上下濃淡一次風(fēng)集中布置的燃燒裝置制造方法
【專利摘要】上下濃淡一次風(fēng)集中布置的燃燒裝置，它涉及一種煤粉燃燒裝置。本實用新型為解決目前高一次風(fēng)率煤粉鍋爐的NOx排放濃度控制困難的問題。一次風(fēng)噴口由上至下設(shè)置至少三層，一次風(fēng)噴口位于兩層燃油輔助二次風(fēng)噴口之間，位于下層的燃油輔助二次風(fēng)噴口的下方布置有托底二次風(fēng)噴口，位于上層的燃油輔助二次風(fēng)的上方布置有緊湊式燃盡風(fēng)噴口，緊湊式燃盡風(fēng)噴口的上方依次設(shè)置有下分離式燃盡風(fēng)噴口、上分離式燃盡風(fēng)噴口，每層一次風(fēng)噴口的中部水平設(shè)置有鈍體，鈍體的上部的噴口為濃煤粉一次風(fēng)噴口，鈍體下部的噴口為淡煤粉一次風(fēng)噴口，濃煤粉一次風(fēng)噴口內(nèi)設(shè)有一對穩(wěn)燃齒，一次風(fēng)噴口沿周邊設(shè)置有周界風(fēng)。本實用新型用于高一次風(fēng)率煤粉鍋爐的高效低污染燃燒。
【專利說明】上下濃淡一次風(fēng)集中布置的燃燒裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于煤粉爐切向燃燒技術(shù)，具體涉及一種上下濃淡一次風(fēng)集中布置的燃燒裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤粉爐切向燃燒技術(shù)一般指煤粉氣流從布置在爐膛4角(或6角、8角)的直流式燃燒器引入爐膛進(jìn)行燃燒的方式。通過各角來的風(fēng)粉混合物協(xié)同動作，在爐內(nèi)形成一個強旋流火球燃燒。一般一、二次風(fēng)口常為間隔布置，各風(fēng)口的幾何中心線都分別與中央的一個或幾個假想圓相切。
[0003]在這種鍋爐中，一部分鍋爐因為燃煤高水分、低熱值(如褐煤、次煙煤等)，或者因為一次風(fēng)溫不足等而導(dǎo)致干燥能力不夠，還包括防止煤粉管道堵煤等原因，造成具體運行過程不得不采用超過設(shè)計值(約占總風(fēng)量的25%?35%，一次風(fēng)速20?24m/s)較多的一次風(fēng)率(如40%?50%，29?34m/s)。這導(dǎo)致火焰燃燒不穩(wěn)定，NOx控制難度大大增加。在此情況下除去5%的鍋爐漏風(fēng)，總二次風(fēng)率只剩下45%?55%，如果分出20%?25%的風(fēng)量作為燃盡風(fēng)以控制NOx生成，則主燃區(qū)二次風(fēng)量僅剩下約25%?30%。這些風(fēng)量很難同時滿足端部風(fēng)、周界風(fēng)、油風(fēng)和主二次風(fēng)的需要，整體二次風(fēng)速的降低導(dǎo)致射流剛性不足，對爐膛流動、燃燒和NOx生成控制都造成了不良影響。
[0004]上下濃淡燃燒技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于直流切向煤粉燃燒領(lǐng)域。它是將一次風(fēng)在高度方向上進(jìn)行濃淡分級，形成濃煤粉氣流和淡煤粉氣流，濃煤粉氣流在燃燒時，由于著火熱減少，揮發(fā)分析出快，燃燒迅速，有利于煤粉的著火和燃燒，同時由于濃煤粉氣流和淡煤粉氣流都偏離了化學(xué)當(dāng)量比燃燒，所以可以降低NOx的生成。具體在燃燒器的開發(fā)上，美國CE公司研制了寬調(diào)節(jié)比(WR)燃燒器，利用彎頭的離心分離作用形成濃淡煤粉氣流，然后濃淡煤粉氣流通過設(shè)置在噴嘴體內(nèi)的水平隔板進(jìn)入爐膛；日本三菱重工業(yè)株式會社(MHI)研制的低污染(PM)燃燒器，主要由一次風(fēng)管、彎頭、濃煤粉噴口和淡煤粉噴口組成，一次風(fēng)粉氣流經(jīng)彎頭時在離心力的作用下進(jìn)行分離，濃煤粉氣流由上噴嘴進(jìn)入爐膛，淡煤粉氣流由下噴嘴進(jìn)入爐膛，從而實現(xiàn)煤粉上下濃淡燃燒。但實際運行過程中也發(fā)現(xiàn)，采用上下濃淡燃燒時一次風(fēng)容易發(fā)生偏斜，在發(fā)生偏斜時，濃一次風(fēng)煤粉氣流在離水冷壁較近的區(qū)域燃燒，造成水冷壁結(jié)渣和高溫腐蝕等現(xiàn)象。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型為解決目前高一次風(fēng)率煤粉鍋爐的NOx排放濃度控制困難的問題，進(jìn)而提供了 一種上下濃淡一次風(fēng)集中布置的燃燒裝置。
