爐膛中心的各自層面的假想切圓。在位于主燃區(qū)111的水冷壁2上設(shè)置主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口 11和主燃區(qū)單向附壁二次風噴口 10。在位于還原區(qū)112的水冷壁2上設(shè)置還原區(qū)單向附壁二次風噴口9。在主燃區(qū)，在最低一次風噴口中心線和向上第三層一次風噴口中心線之間區(qū)域的水冷壁四面墻垂直中心線上設(shè)置至少二層雙向可調(diào)附壁二次風噴口，兩側(cè)射流噴口與水冷壁法線之間夾角在15 - 80°范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。所通過的二次風遠離主燃燒器所在的角區(qū)，避免二次風進入揮發(fā)份析出與燃燒區(qū)，補充低風速的偏轉(zhuǎn)二次風射流進入不到焦炭燃燒較集中的爐膛中部區(qū)域的空氣。這部分二次風經(jīng)兩側(cè)噴口噴出的二次風射流外層空氣逐步由這個區(qū)域火焰邊部摻混進入焦炭聚集區(qū)而較少進入還原NO的HCN、CO、NHi等聚集的“中心區(qū)”。其摻入起始點，摻混強弱，通過調(diào)節(jié)噴口風速，噴口角度予以確定。附壁二次風和中心區(qū)上升的煙氣氣流復(fù)合后還擴大了主燃區(qū)、還原區(qū)具有低溫高氧低固相濃度特性的水冷壁表面范圍，提高了水冷壁抗結(jié)渣和高溫腐蝕的能力。在主燃區(qū)111第三層的一次風噴口 Y3與所述緊湊型燃盡風噴口 5區(qū)域內(nèi)的二次風噴口與緊湊型燃盡風噴口 5兩側(cè)的水冷壁2上，至少設(shè)置3層主燃區(qū)單向附壁二次風噴口10，每一層在四面墻上，在同一面墻上同一標高對沖布置二只噴口。經(jīng)噴口噴出的二次風射流外層空氣逐步由這個區(qū)域火焰邊部摻混進入焦炭聚集區(qū)而較少進入還原NO的HCN、CO、NHi等聚集的“中心區(qū)”。其摻入起始點，摻混強弱，通過調(diào)節(jié)噴口風速，噴口角度予以確定。附壁二次風和中心區(qū)上升的煙氣氣流復(fù)合后擴大了主燃區(qū)、具有低溫高氧低固相濃度特性的水冷壁表面范圍，提高了水冷壁抗結(jié)渣和高溫腐蝕的能力。在還原區(qū)區(qū)域內(nèi)四面水冷壁墻上向上沿爐膛高度方向裝置至少一層單向可調(diào)附壁二次風噴口。通過這些噴口的二次風空氣射流外層空氣經(jīng)由還原區(qū)靠近近壁區(qū)火焰邊部進入近壁焦碳密集區(qū)，而較少進入中心區(qū)。附壁二次風和中心區(qū)上升的煙氣氣流復(fù)合后擴大了還原區(qū)具有低溫高氧低固相濃度特性的水冷壁表面范圍，提高了水冷壁抗結(jié)渣和高溫腐蝕的能力。還原區(qū)內(nèi)垂直向上煙氣流與單向附壁二次風空氣噴口射流所形成的近壁區(qū)“小渦”復(fù)合后形成的流場使上升燃燒煙氣近壁區(qū)中焦炭停留時間延長，還使和氧的混合得到加強。研究表明在近壁區(qū)適宜的氧量環(huán)境中密集的焦炭，邊燃燒邊還原NO，同時一部分焦炭氮還被氧化成NO，并向“中心區(qū)”聚集，再被“中心區(qū)” HCN、CO、NHi等還原物質(zhì)還原。因此這樣布置還原區(qū)單向可調(diào)附壁二次風噴口，可使還原區(qū)內(nèi)NO還原能力提高，焦炭燃盡率提高和水冷壁面防結(jié)渣和高溫腐蝕能力提高。由于燃盡區(qū)上游沿程焦炭燃盡率提高，使進入爐膛上部燃盡風區(qū)域的未燃焦炭數(shù)量減少，從而避免由于在爐膛上部較高區(qū)域內(nèi)較多集中燃燒焦炭引起爐膛出口煙溫升高，爐膛上部焦炭生成NO增大等問題的發(fā)生，從而可使上部燃盡風噴口布置在距離屏式過熱器更近的位置，擴大了還原區(qū)。在燃盡區(qū)四面墻上設(shè)置至少二層網(wǎng)格燃盡風，每一層每面墻上至少設(shè)置3只橢園型噴口，向下可在O — 10°范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，噴口空氣速度可單獨調(diào)節(jié)。這樣設(shè)置的燃盡風噴口使上游煙氣上升的大“渦”成為許多網(wǎng)格狀小“渦”，使這一區(qū)域內(nèi)空氣分布均勻，焦炭與適量空氣均勻混合得到加強，焦炭停留時間延長，從而使焦炭燃盡率提高，焦炭No生成量減少。還使爐膛出口處煙氣速度場均勻，爐膛出口煙溫偏差減少。根據(jù)本實用新型的的一個實施例，在最下層一次風噴口 Y1和向上第三層一次風噴口 Y3中心線之間的水冷壁2的四面墻的垂直中心線上，至少設(shè)置二層主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口 11。