[發明專利]一種全混合W型火焰鍋爐燃盡風裝置

有效

• 申請號: 200810064934.6
• 申請日: 2008-07-16
• 公開（公告）號: CN101324339A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 李爭起;任楓;陳智超;陳曌;劉輝;秦明;陳力哲;邱朋華;高繼慧;孫紹增;吳少華
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F23L9/02
• 分類號: F23L9/02;F23L9/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 劉同恩

技術領域

本發明涉及一種鍋爐的燃盡風裝置。

背景技術

W型火焰燃燒鍋爐是一種專門為燃用無煙煤、貧煤而設計的鍋爐。它主要通過延長煤粉在爐內的停留時間來促進煤粉的燃盡。但為了燃燒低揮發分煤種的需要，爐內必須保持較高的溫度水平，從而導致了較大的NO_X生成量。根據2004年1月1日開始實施的《火電廠大氣污染排放標準》(GB13223-2003)規定，對于燃用V_daf＜10％煤種的火力發電鍋爐，氮氧化物最高允許排放濃度為1100mg/m³。在W型火焰鍋爐爐膛上部加裝燃盡風裝置是其中一種降低鍋爐NOx排放水平的方法，國內已有部分研究。發明專利《一種W型火焰鍋爐燃盡風裝置》(中國專利號為ZL?200410060622.X、授權公告日為2007年1月17日、授權公告號為CN1295460C，下稱“文件一”)和實用新型專利《一種低NOx煤粉燃燒的W型火焰爐》(中國專利號為ZL?200620020919.8、授權公告日為2007年5月30日、授權公告號為CN2906360Y，下稱“文件二”)均提出，在W型火焰鍋爐上增加燃盡風裝置，能減少下爐膛的氧量，使之處于還原性氣氛，并降低下爐膛主燃燒區的溫度水平，從而降低NO_x。但上述兩個專利的燃盡風噴口采用的都是直流的結構形式，這種結構形式雖能使燃盡風射流具有較強的動量，沿爐膛深度方向入射較深，但射流的橫向擴散能力較弱，無法與相鄰射流之間的煙氣和煤粉混合，造成這部分煤粉的燃盡度變差，飛灰含碳量偏高。灰含碳量偏高將降低鍋爐的熱效率、增加電廠的煤耗、減少電廠的經濟收益。另外，后者提出的燃盡風射流為水平進入爐膛，射流與下爐膛上升的煤粉顆粒混合點偏高，靠近爐膛出口，會導致煤粉顆粒與燃盡風反應時間偏短，不利于飛灰燃盡。而前者雖然將二次風下傾一定角度，但角度范圍過于寬泛，并未給出最佳角度，不利于實際操作。此外，前者提出的燃盡風風率僅為10％，試驗表明，在10％的風率下，無論噴口采用何種結構形式，燃盡風射流都無法射入到爐膛中部，與爐膛中部的煙氣和煤粉顆粒混合。這些也都會提高飛灰含碳量。并且，10％的OFA風率對NO_x排放的降低程度相當有限，僅為12％左右。

發明內容

本發明的目的是為解決現有W型火焰鍋爐燃盡風噴口采用的都是直流的結構形式，其射流的橫向擴散能力較弱，無法與相鄰射流之間的煙氣和煤粉混合，造成這部分煤粉的燃盡度變差，飛灰含碳量偏高。灰含碳量偏高將降低鍋爐的熱效率、增加電廠的煤耗、減少電廠的經濟收益。另外，燃盡風射流為水平進入爐膛，射流與下爐膛上升的煤粉顆粒混合點偏高，靠近爐膛出口，會導致煤粉顆粒與燃盡風反應時間偏短，不利于飛灰燃盡的問題，提供一種全混合W型火焰鍋爐燃盡風裝置。本發明包含旋流葉片、內層風道和外層風道，上爐膛的兩側壁上設置有燃盡風噴口，外層風道的一端固定在燃盡風噴口處的上爐膛的外側壁上，內層風道固定在外層風道內(內層風道和外層風道的橫截面為同心圓)，所述內層風道朝向上爐膛內的一側為內層噴口，所述外層風道朝向上爐膛內的一側為外層環形噴口，所述旋流葉片設置在上爐膛一側的內層風道和外層風道之間，燃盡風量占入爐總風量的25％～30％。

本發明內層風道為中空管，內部沒有安裝其他裝置，其燃盡風量占入爐總風量的10％～30％。

本發明的優點在于：W型火焰鍋爐的燃盡風進入燃盡風道后被分為兩股，其中一股進入內層風道，然后經由內層噴口噴入爐膛。這股風的射流剛性較強，具有較大的動量，能保證射流入射到上爐膛內的中部；另一股風進入外層風道，射流在通過外層環形噴口時，經由旋流葉片的導向作用，具有較大的旋轉強度，因而在進入上爐膛后橫向擴散能力較強，能與相鄰兩股燃盡風射流之間的煙氣混合。如此，在這種外旋流內直流燃盡風噴口作用下，燃盡風能與從下爐膛中上行的煙氣充分混合。

本發明通過將現有的直流燃盡風裝置改為了全混合燃盡風裝置，使得氣流擴散角度增大，爐膛內的射流充滿度增加(此處將燃盡風射流所擴散到的面積和爐膛橫截面的比值定義為射流充滿度)，有利于氣流和煤粉的混合，增加了煤粉的燃盡度，降低了飛灰含碳量，有廣泛的應用價值。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖，圖2是圖1的A-A剖視圖，圖3為燃盡風率為10％時的裝置結構示意圖，圖4為燃盡風噴口為直流結構時的裝置結構示意圖，圖5為全混合燃盡風噴口4的結構示意圖。圖中的附圖標記7為100％射入深度，13為30％射入深度。

具體實施方式