[发明专利]一种煤粉锅炉双向双分级燃烧技术

权利要求书

1.一种煤粉锅炉双向双分级燃烧工艺，其特征在于，锅炉所有燃烧器或者其中几层燃烧器设计为通流面积可调燃烧器，锅炉运行时，全负荷范围内根据具体负荷要求，调节各个燃烧器通流面积以及投入A～E层燃烧器的具体层数，保证燃烧器弯头入口风速大于煤粉沉积临界速度，进而调节入炉煤量、风量，使锅炉适应负荷要求运行；相同负荷工况下，单只燃烧器煤粉气流减少，但投运的燃烧器层数增加，实现垂直方向燃料分布和燃烧过程分级，而燃烧器背火侧通道增加空气流量，水平方向向火侧为煤粉气流，背火侧为空气，实现水平方向燃料分布和燃烧过程分级，通过双向双分级技术使得炉膛内总体呈现风包煤燃料分布和燃烧，拉长了燃烧过程还原区，减少NOx生成；同时，多层燃烧器投运能够提高火焰中心位置，提高烟气出口温度，满足低负荷时SCR烟温要求；燃烧器向火侧浓煤粉由上游高温烟气点燃，另一侧低压区由高温烟气回流持续稳定点燃煤粉且保持稳定燃烧，实现锅炉低负荷、超低负荷稳定着火及燃烧；燃烧器背火侧分隔通道有空气流入，在水冷壁附近补充氧气避免高温腐蚀。

2.根据权利要求1所述的一种煤粉锅炉双向双分级燃烧工艺，其技术特征在于，锅炉采用通流面积可调燃烧器，负荷一定时，缩小单个燃烧器通流面积，增加燃烧器投运层数，总体保持投入煤量不变，实现垂直方向燃料分布分级、燃烧过程分级，拉长燃烧区域和NOx还原区域；总入炉风量不变，总过量空气系数不变，增加一次风切圆外侧风量，减少二次风量，火焰中心横向、纵向还原区拉长，减少NOx生成；低负荷时可以选择投运上层燃烧器，提高火焰中心位置，提高出口烟温，满足低负荷时SCR烟温要求。

3.根据权利要求1所述的一种煤粉锅炉双向双分级燃烧工艺，其技术特征在于，锅炉采用通流面积可调燃烧器，满负荷时燃烧器通流面积全开，低负荷时关闭或者关小燃烧器背火侧分隔通道，形成炉内水平方向中心浓相，靠近水冷壁区域为稀相，水平方向总体呈现风包煤分布，实现炉内水平方向燃料分布分级、燃烧过程分级，保证浓相煤粉稳定着火的同时延长与稀相混合，增加NOx生成过程中间产物，利于NOx还原，实现低NOx燃烧；同时燃烧器背火侧分隔通道空气通流，最终使得水冷壁附近区域氧气浓度高，避免水冷壁高温腐蚀。

4.根据权利要求1所述的一种煤粉锅炉双向双分级燃烧工艺，其技术特征在于，锅炉采用通流面积可调燃烧器，中间分隔通道通流少量空气或者稀相煤粉气流，在燃烧器出口中间形成低压回流区，高温烟气一方面从向火侧点燃煤粉，另一方面回流入喷口中心低压从浓煤粉背侧点燃煤粉，实现低负荷、超低负荷时少量煤粉稳定着火和燃烧。

5.根据权利要求1所述的一种煤粉锅炉双向双分级燃烧工艺，其技术特征在于，锅炉采用通流面积可调燃烧器，燃烧器内利用分隔板沿水平方向分隔为3个分隔通道，分隔通道宽度的几何尺寸m、z、h根据具体的锅炉及燃烧器参数确定；燃烧器入口靠近弯头部位设计分隔通道入口挡板，挡板可对分隔通道开启或者关闭进行调节，其行程范围为燃烧器背火侧外壳至向火侧分隔板之间，挡板与分隔板夹角范围为0°～90°之间，挡板外端连接有执行机构和控制箱，对挡板伸缩运动可实现就地操作也可以实现远程控制操作，调节入口挡板行程位置，可以实现中间分隔通道入口面积的调整，进而调整中间分隔通道煤粉通流量，也即调整炉膛水平方向煤粉浓度分布。

6.根据权利要求1所述的一种煤粉锅炉双向双分级燃烧工艺，其技术特征在于，锅炉采用通流面积可调燃烧器，燃烧器弯头入口煤粉气流速度大于临界速度，即大于煤粉在竖直管内沉降速度，临界速度根据具体锅炉参数、分隔通道数量、分隔通道截面积大小确定。

7.根据权利要求1所述的一种煤粉锅炉双向双分级燃烧工艺，其技术特征在于，锅炉采用通流面积可调燃烧器，燃烧器背火侧分隔通道设置有空气或氧气供风装置，与燃烧器背火侧外壳连接，包括供风管道和调节阀，背火侧分隔通道隔板设置通风孔，供风系统可引自二次风或者一次热风，供风位置、流量、压力具体参数设计需要根据具体锅炉和燃烧器参数确定；背火侧分隔板上开孔位置及几何尺寸需要根据具体锅炉和燃烧器参数确定，使中间分隔通道出口既要形成足够的低压回流区，也要避免烧损喷口，另一方面调节炉膛内水平方向燃烧器喷口中间分隔通道对应的回流区大小。