[發明專利]一種高效低污染的W型火焰鍋爐燃盡風裝置及方法

有效

• 申請號: 201310619621.3
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103672867A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 韓海燕;劉鵬遠;阮炯明;袁偉;徐鵬志;王貴華
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院
• 主分類號: F23C7/02
• 分類號: F23C7/02;F23L9/02;F23L9/04;F23N3/00
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所 33209
• 代理人: 楊顯儉

技術領域

本發明涉及一種燃盡風裝置及方法，尤其是涉及一種高效低污染的W型火焰鍋爐燃盡風裝置及方法。

背景技術

W型火焰鍋爐在燃燒方面具有以下顯著的技術特點：①煤粉顆粒在爐內停留的時間長；②爐膛溫度水平高，改善著火環境，增強燃燒穩定性。輔以敷設衛燃帶等技術措施，有利于低揮發份燃料的著火、火焰的穩定及燃料的燃盡。然而，由于W型火焰鍋爐爐膛內較高的溫度水平，導致了較大的NOx生成量，而2014年7月1日開始執行的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223–2011)中，對于W型火焰鍋爐NO_x最高允許排放濃度為200mg/m³(折6%O₂)。

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：如發明專利《W型火焰鍋爐燃盡風裝置及方法》（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”）、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，并降低下爐膛主燃區的溫度水平，從而降低NOx。但是，上述兩個專利的燃盡風噴口采用的都是直流的結構形式，這種結構形式雖然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，但是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熱效率、增加電廠的煤耗、減少電廠的經濟收益。

又如發明專利《一種全混合W型火焰鍋爐燃盡風裝置》（中國專利號為ZL?200810064934.6、授權公告日為2010年6月23日、授權公告號為101324339B，下稱“文件三”）雖然同樣在上爐膛兩側壁上設置包含內層風道、外層風道、旋流葉片的燃盡風噴口。但噴口向下傾斜30度，會造成以下問題：（1）傾斜的噴口及其連接管道容積龐大，而燃盡風噴口所處位置也是風箱、剛性梁及校平裝置密集的區域，對燃盡風裝置的施工設計和安裝帶來困難；（2）燃盡風噴口向下傾斜，是燃盡風射流與主流煙氣的混合點位于下爐膛，影響下爐膛“W”型雙回流區的形成，不利于燃燒組織，且使爐內貧氧區范圍減少。另外，“文件三”提出的燃盡風占總風量的25%~30%，會嚴重影響鍋爐燃燒性能，主要體現在鍋爐的著火穩定性差，爐膛負壓波動大，易滅火，飛灰含碳量急劇升高，鍋爐燃燒效率下降等。另外，未涉及內直流外旋流燃盡風噴口旋轉方向組合的排布，未給出旋流器葉片角度，也未給出與燃盡風設備相關的風箱及管道的布置。

再如發明專利《在爐拱上布置有縫隙式燃盡風噴口的W型火焰鍋爐》（申請號為201310224328.7、申請日為2013年6月7日、公開號為CN103292318A，下稱“文件四”）提出在W型火焰鍋爐拱上翼墻上方布置縫隙式燃盡風裝置，但根據數值模擬結果，縫隙式的噴口出口射流動量衰減很快，對主流煙氣的穿透能力弱，且大容量的W火焰鍋爐尺寸較大，上爐膛前后墻之間的距離已很大，燃盡風噴口若布置在拱部由于要避開水冷壁彎管等結構相距更遠，射流難以對主流氣流形成封閉。且“文件四”未涉及翼墻燃盡風的風量。

綜上所述，現有大容量（600MW以上）W型火焰鍋爐燃盡風設備具有占據空間大、結構復雜、無法兼顧入射深度和橫向擴散能力、無法保證燃盡風與主流煙氣的充分混合的同時不影響主燃區燃燒的組織，造成施工設計和安裝不便、降低鍋爐熱效率、增加電廠煤耗等問題。

發明內容

本發明的目的在于解決現有大容量（600MW以上）W型火焰鍋爐燃盡風設備占據空間大、結構復雜、無法兼顧入射深度和橫向擴散能力、無法保證燃盡風與主流煙氣的充分混合的同時不影響主燃區燃燒的組織，造成施工設計和安裝不便、降低鍋爐熱效率、增加電廠煤耗等問題，而提供一種高效低污染的W型火焰鍋爐燃盡風裝置及方法。