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CN114183746A - 一种燃尽风喷口结构 - Google Patents

一种燃尽风喷口结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种燃尽风喷口结构，主要采用的技术方案为:锅炉本体；主燃区燃烧器，其包括多个煤粉燃烧器，多个煤粉燃烧器均安装在所述锅炉本体前后墙上；多个分离式燃尽风喷口，其安装在所述主燃区燃烧器的上方并布置在同一标高的四面墙上，前后墙的多个分离式燃尽风喷口与所述多个煤粉燃烧器上下一一对应设置，所述多个分离式燃尽风喷口均为方形结构，所述多个分离式燃尽风喷口的气流入口方向为直段结构，所述多个分离式燃尽风喷口的气流出口方向为偏斜段结构，所述偏斜段结构分为上部偏斜段、中部偏斜段和下部偏斜段，所述上部偏斜段和所述下部偏斜段在顺时针方向上偏置20°‑35°，所述中部偏斜段在逆时针方向上偏置20°‑35°。

Description

一种燃尽风喷口结构
技术领域
本发明涉及墙式对冲煤粉锅炉技术领域，特别是涉及一种燃尽风喷口结构。
背景技术
目前，火力发电厂大型旋流对冲锅炉都已进行了低氮燃烧器的改造，其中，分离式燃尽风是标准配置之一，然而，在运行中发现，CO浓度偏高，往往达到几千ppm甚至上万ppm，严重影响了电站锅炉的经济运行。
为了降低NOx排放，一般主燃区燃烧器空气过剩系数小于1，剩余部分二次风由燃尽风进入炉膛。主燃区燃烧器煤粉燃烧器的设计大部分都是一次风直流进入炉膛，内、外二次风旋流进入炉膛，这样可以由于内二次风的旋流作用形成一个中心的负压区，卷吸高温烟气，有利于煤粉及时着火，同时外二次风作为后期燃烧补氧，让煤粉充分燃烧。旋流对冲锅炉的燃尽风的设计则为与煤粉燃烧器相同位置不同高度上的设计，同时也是设计成内直流风和外旋流风的设计，而且也设计成了较高的风速，目的也是为了与未燃尽的物质充分混合。
然而，在实际中发现，旋流对冲锅炉空预器出口CO浓度较高，特别是满负荷时；同时，存在烟温偏差、汽温偏差、两侧墙容易高温腐蚀。CO浓度偏高的原因是，带粉一次风对冲进入炉膛较深位置，而内外旋流二次风卷吸较强，但是衰减较快，进入炉膛的深度有限，无法完全包裹住带粉一次风，后期虽有燃尽风的补充，但是燃尽风的外旋流风同样衰减较快，内直流风量太小，虽能冲入炉膛一定深度，但是范围有限，无法使补充的O2与CO混合。特别是外旋流风相当于炉膛漏风一样，进入了炉膛，未参与燃烧，这也是高负荷时省煤器出口O2浓度不低，但是CO浓度很高的原因。烟温偏差的存在则是因为有2点，一是各粉管带粉量不均匀，偏差较大，二是由于热二次风中带有大量煤灰，进入大风箱后会产生沉积，时间一久，则由于两侧的沉降量不同，导致左右两侧的进风量不同，从而产生偏差。
为了强化燃烧，目前的旋流对冲锅炉煤粉燃烧器设计为一次风为直流风，内二次风为直流或者旋流风，外二次风为旋流风，且内外二次风均为旋流设计的居多。在运行中，旋转的内外二次风由于旋转会形成负压区从而卷吸高温烟气与中间的一次风接触，从而使煤粉燃烧，同时也会由于卷吸的作用使中间的煤粉向四周运动。一次风风速太低，则着火距离容易过短，引起喷口的烧损；二次风旋流强度过大，则易使煤粉气流飞边，燃烧器四周的水冷壁结焦；因此，较为合适的防烧损燃烧器一般设计的一次风风速稍大，二次风旋流强度适中，但是这样就容易因此中间的一次风虽然有部分被卷吸到二次风中进行了燃烧，但是正中央的煤粉则会冲入炉膛较深区域，而由于内外二次风的旋流设计，衰减较快，中间的煤粉处于高温低氧的环境中，而产生大量的CO，如果后期燃尽风的补氧不及时，或者混合不充分则会引起排烟CO浓度偏高，特别是在较高负荷时，烟气停留时间更短，从而导致CO浓度高，在中低负荷时由于烟气停留时间变长，延长了与空气的充分混合时间，同时中低负荷时氧量高于高负荷，因此CO浓度基本没有。