拱下二次風下傾角度可調的ｗ型火焰爐的燃燒調整方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種拱下二次風下傾角度可調的Ｗ型火焰爐的燃燒調整方法，該方法是在鍋爐正常運行時，調整拱下二次風調節(jié)葉片的角度，使拱下二次風進入下爐膛的風向保持下傾，調節(jié)葉片的下傾角度在1°至60°之間調節(jié)；調整拱下二次風的風門的開度在10～70%之間，調整調節(jié)葉片和風門時采取爐膛中部開度大、兩側開度小的調整原則；同時通入拱上二次風，調整拱上二次風的風門的開度在0～100%之間，并且采取爐膛中部開度大、兩側開度小的調整原則。本發(fā)明通過調整調節(jié)葉片9的角度，使拱下二次風保持充分和恰當?shù)叵聝A，在下爐膛2形成有效的高溫煙氣回流，從而顯著提高鍋爐燃燒穩(wěn)定性，保持煤粉燃盡所需的較高的氧量水平。
【專利說明】拱下二次風下傾角度可調的W型火焰爐的燃燒調整方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種W火焰鍋爐拱下二次風下傾角度和主要二次風擋板開度的調整方法。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有東方鍋爐廠引進美國福斯特?惠勒公司技術生產(chǎn)的W型火焰鍋爐，主要用于燃燒低揮發(fā)份煤種，在實際使用和調整過程中，存在高負荷時加風困難，燃燒穩(wěn)定性和燃盡性能差等問題。這種鍋爐的燃燒室分為上爐膛I和下爐膛2，在上爐膛I和下爐膛2之間的前、后墻處為爐拱，每個爐拱上沿爐寬方向各布置有多個雙旋風分離式煤粉燃燒器(300MW等級鍋爐一般為24個燃燒器，前后拱各12個)，每個燃燒器配備一支油點火器。煤粉氣流經(jīng)過旋風分離器后，濃相經(jīng)過主噴口、淡相經(jīng)過乏氣噴口進入下爐膛2，主噴口內設有消旋葉片、乏氣管道上設有乏氣擋板(調節(jié)乏氣大小)。主噴口和乏氣傾斜向下和垂直方向成5度或10度夾角。每個燃燒器從上到下布置有六層可調二次風，即為A層二次風3、B層二次風4、C層二次風5、D層二次風6、E層二次風7和F層二次風8，并分別由各自的調節(jié)擋板來調節(jié)各層二次風量。其中A層二次風3為乏氣周界風(與一次風方向平行)，B層二次風4為主燃燒器周界風(與一次風方向平行)，C層二次風5為油槍風(與垂直方向成25度夾角)，這三層二次風從爐拱上送入下爐膛2 ；D層二次風6、E層二次風7和F層二次風8的風口布置在前、后墻的水冷壁上，這三層二次風從爐拱下送入下爐膛2，其進入下爐膛2的風向與前、后墻水冷壁相垂直，即水平進入下爐膛2。設計拱上二次風量約占二次風總量的30%，拱下二次風量約占二次風總量的70%，拱下二次風的大部分從F層二次風8送入，F(xiàn)層二次風8的風量占二次風總量的比例超過50%。
[0003]當F層二次風保持水平進入下爐膛2時，由于拱上二次風動量小，主燃燒器煤粉氣流下沖能力弱，主燃燒器煤粉氣流的下行深度很難穿透F層二次風8，煤粉在下爐膛的停留時間短，嚴重影響煤粉燃盡；同時由于拱上二次風動量小，不能在下爐膛2有效地形成整體的高溫煙氣回流，從而影響鍋爐燃燒穩(wěn)定性。在這種情況下，在油槍撤除后C層二次風5風門根本開不大也不可能進行調整，否則鍋爐容易出現(xiàn)負壓大幅度波動和燃燒不穩(wěn)，因此在油槍撤除后C層二次風5風門一般只能保持5%左右的冷卻開度，這樣對于提高拱上二次風動力、加強煤粉氣流下沖、延長煤粉停留時間不利，同時也不能夠在煤粉著火后及時補充氧氣，從而影響煤粉的燃盡。
