一種無主二次風(fēng)的低氮燃燒裝置制造方法
【專利摘要】一種無主二次風(fēng)的低氮燃燒裝置，它涉及一種煤粉切向燃燒鍋爐的燃燒裝置，以解決煤粉鍋爐在高一次風(fēng)率時，易導(dǎo)致鍋爐NOx排放濃度較高的問題。上分離式燃盡風(fēng)噴口、下分離式燃盡風(fēng)噴口、緊湊式燃盡風(fēng)噴口、上油二次風(fēng)噴口、至少三個連續(xù)布置的一次風(fēng)噴口、下油二次風(fēng)噴口和底部風(fēng)噴口由上至下依次設(shè)置，一次風(fēng)噴口的中間豎直設(shè)有隔板，所述一次風(fēng)噴口的中間水平設(shè)有鈍體，鈍體右側(cè)的上下噴口均為濃煤粉一次風(fēng)噴口，鈍體左側(cè)的上下噴口均為淡煤粉一次風(fēng)噴口，每個濃煤粉一次風(fēng)噴口內(nèi)設(shè)有穩(wěn)燃齒，一次風(fēng)噴口沿周邊為周界風(fēng)。本實用新型用于高一次風(fēng)率煤粉鍋爐的高效低污染燃燒。
【專利說明】—種無主二次風(fēng)的低氮燃燒裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種煤粉切向燃燒鍋爐的燃燒裝置，具體涉及一種無主二次風(fēng)的低氮燃燒裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤粉爐切向燃燒技術(shù)一般指煤粉氣流從布置在爐膛4角(或6角、8角)的直流式燃燒器引入爐膛進(jìn)行燃燒的方式。通過各角來的風(fēng)粉混合物協(xié)同動作，在爐內(nèi)形成一個強旋流火球燃燒。一般一、二次風(fēng)口常為間隔布置，各風(fēng)口的幾何中心線都分別與中央的一個或幾個假想圓相切。在切向煤粉燃燒鍋爐中，一部分鍋爐因為燃煤高水分、低熱值(如褐煤與次煙煤)，或者因為一次風(fēng)溫不足等而導(dǎo)致干燥能力不夠，還包括防止煤粉管道堵煤等原因，造成具體運行過程不得不采用超過設(shè)計值(約25%?35%，一次風(fēng)速20?24m/s))較多的一次風(fēng)率(如40%?50%，一次風(fēng)速最高達(dá)29?34m/s)，大大超過了設(shè)計風(fēng)速。則在此情況下除去5%的鍋爐漏風(fēng)，總二次風(fēng)率只剩下45?55%，相應(yīng)的二次風(fēng)范疇的周界風(fēng)、端部風(fēng)，主二次風(fēng)等風(fēng)量也隨之減少。為了降低鍋爐氮氧化物排放濃度，所進(jìn)行的復(fù)合分級低氮燃燒改造一般需要在主燃燒區(qū)上方增加燃盡風(fēng)，為達(dá)到較高的脫硝效率，這部分燃盡風(fēng)量需要占到鍋爐總風(fēng)量的20%?25%甚至更高?？紤]到在一次風(fēng)率大大增加的情況下，占鍋爐總風(fēng)量15%左右的周界風(fēng)，10%左右的端部風(fēng)(含防焦風(fēng))，則實際運行過程中，主二次風(fēng)(含油風(fēng))風(fēng)量一般占20%?30%。在以上情況下就很難有增加布置燃盡風(fēng)的裕量，因此較高的一次風(fēng)率不僅造成火焰的不穩(wěn)定，也給低氮燃燒改造造成了困難。
[0003]水平濃淡燃燒技術(shù)和垂直濃淡燃燒技術(shù)是在直流煤粉燃燒領(lǐng)域控制NOx排放濃度廣泛使用的兩種技術(shù)。一種濃淡煤粉燃燒器(中國專利申請第92104834.3號沖提到通過煤粉濃縮裝置實現(xiàn)水平方向上從外到里為淡煤粉氣流、濃煤粉氣流的“風(fēng)包粉”燃燒方式。
[0004]對于低揮發(fā)分煤質(zhì)，在鍋爐設(shè)計中經(jīng)常采用燃燒器兩兩一組集中布置的方法。這種布置方法對于氮氧化物排放濃度的控制也有一定的積極作用。中國專利申請第200510124586.3號中提到將除下兩層(燃燒器布置為2-1-2-1-2)外其他角部一次風(fēng)燃燒器集中布置，同時把中上部二次風(fēng)布置在與一次風(fēng)同標(biāo)高的四面水冷壁上，以起到延遲一二次風(fēng)混合，控制氮氧化物生成的作用。所以這種燃燒器布置實際上依舊保留有多層二次風(fēng)，只是二次風(fēng)布置位置不同。