现有的旋流对冲锅炉的燃尽风设计一般形式为中心为直流风，外侧为旋流风，旋流风的设计目的是想增进燃尽风的扰动，充分与未燃尽的物质混合。然而，主燃区燃烧器真正缺氧的部位一般在炉膛靠近中间位置，燃烧器出口区域附近不缺氧，因此燃尽风的旋流二次风的补充起到的是锦上添花的作用，旋流风的衰减较快，无法到达炉膛深部，只有中心的直流风穿透能力较强可抵达炉膛深部，但是由于中心直流风量较小，因此无法覆盖整个炉膛宽度方向，从而导致CO浓度偏高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种燃尽风喷口结构，主要目的在于解决旋流对冲锅炉低氮改造后，空预器出口CO浓度高以及水平烟道两侧烟温偏差大、汽温偏差大的问题。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
本发明的实施例提供一种燃尽风喷口结构。其包括：
锅炉本体；
主燃区燃烧器，其包括多个煤粉燃烧器，所述多个煤粉燃烧器均安装在所述锅炉本体前后墙上；
多个分离式燃尽风喷口，其安装在所述主燃区燃烧器的上方并布置在同一标高的四面墙上，前后墙的多个分离式燃尽风喷口与所述多个煤粉燃烧器上下一一对应设置，所述多个分离式燃尽风喷口均为方形结构，所述多个分离式燃尽风喷口的气流入口方向为直段结构，所述多个分离式燃尽风喷口的气流出口方向为偏斜段结构，所述偏斜段结构分为上部偏斜段、中部偏斜段和下部偏斜段，所述上部偏斜段和所述下部偏斜段在顺时针方向上偏置20°-35°，所述中部偏斜段在逆时针方向上偏置20°-35°。
如前所述的，所述多个煤粉燃烧器均为圆形的旋流煤粉燃烧器。
如前所述的，所述多个分离式燃尽风喷口均为垂直摆动式燃尽风喷口。
如前所述的，所述多个煤粉燃烧器的一次风均为直流风；
所述多个分离式燃尽风喷口的燃尽风均为直流风。
如前所述的，优选地，所述上部偏斜段和所述下部偏斜段在顺时针方向上偏置30°，所述中部偏斜段在逆时针方向上偏置30°
如前所述的，所述分离式燃尽风喷口的数量根据所述煤粉燃烧器的数量进行相应布置。
如前所述的，所述锅炉本体前后墙上均设置有三层煤粉燃烧器，每一层设置的所述煤粉燃烧器的数量根据锅炉容量的不同而进行不同数量的设置；
前后墙上的所述分离式燃尽风喷口的数量与某一层煤粉燃烧器的数量相同。
借由上述技术方案，本发明(名称)至少具有下列优点：
本发明的燃尽风喷口结构通过设置多个分离式燃尽风喷口的气流出口方向为偏斜段结构，使燃尽风可以覆盖整个炉膛截面，充分与未燃尽的物质混合，降低炉膛出口CO浓度，同时由于燃尽风从四面墙的补充混合，可以从风侧来降低炉膛出口烟温偏差，并且通过设置燃尽风喷口的燃尽风为直流风，速度高、刚性足，穿透力强，因此可以直达炉膛中央位置。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明分离式燃尽风喷口和煤粉燃烧器布置在前后墙上的结构示意图；
图2是本发明的一种分离式燃尽风喷口布置结构俯视图；
图3是本发明分离式燃尽风喷口偏斜段结构示意图；
图4是本发明分离式燃尽风喷口上部偏斜段和下部偏斜段结构示意图；
图5是本发明分离式燃尽风喷口中部偏斜段结构示意图；
图6是本发明的另一种分离式燃尽风喷口布置结构俯视图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
如图1至图6所示，本发明的一个实施例提出的一种燃尽风喷口结构，其包括：锅炉本体1、主燃区燃烧器2和多个分离式燃尽风喷口3。
如图1所示，所述主燃区燃烧器2，其包括多个煤粉燃烧器21，所述多个煤粉燃烧器21均安装在所述锅炉本体1前后墙上，多个煤粉燃烧器21的一次风均为直流风，多个煤粉燃烧器21均为圆形的旋流煤粉燃烧器。
