[發(fā)明專利]一種側(cè)墻布置拱部燃燒器的對(duì)稱燃燒W型火焰鍋爐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710896667.8
• 申請(qǐng)日: 2017-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107781804B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 況敏;王金鑫;吳海茜;胡雪慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號(hào): F23C3/00
• 分類號(hào): F23C3/00;F23C5/08
• 代理公司: 寧波浙成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33268
• 代理人: 王明超;洪松

本發(fā)明公開(kāi)了一種側(cè)墻布置拱部燃燒器的對(duì)稱燃燒W型火焰鍋爐，在上下?tīng)t膛交匯處于左右墻側(cè)設(shè)置左右拱并布置拱部燃燒器，分級(jí)風(fēng)噴口設(shè)置在左右墻下部并與拱部燃燒器相對(duì)應(yīng)，上爐膛后墻側(cè)設(shè)置高深度折焰角。顯然，左右拱側(cè)下射煤粉氣流所處爐膛縱剖面與爐膛出口煙氣流向垂直且到爐膛出口距離相等，爐膛出口導(dǎo)向作用對(duì)稱作用在左右拱側(cè)下行煤粉氣流上，消除了現(xiàn)有技術(shù)中“因前后墻側(cè)上行煙氣流到爐膛出口距離不等而起作用的上爐膛不對(duì)稱結(jié)構(gòu)效應(yīng)”這一流場(chǎng)偏斜形成的誘因，營(yíng)造了沿爐寬方向爐膛縱剖面上形成對(duì)稱W型火焰的條件；高深度折焰角能有效壓制上爐膛煙氣流的后傾行為，確保對(duì)稱W型火焰的煙氣流在上行過(guò)程中不傾向后墻側(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種W型火焰鍋爐，具體涉及一種側(cè)墻布置拱部燃燒器的對(duì)稱燃燒W型火焰鍋爐，屬于W型火焰鍋爐燃燒技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

低揮發(fā)分煤反應(yīng)活性較差，需較高著火溫度、較好穩(wěn)燃條件和長(zhǎng)燃盡時(shí)間。為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模燃用低揮發(fā)分煤，歐美工業(yè)強(qiáng)國(guó)于20世紀(jì)60年代開(kāi)發(fā)了W型火焰鍋爐。這種鍋爐具有獨(dú)特的雙拱形爐膛結(jié)構(gòu)，即在上下?tīng)t膛交匯處于前后墻側(cè)設(shè)置兩個(gè)爐拱(稱為前后拱)以布置煤粉燃燒器，經(jīng)拱部燃燒器下射噴入爐內(nèi)的煤粉氣流在下射一定深度后折轉(zhuǎn)上行交匯于爐膛中心，兩個(gè)對(duì)稱的L型火焰于是合并成W型火焰，故稱為W型火焰鍋爐。鑒于我國(guó)能源政策鼓勵(lì)電站鍋爐燃用低揮發(fā)分煤， W型火焰鍋爐近20年來(lái)在我國(guó)得以較大規(guī)模引進(jìn)。但從現(xiàn)有運(yùn)行業(yè)績(jī)來(lái)看，多數(shù)W型火焰鍋爐偏離了其構(gòu)建對(duì)稱W型火焰的設(shè)計(jì)理念，呈現(xiàn)出明顯的不對(duì)稱燃燒特征，采用風(fēng)、煤粉調(diào)平等常規(guī)手段亦無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)稱燃燒。燃燒不對(duì)稱通常使得鍋爐燃燒穩(wěn)定性較差、燃盡低，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致鍋爐滅火事故頻繁，超臨界W 型火焰鍋爐還因燃燒不對(duì)稱引起爐內(nèi)熱負(fù)荷分布不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致水冷壁鰭片拉裂甚至爆管事故。為保證W火焰鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行并改善其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)盡量將不對(duì)稱燃燒程度減輕或?qū)⑵鋸氐紫?/p>

針對(duì)W型火焰鍋爐燃燒不對(duì)稱問(wèn)題，文獻(xiàn)《W火焰鍋爐結(jié)構(gòu)效應(yīng)對(duì)火焰影響的數(shù)值模擬》認(rèn)為折焰角與水平煙道引起的結(jié)構(gòu)效應(yīng)是導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)燃燒不對(duì)稱的一個(gè)關(guān)鍵因素。文獻(xiàn)《三次風(fēng)率對(duì)600MW超臨界W型火焰鍋爐爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)的影響》將燃燒不對(duì)稱歸結(jié)于爐內(nèi)形成“前長(zhǎng)后短、氣流整體偏向前墻側(cè)上行”型偏斜流場(chǎng)，而偏斜流場(chǎng)成因在于：來(lái)自前后墻側(cè)的兩股上行氣流在爐膛中心交匯時(shí)彼此間存在相互擠壓作用，下?tīng)t膛分級(jí)風(fēng)橫向推動(dòng)作用強(qiáng)化了這一擠壓作用，在較短上爐膛不對(duì)稱結(jié)構(gòu)效應(yīng)的導(dǎo)向作用(即折焰角和爐膛出口位于后墻側(cè)，后墻側(cè)下行氣流因距爐膛出口較近而易被導(dǎo)引而提前上行)這一主因作用下，最終誘使一側(cè)氣流在其下行擴(kuò)展并折轉(zhuǎn)上行過(guò)程中擠向另一側(cè)氣流，使得另一側(cè)的氣流擴(kuò)展受限，從而形成偏斜流場(chǎng)。為有效隔斷“上爐膛不對(duì)稱結(jié)構(gòu)效應(yīng)的導(dǎo)向作用”這一流場(chǎng)偏斜誘因?qū)η昂蠊跋旅悍蹥饬餍谐痰呢?fù)面影響，中國(guó)發(fā)明專利《一種對(duì)稱燃燒的W型火焰鍋爐》(中國(guó)專利號(hào)ZL 201410543855.9、授權(quán)公告日 2009.08.24，下稱“文件一”)通過(guò)在W型火焰鍋爐拱下靠近爐膛中心側(cè)布置對(duì)稱的水冷壁分隔墻，將前后拱下的下射煤粉氣流與爐膛中心區(qū)域相互擠壓的上行氣流分隔開(kāi)來(lái)，保證前后墻側(cè)煤粉氣流在各自的下射行程中自由舒展開(kāi)來(lái)(即一側(cè)煤粉氣流下射行程免受另一側(cè)煤粉氣流的壓迫)，以期強(qiáng)制組織對(duì)稱燃燒。然而，“文件一”的拱下分隔墻技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在鍋爐造價(jià)偏高和分隔墻水冷壁易磨損、結(jié)渣和熱疲勞等問(wèn)題。可見(jiàn)，在如何弱化或消除“上爐膛不對(duì)稱結(jié)構(gòu)效應(yīng)的導(dǎo)向作用”這一流場(chǎng)偏斜誘因上，可以考慮在爐膛結(jié)構(gòu)和燃燒系統(tǒng)布置上進(jìn)行調(diào)整，以期避免“文件一”中拱下分隔墻帶來(lái)的上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決背景技術(shù)提及的W型火焰鍋爐內(nèi)燃燒不對(duì)稱問(wèn)題，進(jìn)而提供了一種側(cè)墻布置拱部燃燒器的對(duì)稱燃燒W型火焰鍋爐。