例如主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口 13，設(shè)置二層，標高分別和一次風噴口 Y1;Y2相同，位于四面墻垂直中心線上。每層包括四只主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口 11，并且在水冷壁2的每面墻的同一標高位置有一只主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口 11 ;每層的4只主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口 11通過的空氣量是鍋爐二次風空氣總量的1_3%，噴出的空氣速度大于40米/秒。主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口 11的出口噴嘴對稱地布置在以水冷壁2的法線為中心線的左右兩側(cè)；出口噴嘴的中心線與水冷壁法線的夾角分別為α & α $，其中α ￡=α右；出口噴嘴的中心線調(diào)節(jié)范圍為15°彡α左和α右彡80°。根據(jù)本實用新型的一個實施例，位于主燃區(qū)111第三層的一次風噴口 Y3與緊湊型燃盡風噴口 7區(qū)域內(nèi)的二次風噴口與緊湊型燃盡風噴口 7兩側(cè)的水冷壁2上，至少設(shè)置3層主燃區(qū)單向附壁二次風噴口 10每一層在四面墻上，在同一面墻上同一標高對稱布置二只噴口。例如，主燃區(qū)單向附壁二次風噴口 11，共裝置四層，從下到上分別位于二次風噴口 Ε4、E5、E6和緊湊型燃盡風噴口 5的噴口兩側(cè)，每個噴口的中心線與緊鄰的二次風噴口 Ε4、Ε5、Ε6和緊湊型燃盡風噴口5的中心線標高相同。同一面墻上兩只噴口對沖布置。主燃區(qū)單向附壁二次風噴口 10的中心線與水冷壁2形成夾角β，夾角β的調(diào)節(jié)范圍為0° ( β彡20°。每層主燃區(qū)單向附壁二次風噴口 10噴出空氣速度大于35米/秒。根據(jù)本實用新型的一個實施例，在位于還原區(qū)112的水冷壁2的四面墻上至少設(shè)置I層的還原區(qū)單向附壁二次風噴口 9。例如在爐膛I還原區(qū)112四角設(shè)置2層還原區(qū)單向附壁二次風噴口 11，每層`噴口在四面墻同一標高，每面墻2只，對沖布置，靠近最上排一次風噴口 Y6的下層還原區(qū)單向附壁二次風噴口 11，中心線距最上排一次風噴口 Y6中心線距離hG和最上排一次風噴口 Y6中心線與屏式過熱器底部距離hp之比為1:7，與下層還原區(qū)單向附壁二次風噴口 11相鄰的上層還原區(qū)附壁二次風噴口 11的中心線距最上排一次風噴口 Y6中心線的距離hG’與最上排一次風噴口中心線與屏式過熱器底部距離hp之比為1:3。每層的還原區(qū)單向附壁二次風噴口 9設(shè)置在標高相同的爐膛I的四角，并且，在爐膛I的每個角上對稱設(shè)置2個還原區(qū)單向附壁二次風噴口 9。還原區(qū)單向附壁二次風噴口9的中心線與所在的水冷壁2墻面夾角為β’，β’的調(diào)節(jié)范圍為0°彡β’彡15°。每層的還原區(qū)單向附壁二次風噴口 9通過的空氣量為二次風空氣總量的1. 5-3% ;還原區(qū)單向附壁二次風噴口 9噴出空氣速度為25-50米/秒。根據(jù)本實用新型的一個實施例，在位于燃盡區(qū)113的水冷壁2上設(shè)置至少2層網(wǎng)格燃盡風噴口 8，例如在燃盡區(qū)113裝置二層燃盡區(qū)網(wǎng)格燃盡風噴口 10，每面墻布置標高相同的3只噴口，每面墻垂直中心線上布置一只,在它相鄰兩側(cè)各布置一只，相鄰噴口間距離相等，即L1=L2=L3=L4,在前后墻的距離是1/4爐寬，即L=1/4LW。在左右側(cè)墻的距離是1/4爐深，即L=1/4Ld。距離屏式過熱器3的底部最近的一層網(wǎng)格燃盡風噴口 8的中心線到最高層的一次風噴口 Y6的中心線的距離hK，和距屏式過熱器3的底部到最高層的一次風噴口 Y6的中心線的距離hP的比例為2. 3 :3，與向下相鄰的網(wǎng)格燃盡風噴口 10的中心線之間距離等于O. 5米。網(wǎng)格燃盡風噴口 8的中心線與水冷壁2的墻面法線夾角為Y，網(wǎng)格燃盡風噴口 8能夠向下方調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)范圍為0° < Y <20°。每層12只噴口通過的總風量為鍋爐燃盡所需空氣總量的10%，噴口速度為50米/秒。