[0006]本實用新型為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:本實用新型的上下濃淡一次風(fēng)集中布置的燃燒裝置包括一次風(fēng)噴口、托底二次風(fēng)噴口、緊湊式燃盡風(fēng)噴口、下分離式燃盡風(fēng)噴口、上分離式燃盡風(fēng)噴口和兩層燃油輔助二次風(fēng)噴口，一次風(fēng)噴口由上至下設(shè)置至少三層，一次風(fēng)噴口位于兩層燃油輔助二次風(fēng)噴口之間，位于下層的燃油輔助二次風(fēng)噴口的下方布置有托底二次風(fēng)噴口，位于上層的燃油輔助二次風(fēng)的上方布置有緊湊式燃盡風(fēng)噴口，緊湊式燃盡風(fēng)噴口的上方依次設(shè)置有下分離式燃盡風(fēng)噴口、上分離式燃盡風(fēng)噴口 ；一次風(fēng)噴口的中部水平設(shè)置有鈍體，鈍體的上部的噴口為濃煤粉一次風(fēng)噴口，鈍體下部的噴口為淡煤粉一次風(fēng)噴口，濃煤粉一次風(fēng)噴口內(nèi)設(shè)有一對穩(wěn)燃齒，一次風(fēng)噴口沿周邊設(shè)置有周界風(fēng)。
[0007]本實用新型的有益效果是:
[0008]本實用新型的上下濃淡一次風(fēng)集中布置的燃燒裝置的是針對高一次風(fēng)率(40-50%)煤粉鍋爐而設(shè)計，通過在主燃燒器區(qū)域不布置主二次風(fēng)，以此保證有足夠的燃盡風(fēng)(占總風(fēng)量20-25%);實行濃淡分離燃燒，并采用相對較小的濃一次風(fēng)噴口可以降低濃一次風(fēng)的風(fēng)煤比，對于穩(wěn)定燃燒和降低NOx都是有利的。較高的一次風(fēng)速和背火側(cè)大周界風(fēng)可以保證一次風(fēng)射流不偏斜，防止高濃度煤粉氣流刷壁造成結(jié)渣和高溫腐蝕，充足的燃盡風(fēng)也可以使得主燃燒器區(qū)域形成低氧燃燒，進(jìn)而起到減少20%?40%的NOx總體排放濃度的作用；
[0009]本實用新型在主燃燒器區(qū)域不布置主二次風(fēng)，燃燒器間距調(diào)整余地擴(kuò)大，可減少因燃盡風(fēng)的設(shè)置導(dǎo)致的汽溫變化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的上下濃淡一次風(fēng)集中布置的燃燒裝置的單角分層布置圖；圖2是【具體實施方式】一中一次風(fēng)噴口 I的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是【具體實施方式】九中的四角切圓鍋爐燃盡風(fēng)布置示意圖；圖4是【具體實施方式】九中的六角切圓鍋爐一次風(fēng)布置示意圖。
【具體實施方式】
[0011]【具體實施方式】一:如圖1?2所示，本實施方式的上下濃淡一次風(fēng)集中布置的燃燒裝置包括一次風(fēng)噴口 1、托底二次風(fēng)噴口 3、緊湊式燃盡風(fēng)噴口 4、下分離式燃盡風(fēng)噴口 5、上分離式燃盡風(fēng)噴口 6和兩層燃油輔助二次風(fēng)噴口 2，一次風(fēng)噴口 I由上至下設(shè)置至少三層，集中布置的一次風(fēng)噴口 I位于兩層燃油輔助二次風(fēng)噴口之間，位于下層的燃油輔助二次風(fēng)噴口 2的下方布置有托底二次風(fēng)噴口 3，位于上層的燃油輔助二次風(fēng)2的上方布置有緊湊式燃盡風(fēng)噴口 4，緊湊式燃盡風(fēng)噴口 4的上方依次設(shè)置有下分離式燃盡風(fēng)噴口 5、上分離式燃盡風(fēng)噴口 6 ;—次風(fēng)噴口 I的中部水平設(shè)置有鈍體10，鈍體10的上部的噴口為濃煤粉一次風(fēng)噴口 7，鈍體10下部的噴口為淡煤粉一次風(fēng)噴口 8，濃煤粉一次風(fēng)噴口 7內(nèi)設(shè)有一對穩(wěn)燃齒11，一次風(fēng)噴口 I沿周邊設(shè)置有周界風(fēng)9。
[0012]下分尚式燃盡風(fēng)噴口 5與上分尚式燃盡風(fēng)噴口 6風(fēng)量之和占總風(fēng)量的20%?25% ；本實施方式所述兩兩燃燒器對稱布置，形成淡-濃-濃-淡-淡-濃一的連續(xù)布置。
