專利名稱：一種鍋爐燃燒器貼壁風(fēng)燃燒系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍋爐燃燒器貼壁風(fēng)燃燒系統(tǒng)，屬于鍋爐燃燒裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氮氧化物(NOx，包括Ν0、Ν02、Ν20)是能造成大氣環(huán)境嚴(yán)重污染的氣體，被認(rèn)為是大氣污染的主要來源之一。每年在世界范圍因燃燒化石燃料而排放的NOx在所有NOx排放中占有很大的比例。日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求研究開發(fā)先進(jìn)的燃燒技術(shù)，以減少NOx等污染物的排放。目前我國能源構(gòu)成的最大特點(diǎn)是以煤炭為主(占70%以上)，煤炭燃燒將產(chǎn)生大量的NOx，對經(jīng)濟(jì)高效增長及生態(tài)環(huán)境都會產(chǎn)生負(fù)面影響。目前已有的控制常規(guī)燃煤電站鍋爐NOx排放的技術(shù)措施可分為煙氣凈化技術(shù)和低NOx燃燒技術(shù)兩類。煙氣凈化技術(shù)是通過脫除煙氣中NOx來降低NOx的最終排放量。火電廠NOx減排主要通過先進(jìn)的運(yùn)行操作方式、低NOx燃燒技術(shù)與尾部煙氣脫硝技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。尾部煙氣脫硝技術(shù)比較徹底，但其投資與運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用昂貴。目前先進(jìn)低NOx燃燒技術(shù)可 將排放濃度降低到150 350mg/m3以下，而且隨著爐內(nèi)NOx生成量的減少，也會降低尾部脫硝裝置的運(yùn)行成本。低NOx燃燒技術(shù)的核心之一是分級燃燒技術(shù)，包括空氣分級和燃料分級兩種，燃料分級技術(shù)又稱為燃料再燃技術(shù)。國內(nèi)外煤粉鍋爐采用最廣泛、技術(shù)最為成熟的主流低NOx燃燒技術(shù)是空氣分級技術(shù)，它在我國的電站鍋爐已得到普遍采用。爐膛整體空氣分級是將燃燒所需的空氣量分成兩級送入，第一級燃燒區(qū)為燃燒器提供占煤粉完全燃燒所需總風(fēng)量的60% 90%的空氣，燃料先在缺氧的富燃料條件下燃燒。二級燃燒區(qū)將剩余風(fēng)量以二次空氣(燃盡風(fēng))形式輸入，成為富氧燃燒區(qū)。一、二級燃燒區(qū)中間設(shè)有平均氧濃度接近零的具有還原性氣氛的還原區(qū)，這一區(qū)域的還原介質(zhì)對于還原已經(jīng)生成的NOx有重要作用。爐內(nèi)整體空氣分級技術(shù)可使NOx生成量降低30 % 70 %，空氣分級的程度越大，即燃盡風(fēng)所占的份額越大，NOx減排的程度越大。由于第一級燃燒區(qū)中為燃燒器提供的空氣占煤粉完全燃燒所需要量的60% 90%,整個主燃燒器區(qū)域的過量空氣系數(shù)小于1.0，處于還原性氣氛，在此氣氛下，煤的灰熔點(diǎn)將降低50°C 100°C，這容易導(dǎo)致爐膛水冷壁出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)渣的情況；而且還原性氣體中的H2S等腐蝕性氣體，容易導(dǎo)致爐膛水冷壁出現(xiàn)嚴(yán)重高溫腐蝕的情況。為防止出現(xiàn)上述情況，現(xiàn)有技術(shù)是通過減小一次風(fēng)/煤粉氣流的假想切圓、采用一次風(fēng)/煤粉氣流反切的布置方式等措施，來減小火球的直徑、防止一次風(fēng)/煤粉氣流沖刷水冷壁，從而防止?fàn)t膛水冷壁出現(xiàn)結(jié)渣和高溫腐蝕的情況。以某600麗超臨界鍋爐為例，現(xiàn)有燃燒設(shè)備的一次風(fēng)/煤粉噴嘴、二次風(fēng)噴嘴、燃盡風(fēng)噴嘴的布置方式如圖I所不，圖2為圖I的I-I剖視圖，表不一次風(fēng)系統(tǒng)；圖3為圖I的II-II剖視圖，表示二次風(fēng)系統(tǒng)。