根據(jù)本實用新型的一個實施例，進一步的，網(wǎng)格燃盡風噴口 8、主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口 11、主燃區(qū)單向附壁二次風噴口 10和還原區(qū)單向附壁二次風噴口 9同時運行。本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐，可達到減少爐膛NOx排放量，提高燃燒效率和避免爐膛結(jié)渣和高溫腐蝕發(fā)生三個功能有效兼顧的目的。本實用新型的描述是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本實用新型限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描述實施例是為了更好說明本實用新型的原理和實際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本實用新型從而設(shè)計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。
權(quán)利要求1.一種具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐，包括爐膛(I)和水冷壁(2)，所述爐膛(I)的頂部設(shè)置屏式過熱器(3)，其特征在于 所述爐膛(I)從下到上為主燃區(qū)(111)、還原區(qū)(112)和燃盡區(qū)(113);其中，主燃燒器(4)設(shè)置在主燃區(qū)(111)中；在所述主燃燒器(4)上方的所述水冷壁(2)上設(shè)置網(wǎng)格燃盡風噴口(8);所述主燃燒器(4)的頂部到所述網(wǎng)格燃盡風噴口(8)底部之間的區(qū)間為還原區(qū)(112);所述網(wǎng)格燃盡風噴口(8)到所述屏式過熱器(3)底部之間的區(qū)域為燃盡區(qū)(113)； 在所述主燃區(qū)(111)的爐膛四角各設(shè)置一組主燃燒器(4);每組主燃燒器(4)包括沿所述爐膛(I)高度方向、在所述水冷壁(2)上間隔設(shè)置的一次風噴口(6)和二次風噴口(7)，在最高層二次風噴口(7)上方的所述水冷壁(2)上設(shè)置緊湊型燃盡風噴口(5);其中，處于相同高度的一次風噴口(6)，二次風噴口(7)和緊湊型燃盡風噴口(5)的中心線的延長線分別形成在所述主燃區(qū)(111)爐膛(I)中心的各自層面的假想切圓； 在位于所述主燃區(qū)(111)的水冷壁(2 )上設(shè)置主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口( 11)和主燃區(qū)單向附壁二次風噴口(10);在位于所述還原區(qū)(112)的水冷壁(2)上設(shè)置還原區(qū)單向附壁二次風噴口(9)。
2.如權(quán)利要求1所述的鍋爐，其特征在于 設(shè)置至少3層一次風噴口(6)和二次風噴口(7)，其中，高度最低的為第一層； 位于第一層的一次風噴口(Yl)和位于第三層的一次風噴口(Y3)之間的水冷壁(2)上，設(shè)置一層或多層主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口(U)。
3.如權(quán)利要求2所述的鍋爐，其特征在于 設(shè)置一層或多層主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口(11)，其中，每層主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口( 11)包括4只所述主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口( 11)，并在所述水冷壁(2 )的每面墻的同一標高位置處分別設(shè)置一只所述主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口(11);所述主燃區(qū)雙向附壁二 次風噴口(11)噴出的空氣速度都大于40米/秒。
4.如權(quán)利要求3所述的鍋爐，其特征在于 所述主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口(11)的空氣出口噴嘴對稱地設(shè)置在以水冷壁(2)的法線為中心線的左右兩側(cè)； 所述主燃區(qū)雙向附壁二次風噴口(11)的空氣出口噴嘴的中心線與水冷壁(2)的法線的夾角分別為α & α $，其中α ￡ = α右;所述空氣出口噴嘴的中心線的調(diào)節(jié)范圍為15°彡α左彡80°。
