[實用新型]立式煤粉鍋爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720658119.7
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN206861510U
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱建國;呂清剛;歐陽子區(qū);滿承波;劉敬樟;高鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)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(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 楊飛

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及鍋爐領(lǐng)域，特別是涉及一種立式煤粉鍋爐。

背景技術(shù)

我國以煤炭為主體能源的結(jié)構(gòu)在未來很長時間內(nèi)難以變化，中國每年燃用的煤炭量達(dá)到15億噸，其中8億噸煤炭用于燃煤火力發(fā)電，7億噸煤炭用于燃煤工業(yè)鍋爐。隨著燃煤鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，煤的高效潔凈燃燒技術(shù)是未來發(fā)展的必然要求。

此外，傳統(tǒng)燃燒方式中，爐膛內(nèi)一次風(fēng)、二次風(fēng)噴射速度與爐膛斷面平均速度差異較大，爐膛內(nèi)存在較大的回流區(qū)，回流區(qū)可卷吸高溫?zé)煔猓A(yù)熱煤粉，但回流區(qū)的控制較為復(fù)雜，回流區(qū)內(nèi)容易發(fā)生煤粉顆粒團聚，若爐內(nèi)流場組織不佳，則爐膛結(jié)渣傾向大，影響鍋爐的安全平穩(wěn)運行。

傳統(tǒng)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(tǒng)的燃燒方式中，一次風(fēng)攜帶煤粉以20-30m/s速度噴入爐膛，二次風(fēng)包圍一次風(fēng)以30-40m/s速度噴入爐膛，形成風(fēng)包粉的燃燒方式。煤粉在特定區(qū)域集中燃燒，局部燃燒溫度高，導(dǎo)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(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。

此外，傳統(tǒng)燃燒方式中，爐膛內(nèi)部一次風(fēng)、二次風(fēng)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(nèi)部存在較大的回流區(qū)，回流區(qū)可卷吸高溫?zé)煔猓A(yù)熱煤粉，但回流區(qū)的控制較為復(fù)雜，回流區(qū)內(nèi)容易發(fā)生煤粉顆粒團聚，若爐內(nèi)流場組織不佳，則爐膛結(jié)渣傾向大，影響鍋爐的安全平穩(wěn)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(jié)渣，部分渣粘結(jié)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。

實用新型內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺陷的至少一個方面，本實用新型提出一種立式煤粉鍋爐，該立式煤粉鍋爐能夠?qū)崿F(xiàn)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(nèi)部積聚。

根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種立式煤粉鍋爐，包括：

爐膛，所述爐膛包括位于其四周的側(cè)壁，位于側(cè)壁下方的爐膛底部，由側(cè)壁和爐膛底部包圍形成的爐膛內(nèi)腔；

至少一個煤粉燃燒器，所述煤粉燃燒器包括主體和從主體延伸的燃燒器出口管，所述主體設(shè)置在爐膛底部下方，所述燃燒器出口管從爐膛底部外側(cè)向上延伸進入到爐膛內(nèi)腔中且適于向爐膛內(nèi)腔中通入一次風(fēng)和煤粉的混合物；以及

二次風(fēng)布風(fēng)裝置，所述二次風(fēng)布風(fēng)裝置設(shè)置于爐膛底部且適于向爐膛內(nèi)腔中通入二次風(fēng)，

其中，所述二次風(fēng)布風(fēng)裝置包括設(shè)置于爐膛底部的布風(fēng)板和與布風(fēng)板流體連通的風(fēng)室；以及

所述燃燒器出口管從爐膛底部外側(cè)向上延伸穿過布風(fēng)板而進入爐膛內(nèi)腔中，使得一次風(fēng)和煤粉的混合物與二次風(fēng)在爐膛內(nèi)腔中摻混以在爐膛內(nèi)腔中形成呈平推流整體向上流動的風(fēng)粉混合物。

根據(jù)本實用新型的一個示例性實施例，所述布風(fēng)板帶有風(fēng)帽。

根據(jù)本實用新型的另一個示例性實施例，所述爐膛的側(cè)壁包括高度為側(cè)壁總高度的20％-40％的側(cè)壁下部，所述側(cè)壁下部為橫截面自下而上逐漸變大的倒錐形部分。

根據(jù)本實用新型的另一個示例性實施例，所述爐膛包括四片側(cè)壁，其中相對的兩片側(cè)壁在其下部向內(nèi)傾斜，相對的另外兩片側(cè)壁在豎直方向上保持豎直。

根據(jù)本實用新型的另一個示例性實施例，爐膛包括四片側(cè)壁，側(cè)壁的中部和下部保持豎直，且爐膛側(cè)壁的中部和下部的橫截面大致呈矩形且面積保持不變，所述中部和下部的高度分別占側(cè)壁總高度的20％至40％。

根據(jù)本實用新型的另一個示例性實施例，立式煤粉鍋爐還包括：至少一層三次風(fēng)噴口，其適于向爐膛內(nèi)通入三次風(fēng)且分層地設(shè)置在爐膛的側(cè)壁上，所述至少一層三次風(fēng)噴口中的一層噴口設(shè)置在爐膛側(cè)壁的下部上。

根據(jù)本實用新型的另一個示例性實施例，所述二次風(fēng)布風(fēng)裝置設(shè)置于爐膛底部以覆蓋爐膛底部的整個橫截面。

根據(jù)本實用新型的另一個示例性實施例，所述二次風(fēng)布風(fēng)板上的風(fēng)帽之間的中心距不大于300mm。

根據(jù)本實用新型的另一個示例性實施例，所述二次風(fēng)的噴射動量小于或等于所述一次風(fēng)和煤粉的混合物的噴射動量。

根據(jù)本實用新型的另一個示例性實施例，所述二次風(fēng)的噴射動量位于所述一次風(fēng)和煤粉的混合物的噴射動量的70％至90％之間。