[发明专利]一种在前后墙对冲燃烧锅炉中的燃尽风布置方式

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃尽风布置方式，尤其涉及一种在前后墙对冲燃烧锅炉中采用双切圆送入方式的燃尽风布置方式，属于电站锅炉低氮燃烧技术领域。

 

背景技术

目前，大型煤粉燃烧锅炉中主要采用的燃烧方式有四角切圆燃烧方式和前后墙对冲燃烧方式。

在四角切圆燃烧方式中，从布置于炉膛四角的直流式燃烧器喷出的气流（燃料和配风）轴线与炉膛中心的一个或多个假想圆相切，燃烧形成的火焰和产生的烟气在炉膛中旋转上升，在炉膛断面上四角火焰相互作用形成一个大的“火球”。这种燃烧方式具有炉内整体组织配风、火焰相互支持的特点，并且还具备气体混合强烈、烟气行程较长的优点，这种燃烧型式的炉膛断面近似正方形。

在前后墙对冲燃烧方式中，圆形旋流燃烧器布置在炉膛前墙和后墙水冷壁上，前后墙上数量对等的燃烧器中各有一只燃烧器位于同一轴线上，每个燃烧器单独组织配风、火焰相对独立；同一面墙上的各股火焰之间互不干扰，前后墙上同一轴线上的两个燃烧器的火焰尾部在炉膛中部对冲后折向向上流动。这种燃烧方式具有炉膛断面上热负荷分布较为均匀的优点，但是，在同样的炉膛燃尽高度下与四角切圆燃烧方式相比较，该前后墙对冲燃烧方式的炉内烟气后期混合较差、烟气行程相对较短，若燃烧用空气不能及时给入并与燃料充分混合，则会延迟燃料的燃烧过程并影响炉膛吸热，这种燃烧型式的炉膛断面为长方形，且长宽比较大。

燃烧型式与燃料、锅炉型式和其他很多因素相关，在设计初期确定，锅炉建成运行后难以再对其燃烧型式进行根本上的改变。

煤炭的燃烧会产生大量的氮氧化物气体，氮氧化物的排放会造成大气环境的严重污染；目前，已有的控制常规燃煤电站锅炉NO_X排放的措施主要分为低NO_X燃烧技术和烟气净化技术；其中，低NO_X燃烧技术投资、运行费用少，可降低NOx排放浓度40％～60％；而烟气净化技术脱硝效率高，但初投资和运行费用高。锅炉NO_X生成量的减少会显著降低尾部脱销装置的投资和运行成本，因此控制燃煤锅炉NOx排放量都要首先采用NO_X燃烧技术或进行低NOx燃烧改造。

为满足日益严格的环保要求，许多早期投运的锅炉均有低氮燃烧的改造要求，这些锅炉主要为亚临界四角切圆燃烧锅炉、亚临界前后墙对冲燃烧锅炉和亚临界“W”型火焰燃烧锅炉；为降低早期锅炉的NOx排放量，在原燃烧器上方增设燃尽风已成为普遍采用的有效手段和重要手段。目前，四角切圆燃烧方式的锅炉新增燃尽风仍然采用切圆送入的方式，前后墙对冲燃烧方式锅炉新增燃尽风仍采用前后墙对冲送入的方式。

在原燃烧器上方增设燃尽风后，下部主燃区供风量减少，即燃烧所需的空气延迟供给，造成煤粉着火和燃尽延迟。对于改造工程，由于炉膛高度和原燃烧器布置位置不变，而燃料的燃尽空间，即对应新增燃尽风到炉膛出口的距离还会减少，在上述两个因素的共同作用下，低氮燃烧改造会造成炉膛出口烟温、锅炉减温水量及飞灰含碳量的增加和屏式受热面管壁超温，当这些变化较大时将对改造后锅炉运行的安全性和经济性产生影响。四角切圆燃烧锅炉由于烟气后期混合强烈、烟气行程相对较长，因此这些变化在低氮燃烧改造后并不明显；但对于前后墙对冲燃烧锅炉，由于烟气后期混合较差、烟气行程相对较短，这些变化在新增燃尽风采用前后墙对冲送入方式的低氮燃烧改造后显得特别突出，并已成为这种类型锅炉低氮燃烧改造较大的技术障碍。

虽然业界对亚临界前后墙对冲燃烧锅炉通过增设燃尽风来降低锅炉NOx排放量的同时能减少锅炉减温水量和飞灰含碳量的增加已经做过大量的研究和许多尝试，但所采取的手段均局限于原燃烧器的局部结构和局部配风上，但这些尝试收效甚微，即便能降低飞灰含碳量和锅炉减温水量也是以牺牲NOx排放为代价。

因此，目前还没有一种有效的方式出现，能够有效解决目前存在的技术难题。

 

发明内容

本发明的目的在于：提出一种在前后墙对冲燃烧锅炉中采用双切椭圆送入方式的燃尽风布置型式，专门针对前后墙对冲燃烧锅炉长方形炉膛的低氮燃烧改造而设，解决早期亚临界前后墙对冲燃烧锅炉的低氮燃烧改造过程中，采用前后墙对冲送入燃尽风的方式，由于其烟气后期混合较差、烟气行程相对较短，造成低氮燃烧改造后炉膛出口烟温、锅炉减温水量及飞灰含碳量增加以及屏式受热面管壁超温，对改造后锅炉运行安全性和经济性产生不利影响的技术问题。

本发明目的通过下述技术方案来实现：一种在前后墙对冲燃烧锅炉中的燃尽风布置方式，锅炉燃烧方式为前后墙对冲燃烧型式，燃尽风采用切圆方式送入。