[发明专利]半“W”火焰燃烧超临界电站锅炉

说明书

(一)技术领域：

本发明半“W”火焰燃烧超临界电站锅炉涉及一种火电站使用的燃用无烟煤或者低挥发份贫煤的具有超临界蒸汽参数的电站锅炉的新炉型。

(二)背景技术：

现有技术的火电站使用的燃用无烟煤或者低挥发份贫煤的电站锅炉的典型炉型是“W”火焰燃烧锅炉，具有亚临界蒸汽参数或者超临界蒸汽参数；具有超临界蒸汽参数的“W”火焰燃烧锅炉的下炉膛水冷壁无一例外使用了低质量流速技术，下炉膛水冷壁沿炉宽方向过大的热偏差将导致正向流动自补偿特性的丧失，危及下炉膛水冷壁运行安全。

“W”火焰燃烧锅炉的燃烧器全部布置在前、后墙狭窄的拱顶上，布置在拱顶的燃烧器向下喷射煤粉气流及部份二次风，其火焰射向炉膛中心转折向上，前后的“U”形火焰构成“W”火焰；下炉膛的前、后墙布置有二次风和三次风喷口。现有技术“W”火焰燃烧锅炉的燃烧器有缝隙式燃烧器(直流式燃烧器)和弱旋流式燃烧器两大类。“W”火焰燃烧锅炉通常选用很高的下炉膛容积热负荷，设置大面积卫燃带。

现有技术大、中型“W”火焰燃烧锅炉通常配用双进双出钢球磨正压直吹制粉系统。

现有技术尚无设计、制造1000MW等级的燃用无烟煤或者低挥发份贫煤的具有超临界蒸汽参数的电站锅炉的业绩。

现有技术的火电站燃用无烟煤或者低挥发份贫煤的电站锅炉也有使用前后墙对冲、四角切圆燃烧方式的成功案例，但低负荷稳燃性能较差。

(三)发明内容：

所要解决的技术问题：

“W”火焰燃烧锅炉的燃烧器全部布置在前、后墙狭窄的拱顶上，燃烧器区壁面热负荷非常高，下炉膛容积热负荷也很高，使下炉膛燃烧中心区的火焰温度水平很高，NOx生成量比前后墙对冲燃烧方式高出一倍以上。

“W”火焰燃烧锅炉的燃烧器全部布置在前、后墙狭窄的拱顶上与磨煤机的匹配变得非常困难，特别是部分磨煤机停运时，工作燃烧器沿炉膛宽度方向的均匀性和对称性难以保证；在超临界“W”火焰燃烧锅炉启动过程中，下炉膛水冷壁管的炉侧热偏差增大，水循环可靠性变差。

“W”火焰燃烧锅炉的燃烧器全部布置在前、后墙狭窄的拱顶上热烟气回流效应较差，风、粉早期混合较差，为控制飞灰含碳量，在下炉膛设置大面积卫燃带以辐射热点燃煤粉，在锅炉启动和低负荷需耗用大量燃油用以加热下炉膛大面积卫燃带。

解决其技术问题采用的技术方案：

本发明半“W”火焰燃烧超临界电站锅炉采取与现有技术完全不同的技术路线，提供一种火电站使用的燃用无烟煤或者低挥发份贫煤的具有超临界蒸汽参数的电站锅炉的新炉型。

本发明半“W”火焰燃烧超临界电站锅炉包括带有前拱、后拱的下炉膛；下炉膛前拱、下炉膛后拱上各布置2列弱旋流式燃烧器；每列弱旋流式燃烧器与一台双进双出钢球磨连接；在下炉膛前墙、下炉膛后墙的偏下部位各布置1列双调风旋流式燃烧器；每列双调风旋流式燃烧器与一台双进双出钢球磨连接；在上炉膛前墙、上炉膛后墙距屏式过热器底部8m至12m部位，设置有1层或者2层分离二次风喷嘴，每一个分离二次风喷嘴喷出的直流风和旋流风分别可调；在前、后拱的向火面设置有卫燃带；在双调风旋流式燃烧器内设置有煤粉气流浓淡分离器；在双调风旋流式燃烧器中心线上、下各2.5m的范围内设置有卫燃带；双调风旋流式燃烧器为启动燃烧器。

由于布置在拱顶的弱旋流式燃烧器向下喷射煤粉气流及部份二次风，其火焰射向炉膛中心转折向上，前后的“U”形火焰构成“W”火焰；水平布置在下炉膛前墙、下炉膛后墙的偏下部的双调风旋流式燃烧器构成倒“T”火焰，故本发明取名半“W”火焰燃烧超临界电站锅炉。

发明的有益效果：

●与每一台双进双出钢球磨连接的每列燃烧器均沿炉宽均匀分布，下炉膛水冷壁管的炉侧热偏差显著减小，启动过程水循环可靠性显著改进；

●燃烧器区壁面热负荷显著下降，热力型和燃料型NOx生成量显著下降，分离二次风进一步抑制NOx生成并有效控制飞灰含碳量；

●双调风旋流式燃烧器显著改进热烟气回流效应，风、粉早期混合改善，易于采用少油或者无油煤粉点火技术；

●燃烧器与双进双出钢球磨连接的一次风管道易于布置，均匀性、对称性显著改进；

●与前后墙对冲、四角切圆燃烧方式相比，因有足够高的下炉膛容积热负荷和必要数量的卫燃带，低负荷稳燃性能显著改进；

●简化了下炉膛前、后墙布置的二次风和三次风喷口、风箱和挡板，并为分级送风低氮燃烧创造了条件；

●易于大型化，可用于设计、制造1000MW等级的燃用无烟煤或者低挥发份贫煤的具有超临界蒸汽参数的电站锅炉。

(四)附图说明：