[0005]在未對鍋爐制粉系統(tǒng)和空預(yù)器等系統(tǒng)進(jìn)行改造的情況下，高一次風(fēng)率的現(xiàn)狀較難改變。所以，針對部分高一次風(fēng)率煤粉鍋爐的低氮燃燒改造，需要開發(fā)出一種即保證足夠的燃盡風(fēng)率，又能夠滿足鍋爐正常氣流流動與燃燒的新的燃燒裝置?？紤]在主燃燒器區(qū)域不布置主二次風(fēng)，在非點火和低負(fù)荷穩(wěn)燃運行工況下將油二次風(fēng)關(guān)到最小(僅保留冷卻噴口所需風(fēng)量)，這樣，分出大約占總風(fēng)量20%?25%的風(fēng)量用于設(shè)置燃盡風(fēng)，其余約5%?10%的風(fēng)量用于底部大二次風(fēng)和主燃燒器大背火側(cè)周界風(fēng)設(shè)置時所需增加的風(fēng)量。同時調(diào)整一次風(fēng)噴口面積，將設(shè)計一次風(fēng)速由20?24m/s增加到24?30m/s。這樣，主燃區(qū)主要由底部風(fēng)與高風(fēng)率的一次風(fēng)射流進(jìn)行流場組織和燃燒。實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型為解決煤粉鍋爐在高一次風(fēng)率時，易導(dǎo)致鍋爐NOx排放濃度較高的問題，而提供一種無主二次風(fēng)的低氮燃燒裝置。
[0007]一種無主二次風(fēng)的低氮燃燒裝置包括底部風(fēng)噴口、緊湊式燃盡風(fēng)噴口、下分離式燃盡風(fēng)噴口、上分離式燃盡風(fēng)噴口、上油二次風(fēng)噴口、下油二次風(fēng)噴口和至少三個一次風(fēng)噴口，上分離式燃盡風(fēng)噴口、下分離式燃盡風(fēng)噴口、緊湊式燃盡風(fēng)噴口、上油二次風(fēng)噴口、至少三個連續(xù)布置的一次風(fēng)噴口、下油二次風(fēng)噴口和底部風(fēng)噴口由上至下依次設(shè)置，一次風(fēng)噴口的中間豎直設(shè)有隔板，所述一次風(fēng)噴口的中間水平設(shè)有鈍體，鈍體右側(cè)的上下噴口均為濃煤粉一次風(fēng)噴口，鈍體左側(cè)的上下噴口均為淡煤粉一次風(fēng)噴口，每個濃煤粉一次風(fēng)噴口內(nèi)設(shè)有穩(wěn)燃齒，一次風(fēng)噴口沿周邊為周界風(fēng)。
[0008]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
[0009]一、本實用新型是針對高一次風(fēng)率(40%?50%)煤粉鍋爐而設(shè)計，通過在主燃燒器區(qū)域不布置主二次風(fēng)，以此保證有足夠的燃盡風(fēng)(占總風(fēng)量20%?25%)。集中布置一次風(fēng)噴口可以在高一次風(fēng)速時保證著火，穩(wěn)定燃燒，對NOx的生成也可以起到抑制作用。通過濃煤粉一次風(fēng)噴口和淡煤粉一次風(fēng)噴口及背火側(cè)周界風(fēng)，可以實現(xiàn)“外風(fēng)內(nèi)粉”的燃燒方式。水平方向的燃料分級(水平濃淡燃燒)和空氣分級(大背火側(cè)周界風(fēng))，以及垂直方向上的空氣分級(燃盡風(fēng))可以較大幅度的降低NOx總體排放濃度。采用相對較小的濃煤粉噴口，可以減少濃一次風(fēng)的風(fēng)煤比，對于穩(wěn)定燃燒和減少NOx是有利的。
[0010]二、由于本實用新型不布置主二次風(fēng)，燃燒器間距調(diào)整余地擴(kuò)大，可減少因燃盡風(fēng)的設(shè)置導(dǎo)致的汽溫變化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型燃燒裝置單角各層噴口布置圖；
[0012]圖2是一次風(fēng)噴口 I的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3是本實用新型燃燒裝置使用在四角切圓鍋爐燃盡風(fēng)布置示意圖；
[0014]圖4是本實用新型燃燒裝置使用在六角切圓鍋爐一次風(fēng)布置示意圖(圖中標(biāo)記M為淡煤粉一次風(fēng)中心線，N為濃煤粉一次風(fēng)中心線)。
【具體實施方式】
[0015]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式包括底部風(fēng)噴口
3、緊湊式燃盡風(fēng)噴口 4、下分離式燃盡風(fēng)噴口 5、上分離式燃盡風(fēng)噴口 6、上油二次風(fēng)噴口 2、下油二次風(fēng)噴口 13和至少三個一次風(fēng)噴口 1，上分離式燃盡風(fēng)噴口 6、下分離式燃盡風(fēng)噴口 5、緊湊式燃盡風(fēng)噴口 4、上油二次風(fēng)噴口 2、至少三個連續(xù)布置的一次風(fēng)噴口 1、下油二次風(fēng)噴口 13和底部風(fēng)噴口 3由上至下依次設(shè)置，一次風(fēng)噴口 I的中間豎直設(shè)有隔板12，所述一次風(fēng)噴口 I的中間水平設(shè)有鈍體10，鈍體10右側(cè)的上下噴口均為濃煤粉一次風(fēng)噴口 7，鈍體10左側(cè)的上下噴口均為淡煤粉一次風(fēng)噴口 8，每個濃煤粉一次風(fēng)噴口 7內(nèi)設(shè)有穩(wěn)燃齒11，一次風(fēng)噴口 I沿周邊為周界風(fēng)9。隔板12將濃煤粉一次風(fēng)噴口 7的氣流和淡煤粉一次風(fēng)噴口 8的氣流分隔，延緩二者的混合。數(shù)層一次風(fēng)噴口 I連續(xù)集中布置，各個一次風(fēng)噴口I之間不設(shè)置主二次風(fēng)。這部分多出來的風(fēng)量被用以保證足夠的燃盡風(fēng)風(fēng)量，以及底部風(fēng)噴口 3和背火側(cè)周界風(fēng)9-1風(fēng)量。由大背火側(cè)周界風(fēng)，大底部風(fēng)與較高的一次風(fēng)速保證爐膛正常的旋轉(zhuǎn)流動和燃燒。
