專利名稱：一種鍋爐燃燒器貼壁風布置方式的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鍋爐燃燒器貼壁風布置方式，屬于鍋爐燃燒裝置技術領域。
背景技術：
氮氧化物(NOx，包括N0、N02、N20)是能造成大氣環境嚴重污染的氣體，被認為是大氣污染的主要來源之一。每年在世界范圍因燃燒化石燃料而排放的NOx在所有NOx排放中占有很大的比例。日益嚴格的環保法規要求研究開發先進的燃燒技術，以減少NOx等污染物的排放。目前我國能源構成的最大特點是以煤炭為主(占70%以上)，煤炭燃燒將產生 大量的NOx，對經濟高效增長及生態環境都會產生負面影響。目前已有的控制常規燃煤電站鍋爐NOx排放的技術措施可分為煙氣凈化技術和低NOx燃燒技術兩類。煙氣凈化技術是通過脫除煙氣中NOx來降低NOx的最終排放量。火電廠NOx減排主要通過先進的運行操作方式、低NOx燃燒技術與尾部煙氣脫硝技術來實現。尾部煙氣脫硝技術比較徹底，但其投資與運行維護費用昂貴。目前先進低NOx燃燒技術可將排放濃度降低到150 350mg/m3以下，而且隨著爐內NOx生成量的減少，也會降低尾部脫硝裝置的運行成本。低NOx燃燒技術的核心之一是分級燃燒技術，包括空氣分級和燃料分級兩種，燃料分級技術又稱為燃料再燃技術。國內外煤粉鍋爐采用最廣泛、技術最為成熟的主流低NOx燃燒技術是空氣分級技術，它在我國的電站鍋爐已得到普遍采用。爐膛整體空氣分級是將燃燒所需的空氣量分成兩級送入，第一級燃燒區為燃燒器提供占煤粉完全燃燒所需總風量的60% 90%的空氣，燃料先在缺氧的富燃料條件下燃燒。二級燃燒區將剩余風量以二次空氣(燃盡風)形式輸入，成為富氧燃燒區。一、二級燃燒區中間設有平均氧濃度接近零的具有還原性氣氛的還原區，這一區域的還原介質對于還原已經生成的NOx有重要作用。爐內整體空氣分級技術可使NOx生成量降低30 % 70 %，空氣分級的程度越大，即燃盡風所占的份額越大，NOx減排的程度越大。由于第一級燃燒區中為燃燒器提供的空氣占煤粉完全燃燒所需要量的60% 90%,整個主燃燒器區域的過量空氣系數小于1.0，處于還原性氣氛，在此氣氛下，煤的灰熔點將降低50°C 100°C，這容易導致爐膛水冷壁出現嚴重結渣的情況；而且還原性氣體中的H2S等腐蝕性氣體，容易導致爐膛水冷壁出現嚴重高溫腐蝕的情況。為防止出現上述情況，現有技術是通過減小一次風/煤粉氣流的假想切圓、采用一次風/煤粉氣流反切的布置方式等措施，來減小火球的直徑、防止一次風/煤粉氣流沖刷水冷壁，從而防止爐膛水冷壁出現結渣和高溫腐蝕的情況。以某600麗超臨界鍋爐為例，現有燃燒設備的一次風/煤粉噴嘴、二次風噴嘴、燃盡風噴嘴的布置方式如圖I所示，圖2為圖I的I-I剖視圖，圖3為圖I的II-II剖視圖。每臺鍋爐I配置6臺磨煤機3，編號分別為A、B、C、D、E、F。爐膛2由四面水冷壁7組成，在爐膛2的每個角上布置有一組主燃燒器8，每組主燃燒器8沿垂直方向間隔布置6個一次風/煤粉噴嘴5，如某一角6個一次風/煤粉噴嘴5的編號分別為Al、BI、Cl、Dl、Fl、Fl。每組燃燒器8沿垂直方向布置2個二次風噴嘴6和5個二次風噴嘴16。