每臺鍋爐I配置6臺磨煤機(jī)3，編號分別為A、B、C、D、E、F。爐膛2由四面水冷壁7組成，在爐膛2的每個角上布置有一組主燃燒器8，每組主燃燒器8沿垂直方向間隔布置6個一次風(fēng)/煤粉噴嘴5,如某一角6個一次風(fēng)/煤粉噴嘴5的編號分別為Al、BI、Cl、Dl、El、Fl。每組燃燒器8沿垂直方向布置2個二次風(fēng)噴嘴6和5個二次風(fēng)噴嘴16。四角燃燒器8的一次風(fēng)/煤粉噴嘴5的中心線在爐膛2內(nèi)形成假想切圓9，第一四角二次風(fēng)噴嘴6的中心線在爐膛內(nèi)也形成小假想切圓9，第二四角二次風(fēng)噴嘴16的中心線在爐膛內(nèi)形成直徑更大的大假想切圓17。磨煤機(jī)3通過煤粉管道4與一次風(fēng)/煤粉噴嘴5連接，每臺磨煤機(jī)3出口有四根煤粉管道4，與同一標(biāo)高的4個一次風(fēng)/煤粉噴嘴5連接，比如磨煤機(jī)A與編號為Al，A2，A3，A4共四個一次風(fēng)/煤粉噴嘴5連接。熱一次風(fēng)從空氣預(yù)熱器13引出，通過熱一次風(fēng)管道18，進(jìn)入制粉系統(tǒng)磨制煤粉，磨煤機(jī)出口的一次風(fēng)/煤粉氣流，通過煤粉管道4和一次風(fēng)/煤粉噴嘴5噴入爐膛2。二次風(fēng)從空氣預(yù)熱器13引出，通過第一二次風(fēng)道14與主燃燒器8中的第一四角二次風(fēng)噴嘴6、第二四角二次風(fēng)噴嘴16，以及一次風(fēng)/煤粉噴嘴5四周的間隙相連接，這部分二次風(fēng)加上一次風(fēng)總的燃燒空氣量，小于通過一次風(fēng)/煤粉噴嘴5噴入爐膛2的煤粉完全燃燒所需要的理論空氣量，也就是主燃燒器8區(qū)域的過量空氣系數(shù)小于I. O。剩下的部分 二次風(fēng)通過第二二次風(fēng)道15與分離燃盡風(fēng)風(fēng)箱10連接，通過設(shè)置在分離燃盡風(fēng)風(fēng)箱10中的分離燃盡風(fēng)噴嘴12噴入爐膛，完成整個燃燒的過程。通過這樣的燃燒組織方式，可以使主燃燒器區(qū)域的過量空氣系數(shù)小于I. 0，降低NOx的生成量。在上述的現(xiàn)有設(shè)計(jì)例中，為了將鍋爐的NOx排放量降低到較低值，需要加大燃盡風(fēng)的比例，這將導(dǎo)致主燃燒器區(qū)域的整體過量空氣系數(shù)較低，最低可能達(dá)到O. 60 O. 70。雖然采取了減小一次風(fēng)/煤粉氣流的假想切圓、采用一次風(fēng)/煤粉氣流反切的布置方式等措施，現(xiàn)場測試的貼壁煙氣成分，往往不能滿足保證貼壁煙氣中氧氣含量> O. 5%且H2S含量< IOOppm的要求。如何保證鍋爐在達(dá)到低NOx排放的同時，保證爐膛中安全的貼壁煙氣成分，是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有低NOx排放量、低爐膛結(jié)渣傾向和低爐膛水冷壁高溫腐蝕傾向的鍋爐燃燒器貼壁風(fēng)燃燒系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種鍋爐燃燒器貼壁風(fēng)燃燒系統(tǒng)，二次風(fēng)從空氣預(yù)熱器的出口引出，前部分二次風(fēng)通過第一二次風(fēng)道與主燃燒器連接，前部分二次風(fēng)又分為兩股，第一股通過主燃燒器中的第一二次風(fēng)噴嘴和第二二次風(fēng)噴嘴噴入爐膛，第二股通過主燃燒器中的一次風(fēng)/煤粉噴嘴四周的周界風(fēng)噴嘴噴入爐膛；后部分二次風(fēng)通過第二二次風(fēng)道與分離燃盡風(fēng)風(fēng)箱連接，并通過設(shè)于分離燃盡風(fēng)風(fēng)箱中的分離燃盡風(fēng)噴嘴噴入爐膛；熱一次風(fēng)從空氣預(yù)熱器的出口引出，其特征在于所述熱一次風(fēng)分為兩部分，第一部分熱一次風(fēng)通過熱一次風(fēng)管道與磨煤機(jī)連接；第二部分熱一次風(fēng)通過貼壁風(fēng)管道與設(shè)于一次風(fēng)/煤粉噴嘴兩側(cè)的貼壁風(fēng)噴嘴連接。