[0004]為了解決現(xiàn)有按照美國福斯特?惠勒公司技術生產(chǎn)的W型火焰鍋爐在實際運行過程中存在的燃燒穩(wěn)定性差、飛灰含碳量高等問題，發(fā)明專利“一種調節(jié)W型火焰爐拱下二次風向的裝置”(專利號:ZL 2008 I 0303381.5)通過在拱下二次風箱內設置拱下二次風下傾調節(jié)葉片(9)來對拱下二次風下傾角度進行調節(jié)。
[0005]當拱下二次風充分和適當?shù)叵聝A后，可以在下爐膛形成有效的整體高溫煙氣回流(從火焰高溫區(qū)流向著火區(qū))，從而顯著改善鍋爐的燃燒穩(wěn)定性。同時拱下二次風充分和適當?shù)叵聝A可以幫助煤粉氣流下沖、延長煤粉停留時間從而降低鍋爐飛灰含碳量、提高鍋爐效率。此外，燃燒穩(wěn)定性的顯著提高為C層二次風5的開啟和調整創(chuàng)造了條件，而C層二次風5的開啟和適當?shù)恼{整將進一步顯著降低鍋爐飛灰含碳量、提高鍋爐效率。
[0006]實踐證明，不同的爐型和煤質情況需要的最佳的拱下二次風下傾角度是不同的，它需要現(xiàn)場燃燒調整來確定。特別是如果拱下二次風下傾角度不充分將無法使鍋爐燃燒穩(wěn)定性和經(jīng)濟性得到明顯提高，因此保證拱下二次風下傾角度大范圍的靈活可調并根據(jù)實際情況進行適當?shù)膬?yōu)化調整是非常必要的。同時對重要的二次風擋板:拱上二次風(C)的風門(5)和拱下二次風(F)的風門(8)進行恰當?shù)膬?yōu)化調整也是至關重要的。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種拱下二次風下傾角度和主要二次風擋板開度的調整方法，該方法針對在福斯特?惠勒公司技術的W型火焰鍋爐基礎上按照專利技術“一種調節(jié)W型火焰爐拱下二次風向的裝置”(專利號:ZL 2008 I 0303381.5)改進設計生產(chǎn)或改造的拱下二次風下傾角度可調的W火焰鍋爐的燃燒調整。
[0008]本發(fā)明的技術方案是:拱下二次風下傾角度可調的W型火焰爐的燃燒調整方法是在鍋爐正常運行時，調整拱下二次風調節(jié)葉片的角度，使拱下二次風進入下爐膛的風向保持下傾，調節(jié)葉片的下傾角度在1°至60°之間調節(jié)；調整拱下二次風的風門的開度在10~70%之間，調整調節(jié)葉片和風門時采取爐膛中部開度大、兩側開度小的調整原則；同時通入拱上二次風，調整拱上二次風的風門的開度在0~100%之間，并且采取爐膛中部開度大、兩側開度小的調整原則。
[0009]上述述的拱下二次風下傾角度可調的W型火焰爐的燃燒調整方法是，在鍋爐正常運行時調節(jié)葉片的下傾角度為45°，風門的開度在30~40%之間。
[0010]前述的拱下二次風下傾角度可調的W型火焰爐的燃燒調整方法是，當需要進一步提高鍋爐燃燒穩(wěn)定性、經(jīng)濟性和降低NOx排放值時，將調節(jié)葉片的下傾角度加大、直至60° ;當需要降低鍋爐結渣風險時，將調節(jié)葉片的下傾角度適當減小，但不小于30°，在緊急情況下可以暫時將調節(jié)葉片調至0°以方便進行事故或異常情況的處理。