[0013]【具體實施方式】二:如圖2所示，本實施方式所述一次風(fēng)噴口 I的高寬比H/B的范圍是1.2?1.5，濃煤粉一次風(fēng)噴口 7面積與淡煤粉一次風(fēng)噴口 8面積的比值為0.55?0.8，當(dāng)一次風(fēng)噴口 I的總和風(fēng)量占鍋爐總風(fēng)量的40%?50%時，一次風(fēng)噴口 I的風(fēng)速控制在24m/s?30m/s。這樣設(shè)置用以高一次風(fēng)率時，在不增加一次風(fēng)噴口 I安裝通道橫向距離的基礎(chǔ)上增加一次風(fēng)噴口面積，將實際一次風(fēng)速控制在24?30m/s。同時可以設(shè)置較大面積的背火側(cè)周界風(fēng)噴口，保證一次風(fēng)射流不沖壁面，本實施方式中的濃煤粉一次風(fēng)噴口 7面積與淡煤粉一次風(fēng)噴口 8面積的比值為0.55?0.8，可以減低濃煤粉一次風(fēng)中的風(fēng)煤比。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一相同。
[0014]【具體實施方式】三:如圖2所示，本實施方式所述一次風(fēng)噴口 I左側(cè)的周界風(fēng)9為背火側(cè)周界風(fēng)9-1，所述一次風(fēng)噴口 I右側(cè)周界風(fēng)9為向火側(cè)周界風(fēng)9-2，背火側(cè)周界風(fēng)9-1面積為向火側(cè)周界風(fēng)9-2面積的3?6倍。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一或二相同。
[0015]【具體實施方式】四:如圖2所示，本實施方式所述一次風(fēng)噴口 I上的上周界風(fēng)9-3面積與下周界風(fēng)9-4面積相同。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】三相同。
[0016]【具體實施方式】五:如圖2所示，本實施方式背火側(cè)周界風(fēng)9-1面積為上周界風(fēng)9-3面積的4?8倍。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一、二或四相同。
[0017]【具體實施方式】六:如圖1所示，本實施方式托底二次風(fēng)噴口 3噴嘴面積為上層燃油輔助二次風(fēng)2面積的1.5倍?2倍。底部風(fēng)噴口 3采用大噴口設(shè)計，起到最下層托粉和起始旋轉(zhuǎn)的作用。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】五相同。
[0018]【具體實施方式】七:如圖1所示，本實施方式所述緊湊式燃盡風(fēng)噴口 4中心與下分離式燃盡風(fēng)噴口 5中心的間距Tl為2m?4m。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一、二、四或六相同。
[0019]【具體實施方式】八:如圖1所示，本實施方式所述下分離式燃盡風(fēng)噴口 5與上分離式燃盡風(fēng)噴口 6中心的間距T2為2m?4m。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】七相同。
[0020]工作原理:
[0021]參見圖1-4，當(dāng)采用四角切圓鍋爐或墻式切圓鍋爐時，將四個一次風(fēng)集中布置的低氮燃燒裝置布置在爐膛的四個角或四面水冷壁上；當(dāng)采用六角切圓鍋爐時，將六個一次風(fēng)集中布置的低氮燃燒裝置布置在爐膛的六個角上，當(dāng)采用八角切圓鍋爐時，將八個一次風(fēng)集中布置的低氮燃燒裝置布置在爐膛的八個角上；當(dāng)一次風(fēng)噴口 I的總和風(fēng)量占鍋爐總風(fēng)量的40%?50%時，一次風(fēng)速控制在24?30m/s ;—次風(fēng)采用上下濃淡燃燒技術(shù)并集中布置，濃一次風(fēng)噴口比淡一次風(fēng)噴口小，同時一次風(fēng)燃燒器米用兩兩對稱布置；底部風(fēng)噴口 3氣流與對角線成3?6°方向正切噴入爐內(nèi)；一次風(fēng)噴口 I的風(fēng)粉氣流在爐膛截面上與對角線成2?5°方向正切噴入爐內(nèi)；緊湊式燃盡風(fēng)噴口 4的風(fēng)粉氣流中心線在爐膛截面上與一次風(fēng)氣流中心線一致或小角度O?5°反切；爐膛主燃區(qū)為逆時針旋轉(zhuǎn)流動；上油二次風(fēng)噴口 2和下油二次風(fēng)噴口 13僅在鍋爐點火和低負(fù)荷穩(wěn)燃時候使用，正常工況下關(guān)到最小(僅保留冷卻噴口所需風(fēng)量);根據(jù)鍋爐容量的大小，緊湊式燃盡風(fēng)噴口 4可布置一級或兩級，下分離式燃盡風(fēng)噴口 5和上分離式燃盡風(fēng)噴口 6可布置一級或多級，燃盡風(fēng)的方向為水平和垂直擺動，以較好的調(diào)節(jié)溫度。