優(yōu)選地，所述第二部分熱一次風(fēng)壓力為8000 lOOOOPa。優(yōu)選地，所述貼壁風(fēng)噴嘴的第二部分熱一次風(fēng)出口速度為50 120m/s。本發(fā)明提供的一種鍋爐燃燒器貼壁風(fēng)燃燒系統(tǒng)通過在一次風(fēng)/煤粉噴嘴的兩側(cè)布置貼壁風(fēng)噴嘴，將熱一次風(fēng)分為兩部分，其中一部分作為貼壁風(fēng)，由于熱一次風(fēng)的壓力較高，可以選擇50 120m/s的貼壁風(fēng)風(fēng)速，貼壁風(fēng)保護(hù)水冷壁的范圍較廣。運(yùn)行中調(diào)節(jié)貼壁風(fēng)的風(fēng)量，能在獲得低的NOx生成量的同時，滿足貼壁煙氣中氧氣含量> O. 5%且H2S含量(IOOppm的要求。
本發(fā)明提供的一種鍋爐燃燒器貼壁風(fēng)燃燒系統(tǒng)克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過在一次風(fēng)/煤粉噴嘴的兩側(cè)布置貼壁風(fēng)噴嘴，將熱一次風(fēng)的一部分作為貼避風(fēng)，能防止?fàn)t膛結(jié)渣和高溫腐蝕，且適用于高硫煤，增加了鍋爐對煤種變化的適應(yīng)性。


圖I為現(xiàn)有燃燒器配風(fēng)方式的立面圖；圖2為圖I中I-I剖視圖；圖3為圖I中II-II剖視圖；圖4為本發(fā)明提供的一種鍋爐燃燒器貼壁風(fēng)燃燒系統(tǒng)示意圖； 圖5為圖4的局部放大圖；附圖標(biāo)記說明I-鍋爐；2_爐膛；3_磨煤機(jī)；4_煤粉管道；5_ —次風(fēng)/煤粉噴嘴；6_第一二次風(fēng)噴嘴；7_水冷壁；8_燃燒器；9_小假想切圓；10_分離燃盡風(fēng)風(fēng)箱；11_貼壁風(fēng)噴嘴；12_分離燃盡風(fēng)噴嘴；13_空氣預(yù)熱器；14_第-二次風(fēng)道；15_第二二次風(fēng)道；16_第二二次風(fēng)噴嘴；17_大假想切圓；18_熱一次風(fēng)管道；19_貼壁風(fēng)管道。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。結(jié)合圖I 圖3，每臺鍋爐I配置6臺磨煤機(jī)3，編號分別為A、B、C、D、E、F。爐膛2由四面水冷壁7組成，在爐膛2的每個角上布置有一組主燃燒器8，每組主燃燒器8沿垂直方向間隔布置6個一次風(fēng)/煤粉噴嘴5,如某一角6個一次風(fēng)/煤粉噴嘴5的編號分別為A1、B1、C1、D1、E1、F1。每組燃燒器8沿垂直方向布置2個二次風(fēng)噴嘴6和5個二次風(fēng)噴嘴16。四角燃燒器8的一次風(fēng)/煤粉噴嘴5的中心線在爐膛2內(nèi)形成假想切圓9，第一四角二次風(fēng)噴嘴6的中心線在爐膛內(nèi)也形成小假想切圓9，第二四角二次風(fēng)噴嘴16的中心線在爐膛內(nèi)形成直徑更大的大假想切圓17。磨煤機(jī)3通過煤粉管道4與一次風(fēng)/煤粉噴嘴5連接，每臺磨煤機(jī)3出口有四根煤粉管道4，與同一標(biāo)高的4個一次風(fēng)/煤粉噴嘴5連接，t匕如磨煤機(jī)A與編號為Al，A2，A3，A4共四個一次風(fēng)/煤粉噴嘴5連接。二次風(fēng)從空氣預(yù)熱器13的出口引出，前部分二次風(fēng)通過第一二次風(fēng)道14與主燃燒器8連接。前部分二次風(fēng)又分為兩股，第一股通過主燃燒器8中的第一二次風(fēng)噴嘴6和第二二次風(fēng)噴嘴16噴入爐膛2 ;第二股通過主燃燒器8中的一次風(fēng)/煤粉噴嘴5四周的周界風(fēng)噴嘴噴入爐膛2。后部分二次風(fēng)通過第二二次風(fēng)道15與分離燃盡風(fēng)風(fēng)箱10連接，并通過設(shè)于分離燃盡風(fēng)風(fēng)箱10中的分離燃盡風(fēng)噴嘴12噴入爐膛2。