[发明专利]通过上炉拱注入二次风以穿透烟气并与烟气混合

说明书

本申请是申请号为200510078555.9、申请日为2005年6月17日、名称为“通过上炉拱注入二次风以穿透烟气并与烟气混合”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及锅炉，例如具有在烟气通道内形成节流口的上炉拱的蒸汽锅炉，具体地涉及通过上炉拱注入用以穿透锅炉烟气并与其混合的二次风。

背景技术

典型的工业炉，不管燃烧气体或矿物且此后称之为锅炉，通常包括下燃烧区和通常垂直延伸的烟气通道。部分限定烟气通道的上炉壁传统上包括炉拱，此后称之为锅炉鼻部（nose）或鼻部，用于偏转烟气以促进烟气流下游的转向，以水平流过另外的加热表面，例如，锅炉对流通路。烟气随后通常垂直向下转向，在流至烟囱前流过进一步水平设置的管子。锅炉鼻部也保护过热器底部免受辐射照射。

二次风通常在燃烧区烟气通道下游内的位置注入烟气。二次风通常但不必定是预热和增压的燃烧空气。在燃烧区提供的燃烧空气通常被减少以提供二次风。减少的燃烧空气降低了燃烧区内的火焰温度且从而减少形成NOx。然而，降低的温度产生过多的未燃烧的碳氢化合物。在主要的燃烧区上面引入的二次风完成了未燃烧的碳氢化合物的燃烧，碳氢化合物随后转变为二氧化碳和水。

在传统锅炉中，二次风通过锅炉前壁或侧壁或二者内的注入孔引入烟道通道。由于锅炉和烟道通道的深度，通过前壁或侧壁位置注入的二次风充分穿透烟气并与烟气充分混合要求相当大的更高的注入压力且通常超过从现有的强制通风风扇可得到的压力。二次风不充分混合和喷射穿透进入燃烧（烟气）气体的一个解决方法为提供增压空气风扇，这又需要大量的高压导管。将认识到，为了到达包含大量向上流动的气体的炉子的后壁，需要某些锅炉内的二次风穿透40英尺的深度。使用后壁作为用于二次风的注入位置是不实际的，因为后壁与大致降至邻近燃烧区的点的锅炉的对流后部通道为一整体。带有烟气通道和锅炉对流后部通道的后壁的公共性在那个位置排除了二次风注入孔。因此，需要一种二次风注入系统，其通过二次风优化烟气穿透，而不需要另外被要求产生用二次风流动流穿透炉子深度的必须的增高的静压力的增压风扇。

发明内容

根据本发明优选的一个方面，上炉拱，即，锅炉鼻部，用作压力通风室，二次风从该处注入燃烧气体。通过这种结构，二次风仅需要穿透短的距离进入燃烧气体，以提供最好的混合性能，而不需要更高压力的增压风扇或更高压力的二次风。具体地，锅炉鼻部本身可以作为压力通风室，在其中接收二次风，最好通过侧壁的一个或两个上的开口以流过锅炉鼻部内的孔，并随后注入燃烧气体。然而，优选地，提供二次风到从炉子侧壁的一个或两个延伸进入锅炉鼻部的导管。多个孔导管在锅炉鼻部内的侧向延伸的导管和沿着一个或更多锅炉鼻部倾斜的表面形成的孔之间相通，以注入燃烧气体。即，锅炉鼻部总的包括垂直向上倾斜的朝向由鼻部和相对锅炉壁形成的烟气通道内的节流口的下表面，和被引导离开烟气通道内的节流口的上倾斜表面。二次风注入孔可以在锅炉鼻部的下或上或两个倾斜表面配备。

在另一个实施例中，可以在一对各自从相对的炉子侧壁伸入锅炉鼻部的分离的导管内向锅炉鼻部提供二次风。侧向延伸的导管的每个具有多个与锅炉鼻部的倾斜壁内的孔连通的孔导管。也将认识到可以在锅炉鼻部内配备两个或更多从各个锅炉侧壁延伸的导管。在那种结构下，可以调节二次风的提供进入燃烧气体的不同区域。在这些不同的实施例中，将认识到从锅炉鼻部内的注入孔提供二次风，而不需要更高压力的增压风扇或作为炉子和对流后部通道之间的公共壁的炉子的后壁的任何重新配置。这些实施例也提供二次风直接注入分层的燃烧气体流的部分，燃烧气体流斜行到炉子的后半部。

在本发明优选的一个方面，提供的锅炉包括：具有用于流动燃烧期间产生的烟气的下游通道的主要燃烧区；及由锅炉壁在下游烟气通道内形成节流口的锅炉鼻部，锅炉鼻部具有多个用于提供二次风进入沿着下游通道流动的烟气内的孔。

在本发明的另一个优选的方面，提供的锅炉包括：燃烧区；锅炉外壳，其具有侧壁，多个通常垂直延伸的水管至少形成侧壁的部分，及用于流动在燃烧区内产生的烟气的燃烧区下游的通道；及至少部分由水管形成的锅炉鼻部，且锅炉鼻部朝着锅炉的相对壁突出以形成下游烟道通道内的节流口，锅炉鼻部限定大致在一对锅炉侧壁之间通常纵向延伸的空腔，延伸通过该对锅炉侧壁中的至少一个并进入空腔的导管，及多个沿着鼻部彼此间隔并与导管相通的孔，以把提供给导管的二次风注入下游烟气通道。

附图说明