5.如權(quán)利要求2所述的鍋爐，其特征在于 在所述第三層的一次風噴口(Y3)與所述緊湊型燃盡風噴口(5)之間的區(qū)間內(nèi)，并在所述二次風噴口(7)和所述緊湊型燃盡風噴口(5)兩側(cè)的水冷壁(2)上，設(shè)置至少3層主燃區(qū)單向附壁二次風噴口(10)； 其中，每層主燃區(qū)單向附壁二次風噴口(10)在所述水冷壁(2)的同一標高處，相對所述二次風噴口(7)和所述緊湊型燃盡風噴口(5)對稱地設(shè)置二只噴口 ；所述主燃區(qū)單向附壁二次風噴口(10)噴出空氣速度大于35米/秒。
6.如權(quán)利要求5所述的鍋爐，其特征在于 所述主燃區(qū)單向附壁二次風噴口( 10 )的中心線與所述水冷壁(2 )形成夾角β，所述夾角β的調(diào)節(jié)范圍為0°彡β彡20°。
7.如權(quán)利要求1所述的鍋爐，其特征在于 在位于所述還原區(qū)(112)的水冷壁(2)上至少設(shè)置I層所述還原區(qū)單向附壁二次風噴口(9)； 其中，位于相同層的所述還原區(qū)單向附壁二次風噴口(9)設(shè)置的高度相同，并且，在水冷壁(2)的每個角，對稱設(shè)置2個所述還原區(qū)單向附壁二次風噴口(9)； 所述還原區(qū)單向附壁二次風噴口(9)噴出空氣速度為25-50米/秒。
8.如權(quán)利要求7所述的鍋爐，其特征在于 所述還原區(qū)單向附壁二次風噴口(9)的中心線與所在的水冷壁(2)墻面夾角為β 所述β ’的調(diào)節(jié)范圍為0°彡β ’彡15°。
9.如權(quán)利要求1所述的鍋爐，其特征在于 在位于所述燃盡區(qū)(113)的水冷壁(2)上設(shè)置至少2層所述網(wǎng)格燃盡風噴口(8);每層所述網(wǎng)格燃盡風噴口(8)在水冷壁(2)的每一面墻壁上的同一高度處至少設(shè)置3只所述網(wǎng)格燃盡風噴口(8);所述網(wǎng)格燃盡風噴口(8)的噴口中心線垂直于所述網(wǎng)格燃盡風噴口(8)所在的水冷壁(2)的墻面。
10.如權(quán)利要求9所述的鍋爐，其特征在于 位于水冷壁(2)第一墻面、屬于同一層的相鄰的所述網(wǎng)格燃盡風噴口(8)的噴口中心線之間距離，與距離水冷壁(2)第二墻面最近的所述網(wǎng)格燃盡風噴口(8)的噴口中心線到所述水冷壁(2)第二墻面的距離都相等； 其中，水冷壁(2)第一墻面與水冷壁(2)第二墻面相垂直。
11.如權(quán)利要求9所述的鍋爐，其特征在于 距屏式過熱器(3)的底部最近的所述網(wǎng)格燃盡風噴口(8)的中心線到位于最高層的所述一次風噴口(Y6)的中心線的距離(hK)，和距屏式過熱器(3)的底部到位于最高層的所述一次風噴口(Y6)的中心線的距離(hP)的比例為2. 5 3-1. 5 3 ;各層所述網(wǎng)格對沖燃盡風噴口(8)的間隔大于或等于O. 5米。
12.如權(quán)利要求9所述的鍋爐，其特征在于 所述網(wǎng)格燃盡風噴口(8)的中心線與所述水冷壁(2)的墻面法線夾角為Y ;所述網(wǎng)格燃盡風噴口(8)能夠向下方調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為0° < Y <20°。
13.如權(quán)利要求9所述的鍋爐，其特征在于 每層所述網(wǎng)格燃盡風噴口(8)通過的空氣總量是鍋爐燃燒所需空氣總量的5-25% ;所述網(wǎng)格燃盡風噴口(8)噴口噴出的空氣速度為20-50米/秒。
專利摘要本實用新型提供了一種具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐，在爐膛四角設(shè)置沿爐膛高度方向間隔布置的一次風噴口，二次風噴口，緊湊型燃盡風噴口的主燃燒器。在主燃燒器所在的主燃區(qū)從下到上設(shè)置有雙向附壁二次風噴口，單向附壁二次風噴口。在主燃燒器與頂部燃盡風噴口之間的還原區(qū)設(shè)置有單向附壁二次風噴口，在燃盡風所在的燃盡區(qū)設(shè)置有網(wǎng)格燃盡風噴口。本實用新型的具有附壁二次風和網(wǎng)格燃盡風的煤粉鍋爐,通過這樣的空氣送入爐膛的方式，使爐膛NO生成量減少，火焰沿程NO還原率提高，焦炭燃盡率提高，使較少未燃盡焦炭進入燃盡區(qū)，減少了水冷壁結(jié)渣，可實現(xiàn)燃燒效率不降低，爐膛不結(jié)渣，煙溫偏差小前提下的NOx超低排放。
文檔編號F23C7/00GK202884900SQ201220331309
公開日2013年4月17日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者鄧元凱, 張永和, 李明, 侯波, 崔金雷, 魏譚榮, 榮衛(wèi)國, 李磊, 徐國峰 申請人:煙臺龍源電力技術(shù)股份有限公司