結(jié)合圖4和圖5，熱一次風(fēng)從空氣預(yù)熱器13引出，熱一次風(fēng)分為兩部分，第一部分熱一次風(fēng)通過熱一次風(fēng)管道18與磨煤機(jī)3連接；第二部分熱一次風(fēng)作為貼避風(fēng)，通過貼壁風(fēng)管道19與設(shè)于一次風(fēng)/煤粉噴嘴5兩側(cè)的貼壁風(fēng)噴嘴11連接。本發(fā)明將部分熱一次風(fēng)作為貼壁風(fēng)，由于熱一次風(fēng)的壓頭較高，為8000 lOOOOPa，可以選擇較高的貼壁風(fēng)風(fēng)速50 120m/s，貼壁風(fēng)的保護(hù)水冷壁的范圍較廣，可以取得更好的防止?fàn)t膛出現(xiàn)結(jié)渣和高溫腐蝕的效果。
權(quán)利要求
1.一種鍋爐燃燒器貼壁風(fēng)燃燒系統(tǒng)，二次風(fēng)從空氣預(yù)熱器(13)的出口引出，前部分二次風(fēng)通過第一二次風(fēng)道(14)與主燃燒器(8)連接，前部分二次風(fēng)又分為兩股，第一股通過主燃燒器(8)中的第一二次風(fēng)噴嘴(6)和第二二次風(fēng)噴嘴(16)噴入爐膛(2)，第二股通過主燃燒器(8)中的一次風(fēng)/煤粉噴嘴(5)四周的周界風(fēng)噴嘴噴入爐膛(2);后部分二次風(fēng)通過第二二次風(fēng)道(15)與分離燃盡風(fēng)風(fēng)箱(10)連接，并通過設(shè)于分離燃盡風(fēng)風(fēng)箱(10)中的分離燃盡風(fēng)噴嘴(12)噴入爐膛(2);熱一次風(fēng)從空氣預(yù)熱器(13)的出口引出，其特征在于所述熱一次風(fēng)分為兩部分，第一部分熱一次風(fēng)通過熱一次風(fēng)管道(18)與磨煤機(jī)(3)連接；第二部分熱一次風(fēng)通過貼壁風(fēng)管道(19)與設(shè)于一次風(fēng)/煤粉噴嘴(5)兩側(cè)的貼壁風(fēng)噴嘴(11)連接。
2.如權(quán)利要求I所述的一種鍋爐燃燒器貼壁風(fēng)燃燒系統(tǒng)，其特征在于所述第二部分熱一次風(fēng)壓力為8000 lOOOOPa。
3.如權(quán)利要求I所述的一種鍋爐燃燒器貼壁風(fēng)燃燒系統(tǒng)，其特征在于所述貼壁風(fēng)噴嘴(11)的第二部分熱一次風(fēng)出口速度為50 120m/s。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鍋爐燃燒器貼壁風(fēng)燃燒系統(tǒng)，二次風(fēng)從空氣預(yù)熱器的出口引出，前部分二次風(fēng)通過第一二次風(fēng)道與主燃燒器連接，后部分二次風(fēng)通過第二二次風(fēng)道與分離燃盡風(fēng)風(fēng)箱連接；熱一次風(fēng)從空氣預(yù)熱器的出口引出，其特征在于所述熱一次風(fēng)分為兩部分，第一部分熱一次風(fēng)通過熱一次風(fēng)管道與磨煤機(jī)連接；第二部分熱一次風(fēng)通過貼壁風(fēng)管道與設(shè)于一次風(fēng)/煤粉噴嘴兩側(cè)的貼壁風(fēng)噴嘴連接。本發(fā)明提供的一種鍋爐燃燒器貼壁風(fēng)燃燒系統(tǒng)克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過在一次風(fēng)/煤粉噴嘴的兩側(cè)布置貼壁風(fēng)噴嘴，將熱一次風(fēng)的一部分作為貼避風(fēng)，能防止?fàn)t膛結(jié)渣和高溫腐蝕，且適用于高硫煤，增加了鍋爐對煤種變化的適應(yīng)性。
文檔編號F23C7/00GK102705819SQ201210209230
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月22日
發(fā)明者烏曉江, 張建文, 張翔, 肖琨 申請人:上海鍋爐廠有限公司