本發(fā)明屬于節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種非均等配風(fēng)煤粉前后墻對(duì)沖燃燒器。

背景技術(shù)：

煤粉前后墻對(duì)沖燃燒是當(dāng)前大型電站鍋爐的主要燃燒技術(shù)之一，理論上具有爐內(nèi)流場(chǎng)均勻、爐膛斷面上熱負(fù)荷分布較為均勻、爐膛出口煙氣沒(méi)有殘余扭轉(zhuǎn)、煙溫偏差小等優(yōu)點(diǎn)。與四角切圓燃燒相比，前后墻對(duì)沖燃燒是以單個(gè)燃燒器為單元獨(dú)立組織風(fēng)粉氣流的燃燒，當(dāng)鍋爐容量增大時(shí)，鍋爐僅需增加爐膛寬度并增加各層燃燒器數(shù)量即可，爐內(nèi)流場(chǎng)、爐膛斷面上熱負(fù)荷分布、爐膛出口煙溫偏差與鍋爐容量的大小無(wú)關(guān)。因此，前后墻對(duì)沖燃燒在600MW及以上容量的機(jī)組上得到了廣泛的應(yīng)用。

實(shí)踐證明，前后墻對(duì)沖燃燒普遍存在CO排放濃度過(guò)高、爐膛兩側(cè)墻中心位置高溫腐蝕傾向性嚴(yán)重、燃燒NOx濃度偏高等問(wèn)題。根據(jù)測(cè)試，鍋爐尾部的CO分布呈現(xiàn)兩邊高中間低、氧量分布呈現(xiàn)兩邊低中間高的狀態(tài)，說(shuō)明爐內(nèi)燃燒過(guò)程中爐膛兩側(cè)有缺氧情況。

為了降低CO排放濃度，多數(shù)機(jī)組采用“碗式配風(fēng)”的方法，即中間燃燒器風(fēng)門開(kāi)度小于兩側(cè)燃燒器風(fēng)門開(kāi)度，以期在總風(fēng)量不變的前提下增加兩側(cè)的供風(fēng)，但實(shí)際效果并不突出。一臺(tái)東鍋600MW鍋爐的燃燒器風(fēng)門特性試驗(yàn)表明，在燃燒器風(fēng)門開(kāi)度大于50％時(shí)對(duì)風(fēng)量幾乎沒(méi)有調(diào)節(jié)作用，小于30％后風(fēng)量調(diào)節(jié)作用才會(huì)明顯。該爐實(shí)際運(yùn)行采用“碗式配風(fēng)”，中間風(fēng)門開(kāi)度最小也在40％以上，因此實(shí)際上并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正的“碗式配風(fēng)”。調(diào)整試驗(yàn)表明，在中間燃燒器風(fēng)門開(kāi)度達(dá)到15～20％時(shí)，鍋爐尾部CO濃度分布趨于均勻，CO排放濃度顯著降低，而實(shí)際運(yùn)行中過(guò)小風(fēng)門開(kāi)度不僅調(diào)節(jié)性能變差，也會(huì)給運(yùn)行操作帶來(lái)一定的困難與安全隱患。對(duì)于切向葉片旋流燃燒器，風(fēng)門也是旋流葉片，過(guò)小的風(fēng)門開(kāi)度雖然減小了風(fēng)量，但同時(shí)也大幅增加了旋流強(qiáng)度，使得風(fēng)量與旋流強(qiáng)度很難進(jìn)行合理匹配。

另外，在采用有效“碗式配風(fēng)”后，在燃燒器結(jié)構(gòu)不變的情況下，中間燃燒器的出口風(fēng)速明顯減小，對(duì)合理組織配風(fēng)會(huì)產(chǎn)生不利影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)中涉及的鍋爐燃燒CO排放濃度偏高的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種非均等配風(fēng)煤粉前后墻對(duì)沖燃燒器，能夠在有效降低CO排放濃度的根本目標(biāo)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)燃燒器風(fēng)門同層等開(kāi)度調(diào)節(jié)，且不影響燃燒器有效組織配風(fēng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案：

本發(fā)明包括兩側(cè)燃燒器和中間燃燒器。燃燒器結(jié)構(gòu)包括二次風(fēng)通道、二次風(fēng)風(fēng)門、一次風(fēng)通道。

在兩側(cè)燃燒器和中間燃燒器之間可能設(shè)置有多個(gè)次中間燃燒器(根據(jù)不同鍋爐結(jié)構(gòu)，該部分沒(méi)有或更多)。

所有燃燒器的一次風(fēng)通道流通面積保持相等。

當(dāng)存在一個(gè)次中間燃燒器時(shí)，所述的兩側(cè)燃燒器、次中間燃燒器、中間燃燒器的二次風(fēng)通道和二次風(fēng)風(fēng)門流通面積依次減小(由兩側(cè)至中間)。

當(dāng)存在兩個(gè)次中間燃燒器時(shí)，所述的兩側(cè)燃燒器、次中間燃燒器Ⅰ、次中間燃燒器Ⅱ、中間燃燒器的二次風(fēng)通道和二次風(fēng)風(fēng)門流通面積依次減小(由兩側(cè)至中間)。