[0011]前述的拱下二次風下傾角度可調的W型火焰爐的燃燒調整方法是，在常規(guī)情況，所述調整調節(jié)葉片和風門時的采取爐膛中部開度大、兩側開度小的調整原則是指，前后墻每側中間四個燃燒器風門開度為50~70%，兩側四個燃燒器風門開度為10~30%，其余腰部的四個燃燒器的風門開度為40~50%。
[0012]前述的拱下二次風下傾角度可調的W型火焰爐的燃燒調整方法是，當鍋爐燃燒穩(wěn)定性較好，而結渣風險較大時，可適當關小中間四個燃燒器的風門開度，同時適當開大兩側燃燒器的風門開度，直至所有燃燒器的風門開度基本相同。
[0013]前述的拱下二次風下傾角度可調的W型火焰爐的燃燒調整方法是，在常規(guī)情況下，調整拱上二次風的風門的開度在0~100%之間，并且采取爐膛中部開度大、兩側開度小的調整原則指示，前后墻每側中間四個燃燒器風門開度為80~100%，；兩側四個燃燒器風門開度為30~50%，其余四個腰部燃燒器的風門開度為50~80%，。
[0014]當需要進一步提高鍋爐燃燒穩(wěn)定性時，適當關小四個腰部燃燒器和兩側燃燒器的風門，且風門的開度分別調整為20~50%和0~30%。
[0015]當需要減輕下爐膛兩側墻結渣風險時，適當開大腰部燃燒器和兩側燃燒器的風門的開度直至和爐膛中部燃燒器的風門開度相當。
[0016]實際上，拱上二次風中，B層二次風4和A層二次風3風量很小，對燃燒的影響很小，一般不作調整；在拱下二次風中，D層二次風6和E層二次風7開度都很小(基本全關)，因此拱上二次方主要是通過風門(5 )送入的，而拱下二次方主要是通過風門(8 )送入的。此外，乏氣擋板一般全關、消旋葉片放在最低位置以盡量增強一次風煤粉氣流的下沖能力。
[0017]對于在福斯特?惠勒公司技術的W型火焰鍋爐基礎上按照專利技術“一種調節(jié)W型火焰爐拱下二次風向的裝置”(專利號=ZL 2008 I 0303381.5)改進設計生產(chǎn)或改造的拱下二次風下傾角度可調的W火焰鍋爐，拱下F層二次風的風量大小由風門擋板(8)進行控制和調節(jié)，而其進入下爐膛2的下傾角度由調節(jié)葉片(9)進行調節(jié)，調節(jié)范圍在0°至60°之間。本發(fā)明是通過調整拱下二次風下傾角度和主要二次風門(5)和(8)的開度來調節(jié)W火焰鍋爐燃燒的方法，所述方法是這樣實現(xiàn)的:在鍋爐正常運行時，調整拱下F層二次風下傾調節(jié)葉片9的角度(0°~60° )，使拱下二次風進入下爐膛2的風向保持充分和恰當?shù)叵聝A；同時調整拱下F層二次風的風門8的開度(10~70%，平均30~40%)，通入拱下二次風，原則上保持爐膛中部風門開度大，兩側風門開度小；再同時調整拱上C層二次風的風門5的開度(0~100%)，通入拱上二次風，原則上保持爐膛中部風門開度大，兩側風門開度小。在此基礎上再根據(jù)燃燒穩(wěn)定性、鍋爐經(jīng)濟性(飛灰含碳量)、鍋爐結渣情況、爐膛溫度等情況及時進行進一步細致的優(yōu)化調整。
[0018]本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明通過調整拱下F層二次風下傾調節(jié)葉片9的角度，使拱下二次風進入下爐膛2的風向保持充分和恰當?shù)叵聝A，在下爐膛2形成有效的高溫煙氣回流，從而顯著提高鍋爐燃燒穩(wěn)定性，保持煤粉燃盡所需的較高的鍋爐平均氧量水平(4%~5%，最高可達到5%以上穩(wěn)定燃燒)，同時通過對拱上二次風風門5和拱下二次風風門8開度的優(yōu)化調整，進一步增強煤粉氣流下沖能力和穿透性，延長了煤粉行程和煤粉在爐內的停留時間，并且及時補充煤粉著火后所需氧量，改善爐膛中部主燃燒區(qū)域缺氧狀況，從而使鍋爐飛灰、大渣含碳量大幅度降低、鍋爐效率顯著提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為在福斯特?