[发明专利]一种W型火焰解耦燃烧炉及解耦燃烧方法

权利要求书

1.一种W型火焰解耦燃烧炉，该解耦燃烧炉的炉膛由前后侧墙、上炉膛侧墙(12)、下炉膛拱(13)、下炉膛侧墙(14)和下炉膛冷灰斗壁(15)围成，其特征在于，

在所述的下炉膛拱(13)上设置若干组的一次风喷口，每组一次风喷口由炉膛中心往外依次为超浓一次风喷口(8)、浓一次风喷口(7)和淡一次风喷口(6)，所述若干组一次风喷口在下炉膛拱(13)上在前后墙之间设置，喷口方向向下；

在所述的下炉膛侧墙(14)上对称设置若干侧墙上二次风喷口(4)，经侧墙上二次风喷口(4)喷出的风能达到炉膛中部，有足够的卷吸能力，使下炉膛上部的高温烟气向侧墙深度回流，以保证超浓煤粉快速热解、气化和燃烧；

所述的每个侧墙上二次风喷口(4)与每组一次风喷口沿前后向交错设置；

所述下炉膛侧墙(14)上在前后墙之间设置若干侧墙下二次风喷口(3)，用于补充助燃气并将下行煤粉托住，以使煤粉充分燃烧和避免煤粉冲刷冷灰斗结焦。

2.根据权利要求1所述的W型火焰解耦燃烧炉，其特征在于，所述若干组一次风喷口中每组的超浓一次风喷口(8)浓一次风喷口(7)和淡一次风喷口(6)单排设置，或采用双排并行设置，所述一次风喷口(8、7、6)喷出的气流与竖直方向上的夹角为0～30度。

3.根据权利要求1所述的W型火焰解耦燃烧炉，其特征在于，在所述的淡一次风喷口(6)的外侧还设置若干贴壁二次风喷口(5)，用于向炉膛前后墙附近卷吸高温烟气，减轻炉墙的结焦和高温腐蚀，并及时向着火的一次风补充空气。

4.根据权利要求1所述的W型火焰解耦燃烧炉，其特征在于，在所述的下炉膛冷灰斗壁(15)的底部对称水平设置若干底部边界风喷口(1)。

5.根据权利要求1所述的W型火焰解耦燃烧炉，其特征在于，所述侧墙下二次风喷口(3)为狭长风口，用于提供助燃气，使煤粉充分燃烧，所述侧墙上二次风喷口(4)喷口方向为斜向下，与水平夹角0～60度，所述若干侧墙下二次风喷口(3)，喷口方向斜向下，与水平夹角0～30度。

6.根据权利要求1所述的W型火焰解耦燃烧炉，其特征在于，所述上炉膛侧墙(12)上沿前后向相对设置若干下倾的上炉膛燃尽风喷口(9)，该上炉膛燃尽风喷口(9)下倾角度为与水平夹角小于45度。

7.一种基于权利要求1至6之一的W型火焰解耦燃烧炉的解耦燃烧方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)将煤粉浓度由大到小的煤粉气流通入超浓一次风喷口(8)、浓一次风喷口(7)和淡一次风喷口(6)中，在燃烧热和高温回流热烟气的作用下，超浓一次风喷口(8)中的超浓煤粉快速热解、气化和燃烧，已燃烧的超浓煤粉气流在炉膛内流动，并与相邻的浓粉气流、和淡粉气流混合，剩余煤粉快速热解气化，使煤中挥发份充分析出并燃烧，在该过程中氧气的消耗逐级增大，所述燃烧、热解和气化过程均在还原气氛下反应，生成的NO_x含量降低；

2)在煤粉燃烧的同时侧墙上二次风喷口(4)和侧墙下二次风喷口(3)进行配风，侧墙上二次风喷口(4)的风量为二次风总量的20～45％，侧墙上二次风喷口(4)配风的射程贯穿到下炉膛的中部，射流卷吸能力强，在下炉膛上部的高温烟气向侧墙深度回流，燃烧器及时着火，同时该二次风牵引一次风气流，一次风在下炉膛的行程提高，煤粉避免过早的上飘，并且该二次风穿过相邻的下行一次风气流之间时，与下行扩散开的一次风混合，补充助燃空气；

通入的下层二次风风量为二次风总量的20～45％，进一步补充助燃的空气，同时将下行煤粉托住，并携带其上行，以避免煤粉冲刷冷灰斗结焦。

8.根据权利要求7所述的W型火焰解耦燃烧炉的解耦燃烧方法，其特征在于，所述步骤1)中煤粉浓度最高的煤粉气流射流速度为15m/s～50m/s。

9.根据权利要求7所述的W型火焰解耦燃烧炉的解耦燃烧方法，其特征在于，所述方法进一步包括通过底部边界风喷口(1)进行配风的步骤，其风量为二次风总量的5～10％，以避免炉底结焦和降低炉渣含碳量。

10.根据权利要求7所述的W型火焰解耦燃烧炉的解耦燃烧方法，其特征在于，所述方法进一步包括上炉膛燃尽风喷口(9)配风的过程，其风量为二次风总量的5％～25％，以控制下炉膛出口附近的过量空气，改善一次风和二次风分层流动造成的浓度场不均。