【權(quán)利要求】
1.一種上下濃淡一次風(fēng)集中布置的燃燒裝置，其特征在于:所述燃燒裝置包括一次風(fēng)噴口(I)、托底二次風(fēng)噴口(3)、緊湊式燃盡風(fēng)噴口(4)、下分離式燃盡風(fēng)噴口(5)、上分離式燃盡風(fēng)噴口(6)和兩層燃油輔助二次風(fēng)噴口(2)，一次風(fēng)噴口(I)由上至下設(shè)置至少三層，一次風(fēng)噴口(I)位于兩層燃油輔助二次風(fēng)噴口之間，位于下層的燃油輔助二次風(fēng)噴口(2)的下方布置有托底二次風(fēng)噴口(3)，位于上層的燃油輔助二次風(fēng)(2)的上方布置有緊湊式燃盡風(fēng)噴口(4)，緊湊式燃盡風(fēng)噴口(4)的上方依次設(shè)置有下分離式燃盡風(fēng)噴口(5)、上分離式燃盡風(fēng)噴口(6);—次風(fēng)噴口( I)的中部水平設(shè)置有鈍體(10)，鈍體(10)的上部的噴口為濃煤粉一次風(fēng)噴口(7)，鈍體(10)下部的噴口為淡煤粉一次風(fēng)噴口(8)，濃煤粉一次風(fēng)噴口( 7 )內(nèi)設(shè)有一對穩(wěn)燃齒(11)，一次風(fēng)噴口( I)沿周邊設(shè)置有周界風(fēng)(9 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種上下濃淡一次風(fēng)集中布置的燃燒裝置，其特征在于:所述一次風(fēng)噴口(I)的高寬比H/B的范圍是1.2?1.5，濃煤粉一次風(fēng)噴口(7)面積與淡煤粉一次風(fēng)噴口(8)面積的比值為0.55?0.8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的上下濃淡一次風(fēng)集中布置的燃燒裝置，其特征在于:所述一次風(fēng)噴口 I左側(cè)的周界風(fēng)(9)為背火側(cè)周界風(fēng)(9-1)，所述一次風(fēng)噴口(I)右側(cè)周界風(fēng)(9)為向火側(cè)周界風(fēng)(9-2)，背火側(cè)周界風(fēng)(9-1)面積為向火側(cè)周界風(fēng)(9-2)面積的3?6倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種上下濃淡一次風(fēng)集中布置的燃燒裝置，其特征在于:所述一次風(fēng)噴口(I)上的上周界風(fēng)(9-3)面積與下周界風(fēng)(9-4)面積相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的一種上下濃淡一次風(fēng)集中布置的燃燒裝置，其特征在于:背火側(cè)周界風(fēng)(9-1)面積為上周界風(fēng)(9-3)面積的4?8倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種上下濃淡一次風(fēng)集中布置的燃燒裝置，其特征在于:托底二次風(fēng)噴口(3)噴嘴面積為上層燃油輔助二次風(fēng)(2)面積的1.5倍?2倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或6所述的一種上下濃淡一次風(fēng)集中布置的燃燒裝置，其特征在于:所述緊湊式燃盡風(fēng)噴口(4)中心與下分離式燃盡風(fēng)噴口(5)中心的間距(Tl)為2m?4m ο
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種上下濃淡一次風(fēng)集中布置的燃燒裝置，其特征在于:所述下分離式燃盡風(fēng)噴口(5)與上分離式燃盡風(fēng)噴口(6)中心的間距(T2)為2m?4m。
【文檔編號】F23C7/00GK203628632SQ201320890629
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】王正陽, 杜大全, 陸寶寬, 賈鳳洋, 董孝龍, 陳大生, 姜志華, 劉慶威 申請人:北京國電龍高科環(huán)境工程技術(shù)有限公司