四角燃燒器8的一次風/煤粉噴嘴5的中心線在爐膛2內形成假想切圓9，第一四角二次風噴嘴6的中心線在爐膛內也形成小假想切圓9，第二四角二次風噴嘴16的中心線在爐膛內形成直徑更大的大假想切圓17。磨煤機3通過煤粉管道4與一次風/煤粉噴嘴5連接，每臺磨煤機3出口有四根煤粉管道4,與同一標高的4個一次風/煤粉噴嘴5連接，比如磨煤機A與編號為A1,A2,A3，A4共四個一次風/煤粉噴嘴5連接。二次風從空氣預熱器13引出，通過第一二次風道14與主燃燒器8中的第一四角二次風噴嘴6、第二四角二次風噴嘴16，以及一次風/煤粉噴嘴5四周的間隙相連接，這部分二次風加上一次風總的燃燒空氣量，小于通過一次風/煤粉噴嘴5噴入爐膛2的煤粉完全燃燒所需要的理論空氣量，也就是主燃燒器8區域的過量空氣系數小于I. O。剩下的部分二次風通過第二二次風道15與分離燃盡風風箱10連接，通過設置在分離燃盡風風箱10中的分離燃盡風噴嘴12噴入爐膛，完成整個燃燒的過程。通過這樣的燃燒組織方式，可以使主燃燒器區域的過量空氣系數小于I. 0，降低NOx的生成量。在上述的現有設計例中，為了將鍋爐的NOx排放量降低到較低值，需要加大燃盡風的比例，這將導致主燃燒器區域的整體過量空氣系數較低，最低可能達到0. 60 0. 70。雖然采取了減小一次風/煤粉氣流的假想切圓、采用一次風/煤粉氣流反切的布置方式等措施，現場測試的貼壁煙氣成分，往往不能滿足保證貼壁煙氣中氧氣含量> 0. 5%且H2S含量< IOOppm的要求。如何保證鍋爐在達到低NOx排放的同時，保證爐膛中安全的貼壁煙氣成分，是亟待解決的問題。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種具有低NOx排放量、低爐膛結渣傾向和低爐膛水冷壁高溫腐蝕傾向的貼壁風布置方式。
為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供一種鍋爐燃燒器貼壁風布置方式，二次風從空氣預熱器的出口引出，前部分二次風通過第一二次風道與主燃燒器連接；后部分二次風通過第二二次風道與分離燃盡風風箱連接，并通過設于分離燃盡風風箱中的分離燃盡風噴嘴噴入爐膛，其特征在于所述前部分二次風又分為三股，第一股通過主燃燒器中的第一二次風噴嘴和第二二次風噴嘴噴入爐膛，第二股通過主燃燒器中的一次風/煤粉噴嘴四周的周界風噴嘴噴入爐膛，第三股通過設于至少一層的一次風/煤粉噴嘴側面的貼壁風噴嘴噴入爐膛。優選地，所述貼壁風噴嘴設于一次風/煤粉噴嘴的向火側。優選地，所述貼壁風噴嘴設于一次風/煤粉噴嘴的背火側。優選地，所述一次風/煤粉噴嘴的向火側和背火側均設有貼壁風噴嘴。優選地，鍋爐額定負荷時，通過所述貼壁風噴嘴噴入爐膛的二次風風量占鍋爐總燃燒空氣量的2% 8%。本發明提供的一種鍋爐燃燒器貼壁風布置方式通過在一次風/煤粉噴嘴的一側或兩側布置貼壁風噴嘴，將通過第一二次風道與主燃燒器連接的部分二次風分為三股，運行中調節貼壁風的風量，貼壁風噴嘴通過其內部的導向板，使氣流的噴出方向與相鄰的水冷壁中心線平行，這部分氣流不吹向爐膛中心，而是沿水冷壁進行擴散，推遲了這部分空氣與煤粉顆粒發生燃燒反應的過程，這樣就起到了保持水冷壁貼壁區域煙氣呈氧化性氣氛，從而防止出現爐膛結渣和高溫腐蝕的情況，能在獲得低的NOx生成量的同時，滿足貼壁煙氣中氧氣含量彡0. 