惠勒公司技術的W型火焰鍋爐基礎上按照專利技術“一種調節(jié)W型火焰爐拱下二次風向的裝置”(專利號:ZL 2008 I 0303381.5)改進設計生產(chǎn)或改造的拱下二次風下傾角度可調的W火焰鍋爐W火焰爐的下爐膛結構示意圖(圖中只畫出了前后對稱的下爐膛結構中的一半);
圖2為拱上燃燒器布置示意圖；
圖3為調整前后沿爐寬氧量分布情況表。
【具體實施方式】
[0020]實施例1:結合附圖1說明本實施方式，本實施方式是通過以下方法實現(xiàn)的:在鍋爐正常運行時，調整拱下二次風F下傾調節(jié)葉片9的角度，使拱下二次風進入下爐膛2的風向保持充分和適當?shù)叵聝A，葉片9的下傾角度可在0°至60°之間調節(jié)；同時通入拱下二次風，調整拱下二次風F的風門8的開度在10~70%之間(平均30~40%)，并且采取爐膛中部開度大、兩側開度小的調整原則 ；同時通入拱上二次風，調整拱上二次風C的風門5的開度在O~100%之間，并且采取爐膛中部開度大、兩側開度小的調整原則。
[0021]通過調整拱下F層二次風下傾調節(jié)葉片9的角度，使拱下二次風進入下爐膛2的風向保持充分和恰當?shù)叵聝A，能在下爐膛2形成有效的高溫煙氣回流，從而顯著提高鍋爐燃燒穩(wěn)定性保持煤粉燃盡所需的較高的鍋爐平均氧量水平(4%~5%)，同時通過優(yōu)化調整拱上二次風擋板5開度和拱下二次風擋板8開度，進一步增強煤粉氣流下沖能力和穿透性，延長了煤粉行程和煤粉在爐內的停留時間，并且及時補充煤粉著火后所需氧量，改善了爐膛中部主燃燒區(qū)域缺氧狀況，從而使鍋爐飛灰、大渣含碳量大幅度降低、鍋爐效率顯著提高。而如果拱下二次風的下傾不充分，燃燒穩(wěn)定性就不會有明顯改善，氧量也就不能得到有效提高以滿足煤粉燃盡的需要，煤粉行程和煤粉在爐內的停留時間得不到有效延長。特別是在燃燒穩(wěn)定性不充分的情況下，由于通過拱上二次風C的風門5送入的油槍風與燃燒器主噴口出口煤粉氣流距離很近并且存在15~20度的夾角，如果二次風C的風門5略大就會嚴重影響煤粉氣流的著火和穩(wěn)燃，因此，也只有在拱下二次風充分下傾、燃燒穩(wěn)定性大幅度提高的基礎上材料開大二次風C的風門5并對其進行優(yōu)化調整，從而進一步明顯降低鍋爐飛灰、大渣含碳量、提高鍋爐效率。
[0022]結合附圖1說明本實施方式，一般情況下，調節(jié)葉片9的下傾角度為45° ;當需要進一步提高鍋爐燃燒穩(wěn)定性、經(jīng)濟性和降低NOx排放值時，可將調節(jié)葉片9的下傾角度加大，直至60° ;當需要降低鍋爐結渣風險時，可將調節(jié)葉片9的下傾角度適當減小，原則上不小于30°，在緊急情況下可以暫時將調節(jié)葉片9調至0°以方便進行事故或異常情況的處理。其它方法與【具體實施方式】一相同。
[0023]結合附圖1和附圖2說明本實施方式，一般情況下，拱下二次風(F)的風門8平均開度控制在30~40%之間，采取爐膛中部開度大，兩側開度小的原則，即圖2中A、B、C、D四個區(qū)域的爐膛中部燃燒器(14、15)的風門8開度為50~70%，腰部燃燒器(12.13)的風門8開度為40~50%，兩側燃燒器(10、11)的風門8開度為10~30% ;當鍋爐燃燒穩(wěn)定性較好，而結渣風險較大時，可適當關小爐膛中部燃燒器(14、15)的風門8開度，同時適當開大兩側燃燒器(10、11)的風門8開度，直至所有燃燒器的風門8開度基本相同。其它方法與【具體實施方式】一相同。
