[發明專利]一種對沖燃燒煤粉鍋爐爐內燃燒組織方法

有效

• 申請號: 201710727086.1
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107606601B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 由長福;裴建軍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F23C5/08
• 分類號: F23C5/08;F23C7/02
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

一種對沖燃燒煤粉鍋爐爐內燃燒組織方法，屬于鍋爐煤粉燃燒技術領域。該方法是將一部分燃燒所需的燃料通過側墻燃料噴口直接以射流的形式進入爐膛，使其與前后墻燃燒器所產生的熱煙氣混合并燃燒，其余燃料仍通過前后墻燃燒器進入并燃燒。側墻供入燃料推遲了部分燃料與二次風的混合，實現了燃料分級燃燒，從而進一步減小了NOx生成量；同時在側墻附近的燃料燃燒可實現鍋爐燃燒區燃料水平分布的均勻化，減輕原有燃燒組織所帶來的頂部水平煙道入口飛灰分布不均勻所導致的積灰問題，有利于實現機組的穩定運行。本發明設計簡單，便于燃燒組織調整，綜合運行成本低。

技術領域

本發明涉及對沖燃燒煤粉鍋爐爐內燃燒組織方法，屬于鍋爐煤粉燃燒技術領域。

背景技術

在我國，目前300MW及以下等級的機組正逐步被大機組所替換，因此，600MW及其以上等級的超臨界和超超臨界機組在燃煤火電機組中所占的比例一直在增大。其中，大部分機組的鍋爐采用的是前后墻對沖燃燒方式。

但近年來，隨著對燃煤發電鍋爐污染物排放的環保要求日益嚴格，絕大部分發電機組采用低氮燃燒技術和低氮燃燒設備，以滿足環保要求。其中，低氮燃燒技術主要是空氣分級燃燒技術，即主燃區實行富燃料燃燒，降低NOx生成；燃盡區為富氧燃燒，保證爐膛高度方向的煤粉在后期能夠燃盡；主燃區和燃盡區之間為還原區，為NOx還原反應提供足夠的時間，從而實現低NOx排放。而低氮燃燒設備主要是低氮燃燒器，其中對沖煤粉燃燒鍋爐中最常見的是旋流煤粉燃燒器，即在爐膛的水平截面上，一、二次煤粉氣流通過旋轉葉片形成旋轉射流進入爐膛，一次風形成內回流區，卷吸高溫煙氣，率先著火，火焰向外回流區傳播。與此同時，二次風形成外回流區，為煤粉燃燒提供氧量。該技術實現了燃燒器出口分級燃燒的效果，降低了燃燒器區域的NOx生成，對煤粉穩燃也有很好效果。

但目前已有研究都只是關注煤粉燃燒器射流出口附近的著火和燃燒初期的射流燃燒組織(如設置噴口周界風，貼壁風等)，以及關注爐膛高度方向上的煤粉燃燒的后期燃燒組織(如前后墻增加側燃盡風)，設計復雜，不易于控制，也不能有效解決鍋爐側墻水冷壁高溫腐蝕的問題。因此，很有必要對水平方向的燃燒組織方法進行優化，并尋求一種簡單高效的燃燒方式來實現煤粉鍋爐清潔穩定地運行。

發明內容

本發明的目的是提出一種對沖燃燒煤粉鍋爐爐內燃燒組織方法，使其在原有低氮燃燒技術的基礎上進一步降低氮氧化物的排放；同時解決水平煙道底部積灰問題，提高鍋爐頂部水平煙道入口處飛灰的均勻分布程度，減輕積灰所帶來的鍋爐運行穩定性問題。

本發明的技術方案如下：

一種對沖燃燒煤粉鍋爐爐內燃燒組織方法，該方法在鍋爐主燃區設置前后墻旋流煤粉燃燒器，在燃盡區設置分離型燃盡風噴嘴，實現主燃區為富燃料燃燒，燃盡區為富氧燃燒，其特征在于，所述方法是在煤粉鍋爐爐膛的主燃區左右兩側的側墻上增設側墻燃料噴口，燃燒所需的部分燃料通過側墻燃料噴口以射流形式直接噴入爐膛，與所述前后墻旋流煤粉燃燒器所產生的熱煙氣混合并燃燒，其余燃料仍通過前后墻旋流煤粉燃燒器進入爐膛并燃燒。

所述的一種對沖燃燒煤粉鍋爐爐內燃燒組織方法，其特征在于：在相同時間內從側墻燃料噴口加入的燃料總發熱量最高為鍋爐燃料總發熱量的30％。

所述的一種對沖燃燒煤粉鍋爐爐內燃燒組織方法，其特征在于：側墻燃料噴口噴入的燃料為煤、生物質、煤熱解產物、生物質熱解產物、天然氣、液化石油氣或高爐煤氣中的一種或幾種組合。

的一種對沖燃燒煤粉鍋爐爐內燃燒組織方法，其特征在于：所述側墻燃料噴口在鍋爐爐膛左右兩側側墻上對稱布置。

所述的一種對沖燃燒煤粉鍋爐爐內燃燒組織方法，其特征在于：在每個側墻燃料噴口的入口處設有用于調節側墻燃料噴口射流出口速度和風量大小的調節裝置。