[发明专利]一种W型火焰解耦燃烧炉及解耦燃烧方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤粉燃烧设备领域，具体地，本发明涉及一种W型火焰解耦燃烧炉及解耦燃烧方法。

背景技术

在煤粉燃烧的实际应用中，随着煤粉空气混合物在燃烧阶段的燃烧温度和氧浓度的提高，煤粉更易快速、充分燃尽，烟气中飞灰可燃物(未燃尽碳和CO)的含量降低；同时，高温富氧又会使燃烧过程中生成的NO_x大幅提高；另一方面，煤粉空气混合物在燃烧阶段的燃烧温度和氧浓度越低越有利于抑制氮氧化物NO_x生成，但煤粉更不易燃尽。因而，解除煤粉燃烧的飞灰可燃物与NO_x的耦合排放问题是燃烧技术上长期存在的技术难点。

目前，已开发的适用于煤粉燃烧锅炉的低NO_x燃烧技术主要有空气分级燃烧技术、燃料分级燃烧技术、烟气再循环燃烧技术等。由于前述的耦合排放关系，这几种技术往往只能侧重一个方面问题的解决，不仅不能彻底地解决问题，同时还带来许多其它问题。

解耦燃烧技术可以实现解除煤炭燃烧的飞灰可燃物与NO_x的耦合排放关系，是同时降低飞灰可燃物和NO_x排放的有效方法。目前，人们已对解耦燃烧降低NO_x的机理进行了深入研究，并出现了适用于多种炉型的解耦燃烧技术专利，如专利“低氮氧化物排放煤粉解耦燃烧器及煤粉解耦燃烧方法”(中国发明专利申请号：201110033811.8)发明了一种煤粉解耦燃烧器和煤粉解耦燃烧方法，该解耦燃烧技术更适合于四角切圆锅炉。

W型火焰炉是解决难燃煤种稳燃和降低飞灰含碳量的主要炉型，但由于该炉型燃烧器的燃烧特性不佳、下炉膛配风的不合理，造成局部区域温度峰值高于1500℃的氧化性环境，致使其大量生成热力型氮；由于其燃烧不稳定，不能及时送配二次风，难以实现分级配风，所以W型火焰炉的燃料型NO_x的生成量很大。

对于NO_x排放很高的大部分现有W型火焰炉，其生成的NO_x中热力型往往占据主导。而对于NO_x排放不太高的大多W型火焰炉，其炉温峰值通常不太高，生成的NO_x中仍然以燃料型为主。

控制温度场只可以控制热力型的生成。传统分级燃烧注重控制浓度场：在炉膛形成大范围还原性气氛，以同时抑制燃料型和热力型NO_x的生成。由于大还原区控制比较粗放，为有效降低NO_x排放，需要较大还原性区域，因而需保持火上风与主燃烧区一定距离，在燃烧后期低温区域使煤粉燃尽。

如果单纯强化燃烧、简单的空气分级供给和降低炉膛温度，虽然一定程度上都可使NO_x排放降低，但其飞灰含碳量显著增高，锅炉效率和安全性急剧下降。NO_x与飞灰可燃物的耦合排放问题已成为W型火焰炉的顽疾。

发明内容

本发明的目的在于提供一种W型火焰解耦燃烧炉。

本发明的再一目的在于W型火焰解耦燃烧方法。

根据本发明的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，

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。

所述若干组一次风喷口8、7、6中的每组超浓一次风喷口8浓一次风喷口7和淡一次风喷口6分别沿直线单排设置，或采用双排平行设置，所述一次风喷口8、7、6中与竖直方向上的夹角为0～30度。

在所述的每一组淡一次风喷口6的外侧还设置贴壁二次风喷口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，增加拱顶的二次风和一次风下行的总动量，并及时向着火的一次风补充二次风总量的15～30％的空气。