[0024]結合附圖1和附圖2說明本實施方式，一般情況下，拱上二次風C的風門5采取爐膛中部開度大，兩側開度小的原則，即圖2中A、B、C、D四個區(qū)域的爐膛中部燃燒器(14、15)的風門)開度為80~100%，腰部燃燒器(12.13)的風門5開度為50~80%，兩側燃燒器(10、11)的風門5開度為30~50% ;當需要進一步提高鍋爐燃燒穩(wěn)定性時，可適當關小腰部燃燒器(12、13)和兩側燃燒器(10、11)的風門5的開度分別為20~50%和0~30% ;而當需要減輕下爐膛兩側墻結渣風險時，可適當開大腰部燃燒器(12、13)和兩側燃燒器(10、
11)的風門5的開度直至和爐膛中部燃燒器(14、15)的風門(5)開度相當。在此基礎上，可根據(jù)A、B、C、D各個區(qū)域下爐膛看火孔處爐膛溫度水平和火焰閃爍情況對各個區(qū)域燃燒器的風門(5)進行細調，直至四個區(qū)域下爐膛看火孔處爐膛溫度分布均勻、對稱，火焰閃爍小、溫度水平適中(1400~1500°C為宜)、鍋爐無惡性結渣(結渣情況穩(wěn)定，不影響鍋爐正常安全穩(wěn)定運行)?！?br> [0025]應用實例:
某電廠#4鍋爐為東方鍋爐廠引進美國福斯特?惠勒公司技術生產(chǎn)的最大出力1025t/h的W火焰鍋爐，24只雙旋風筒燃燒器布置在前后拱上，呈“W”型火焰，n型布置，制粉系統(tǒng)采用正壓直吹式，配有四臺FWEC生產(chǎn)的D-1l — D雙進雙出鋼球磨煤機。為了提高鍋爐的經(jīng)濟性，該廠#4鍋爐按照專利技術“一種調節(jié)W型火焰爐拱下二次風向的裝置”(專利號:ZL 2008 I 0303381.5)完成了拱下二次風(F)下傾調節(jié)葉片的改造。改造完成后，由本發(fā)明專利發(fā)明人按本發(fā)明所述調整方法開展了鍋爐燃燒調整工作，經(jīng)與調整前比較，取得了如下結果(參見表I):
(I)在調整前后試驗時煤質基本一致的條件下，調整后鍋爐燃燒穩(wěn)定性得到極大增強，平均氧量水平大幅度提高，爐膛中部極度缺氧的狀況得到明顯改善。
[0026]調整前鍋爐平均氧量只能達到3%左右，并且鍋爐負壓波動較大時容易熄火。而調整后燃燒穩(wěn)定性得到極大增強，平均氧量能夠達到5%以上穩(wěn)定燃燒。并且經(jīng)過調整使爐膛中部極度缺氧的狀況得到明顯改善。調整前后沿爐寬氧量分布情況見圖3.(3)調整后燃燒經(jīng)濟性大幅度提高。
[0027]調整后，鍋爐飛灰含碳量由調整前的10.02%降到了 3.70%,固體未完全燃燒熱損失q4由調整前的6.27%降到了 2.50%，鍋爐效率由調整前的87.04%提高到了 90.34%，鍋爐效率提高了 3.3個百分點。
[0028]( 4 )鍋爐減溫水量明顯降低。
[0029]調整前在較低風量和氧量下鍋爐減溫水經(jīng)常在100t/h左右。調整后，雖然鍋爐風量和氧量大幅度增加，但鍋爐減溫水仍然降到了 60t/h左右。
[0030](5)鍋爐結焦得到有效控制。
[0031]調整前就算在切除4角燃燒器時結焦仍然經(jīng)常難以控制。調整后在切除爐膛4角燃燒器時通過適當開大角部C擋板和D、E、F擋板可以使鍋爐結焦得到有效控制。
