[发明专利]一种具有多组燃尽风喷口的W火焰锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉燃烧技术领域，尤其涉及一种具有多组燃尽风喷口的W火焰锅炉。

背景技术

我国是一个以煤为主要能源的发展中国家，煤炭资源占我国能源生产和消费总量的75%左右。煤在燃烧过程中，会产生大量的污染物，其中的氮氧化物NOx对环境危害极大且难于处理。随着对环保要求的提高，我国越来越关注NOx的排放问题，环保部门先后多次修订排放标准，并于2011年颁布了新一期的《火电厂大气污染物排放标准》以加强火电厂污染物排放的控制，按照拟于2011年实施的新标准，W型火焰锅炉NOx排放量不得高于200mg/Nm³。从上世纪80年代初，我国开始引进W火焰锅炉及其制造技术，到目前为止，已经投运的容量在300MW以上的W火焰锅炉有120余台。国内的W火焰锅炉几乎包含了世界上全部的W火焰锅炉炉型，其技术分别属于美国FW、美国B&W、英国MBEL公司。这些W火焰锅炉在燃用无烟煤等燃烧性能较差煤质时有明显的优势，但其NO排放量基本都在1000mg/Nm³以上，有的甚至高达1500～1800mg/m³，远高于常规燃烧方式锅炉的排放水平，难以满足国家的排放标准。为此，W火焰锅炉采用低NOx燃烧技术（采用OFA喷口等）以降低炉膛内NOx的生成量。

如图1A、1B所示，W型火焰锅炉的燃尽风喷口1一般布置在上炉膛3下部，数量与燃烧器2一一对应，并通过独立的喷口送入炉膛，以达到分级送风和控制较低的化学当量比，降低NOx排放量的目的。这样就使下炉膛处于较低的过量空气系数下，燃料着火后在欠氧的条件下燃烧，控制NOx的生成，在上炉膛燃尽风喷口投入后，此区域的过量空气系数达到正常值，保证燃料被尽可能的燃尽，上述燃尽风喷口的设计和布置即是实现炉膛整体空气分级燃烧以达到降低锅炉NOx排放量的目的。现有的燃尽风喷口设计和布置能够实现分级燃烧降低了燃烧过程中的NOx生成，但由于W型火焰锅炉燃用煤质多为贫煤和无烟煤，不易着火和燃尽，此种燃尽风喷口设计和布置会使空气和煤粉的后期混合较差,影响煤粉后期燃烬，增加飞灰含碳量和一氧化碳含量，并会使整个炉膛火焰中心上升，导致锅炉主、再热器汽温超温，减温水增加，降低锅炉热效率等问题的出现。

对于W型火焰锅炉，燃烧器布置在前后墙的拱顶上，要求前后墙喷燃器的管道风速相同、携带煤粉量也相同，以形成对称的U形火焰，相汇合成W形火焰，使前后火焰相互得到支持，以利于煤粉着火、燃尽。但由于W型火焰锅炉大多数均采用直吹式制粉系统，使各一次风煤粉管道的风量和粉量难以通过调节达到均衡，因此一次风量和煤粉量的偏差对煤粉燃烧、特别是后期燃尽会产生较大的影响，而现有的燃尽风喷口设计和布置又无法改变上述情况的出现，会使煤粉的燃尽近一步恶化，导致燃尽风无法投运。由于W型火焰锅炉，炉膛较宽，现有的燃尽风喷口设计和布置还会导致沿锅炉宽度方向烟气温度不均匀，使锅炉尾部受热面产生吸热偏差，进而导致受热面局部壁温超温现象的出现，影响锅炉安全运行。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种具有多组燃尽风喷口的W火焰锅炉，多个燃尽风喷口组吹出的风在上炉膛的中心形成多个假想切圆。

一种具有多组燃尽风喷口的W火焰锅炉，包括下炉膛、上炉膛和炉拱，所述下炉膛和所述上炉膛都包括前墙、后墙；在所述上炉膛的下部设置多个燃尽风喷口组，每个燃尽风喷口组中的多个燃尽风喷口分别设置在所述上炉膛的前墙、后墙上，并且，每个燃尽风喷口组中的多个燃尽风喷口的中心线的延长线在所述上炉膛的中心都形成一个假想切圆。其中，每个燃尽风喷口组中的多个燃尽风喷口的数量为3个或3个以上。

根据本发明的一个实施例，进一步的，由每个燃尽风喷口组中的多个燃尽风喷口吹出的风在上炉膛的中心都形成一个旋转方向为顺时针方向或逆时针方向的假想切圆。

根据本发明的一个实施例，进一步的，在所述上炉膛的下部设置2个燃尽风喷口组，每个燃尽风喷口组都包括4个燃尽风喷口；其中，每个燃尽风喷口组中的4个燃尽风喷口分别设置在所述上炉膛的前墙、后墙上，并且在所述上炉膛的前墙、后墙上分别设置每个燃尽风喷口组中的2个燃尽风喷口。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述2个燃尽风喷口组中每个燃尽风喷口组的4个燃尽风喷口的中心线的延长线都在所述上炉膛的中心形成一个假想切圆；从所述2个燃尽风喷口组的8个燃尽风喷口吹出的风在所述上炉膛的中心形成旋转方向分别为顺时针方向和逆时针方向的2个假想切圆。