[发明专利]一种全混合W型火焰锅炉燃尽风装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种锅炉的燃尽风装置。

背景技术

W型火焰燃烧锅炉是一种专门为燃用无烟煤、贫煤而设计的锅炉。它主要通过延长煤粉在炉内的停留时间来促进煤粉的燃尽。但为了燃烧低挥发分煤种的需要，炉内必须保持较高的温度水平，从而导致了较大的NO_X生成量。根据2004年1月1日开始实施的《火电厂大气污染排放标准》(GB13223-2003)规定，对于燃用V_daf＜10％煤种的火力发电锅炉，氮氧化物最高允许排放浓度为1100mg/m³。在W型火焰锅炉炉膛上部加装燃尽风装置是其中一种降低锅炉NOx排放水平的方法，国内已有部分研究。发明专利《一种W型火焰锅炉燃尽风装置》(中国专利号为ZL 200410060622.X、授权公告日为2007年1月17日、授权公告号为CN1295460C，下称“文件一”)和实用新型专利《一种低NOx煤粉燃烧的W型火焰炉》(中国专利号为ZL 200620020919.8、授权公告日为2007年5月30日、授权公告号为CN2906360Y，下称“文件二”)均提出，在W型火焰锅炉上增加燃尽风装置，能减少下炉膛的氧量，使之处于还原性气氛，并降低下炉膛主燃烧区的温度水平，从而降低NO_x。但上述两个专利的燃尽风喷口采用的都是直流的结构形式，这种结构形式虽能使燃尽风射流具有较强的动量，沿炉膛深度方向入射较深，但射流的横向扩散能力较弱，无法与相邻射流之间的烟气和煤粉混合，造成这部分煤粉的燃尽度变差，飞灰含碳量偏高。灰含碳量偏高将降低锅炉的热效率、增加电厂的煤耗、减少电厂的经济收益。另外，后者提出的燃尽风射流为水平进入炉膛，射流与下炉膛上升的煤粉颗粒混合点偏高，靠近炉膛出口，会导致煤粉颗粒与燃尽风反应时间偏短，不利于飞灰燃尽。而前者虽然将二次风下倾一定角度，但角度范围过于宽泛，并未给出最佳角度，不利于实际操作。此外，前者提出的燃尽风风率仅为10％，试验表明，在10％的风率下，无论喷口采用何种结构形式，燃尽风射流都无法射入到炉膛中部，与炉膛中部的烟气和煤粉颗粒混合。这些也都会提高飞灰含碳量。并且，10％的OFA风率对NO_x排放的降低程度相当有限，仅为12％左右。

发明内容

本发明的目的是为解决现有W型火焰锅炉燃尽风喷口采用的都是直流的结构形式，其射流的横向扩散能力较弱，无法与相邻射流之间的烟气和煤粉混合，造成这部分煤粉的燃尽度变差，飞灰含碳量偏高。灰含碳量偏高将降低锅炉的热效率、增加电厂的煤耗、减少电厂的经济收益。另外，燃尽风射流为水平进入炉膛，射流与下炉膛上升的煤粉颗粒混合点偏高，靠近炉膛出口，会导致煤粉颗粒与燃尽风反应时间偏短，不利于飞灰燃尽的问题，提供一种全混合W型火焰锅炉燃尽风装置。本发明包含旋流叶片、内层风道和外层风道，上炉膛的两侧壁上设置有燃尽风喷口，外层风道的一端固定在燃尽风喷口处的上炉膛的外侧壁上，内层风道固定在外层风道内(内层风道和外层风道的横截面为同心圆)，所述内层风道朝向上炉膛内的一侧为内层喷口，所述外层风道朝向上炉膛内的一侧为外层环形喷口，所述旋流叶片设置在上炉膛一侧的内层风道和外层风道之间，燃尽风量占入炉总风量的25％～30％。

本发明内层风道为中空管，内部没有安装其他装置，其燃尽风量占入炉总风量的10％～30％。

本发明的优点在于：W型火焰锅炉的燃尽风进入燃尽风道后被分为两股，其中一股进入内层风道，然后经由内层喷口喷入炉膛。这股风的射流刚性较强，具有较大的动量，能保证射流入射到上炉膛内的中部；另一股风进入外层风道，射流在通过外层环形喷口时，经由旋流叶片的导向作用，具有较大的旋转强度，因而在进入上炉膛后横向扩散能力较强，能与相邻两股燃尽风射流之间的烟气混合。如此，在这种外旋流内直流燃尽风喷口作用下，燃尽风能与从下炉膛中上行的烟气充分混合。

本发明通过将现有的直流燃尽风装置改为了全混合燃尽风装置，使得气流扩散角度增大，炉膛内的射流充满度增加(此处将燃尽风射流所扩散到的面积和炉膛横截面的比值定义为射流充满度)，有利于气流和煤粉的混合，增加了煤粉的燃尽度，降低了飞灰含碳量，有广泛的应用价值。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，图2是图1的A-A剖视图，图3为燃尽风率为10％时的装置结构示意图，图4为燃尽风喷口为直流结构时的装置结构示意图，图5为全混合燃尽风喷口4的结构示意图。图中的附图标记7为100％射入深度，13为30％射入深度。

具体实施方式