[0032]表I調整前后主要試驗結果
【權利要求】
1.一種拱下二次風下傾角度可調的W型火焰爐的燃燒調整方法，其特征在于:該方法是在鍋爐正常運行時，調整拱下二次風(F)調節(jié)葉片(9)的角度，使拱下二次風進入下爐膛(2)的風向保持下傾，調節(jié)葉片(9)的下傾角度在1°至60°之間調節(jié)；調整拱下二次風(F)的風門(8)的開度在10?70%之間，調整調節(jié)葉片(9)和風門(8)時采取爐膛中部開度大、兩側開度小的調整原則；同時通入拱上二次風，調整拱上二次風(C)的風門(5)的開度在0?100%之間，并且采取爐膛中部開度大、兩側開度小的調整原則。
2.根據(jù)權利要求1所述的拱下二次風下傾角度可調的W型火焰爐的燃燒調整方法，其特征在于:在鍋爐正常運行時調節(jié)葉片(9)的下傾角度為45°，風門(8)的開度在30?40%之間。
3.根據(jù)權利要求1所述的拱下二次風下傾角度可調的W型火焰爐的燃燒調整方法，其特征在于:當需要進一步提高鍋爐燃燒穩(wěn)定性、經(jīng)濟性和降低NOx排放值時，將調節(jié)葉片(9)的下傾角度加大、直至60° ;當需要降低鍋爐結渣風險時，將調節(jié)葉片(9)的下傾角度適當減小，但不小于30°，在緊急情況下可以暫時將調節(jié)葉片(9)調至0°以方便進行事故或異常情況的處理。
4.根據(jù)權利要求1所述的拱下二次風下傾角度可調的W型火焰爐的燃燒調整方法，其特征在于:在常規(guī)情況，所述調整調節(jié)葉片(9)和風門(8)時的采取爐膛中部開度大、兩側開度小的調整原則是指，前后墻每側中間四個燃燒器風門開度為50?70%，兩側四個燃燒器風門開度為10?30%，其余腰部的四個燃燒器的風門開度為40?50%。
5.根據(jù)權利要求1所述的拱下二次風下傾角度可調的W型火焰爐的燃燒調整方法，其特征在于:當鍋爐燃燒穩(wěn)定性較好，而結渣風險較大時，可適當關小中間四個燃燒器的風門開度，同時適當開大兩側燃燒器的風門開度，直至所有燃燒器的風門開度基本相同。
6.根據(jù)權利要求5所述的拱下二次風下傾角度可調的W型火焰爐的燃燒調整方法，其特征在于:在常規(guī)情況下，調整拱上二次風(C)的風門(5)的開度在0?100%之間，并且采取爐膛中部開度大、兩側開度小的調整原則指示，前后墻每側中間四個燃燒器風門開度為80?100%，；兩側四個燃燒器風門開度為30?50%，其余四個腰部燃燒器的風門開度為50 ?80%。
7.根據(jù)權利要求6所述的拱下二次風下傾角度可調的W型火焰爐的燃燒調整方法，其特征在于:當需要進一步提高鍋爐燃燒穩(wěn)定性時，適當關小四個腰部燃燒器和兩側燃燒器的風門，且風門的開度分別調整為20?50%和0?30%。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的拱下二次風下傾角度可調的W型火焰爐的燃燒調整方法，其特征在于:當需要減輕下爐膛兩側墻結渣風險時，適當開大腰部燃燒器和兩側燃燒器的風門的開度直至和爐膛中部燃燒器的風門開度相當。
【文檔編號】F23N3/06GK103672950SQ201310486931
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權日:2013年10月17日
【發(fā)明者】石踐, 劉凌峰, 余興明 申請人:貴州電力試驗研究院