[发明专利]浓、淡煤粉喷口交错布置的多次引射分级燃烧W火焰锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种多次引射分级燃烧W火焰锅炉，具体涉及一种浓、淡煤粉喷口交错布置的多次引射分级燃烧W火焰锅炉，属于W火焰锅炉燃烧技术领域。

背景技术

W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，这种锅炉运行中普遍存在以下问题：煤粉气流着火晚且火焰稳定性较差、飞灰可燃物含量高、下炉膛前墙和后墙水冷壁结渣严重、NO_x排放量高达1600～1800mg/m³。中国发明专利申请《多次引射分级燃烧的方法及实现该方法的W火焰锅炉装置》(公开日为2010年9月15日、申请号为201010149634.5、申请日为2010年4月19日，下称“文件一”)在对引起上述问题的原因进行了详尽分析，并提出了多次引射分级燃烧技术，以期全面解决这些问题，如图1、图2所示分别为采用这种多次引射分级燃烧技术的W火焰锅炉置的截面流场和拱上燃烧器喷口布置方式，“文件一”的多次引射分级燃烧方法是这样实现的，在前拱3上从炉膛中心2-1到前墙水冷壁2-2(或在后拱15上从炉膛中心2-1到后墙水冷壁2-3)上依次布置一次风喷口10(即浓煤粉气流喷口)、内二次风喷口11、乏气喷口12(即淡煤粉气流喷口)和外二次风喷口13，前墙水冷壁2-2和后墙水冷壁2-3下部对称设置下倾三次风喷口14(或称为“拱下二次风喷口”)，一次风5、乏气7由内二次风6、外二次风7和三次风9逐级引射携带深入冷灰斗4的中部区域，在保证煤粉颗粒在炉内足够停留时间的同时组织多次分级燃烧。

实践表明，“文件一”能有效解决着火晚、稳定性较差和炉内结渣严重的问题，实现NO_x减排约40％的同时不显著提升未燃尽损失，但NO_x排放量仍高达1000mg/m³左右，且飞灰可燃物含量仍处于一个较高水平(约7％)。为进一步减低NO_x排放，在采用“文件一”中多次引射分级燃烧技术的基础上，再借鉴中国发明专利《在炉拱上布置有缝隙式燃尽风喷口的W型火焰锅炉》(中国专利号为ZL 2009 1 0309113.9、授权公告日为2011年2月16日、专利申请日为2009年10月30日，下称“文件二”)的经验，在前拱3和后拱15上位于靠近炉膛中心2-1侧设置向炉膛中心倾斜的缝隙式燃尽风喷口，但“文件一”中目前这种燃烧器喷口布置方式并不适合再在拱部设置缝隙式燃尽风喷口，这是因为：当采用了一次风喷口10、内二次风喷口11、乏气喷口12和外二次风喷口13在拱部依次布置，沿炉深(即前墙水冷壁2-2和后墙水冷壁2-3之间距离)方向喷口在拱部跨度过大，造成在拱部布置燃尽风喷口的空间相当有限(即一次风喷口10上沿到炉膛中心2-1的距离b₁较小)，纵使能勉强设置燃尽风喷口，这也将导致一次风与燃尽风间距过小，一方面部分燃尽风将与一次风混合而有利于NO_x生成，另一方面高温回流烟气与一次风的混合将受燃尽风的阻隔而影响着火；此外，“文件一”中乏气7靠近前后水冷壁侧而远离高温的炉膛中心，并被夹于两股刚性较强的二次风之间并，使得乏气中的煤粉颗粒不易与高温烟气混合而实现较好燃尽，这是造成目前飞灰可燃物含量仍较高的重要原因。因而有必要对“文件一”中的多次引射分级燃烧技术做进一步的改进，实现进一步减低NO_x排放的同时还达到较好燃尽。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前应用多次引射分级燃烧技术的W火焰锅炉运行中NO_x排放和飞灰可燃物含量仍较高的问题，进而提供一种浓、淡煤粉喷口交错布置的多次引射分级燃烧W火焰锅炉。