[0016]【具體實施方式】二:結(jié)合圖2說明本實施方式，本實施方式的一次風(fēng)噴口 I的高度H與寬度B的比值為1.2?1.5。高一次風(fēng)率時，在不增加一次風(fēng)噴口 I安裝通道橫向距離(不破壞原水冷壁)的基礎(chǔ)上增加一次風(fēng)噴口面積，將實際一次風(fēng)速控制在24m/s?30m/s。同時可以設(shè)置較大面積的背火側(cè)周界風(fēng)噴口，保證一次風(fēng)射流不沖壁面。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一相同。
[0017]【具體實施方式】三:結(jié)合圖2說明本實施方式,本實施方式的淡煤粉一次風(fēng)噴口 8 —側(cè)的周界風(fēng)9為背火側(cè)周界風(fēng)9-1，所述濃煤粉一次風(fēng)噴口 7 —側(cè)周界風(fēng)9為向火側(cè)周界風(fēng)9-2，背火側(cè)周界風(fēng)9-1面積為向火側(cè)周界風(fēng)9-2面積的3倍?6倍。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】二相同。
[0018]【具體實施方式】四:結(jié)合圖2說明本實施方式，本實施方式的濃煤粉一次風(fēng)噴口 7面積與淡煤粉一次風(fēng)噴口 8面積的比值為0.55?0.8。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】二相同。
[0019]【具體實施方式】五:結(jié)合圖2說明本實施方式，本實施方式的一次風(fēng)噴口 I上的上周界風(fēng)9-3面積與下周界風(fēng)9-4面積相同，背火側(cè)周界風(fēng)9-1面積為上周界風(fēng)9-3面積的4倍?8倍。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】四相同。
[0020]【具體實施方式】六:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的底部風(fēng)噴口 3噴嘴面積為上油二次風(fēng)噴口 2的噴嘴面積的1.5倍?2倍。底部風(fēng)噴口 3采用大噴口設(shè)計，起到最下層托粉和起始旋轉(zhuǎn)的作用。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】五相同。
[0021]【具體實施方式】七:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的緊湊式燃盡風(fēng)噴口 4中心與下分離式燃盡風(fēng)噴口 5中心的間距Tl為2m?4m。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一、二、三、四、五或六相同。
[0022]【具體實施方式】八:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的下分離式燃盡風(fēng)噴口 5與上分離式燃盡風(fēng)噴口 6中心的間距T2為2m?4m。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】七相同。
[0023]本實用新型使用方法，所述方法是通過以下步驟實現(xiàn)的:
[0024]步驟一、當(dāng)采用四角切圓鍋爐或墻式切圓鍋爐時，將四個無主二次風(fēng)的低氮燃燒裝置布置在爐膛的四個角或四面水冷壁上；當(dāng)采用六角切圓鍋爐時，將六個無主二次風(fēng)的低氮燃燒裝置布置在爐膛的六個角上，當(dāng)采用八角切圓鍋爐時，將八個無主二次風(fēng)的低氮燃燒裝置布置在爐膛的八個角上；
[0025]步驟二、當(dāng)一次風(fēng)噴口 I的總和風(fēng)量占鍋爐總風(fēng)量的40%?50%時，一次風(fēng)噴口 I的風(fēng)速在24m/s?30m/s ；
