[实用新型]一种高效低污染的W型火焰锅炉燃尽风装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃尽风装置，尤其是涉及一种高效低污染的W型火焰锅炉燃尽风装置。

背景技术

W型火焰锅炉在燃烧方面具有以下显著的技术特点：①煤粉颗粒在炉内停留的时间长；②炉膛温度水平高，改善着火环境，增强燃烧稳定性。辅以敷设卫燃带等技术措施，有利于低挥发份燃料的着火、火焰的稳定及燃料的燃尽。然而，由于W型火焰锅炉炉膛内较高的温度水平，导致了较大的NOx生成量，而2014年7月1日开始执行的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223–2011)中，对于W型火焰锅炉NO_x最高允许排放浓度为200mg/m³(折6%O₂)。

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：如实用新型专利《W型火焰锅炉燃尽风装置及方法》（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”）、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，并降低下炉膛主燃区的温度水平，从而降低NOx。但是，上述两个专利的燃尽风喷口采用的都是直流的结构形式，这种结构形式虽然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，但是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热效率、增加电厂的煤耗、减少电厂的经济收益。

又如实用新型专利《一种全混合W型火焰锅炉燃尽风装置》（中国专利号为ZL 200810064934.6、授权公告日为2010年6月23日、授权公告号为101324339B，下称“文件三”）虽然同样在上炉膛两侧壁上设置包含内层风道、外层风道、旋流叶片的燃尽风喷口。但喷口向下倾斜30度，会造成以下问题：（1）倾斜的喷口及其连接管道容积庞大，而燃尽风喷口所处位置也是风箱、刚性梁及校平装置密集的区域，对燃尽风装置的施工设计和安装带来困难；（2）燃尽风喷口向下倾斜，是燃尽风射流与主流烟气的混合点位于下炉膛，影响下炉膛“W”型双回流区的形成，不利于燃烧组织，且使炉内贫氧区范围减少。另外，“文件三”提出的燃尽风占总风量的25%~30%，会严重影响锅炉燃烧性能，主要体现在锅炉的着火稳定性差，炉膛负压波动大，易灭火，飞灰含碳量急剧升高，锅炉燃烧效率下降等。另外，未涉及内直流外旋流燃尽风喷口旋转方向组合的排布，未给出旋流器叶片角度，也未给出与燃尽风设备相关的风箱及管道的布置。

再如实用新型专利《在炉拱上布置有缝隙式燃尽风喷口的W型火焰锅炉》（申请号为201310224328.7、申请日为2013年6月7日、公开号为CN103292318A，下称“文件四”）提出在W型火焰锅炉拱上翼墙上方布置缝隙式燃尽风装置，但根据数值模拟结果，缝隙式的喷口出口射流动量衰减很快，对主流烟气的穿透能力弱，且大容量的W火焰锅炉尺寸较大，上炉膛前后墙之间的距离已很大，燃尽风喷口若布置在拱部由于要避开水冷壁弯管等结构相距更远，射流难以对主流气流形成封闭。且“文件四”未涉及翼墙燃尽风的风量。

综上所述，现有大容量（600MW以上）W型火焰锅炉燃尽风设备具有占据空间大、结构复杂、无法兼顾入射深度和横向扩散能力、无法保证燃尽风与主流烟气的充分混合的同时不影响主燃区燃烧的组织，造成施工设计和安装不便、降低锅炉热效率、增加电厂煤耗等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有大容量（600MW以上）W型火焰锅炉燃尽风设备占据空间大、结构复杂、无法兼顾入射深度和横向扩散能力、无法保证燃尽风与主流烟气的充分混合的同时不影响主燃区燃烧的组织，造成施工设计和安装不便、降低锅炉热效率、增加电厂煤耗等问题，而提供一种高效低污染的W型火焰锅炉燃尽风装置。