基于空氣分級(jí)低氮燃燒改造后的防結(jié)焦方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于燃煤鍋爐燃燒領(lǐng)域，具體涉及一種破壞渦流阻止鍋爐結(jié)焦裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，煤炭在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位，并且這種能源結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)不會(huì)改變，因此火電仍然是我國(guó)的主力電源，確?；痣姍C(jī)組安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)于滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。在火電機(jī)組運(yùn)行中，鍋爐結(jié)焦是影響機(jī)組安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)普遍現(xiàn)象，同時(shí)也是長(zhǎng)期存在的問(wèn)題。電廠鍋爐主要以煤為燃料，其燃燒產(chǎn)物中含有大量的灰粒、硫和氮的氧化物等物質(zhì)，這些物質(zhì)在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)以各種形式沉積在受熱面的表面，造成受熱面的結(jié)焦，鍋爐受熱面結(jié)焦不僅會(huì)降低鍋爐運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性，甚至?xí)绊戝仩t的安全運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生設(shè)備損壞和人身傷害事故。
[0003]為了降低鍋爐氮氧化物排放量，鍋爐通常會(huì)選擇空氣分級(jí)低氮燃燒改造和催化脫硝(SCR)相結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)煙氣脫硝。鍋爐空氣分級(jí)低氮燃燒改造后，其主燃燒器區(qū)域氧量會(huì)急劇降低造成鍋爐灰熔點(diǎn)變低。對(duì)于四角切圓鍋爐，在燃盡風(fēng)與主燃燒器之間是氮氧化物還原區(qū)，氧濃度很低容易在四角弱風(fēng)區(qū)產(chǎn)生結(jié)焦問(wèn)題。鍋爐四個(gè)角落由于煙氣上升氣流阻力大，且水平與垂直方向容易產(chǎn)生渦旋，最易造成飛灰堆積進(jìn)而造成結(jié)焦。鍋爐吹灰器安裝在鍋爐的前后和左右側(cè)墻，為了避免蒸汽射流損傷水冷壁，吹灰器不能覆蓋爐膛角落。當(dāng)爐膛角落發(fā)生結(jié)焦時(shí)焦塊會(huì)在燃盡風(fēng)與主燃燒器之間慢慢堆積，逐漸堵塞噴口造成噴口射流方向偏轉(zhuǎn)，最終造成鍋爐大面積結(jié)焦，甚至引起超溫爆管被迫停爐。在鍋爐的燃盡風(fēng)與主燃燒器之間的角落，吹灰器覆蓋不到且沒(méi)有打焦孔，當(dāng)燃用灰熔點(diǎn)較低煤種時(shí)，容易形成自上而下噴口結(jié)焦，最終由于噴口結(jié)焦造成噴口射流方向改變動(dòng)力場(chǎng)紊亂，從而引起鍋爐大面積結(jié)焦，鍋爐停爐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)已實(shí)施空氣分級(jí)低氮燃燒改造后的四角切圓鍋爐，提供一種防結(jié)焦方法及裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種基于空氣分級(jí)低氮燃燒改造后的防結(jié)焦方法，即在四角切圓燃燒鍋爐的最上層二次風(fēng)噴口與燃盡風(fēng)噴口之間，噴入多股高風(fēng)速低風(fēng)量射流，破壞鍋爐在四個(gè)角的回流區(qū)，從而避免熔融灰粒在燃燒器上方堆積結(jié)焦。所述的多股射流包括橫向射流和縱向射流，其中橫向射流指向鍋爐爐膛中心方向，破壞噴口射流造成局部負(fù)壓區(qū)和射流造成的渦流?？v向射流指鍋爐沿水冷壁平行方向，縱向射流形成一道風(fēng)墻，阻止熔融的灰粒向水冷壁靠近，同時(shí)破壞旋轉(zhuǎn)的氣流在爐膛爐膛四角形成的渦流，避免灰粒堆積。射流風(fēng)速范圍為25m/s~40m/s，射流風(fēng)量占二次風(fēng)總風(fēng)量的5%~7%
