[發明專利]一種在前后墻對沖燃燒鍋爐中的燃盡風布置方式

有效

• 申請號: 201210390169.3
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN102913898A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 但家瑜
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司
• 主分類號: F23C7/02
• 分類號: F23C7/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐宏;吳彥峰

技術領域

本發明涉及一種燃盡風布置方式，尤其涉及一種在前后墻對沖燃燒鍋爐中采用雙切圓送入方式的燃盡風布置方式，屬于電站鍋爐低氮燃燒技術領域。

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背景技術

目前，大型煤粉燃燒鍋爐中主要采用的燃燒方式有四角切圓燃燒方式和前后墻對沖燃燒方式。

在四角切圓燃燒方式中，從布置于爐膛四角的直流式燃燒器噴出的氣流（燃料和配風）軸線與爐膛中心的一個或多個假想圓相切，燃燒形成的火焰和產生的煙氣在爐膛中旋轉上升，在爐膛斷面上四角火焰相互作用形成一個大的“火球”。這種燃燒方式具有爐內整體組織配風、火焰相互支持的特點，并且還具備氣體混合強烈、煙氣行程較長的優點，這種燃燒型式的爐膛斷面近似正方形。

在前后墻對沖燃燒方式中，圓形旋流燃燒器布置在爐膛前墻和后墻水冷壁上，前后墻上數量對等的燃燒器中各有一只燃燒器位于同一軸線上，每個燃燒器單獨組織配風、火焰相對獨立；同一面墻上的各股火焰之間互不干擾，前后墻上同一軸線上的兩個燃燒器的火焰尾部在爐膛中部對沖后折向向上流動。這種燃燒方式具有爐膛斷面上熱負荷分布較為均勻的優點，但是，在同樣的爐膛燃盡高度下與四角切圓燃燒方式相比較，該前后墻對沖燃燒方式的爐內煙氣后期混合較差、煙氣行程相對較短，若燃燒用空氣不能及時給入并與燃料充分混合，則會延遲燃料的燃燒過程并影響爐膛吸熱，這種燃燒型式的爐膛斷面為長方形，且長寬比較大。

燃燒型式與燃料、鍋爐型式和其他很多因素相關，在設計初期確定，鍋爐建成運行后難以再對其燃燒型式進行根本上的改變。

煤炭的燃燒會產生大量的氮氧化物氣體，氮氧化物的排放會造成大氣環境的嚴重污染；目前，已有的控制常規燃煤電站鍋爐NO_X排放的措施主要分為低NO_X燃燒技術和煙氣凈化技術；其中，低NO_X燃燒技術投資、運行費用少，可降低NOx排放濃度40％～60％；而煙氣凈化技術脫硝效率高，但初投資和運行費用高。鍋爐NO_X生成量的減少會顯著降低尾部脫銷裝置的投資和運行成本，因此控制燃煤鍋爐NOx排放量都要首先采用NO_X燃燒技術或進行低NOx燃燒改造。

為滿足日益嚴格的環保要求，許多早期投運的鍋爐均有低氮燃燒的改造要求，這些鍋爐主要為亞臨界四角切圓燃燒鍋爐、亞臨界前后墻對沖燃燒鍋爐和亞臨界“W”型火焰燃燒鍋爐；為降低早期鍋爐的NOx排放量，在原燃燒器上方增設燃盡風已成為普遍采用的有效手段和重要手段。目前，四角切圓燃燒方式的鍋爐新增燃盡風仍然采用切圓送入的方式，前后墻對沖燃燒方式鍋爐新增燃盡風仍采用前后墻對沖送入的方式。

在原燃燒器上方增設燃盡風后，下部主燃區供風量減少，即燃燒所需的空氣延遲供給，造成煤粉著火和燃盡延遲。對于改造工程，由于爐膛高度和原燃燒器布置位置不變，而燃料的燃盡空間，即對應新增燃盡風到爐膛出口的距離還會減少，在上述兩個因素的共同作用下，低氮燃燒改造會造成爐膛出口煙溫、鍋爐減溫水量及飛灰含碳量的增加和屏式受熱面管壁超溫，當這些變化較大時將對改造后鍋爐運行的安全性和經濟性產生影響。四角切圓燃燒鍋爐由于煙氣后期混合強烈、煙氣行程相對較長，因此這些變化在低氮燃燒改造后并不明顯；但對于前后墻對沖燃燒鍋爐，由于煙氣后期混合較差、煙氣行程相對較短，這些變化在新增燃盡風采用前后墻對沖送入方式的低氮燃燒改造后顯得特別突出，并已成為這種類型鍋爐低氮燃燒改造較大的技術障礙。

雖然業界對亞臨界前后墻對沖燃燒鍋爐通過增設燃盡風來降低鍋爐NOx排放量的同時能減少鍋爐減溫水量和飛灰含碳量的增加已經做過大量的研究和許多嘗試，但所采取的手段均局限于原燃燒器的局部結構和局部配風上，但這些嘗試收效甚微，即便能降低飛灰含碳量和鍋爐減溫水量也是以犧牲NOx排放為代價。

因此，目前還沒有一種有效的方式出現，能夠有效解決目前存在的技術難題。

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發明內容

本發明的目的在于：提出一種在前后墻對沖燃燒鍋爐中采用雙切橢圓送入方式的燃盡風布置型式，專門針對前后墻對沖燃燒鍋爐長方形爐膛的低氮燃燒改造而設，解決早期亞臨界前后墻對沖燃燒鍋爐的低氮燃燒改造過程中，采用前后墻對沖送入燃盡風的方式，由于其煙氣后期混合較差、煙氣行程相對較短，造成低氮燃燒改造后爐膛出口煙溫、鍋爐減溫水量及飛灰含碳量增加以及屏式受熱面管壁超溫，對改造后鍋爐運行安全性和經濟性產生不利影響的技術問題。

本發明目的通過下述技術方案來實現：一種在前后墻對沖燃燒鍋爐中的燃盡風布置方式，鍋爐燃燒方式為前后墻對沖燃燒型式，燃盡風采用切圓方式送入。