[发明专利]改善煤粉着火燃烧的引射分级燃烧W火焰锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及W火焰锅炉燃烧技术领域，具体涉及一种可有效改善煤粉着火燃烧且W火焰锅炉内主燃区位置可调节的引射分级燃烧W火焰锅炉。

背景技术

煤炭是我国目前及未来相当长一段时间内最主要的一次能源，其中火力发电用煤是我国煤炭利用的主要方式之一。根据我国燃料政策和能源利用情况，无烟煤和贫煤在电站锅炉燃用煤量中所占比例高达到40％～50％，并在未来将会进一步加大。为实现高效燃用无烟煤和贫煤，国外开发了一种专为燃用无烟煤和贫煤的W火焰炉型，我国自20世纪80年代末开始大规模从国外引进W火焰锅炉，并在近年得到大范围应用。

“W”火焰锅炉按技术持有商分为福斯特惠勒W火焰锅炉、巴威W火焰锅炉、斯坦因W火焰锅炉和斗巴W火焰锅炉。关于斗巴“W”炉，目前国内已投运多台且多为亚临界锅炉，超临界锅炉则仅有云南镇雄和贵州塘寨四台，其中贵州塘寨两台W火焰锅炉为我国自主研发的多级引射分级燃烧技术燃烧器。总结斗巴技术和我国斗巴技术W火焰锅炉的运行情况看，其存在诸多问题，如煤粉射流着火晚、燃烧稳定性较差、结渣严重(包括侧墙和前后墙等)、燃尽差、NO_x排放高(一般为1100～1700mg/m³(折6％氧))，尽管我国学者针对上述问题开发了自主产权的新型燃烧器，但运行情况表明，“W”火焰锅炉仍然存在再热汽温偏离设计值、燃尽率低、燃烧稳定性较差、排烟温度高、NO_x排放和灰渣含碳量高、前后墙结渣严重、火焰下冲大造成冷灰斗水冷壁出现热疲劳拉裂和爆管等问题。基于此，为实现基于斗巴技术的W火焰锅炉的安全稳定运行，有必要针对上述问题优化燃烧器结构和燃烧调整方式。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可有效改善煤粉着火燃烧、有效调整主再热汽温达到设计值、降低锅炉灰渣含碳量、防止前后墙结渣、防止冷灰斗水冷壁出现热疲劳、降低NO_x排放量和排烟温度的引射分级燃烧W火焰锅炉。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种改善煤粉着火燃烧的引射分级燃烧W火焰锅炉，包括上炉膛、下炉膛、前炉拱和后炉拱构成的炉膛，在前炉拱上从炉膛中心到炉膛前墙水冷壁之间以及在后炉拱上从炉膛中心到炉膛后墙水冷壁之间设置多个二次风喷口、多个煤粉气流喷口，所述多个二次风喷口和多个煤粉气流喷口均与下炉膛相连通，所述多个二次风喷口由多个二次风喷口组构成，每个二次风喷口组由两个前后靠近布置的二次风喷口构成；所述多个煤粉气流喷口包括多个煤粉气流喷口组，每个煤粉气流喷口组由浓煤粉气流喷口组和与浓煤粉气流喷口组前后靠近布置的淡煤粉气流喷口组构成，所述浓煤粉气流喷口组由两个左右紧靠在一起的浓煤粉气流喷口构成，所述淡煤粉气流喷口组由两个左右紧靠在一起的淡煤粉气流喷口构成，所述多个二次风喷口组和多个煤粉气流喷口组沿炉宽方向呈一字形等间距并排交错布置。本发明所述的引射分级燃烧W火焰锅炉，将浓煤粉气流喷口组与淡煤粉气流喷口组前后靠近布置，可强化浓煤粉着火后对淡煤粉的影响，继而使得淡煤粉着火更加容易、煤粉颗粒燃尽效率进一步提高。同时，由于多个由浓煤粉气流喷口组和淡煤粉气流喷口组构成的煤粉气流喷口组的设置，使得W火焰锅炉内一次风总体煤粉量提高，继而使得炉内煤粉前期着火热量相对集中，煤粉着火较为容易。此外，将多个煤粉气流喷口组与多个二次风喷口组沿炉宽方向呈一字形等间距并排交错布置，可增强二次风对煤粉气流的引射作用，同时也有利于煤粉着火后的及时补氧，进而进一步提高了煤粉着火后的燃烧稳定性。

作为优选，所述浓煤粉气流喷口组的上边界与二次风喷口组的上边界的距离为b₃，b₃大于等于零，所述淡煤粉气流喷口组的下边界与二次风喷口组的下边界的距离为b₄，b₄大于零。将多个浓煤粉气流喷口组和多个淡煤粉气流喷口组收纳于多个二次风喷口组内，可进一步促进煤粉气流着火后二次风的及时补氧燃烧，也提高了二次风对煤粉气流的引射作用，同时在前后墙水冷壁与煤粉气流之间多余的二次风起到降低前后墙水冷壁温防止结渣的作用。

作为优选，所述二次风喷口组的上边界离炉拱与上炉膛的交界线的距离为b₁，b₁大于零，所述二次风喷口组的下边界离炉膛前、后墙水冷壁与炉拱的交界线之间的距离b₂，b₂大于零。