5%且H2S含量彡IOOppm的要求。本發明提供的一種鍋爐燃燒器貼壁風布置方式克服了現有技術的不足，通過在一次風/煤粉噴嘴的一側或兩側布置貼壁風噴嘴，能防止爐膛結渣和高溫腐蝕，且適用于高硫煤，增加了鍋爐對煤種變化的適應性。
圖I為現有燃燒器配風方式的立面圖；圖2為圖I中I-I剖視圖；圖3為圖I中II-II剖視圖；圖4為實施例I中本發明提供的一種鍋爐燃燒器貼壁風布置方式示意圖；圖5為實施例2中本發明提供的一種鍋爐燃燒器貼壁風布置方式示意圖；圖6為實施例3中本發明提供的一種鍋爐燃燒器貼壁風布置方式示意圖；附圖標記說明I-鍋爐；2_爐膛；3_磨煤機；4_煤粉管道；5_ —次風/煤粉噴嘴；6_第一二次風噴嘴；7_水冷壁；8_燃燒器；9_小假想切圓；10_分離燃盡風風箱；11_貼壁風噴嘴；12_分離燃盡風噴嘴；13_空氣預熱器；14-第一二次風道；15-第二二次風道；16-第二二次風噴嘴；17-大假想切圓。
具體實施例方式為使本發明更明顯易懂，茲以四個優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。實施例I結合圖I 圖3，每臺鍋爐I配置6臺磨煤機3，編號分別為A、B、C、D、E、F。爐膛2由四面水冷壁7組成，在爐膛2的每個角上布置有一組主燃燒器8，每組主燃燒器8沿垂直方向間隔布置6個一次風/煤粉噴嘴5,如某一角6個一次風/煤粉噴嘴5的編號分別為A1、B1、C1、D1、E1、F1。每組燃燒器8沿垂直方向布置2個二次風噴嘴6和5個二次風噴嘴16。四角燃燒器8的一次風/煤粉噴嘴5的中心線在爐膛2內形成假想切圓9，第一四角二次風噴嘴6的中心線在爐膛內也形成小假想切圓9，第二四角二次風噴嘴16的中心線在爐膛內形成直徑更大的大假想切圓17。磨煤機3通過煤粉管道4與一次風/煤粉噴嘴5連接，每臺磨煤機3出口有四根煤粉管道4，與同一標高的4個一次風/煤粉噴嘴5連接，t匕如磨煤機A與編號為Al，A2，A3，A4共四個一次風/煤粉噴嘴5連接。二次風從空氣預熱器13的出口引出，前部分二次風通過第一二次風道14與主燃燒器8連接；后部分二次風通過第二二次風道15與分離燃盡風風箱10連接，并通過設于分離燃盡風風箱10中的分離燃盡風噴嘴12噴入爐膛2。結合圖4，前部分二次風又分為三股，第一股通過主燃燒器8中的第一二次風噴嘴6和第二二次風噴嘴16噴入爐膛2，第二股通過主燃燒器8中的一次風/煤粉噴嘴5四周的周界風噴嘴噴入爐膛2，第三股通過布置于至少一層的一次風/煤粉噴嘴5向火側的貼壁風噴嘴11噴入爐膛2。布置于向火側的貼壁風噴嘴11通過其內部的導向板，使氣流的噴出方向與相鄰的水冷壁中心線平行，這部分氣流不吹向爐膛中心，而是沿水冷壁進行擴散，推遲了這部分空氣與煤粉顆粒發生燃燒反應的過程，這樣就起到了保持水冷壁貼壁區域煙氣呈氧化性氣氛，從而防止出現爐膛結渣和高溫腐蝕的情況。鍋爐一個角的主燃燒器8包含六個向火側貼壁風噴嘴11，一臺鍋爐共四個主燃燒器8，共包含24個向火側貼壁風噴嘴11，鍋爐額定負荷時，總的通過24個貼壁風噴嘴11噴入爐膛的二次風風量占鍋爐總燃燒空氣量的4%。實施例2結合圖5，將實施例I中貼壁風噴嘴11的布置位置從一次風/煤粉噴嘴5的向火側改為一次風/煤粉噴嘴5的背火側。其他結構同實施例I。實施例3