如图1至图6所示，所述多个分离式燃尽风喷口3，其安装在所述主燃区燃烧器2的上方，并布置在同一标高的四面墙上，前后墙上的多个分离式燃尽风喷口3与多个煤粉燃烧器21上下一一对应设置，在实际应用中，分离式燃尽风喷口的数量根据煤粉燃烧器的数量进行相应布置，或者根据旋流对冲锅炉的容量来进行前后墙燃尽风喷口的设置，具体的，锅炉本体1前后墙上均设置有三层煤粉燃烧器21，每一层设置的煤粉燃烧器21的数量根据锅炉容量的不同而进行不同数量的设置；前后墙上的分离式燃尽风喷口3的数量与某一层煤粉燃烧器21的数量相同，两侧墙上的分离式燃尽风喷口数量各布置2个。所述分离式燃尽风喷口3采用方形结构，所述分离式燃尽风喷口3的气流入口方向为直段结构31，所述分离式燃尽风喷口3的气流出口方向为偏斜段结构32，所述偏斜段结构32分为上部偏斜段321、中部偏斜段322和下部偏斜段323，所述上部偏斜段321和所述下部偏斜段323在顺时针方向上偏置20°-35°，所述中部偏斜段322在逆时针方向上偏置20°-35°，优选的，上部偏斜段321和下部偏斜段323在顺时针方向上偏置30°，中部偏斜段322在逆时针方向上偏置30°，所述多个分离式燃尽风喷口3为垂直摆动式燃尽风喷口，可以在运行中进行摆动，可以对汽温有一调整作用，用以调节再热汽温。所述多个煤粉燃烧器21的一次风为直流风；所述多个分离式燃尽风喷口3的燃尽风均为直流风，由于多个分离式燃尽风均为直流风，速度高、刚性足，穿透力强，因此可以直达炉膛中央位置，且因为分离式燃尽风喷口的偏置设计，使燃尽风可以覆盖整个炉膛截面，充分与未燃尽的物质混合，降低炉膛出口CO浓度，同时由于燃尽风从四面墙的补充混合，可以从风侧来降低炉膛出口烟温偏差。
本发明的燃尽风喷口结构通过设置多个分离式燃尽风喷口的气流出口方向为偏斜段结构，使燃尽风可以覆盖整个炉膛截面，充分与未燃尽的物质混合，降低炉膛出口CO浓度，同时由于燃尽风从四面墙的补充混合，燃尽风的设计可以对整个炉膛截面上的烟气量进行重新平衡，可以从风侧来降低炉膛出口烟温偏差，并且通过设置燃尽风喷口的燃尽风为直流风，速度高、刚性足，穿透力强，因此可以直达炉膛中央位置。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种燃尽风喷口结构，其特征在于：其包括:
锅炉本体；
主燃区燃烧器，其包括多个煤粉燃烧器，所述多个煤粉燃烧器均安装在所述锅炉本体前后墙上；
多个分离式燃尽风喷口，其安装在所述主燃区燃烧器的上方并布置在同一标高的四面墙上，前后墙的多个分离式燃尽风喷口与所述多个煤粉燃烧器上下一一对应设置，所述多个分离式燃尽风喷口均为方形结构，所述多个分离式燃尽风喷口的气流入口方向为直段结构，所述多个分离式燃尽风喷口的气流出口方向为偏斜段结构，所述偏斜段结构分为上部偏斜段、中部偏斜段和下部偏斜段，所述上部偏斜段和所述下部偏斜段在顺时针方向上偏置20°-35°，所述中部偏斜段在逆时针方向上偏置20°-35°。
2.根据权利要求1所述的燃尽风喷口结构，其特征在于，
所述多个煤粉燃烧器均为圆形的旋流煤粉燃烧器。
3.根据权利要求1所述的燃尽风喷口结构，其特征在于，
所述多个分离式燃尽风喷口为垂直摆动式燃尽风喷口。
4.根据权利要求1所述的燃尽风喷口结构，其特征在于，
所述多个煤粉燃烧器的一次风均为直流风；
所述多个分离式燃尽风喷口的燃尽风均为直流风。
5.根据权利要求1所述的燃尽风喷口结构，其特征在于，
优选地，所述上部偏斜段和所述下部偏斜段在顺时针方向上偏置30°，所述中部偏斜段在逆时针方向上偏置30°。
6.根据权利要求1所述的燃尽风喷口结构，其特征在于，
所述分离式燃尽风喷口的数量根据所述煤粉燃烧器的数量进行相应布置。
7.根据权利要求1所述的燃尽风喷口结构，其特征在于，
所述锅炉本体前后墙上均设置有三层煤粉燃烧器，每一层设置的所述煤粉燃烧器的数量根据锅炉容量的不同而进行不同数量的设置；
前后墙上的所述分离式燃尽风喷口的数量与某一层煤粉燃烧器的数量相同。
两侧墙上的所述分离式燃尽风喷口各布置两个。
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