[發明專利]立式煤粉鍋爐

有效

• 申請號: 201710425370.3
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN109000219B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 呂清剛;朱建國;高鳴;歐陽子區;滿承波;劉敬樟
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F23C7/00
• 分類號: F23C7/00;F23C10/00;F23C10/20;F23L9/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 楊飛

本發明公開一種煤粉鍋爐，包括：爐膛，所述爐膛包括位于其四周的側壁，位于側壁下方的爐膛底部，由側壁和爐膛底部包圍形成的爐膛內腔；至少一個煤粉燃燒器，其包括主體和從主體延伸的燃燒器出口管，燃燒器出口管延伸到爐膛內腔的下部空間中且適于向爐膛內腔中通入一次風和煤粉的混合物；和二次風布風裝置，所述二次風布風裝置設置于爐膛底部以占據爐膛底部的整個橫截面積且適于向爐膛內腔中通入二次風。一次風和煤粉的混合物與二次風摻混以在爐膛內腔中形成呈平推流整體向上流動的風粉混合物。

技術領域

本發明涉及鍋爐領域，特別是涉及一種立式煤粉鍋爐。

背景技術

我國以煤炭為主體能源的結構在未來很長時間內難以變化，中國每年燃用的煤炭量達到15億噸，其中8億噸煤炭用于燃煤火力發電，7億噸煤炭用于燃煤工業鍋爐。隨著燃煤鍋爐大氣污染物排放標準的提高，煤的高效潔凈燃燒技術是未來發展的必然要求。

此外，傳統燃燒方式中，爐膛內一次風、二次風噴射速度與爐膛斷面平均速度差異較大，爐膛內存在較大的回流區，回流區可卷吸高溫煙氣，預熱煤粉，但回流區的控制較為復雜，回流區內容易發生煤粉顆粒團聚，若爐內流場組織不佳，則爐膛結渣傾向大，影響鍋爐的安全平穩運行。

傳統的燃燒方式包括使用直流燃燒器的切圓燃燒和使用旋流燃燒器的旋流燃燒。在傳統的燃燒方式中，一次風攜帶煤粉以20-30m/s速度噴入爐膛，二次風包圍一次風以30-40m/s速度噴入爐膛，形成風包粉的燃燒方式。煤粉在特定區域集中燃燒，局部燃燒溫度高，導致煤粉燃燒的NOx原始排放值高。對于燃用無煙煤的煤粉鍋爐，NOx原始排放值超過800mg/m3；對于燃用煙煤的鍋爐，NOx原始排放值一般超過400mg/m3，二者均大大超過相關排放標準。

此外，傳統燃燒方式中，爐膛內腔一次風、二次風噴射速度與爐膛橫截面上的氣流平均速度差異較大，爐膛內腔存在較大的回流區，回流區可卷吸高溫煙氣，預熱煤粉，但回流區的控制較為復雜，回流區內容易發生煤粉顆粒團聚，若爐內流場組織不佳，則爐膛結渣傾向大，影響鍋爐的安全平穩運行。

此外，在煤粉的切圓燃燒方式或旋流燃燒方式中，因煤粉集中燃燒和釋放熱量，煤粉燃燒溫度超過了灰熔點，煤粉燃燒還易形成結渣，部分渣粘結在爐膛水冷壁上，影響鍋爐的傳熱性能。在鍋爐的工作期間，需要將部分渣從爐膛底部排出，因此降低了鍋爐效率。

發明內容

為了克服上述現有技術缺陷的至少一個方面，本發明提出一種立式煤粉鍋爐，該立式煤粉鍋爐能夠實現煤粉的均勻且高效燃燒、低氮氧化物排放，并且避免了煤粉顆粒在爐膛內腔積聚。

根據本發明的一個方面，提供一種煤粉鍋爐，包括：

爐膛，所述爐膛包括位于其四周的側壁，位于側壁下方的爐膛底部，由側壁和爐膛底部包圍形成的爐膛內腔；

至少一個煤粉燃燒器，其包括主體和從主體延伸的燃燒器出口管，燃燒器出口管延伸到爐膛內腔的下部空間中且適于向爐膛內腔中通入一次風和煤粉的混合物；和

二次風布風裝置，所述二次風布風裝置設置于爐膛底部以占據爐膛底部的整個橫截面積且適于向爐膛內腔中通入二次風，

其中，一次風和煤粉的混合物與二次風摻混以在爐膛內腔中形成呈平推流整體向上流動的風粉混合物。

根據本發明的一個示例性實施例，爐膛內腔的下部空間位于二次風布風裝置之上且靠近二次風布風裝置，且其高度為爐膛的從爐膛頂部至爐膛底部的總高度的20％至40％。

根據本發明的另一個示例性實施例，所述至少一個煤粉燃燒器的主體設置在二次風布風裝置的下方，從而所述燃燒器出口管向上延伸穿過二次風布風裝置而進入到爐膛內腔的下部空間中。