結合圖6，將實施例I中貼壁風噴嘴11的布置位置從一次風/煤粉噴嘴5的向火側改為在，一次風/煤粉噴嘴5的向火側和背火測，各布置有一個向火側貼壁風噴嘴11。其他結構同實施例I。實施例4本實施例與實施例I的區別在于，僅在上三層每個一次風/煤粉噴嘴5的向火側布置貼壁風噴嘴11，每個角的主燃燒器8共布置三個貼壁風噴嘴11。下三層一次風/煤粉噴嘴5的側面不布置貼壁風噴嘴11。其他結構同實施例I。
權利要求
1.一種鍋爐燃燒器貼壁風布置方式，二次風從空氣預熱器(13)的出口引出，前部分二次風通過第一二次風道(14)與主燃燒器(8)連接；后部分二次風通過第二二次風道(15)與分離燃盡風風箱(10)連接，并通過設于分離燃盡風風箱(10)中的分離燃盡風噴嘴(12)噴入爐膛(2)，其特征在于所述前部分二次風又分為三股，第一股通過主燃燒器(8)中的第一二次風噴嘴(6)和第二二次風噴嘴(16)噴入爐膛(2)，第二股通過主燃燒器(8)中的一次風/煤粉噴嘴(5)四周的周界風噴嘴噴入爐膛(2)，第三股通過設于至少一層的一次風/煤粉噴嘴(5)側面的貼壁風噴嘴(11)噴入爐膛(2)。
2.如權利要求I所述的一種鍋爐燃燒器貼壁風布置方式，其特征在于所述貼壁風噴嘴(11)設于一次風/煤粉噴嘴(5)的向火側。
3.如權利要求I所述的一種鍋爐燃燒器貼壁風布置方式，其特征在于所述貼壁風噴嘴(11)設于一次風/煤粉噴嘴(5)的背火側。
4.如權利要求I所述的一種鍋爐燃燒器貼壁風布置方式，其特征在于所述一次風/煤粉噴嘴(5)的向火側和背火側均設有貼壁風噴嘴(11)。
5.如權利要求1、2、3或4所述的一種鍋爐燃燒器貼壁風布置方式，其特征在于鍋爐額定負荷時，通過所述貼壁風噴嘴(11)噴入爐膛(2)的二次風風量占鍋爐總燃燒空氣量的2% 8%。
全文摘要
本發明提供了一種鍋爐燃燒器貼壁風布置方式，二次風從空氣預熱器的出口引出，前部分二次風通過第一二次風道與主燃燒器連接；后部分二次風通過第二二次風道與分離燃盡風風箱連接，其特征在于所述前部分二次風又分為三股，第一股通過主燃燒器中的第一二次風噴嘴和第二二次風噴嘴噴入爐膛，第二股通過主燃燒器中的一次風/煤粉噴嘴四周的周界風噴嘴噴入爐膛，第三股通過設于至少一層的一次風/煤粉噴嘴側面的貼壁風噴嘴噴入爐膛。本發明提供的一種鍋爐燃燒器貼壁風布置方式克服了現有技術的不足，通過在一次風/煤粉噴嘴的一側或兩側布置貼壁風噴嘴，能防止爐膛結渣和高溫腐蝕，且適用于高硫煤，增加了鍋爐對煤種變化的適應性。
文檔編號F23L9/00GK102705818SQ20121020919
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月22日 優先權日2012年6月22日
發明者張建文, 張翔, 肖琨, 韓彩風 申請人:上海鍋爐廠有限公司