當(dāng)存在多個(gè)次中間燃燒器時(shí)，二次風(fēng)通道和二次風(fēng)風(fēng)門流通面積的變化規(guī)律以此類推。

所述的二次風(fēng)通道的流通面積：中間燃燒器為兩側(cè)燃燒器的60％～80％，次中間燃燒器為兩側(cè)燃燒器的70％～90％。

所述的二次風(fēng)風(fēng)門的流通面積：中間燃燒器為兩側(cè)燃燒器的40％～80％，次中間燃燒器為兩側(cè)燃燒器的40％～90％。

所述的二次風(fēng)風(fēng)門的流通面積的設(shè)計(jì)原則是：所有燃燒器的二次風(fēng)風(fēng)門的調(diào)節(jié)特性基本一致。即在相同開(kāi)度下，實(shí)現(xiàn)二次風(fēng)流量控制目標(biāo)：中間燃燒器為兩側(cè)燃燒器的60％～80％，次中間燃燒器為兩側(cè)燃燒器的70％～90％。

所述的二次風(fēng)通道的出口面積的設(shè)計(jì)原則是：在二次風(fēng)流量控制目標(biāo)下，所有燃燒器的相應(yīng)通道的出口風(fēng)速基本一致。二次風(fēng)通道的流通面積和出口面積可以有所差異。

所述的二次風(fēng)通道、二次風(fēng)風(fēng)門的具體設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)不同鍋爐的燃燒器結(jié)構(gòu)與布置來(lái)確定。

本發(fā)明的有益效果是：

在同層所有燃燒器二次風(fēng)風(fēng)門等量均等操作下，燃燒器二次風(fēng)風(fēng)量由兩側(cè)向中間遞減，燃燒器非均等配風(fēng)，并且不顯著影響燃燒器出口氣流結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)燃燒過(guò)程中風(fēng)煤合理匹配，燃燒后氧量與CO濃度分布均勻，從而達(dá)到有效降低CO排放濃度的目的。同時(shí)，對(duì)于預(yù)防鍋爐兩側(cè)墻水冷壁高溫腐蝕和結(jié)渣也具有顯著效果。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明每層6只燃燒器布置示意圖，

圖2為本發(fā)明的每層4只燃燒器布置示意圖，

圖3為本發(fā)明的燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、兩側(cè)燃燒器；2、中間燃燒器；3、次中間燃燒器；4、二次風(fēng)通道；5、二次風(fēng)風(fēng)門；6、一次風(fēng)通道。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

如圖1、圖2和圖3所示，一種非均等配風(fēng)煤粉前后墻對(duì)沖燃燒器，包括兩側(cè)燃燒器1、中間燃燒器2，且每個(gè)燃燒器設(shè)置有二次風(fēng)通道4、二次風(fēng)風(fēng)門5、一次風(fēng)通道6。

如圖2所示，在兩側(cè)燃燒器1和中間燃燒器2之間可能設(shè)置有多個(gè)次中間燃燒器3(根據(jù)不同鍋爐結(jié)構(gòu)，該部分沒(méi)有或更多)。

所述的所有燃燒器的一次風(fēng)通道6流通面積保持相等。

當(dāng)存在一個(gè)次中間燃燒器時(shí)，所述的兩側(cè)燃燒器1、次中間燃燒器3、中間燃燒器2的二次風(fēng)通道和二次風(fēng)風(fēng)門流通面積依次減小(由兩側(cè)至中間)。

當(dāng)存在兩個(gè)次中間燃燒器時(shí)，所述的兩側(cè)燃燒器1、次中間燃燒器Ⅰ3、次中間燃燒器Ⅱ3、中間燃燒器2的二次風(fēng)通道和二次風(fēng)風(fēng)門流通面積依次減小(由兩側(cè)至中間)。

當(dāng)存在多個(gè)次中間燃燒器時(shí)，二次風(fēng)通道和二次風(fēng)風(fēng)門流通面積的變化規(guī)律以此類推。

所述的二次風(fēng)通道4的流通面積：中間燃燒器2為兩側(cè)燃燒器1的60％～80％，次中間燃燒器3為兩側(cè)燃燒器1的70％～90％。存在多個(gè)次中間燃燒器3時(shí)，多個(gè)次中間燃燒器3均符合在70％～90％。只是二次風(fēng)通道和二次風(fēng)風(fēng)門流通面積由兩側(cè)至中間依次減小。

所述的二次風(fēng)風(fēng)門5的流通面積：中間燃燒器2為兩側(cè)燃燒器1的40％～80％，次中間燃燒器3為兩側(cè)燃燒器1的40％～90％。存在多個(gè)次中間燃燒器3時(shí)，多個(gè)次中間燃燒器3均符合在40％～90％。只是二次風(fēng)通道和二次風(fēng)風(fēng)門流通面積由兩側(cè)至中間依次減小。

所述的二次風(fēng)風(fēng)門5的流通面積的設(shè)計(jì)原則是：所有燃燒器的二次風(fēng)風(fēng)門5的調(diào)節(jié)特性基本一致。即在相同開(kāi)度下，實(shí)現(xiàn)二次風(fēng)流量控制目標(biāo)：中間燃燒器2為兩側(cè)燃燒器1的60％～80％，次中間燃燒器3為兩側(cè)燃燒器1的70％～90％。

所述的二次風(fēng)通道4的出口面積的設(shè)計(jì)原則是：在二次風(fēng)流量控制目標(biāo)下，所有燃燒器的相應(yīng)通道的出口風(fēng)速基本一致。二次風(fēng)通道4的流通面積和出口面積可以有所差異。

所述的二次風(fēng)通道4、二次風(fēng)風(fēng)門5的具體設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)不同鍋爐的燃燒器結(jié)構(gòu)與布置來(lái)確定。