[發(fā)明專利]拱上單級引射分級燃燒的方法及實現(xiàn)該方法的W火焰鍋爐有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201010149622.2 | 申請日： | 2010-04-19 |
| 公開（公告）號： | CN101832548A | 公開（公告）日： | 2010-09-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李爭起;陳智超;況敏;朱群益;曾令艷;劉春龍;楊連杰;吳遠剛;胡志勇;張佳;徐善田;申珊平;楊志強 | 申請（專利權(quán)）人： | 哈爾濱工業(yè)大學 |
| 主分類號： | F23C5/08 | 分類號： | F23C5/08;F23L9/00;F23M5/06 |
| 代理公司： | 哈爾濱市松花江專利商標事務(wù)所 23109 | 代理人： | 朱永林 |
| 地址： | 150001 黑龍*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 拱上單級引射 分級 燃燒 方法 實現(xiàn) 火焰 鍋爐 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種分級燃燒的方法及W火焰鍋爐，屬于W火焰鍋爐燃燒技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
W火焰燃燒鍋爐是一種專門為燃用無煙煤、貧煤而設(shè)計的鍋爐，為滿足這種難燃煤著火和穩(wěn)燃的需要，爐內(nèi)必須保持較高的溫度水平，導致NOx排放水平明顯偏高。W火焰鍋爐通常具有如下技術(shù)特點：拱上布置濃煤粉氣流、淡煤粉氣流和二次風，拱下前墻和后墻水冷壁上布置拱下二次風；采用濃淡燃燒，濃煤粉氣流中煤粉濃度較高，其煤粉含量約占總煤粉量的85％，淡煤粉氣流煤粉濃度較低，其煤粉含量約占總煤粉量的15％；濃煤粉氣流在拱上靠近前墻和后墻水冷壁布置，在其兩側(cè)相間布置的高速二次風的攜帶下能深入下爐膛而具有長火焰行程，淡煤粉氣流在靠爐膛中心側(cè)依靠自身動量下傾噴入爐膛中心區(qū)域，拱下二次風從下爐膛前墻和后墻水冷壁下部水平噴入爐內(nèi)而實現(xiàn)分級燃燒。然而，這種W火焰鍋爐運行中普遍存在以下問題：NOx排放量高達1600～1800mg/m3、飛灰可燃物含量高、下爐膛前墻和后墻水冷壁結(jié)渣嚴重、煤粉氣流著火晚且火焰穩(wěn)定性較差。
上述W火焰鍋爐常見的截面流場和拱上燃燒器噴口布置方式如圖4、圖5所示。(圖4中各股噴入爐內(nèi)氣流的速度方向均采用箭頭標出)，從結(jié)構(gòu)上對以上所述三方面問題進行分析，NOx排放量高的原因在于：①濃煤粉氣流噴口9和二次風噴口10呈相間密集布置，風速遠高于濃煤粉氣流的二次風離開噴口后即混入濃煤粉氣流中，使?jié)饷悍蹥饬魉俣妊杆偕卟⒆罱K達到與二次風風速相等而整體下行，這就使得鍋爐運行時濃煤粉氣流長期處于富氧燃燒狀態(tài)，從而生成了大量NOx；②淡煤粉氣流靠近爐膛中心噴入，由于淡煤粉氣流動量小，在受到拱下回流區(qū)13內(nèi)的高溫回流煙氣的擠壓而偏轉(zhuǎn)向濃煤粉氣流側(cè)并與濃煤粉氣流混合，在根本上失去了原設(shè)想采用濃淡燃燒以降低NOx生成的效果(說明：組織濃淡燃燒時將濃煤粉氣流粉濃縮成煤粉含量高、空氣量低的一股氣流，使?jié)饷悍蹥饬髟缙谠谪氀鯒l件下燃燒，從而在一定程度上限制NOx生成)。
飛灰可燃物含量高，其主要原因在于拱下二次風水平吹入，對下爐膛內(nèi)下行的濃煤粉氣流有攔截作用，使?jié)饷悍蹥饬髟谙聽t膛內(nèi)下射深度(即從濃煤粉氣流噴口的出口中心處到下行氣流開始上行的拐點A處的垂直距離L1，以下均簡稱“下射深度”)較小，因而煤粉顆粒在下爐膛內(nèi)行程短而縮短了停留時間。此外，煤粉著火晚且火焰穩(wěn)定性差也是引起飛灰可燃物含量高的一個因素，從燃燒器布置結(jié)構(gòu)上分析：①濃煤粉氣流噴口9靠近下爐膛前墻和后墻水冷壁布置而遠離爐膛中心，而距離爐膛中心越遠，煙氣溫度越低，因而加熱濃煤粉氣流的煙氣溫度相對較低，對著火不利；②濃煤粉氣流噴口9呈狹長型，這使得爐膛中心高溫煙氣加熱濃煤粉氣流時濃煤粉氣流的受熱面小，從而影響煤粉氣流的著火和火焰穩(wěn)定性；③濃煤粉氣流噴口9上沿沒有與二次風噴口10上沿平齊，濃煤粉氣流噴口9上沿與兩側(cè)突出的部分二次噴口之間區(qū)域無其它氣流，這使得濃煤粉氣流噴口9兩側(cè)突出的部分二次風極易向此區(qū)域擴散，從而在濃煤粉氣流5與靠近爐膛中心側(cè)的高溫煙氣之間形成一道風膜，阻斷了靠近爐膛中心側(cè)的高溫煙氣與濃煤粉氣流5混合，從而引起著火延遲、燃燒不穩(wěn)定；④淡煤粉氣流7靠近爐膛中心噴入靠近爐膛中心區(qū)域，一方面阻礙靠近爐膛中心側(cè)的高溫煙氣與濃煤粉氣流5混合，另一方面低溫的淡煤粉氣流7降低了靠近爐膛中心側(cè)的高溫煙氣的溫度，因而對著火和穩(wěn)燃不利。
下爐膛前墻和后墻水冷壁結(jié)渣嚴重是因為：①濃煤粉氣流5靠近下爐膛前墻和后墻水冷壁側(cè)噴入，且濃煤粉氣流噴口9與前墻或后墻水冷壁之間空隙處無其它氣流，二次風攜帶濃煤粉氣流5下沖過程中易向前墻和后墻水冷壁擴散而沖刷水冷壁，從而導致結(jié)渣；②濃煤粉氣流5在下行過程中隨著溫度升高而體積膨脹，且同時受爐膛中心區(qū)域高溫煙氣膨脹而施加的橫向推力作用，因而濃煤粉氣流5易向兩側(cè)的前墻和后墻水冷壁擴張而沖刷前墻和后墻水冷壁而引起結(jié)渣。
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