[发明专利]带有两级燃尽风的W型火焰锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种W型火焰锅炉。

背景技术

W型火焰燃烧技术是一种专门为燃用无烟煤等低挥发分煤种而设计的燃烧技术。以美国FW公司为代表的W型火焰锅炉，在许多国家已取得令人满意的效果。该炉型在着火、稳燃、燃尽三方面都采取了有效措施，无烟煤锅炉效率可达90％以上，无油助燃最低负荷可达40％左右，可燃用挥发份含量V_daf＝4％的无烟煤。W型火焰燃烧技术通过延长火焰行程，即延长煤粉颗粒在炉内的停留时间，提高燃烧区温度来促进煤粉的燃尽。这种技术目前已为国内部分电厂的锅炉所采用。

燃尽风(OFA)技术最早由美国在50年代发展起来的。其原理是将燃料的燃烧过程分阶段完成。在第一阶段，将从主燃烧器供入炉膛的空气量减少25～30％，使燃料先在缺氧的富燃料条件下燃烧。此时第一级燃烧区内过量空气系数α＜1，降低了燃烧区内的燃烧速度和温度水平，因此延迟了燃烧过程，而且其还原性气氛降低了生成NO_x的反应率，抑制燃料型NO_x的生成量。在第二阶段，燃料燃烧所需的其余空气通过布置在主燃烧器上方的专门空气喷口-燃尽风喷口(OFA)送入炉膛，与第一级燃烧区在“贫氧燃烧”条件下所产生的烟气混合，在α＞1的条件下完成全部燃烧过程。上炉膛整体温度不高，整个炉膛在加装燃尽风后温度降低，抑制热力型NO_x的生成量。

为了降低W型火焰炉的NO_x排放量，燃尽风装置(OFA)被引入了W型火焰炉中(华中科技大学周怀春、方庆艳、姚斌的专利《W型火焰锅炉燃尽风装置及方法》，专利号：200410060622.X)。由于该技术采用分级配风分段燃烧的方式，使煤粉在燃烧初期处于贫氧富燃料燃烧状态，燃烧所需空气不能得到及时补充，不利于煤粉的燃尽，降低了煤粉的燃尽率，从而导致锅炉飞灰可燃物的含量增加。

发明内容

针对现有的单级燃尽风装置W型火焰锅炉存在的飞灰可燃物含量高、煤粉的燃尽率低的问题，本发明提供一种带有两级燃尽风的W型火焰锅炉。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明所述带有两级燃尽风的W型火焰锅炉包括上部炉体、下部炉体、炉拱、旋风分离器、燃烧器、油二次风管、二次风箱和上级OFA喷口；上部炉体通过炉拱与下部炉体连通，所述燃烧器和油二次风管均垂直安装在炉拱上且燃烧器靠近下炉膛的中心一侧，燃烧器与旋风分离器的一端连通，旋风分离器的另一端与油二次风管连通，在旋风分离器的上部侧壁上开有原乏气风管安装口，在上部炉体的侧壁上设有上级OFA喷口并与上炉膛连通，二次风箱与所述上级OFA喷口连通；所述W型火焰锅炉还包括下级OFA喷口，在靠近炉膛喉口的炉拱上设置有下级OFA喷口，所述下级OFA喷口与下炉膛连通，下级OFA喷口设置在燃烧器的外侧，下级OFA喷口与二次风箱连通。

本发明的有益效果是：

本发明采用两级OFA装置(上级OFA喷口2和下级OFA喷口4)，保证煤粉的燃尽率，减少飞灰可燃物含量。从下级OFA喷口4喷入的下级燃尽风在保证一次风和乏气风在区域I中的还原性气氛中足够停留时间的前提下，与上行的一次风和乏气风在喉口的位置汇合，既能及时补充未燃尽煤粉所需的空气，利于煤粉的燃尽，使飞灰可燃物含量大大减少，又能更好地实现煤粉的分级燃烧，大幅度降低NO_x的排放量。实例证明，某350MW机组的实际改造项目中通过单级燃尽风的加入使NO_x排放量由1387mg/Nm³减少到600mg/Nm³(折算到氧量6％)，NO_x排放量减少55％，但是飞灰可燃物含量由4％增至10％。而加入两级燃尽风装置的W型火焰锅炉与未加燃尽风装置的W型火焰锅炉相比，数值模拟计算结果显示：NO_x排放量由1387mg/Nm³减少到638mg/Nm³(折算到氧量6％)，NO_x排放量减少54％，飞灰可燃物含量由4％增至5％，相对于单级燃尽风装置技术飞灰可燃物含量减少一半，而NO_x排放量仅增加1％。从而证明单级燃尽风装置的加入虽对减少NO_x排放效果很好，但飞灰可燃物含量大大增加。

本发明相对于单级OFA装置W型火焰锅炉的优点表现在以下两个方面：