為了實(shí)施上述防結(jié)焦方法，本發(fā)明提出了一種空氣分級(jí)低氮燃燒改造后的防結(jié)焦裝置，所述防結(jié)焦裝置安裝在四角切圓鍋爐的最上層二次風(fēng)噴口與燃盡風(fēng)噴口之間，通過(guò)噴入多股高風(fēng)速低風(fēng)量射流破壞鍋爐在四個(gè)角的回流區(qū)，避免熔融灰粒在燃燒器上方堆積結(jié)焦。該裝置的噴口具有橫向和縱向兩個(gè)方向射流，橫向射流指向鍋爐爐膛中心方向，橫向射流補(bǔ)充鍋爐角落的氧量，降低鍋爐角落有射流所造成的渦流，阻止未凝固的灰粒粘附在燃燒器噴口上。縱向射流沿爐膛高度方向與水冷壁平行，在燃盡風(fēng)與主燃燒器區(qū)域形成一道氣幕屏障阻隔未凝固灰粒向水冷壁靠近，保護(hù)水冷壁防止水冷壁高溫腐蝕。該裝置與主燃燒器和二次風(fēng)噴口的結(jié)構(gòu)不同，該噴口由多個(gè)小孔(射流孔)組成，陣列式排列，行間距、列間距及孔大小，根據(jù)鍋爐容量和燃用的煤質(zhì)確定。鍋爐四角是低風(fēng)速易結(jié)焦區(qū)域，本裝置通過(guò)局部射流提高貼近水冷壁側(cè)氧量同時(shí)增強(qiáng)擾動(dòng)破除灰粒在角落的堆積。
[0006]所述陣列式包括圓形方陣列孔，圓形錯(cuò)列孔，方形陣列孔，方形錯(cuò)列孔，以及大小孔錯(cuò)列布置，其中以正方形孔均勻分布型、窄縫型方孔均勻分布型，圓形孔梅花型分布為常用形式。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)下述效果:
1、通過(guò)多股射流破壞噴切圓旋轉(zhuǎn)在角落形成的渦流，從而防止噴口附近結(jié)焦造成的射流方向改變和爐內(nèi)動(dòng)力場(chǎng)紊亂。
[0008]2、通過(guò)多股射流提高爐膛四角處氧化性氛圍從而提高灰熔點(diǎn)溫度，避免灰粒在噴口附近結(jié)焦造成爐內(nèi)動(dòng)力場(chǎng)紊亂。
[0009]3、通過(guò)射流提高近水冷壁側(cè)的氣流擾動(dòng)，清除噴口附近積灰。
[0010]4、解決普通吹灰器無(wú)法覆蓋的爐膛角落結(jié)焦問(wèn)題，配合正常的吹灰器使用，可以減少工人打焦的工作量，同時(shí)避免在四角產(chǎn)生不易觀察到的焦塊。
[0011]5、保證鍋爐運(yùn)行安全，并且鍋爐改動(dòng)小，施工方便。
[0012]6、提高鍋爐效率，降低爐膛的排煙溫度，保護(hù)鍋爐安全運(yùn)行。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)在四角切圓燃燒鍋爐上增設(shè)一種防結(jié)焦裝置，可以解決或大幅度緩解四角切圓鍋爐角部區(qū)域的結(jié)焦問(wèn)題，提高該類(lèi)型鍋爐的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性，因此能給火電機(jī)組帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣泛推廣的意義。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的防結(jié)焦裝置在鍋爐中的安裝位置圖(圖中SOFA代表分離布置燃盡風(fēng))；
圖2為本發(fā)明一種防結(jié)焦裝置的噴口主視圖與俯視圖正方形孔，均勻分布；