[0026]步驟三、底部風(fēng)噴口 3氣流與對角線成3?6°方向正切噴入爐內(nèi)；一次風(fēng)噴口 I的風(fēng)粉氣流在爐膛截面上與對角線成2?5°方向正切噴入爐內(nèi)；緊湊式燃盡風(fēng)噴口 4的風(fēng)粉氣流中心線在爐膛截面上與一次風(fēng)氣流中心線一致或小角度O?5°反切；爐膛主燃區(qū)為逆時針旋轉(zhuǎn)流動；
[0027]步驟四、上油二次風(fēng)噴口 2和下油二次風(fēng)噴口 13僅在鍋爐點火和低負(fù)荷穩(wěn)燃時候使用，正常工況下關(guān)到最?。?br> [0028]步驟五、根據(jù)鍋爐容量的大小，緊湊式燃盡風(fēng)噴口 4可布置一級或兩級，下分離式燃盡風(fēng)噴口 5和上分離式燃盡風(fēng)噴口 6可布置一級或多級，燃盡風(fēng)的方向為水平和垂直擺動，以較好的調(diào)節(jié)汽溫。
【權(quán)利要求】
1.一種無主二次風(fēng)的低氮燃燒裝置，所述裝置包括底部風(fēng)噴口(3)、緊湊式燃盡風(fēng)噴口(4)、下分離式燃盡風(fēng)噴口(5)、上分離式燃盡風(fēng)噴口(6)、上油二次風(fēng)噴口(2)、下油二次風(fēng)噴口(13)和至少三個一次風(fēng)噴口(1)，其特征在于:上分離式燃盡風(fēng)噴口(6)、下分離式燃盡風(fēng)噴口(5)、緊湊式燃盡風(fēng)噴口(4)、上油二次風(fēng)噴口(2)、至少三個連續(xù)布置的一次風(fēng)噴口( I )、下油二次風(fēng)噴口( 13)和底部風(fēng)噴口(3)由上至下依次設(shè)置，一次風(fēng)噴口( I)的中間豎直設(shè)有隔板(12)，所述一次風(fēng)噴口(I)的中間水平設(shè)有鈍體(10)，鈍體(10)右側(cè)的上下噴口均為濃煤粉一次風(fēng)噴口(7)，鈍體(10)左側(cè)的上下噴口均為淡煤粉一次風(fēng)噴口(8)，每個濃煤粉一次風(fēng)噴口(7)內(nèi)設(shè)有穩(wěn)燃齒(11)，一次風(fēng)噴口(I)沿周邊為周界風(fēng)(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種無主二次風(fēng)的低氮燃燒裝置，其特征在于:所述一次風(fēng)噴口(I)的高度(H)與寬度(B)的比值為1.2?1.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種無主二次風(fēng)的低氮燃燒裝置，其特征在于:所述淡煤粉一次風(fēng)噴口(8) —側(cè)的周界風(fēng)(9)為背火側(cè)周界風(fēng)(9-1)，所述濃煤粉一次風(fēng)噴口(7) —側(cè)周界風(fēng)(9)為向火側(cè)周界風(fēng)(9-2)，背火側(cè)周界風(fēng)(9-1)面積為向火側(cè)周界風(fēng)(9-2)面積的3倍?6倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種無主二次風(fēng)的低氮燃燒裝置，其特征在于:所述濃煤粉一次風(fēng)噴口(7)面積與淡煤粉一次風(fēng)噴口(8)面積的比值為0.55?0.8。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種無主二次風(fēng)的低氮燃燒裝置，其特征在于:所述一次風(fēng)噴口(I)上的上周界風(fēng)(9-3)面積與下周界風(fēng)(9-4)面積相同，所述背火側(cè)周界風(fēng)(9-1)面積為上周界風(fēng)(9-3)面積的4倍?8倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種無主二次風(fēng)的低氮燃燒裝置，其特征在于:所述底部風(fēng)噴口(3)的噴嘴面積為上油二次風(fēng)噴口(2)的噴嘴面積的1.5倍?2倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述一種無主二次風(fēng)的低氮燃燒裝置，其特征在于:所述緊湊式燃盡風(fēng)噴口(4)中心與下分離式燃盡風(fēng)噴口(5)中心的間距(Tl)為2m?4m。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種無主二次風(fēng)的低氮燃燒裝置，其特征在于:所述下分離式燃盡風(fēng)噴口(5)與上分離式燃盡風(fēng)噴口(6)中心的間距(T2)為2m?4m。
【文檔編號】F23K3/02GK203628631SQ201320890504
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】王正陽, 任立立, 陸葉, 張小弟, 果志明, 王英杰, 李慧生 申請人:北京國電龍高科環(huán)境工程技術(shù)有限公司