[實用新型]三次風(fēng)低氮燃燒布置結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120255512.4
• 申請日: 2011-07-19
• 公開（公告）號: CN202253604U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐鵬程;馮旭明;蘭萬剛;陳楓
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢華是能源環(huán)境工程有限公司
• 主分類號: F23C7/00
• 分類號: F23C7/00
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種火力發(fā)電領(lǐng)域的中間貯倉式熱風(fēng)送粉制粉系統(tǒng)，具體的說是一種爐膛內(nèi)上部再燃區(qū)的三次風(fēng)低氮燃燒布置結(jié)構(gòu)。?

背景技術(shù)

我國已頒布相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，更加嚴(yán)厲的要求火電廠采取措施控制NOx排放，為了在燃燒過程中減少爐膛出口NOx的排放，根據(jù)燃料分級和空氣分級理論，燃料分級是將整個爐膛燃燒區(qū)劃分為主燃區(qū)、再燃區(qū)和燃盡區(qū)，空氣分級是把爐膛燃燒區(qū)分為主燃區(qū)和燃盡區(qū)的燃燒方式。參照圖2，現(xiàn)役燃煤火電廠采用中間貯倉式熱風(fēng)送粉制粉系統(tǒng)的噴嘴，其三次風(fēng)噴嘴(一層或兩層)是集中布置在主燃區(qū)的上層區(qū)域，磨煤機(jī)的投停會使?fàn)t膛出口煙氣中NOx的濃度波動范圍較大，爐膛出口煙溫異常，而且飛灰含碳量增加，分析其原因，主要是：在保持入爐總空氣量不變的前提下，三次風(fēng)的投入會分流部分其下部主燃燒區(qū)的空氣量(三次風(fēng)率即為分流的空氣份額)，雖然有利于下部主燃區(qū)中煤粉欠氧燃燒抑制NOx的生成，但是隨著三次風(fēng)的投入特別是在一爐兩磨運行的時候，由于15％～22％的三次風(fēng)率投入主燃區(qū)上層區(qū)域，導(dǎo)致主燃區(qū)中下部區(qū)域的二次風(fēng)風(fēng)量減小，主燃區(qū)的煤粉空氣量不足，大部分煤粉只能在鍋爐上部區(qū)域燃燒，導(dǎo)致火焰中心上移，飛灰可燃物增加，燃燒效率降低；同時大量的溫度較低三次風(fēng)在上部主燃區(qū)上部投入，特別是一爐兩磨運行時，疊加在一起的低溫三次風(fēng)射流會稀釋下部一次風(fēng)中煤粉燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓瑴p緩煤粉中焦炭燃燒速度，也使得火焰中心上移，飛灰可燃物增加。三次風(fēng)停止時，在爐膛出口氧量不變的條件下，主燃燒區(qū)的二次風(fēng)風(fēng)量瞬間增加，偏離最佳的燃料空氣當(dāng)量比，NOx的含量勢必增加，從而NOx波動范圍?變大。?

而且，采用此種制粉系統(tǒng)三次風(fēng)的投入時，即三次風(fēng)率為15％～22％的空氣攜帶最多15％左右的細(xì)煤粉噴入爐內(nèi)燃燒，此區(qū)域過量空氣系數(shù)達(dá)2.5～3.5m³/m³之多，在如此大的過量空氣系數(shù)燃燒氣氛，三次風(fēng)在這種氧化性氣氛下燃燒會產(chǎn)生NOx，主燃區(qū)的產(chǎn)生的NOx在此區(qū)域不可能被還原，這就額外地增加了NOx的排放。?

綜上所述，由于現(xiàn)有三次風(fēng)低氮燃燒布置結(jié)構(gòu)在三次風(fēng)投入時，三次風(fēng)射流疊加效果會使?fàn)t內(nèi)煤粉燃燒狀況受到不利影響，火焰中心上移，爐膛出口煙溫增加，飛灰含碳量增加；三次風(fēng)投停時會導(dǎo)致NOx的波動范圍變大、爐膛出口煙溫異常波動，飛灰含碳量增加。因此，對于設(shè)計有三次風(fēng)噴嘴的煤粉鍋爐，為了解決燃燒環(huán)節(jié)降低NOx排放波動范圍大及飛灰可燃物增加的問題，就需對現(xiàn)有三次風(fēng)噴嘴的布置結(jié)構(gòu)及其相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造設(shè)計。?

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、在三次風(fēng)投入時具有使燃料再燃分級作用，在三次風(fēng)停止時具有空氣分級作用的三次風(fēng)低氮燃燒布置結(jié)構(gòu)。?

技術(shù)方案包括位于爐膛的上部主燃區(qū)中段的至少一層一次風(fēng)噴嘴和至少一層二次風(fēng)噴嘴，所述主燃區(qū)上段設(shè)有一層上三次風(fēng)噴嘴，所述上三次風(fēng)噴嘴的入口管分別與設(shè)有關(guān)斷風(fēng)門的二次風(fēng)管和設(shè)有插板門的三次風(fēng)管連通，所述二次風(fēng)管與二次風(fēng)箱連通，所述三次風(fēng)管與排粉風(fēng)機(jī)連通。?

所述主燃區(qū)下段還設(shè)有一層下三次風(fēng)噴嘴，所述下三次風(fēng)噴嘴的入口管也分別與所述二次風(fēng)管及三次風(fēng)管連通。?

所述上三次風(fēng)噴嘴及下三次風(fēng)噴嘴之間的間距為1.5～4米。?

所述三次風(fēng)噴嘴包括前段的入口管、中段的文丘里管及后段的噴?口管，所述噴口管內(nèi)同軸心線設(shè)有濃粉收集管，所述濃粉收集管出口端設(shè)有中心鈍體。?

所述文丘里管由同軸心線設(shè)在入口管后段內(nèi)的一級文丘里喉管及與入口管后端連接的二級文丘里喉管構(gòu)成。?

所述濃粉收集管外的噴口管出口內(nèi)壁設(shè)有穩(wěn)焰齒。?

有益效果：?

(1)通過改進(jìn)的三次風(fēng)管路系統(tǒng)，可以在磨煤機(jī)停止使三次風(fēng)停投時，通過轉(zhuǎn)換通入二次風(fēng)箱內(nèi)的二次風(fēng)達(dá)到空氣分級作用。?

(2)將原有的集中布置在主燃區(qū)上部的三次風(fēng)噴嘴改為分散布置在上部主燃區(qū)的上層和下層，避免集中布置的低溫三次風(fēng)噴入上部主燃區(qū)時產(chǎn)生的爐膛出口煙溫異常、飛灰含碳量增加的問題。?

(3)通過設(shè)計的三次風(fēng)噴嘴結(jié)構(gòu)，使噴嘴內(nèi)的煤粉實現(xiàn)濃淡分離，進(jìn)一步減少NOx的生成，提高燃燒效率。?

(4)本實用新型在現(xiàn)有低氮氧化物燃燒器基礎(chǔ)上能實現(xiàn)降低爐膛出口NOx值10％～20％左右，同時，在各種工況下，解決三次風(fēng)投停NOx排放波動范圍大，降低飛灰含碳量，提高燃燒效率，增加鍋爐效率，提升整體性能。?

附圖說明

圖1為三次風(fēng)爐前管路系統(tǒng)示意圖。?