圖3為本發(fā)明一種防結(jié)焦裝置的噴口主視圖與俯視圖，圓形孔梅花型分布圖4為本發(fā)明一種防結(jié)焦裝置的噴口主視圖與俯視圖，窄縫型方孔均勻分布。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0016]所述防結(jié)焦裝置安裝在四角切圓鍋爐四個(gè)角，在燃盡風(fēng)與主燃器之間，如圖1所示。圖2和圖3是防結(jié)焦裝置的噴口示意圖，在噴口前方和上方開(kāi)有圓形的小孔(射流孔)，孔徑在1mm?20mm，前方對(duì)應(yīng)鍋爐角落方向，上方對(duì)應(yīng)沿爐膛高度方向且與水冷壁平行方向。該裝置通過(guò)風(fēng)管與二次風(fēng)箱連接，連接管上裝有控制風(fēng)量用的風(fēng)門(mén)。本裝置與燃燒器平齊，水平放置，噴口中心線過(guò)爐膛中心。所述裝置通過(guò)多股射流消除飛灰在鍋爐角落的堆積，針對(duì)四角切圓低NOx改造后四角容易結(jié)焦而設(shè)計(jì)。所述裝置通過(guò)補(bǔ)充鍋爐還原區(qū)域近水冷壁側(cè)的氧量同時(shí)增加該區(qū)域的氣流擾動(dòng)，阻止灰粒在鍋爐四角堆積。鍋爐燃盡風(fēng)與主燃燒區(qū)域是氮氧化物的還原區(qū)，灰粒容易在該區(qū)域的角落沉積，而吹灰器無(wú)法覆蓋，可通過(guò)此裝置解決鍋爐四角結(jié)焦問(wèn)題。
[0017]本實(shí)施例中，射流孔安裝在防結(jié)焦裝置的前部和上部，孔的大小和數(shù)量不限定于本專(zhuān)利附圖中的描述。
[0018]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于空氣分級(jí)低氮燃燒改造后的防結(jié)焦方法，其特征在于:在四角切圓燃燒鍋爐的最上層二次風(fēng)噴口與燃盡風(fēng)噴口之間，噴入多股高風(fēng)速低風(fēng)量射流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空氣分級(jí)低氮燃燒改造后的防結(jié)焦方法，其特征在于:所述多股射流包括指向鍋爐爐膛中心方向，以及沿爐膛高度方向且與水冷壁平行方向。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空氣分級(jí)低氮燃燒改造后的防結(jié)焦方法，其特征在于:所述射流風(fēng)速范圍為25m/s~40m/s。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空氣分級(jí)低氮燃燒改造后的防結(jié)焦方法，其特征在于:所述風(fēng)量占二次風(fēng)總風(fēng)量的5°/『7%。5.一種實(shí)施權(quán)利要求1所述方法的裝置，其特征在于:包括指向鍋爐爐膛中心方向的噴口，以及沿爐膛高度方向且與水冷壁平行方向的噴口，所述噴口包含多個(gè)小孔，并呈陣列式排列。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于:所述陣列式包括圓形方陣列孔，圓形錯(cuò)列孔，方形陣列孔，方形錯(cuò)列孔，以及大小孔錯(cuò)列布置。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于空氣分級(jí)低氮燃燒改造后的防結(jié)焦方法及裝置，即在四角切圓燃燒鍋爐的最上層二次風(fēng)噴口與燃盡風(fēng)噴口之間，設(shè)置一個(gè)能夠噴入多股高風(fēng)速低風(fēng)量射流的裝置。本發(fā)明可以解決或大幅度緩解四角切圓鍋爐角部區(qū)域的結(jié)焦問(wèn)題，提高該類(lèi)型鍋爐的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性，因此能給火電機(jī)組帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣泛推廣的意義。
【IPC分類(lèi)】F23C7/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105202533
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510709126
【發(fā)明人】羅小鵬, 姚斌, 石踐, 郭少博, 馬帥, 楊東林, 陳玉忠, 劉大猛, 黃錫兵
【申請(qǐng)人】貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院, 華中科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月28日