專(zhuān)利名稱(chēng)：用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤粉鍋爐燃燒裝置。
背景技術(shù)：
目前，大型煤粉電站鍋爐普遍存在著水冷壁結(jié)渣和高溫腐蝕的現(xiàn)象，尤其是使用垂直濃淡燃燒技術(shù)的鍋爐水冷壁結(jié)渣和高溫腐蝕現(xiàn)象更為嚴(yán)重。這些結(jié)渣和高溫腐蝕的問(wèn)題，不但損壞鍋爐、影響生產(chǎn)，還威脅到生產(chǎn)操作人員的人身安全。
垂直濃淡燃燒技術(shù)，是將一次風(fēng)在高度方向進(jìn)行了濃淡分級(jí)，形成濃一次風(fēng)和淡一次風(fēng)，濃一次風(fēng)燃燒時(shí)，著火熱減小，放熱集中，燃燒速度快，著火區(qū)黑度大，有利于輻射換熱，燃燒強(qiáng)度大，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，這些因素都有利于煤粉著火和燃燒，提高了鍋爐穩(wěn)燃能力。另外，垂直濃淡燃燒技術(shù)的濃一次風(fēng)和淡一次風(fēng)燃燒均偏離了氮氧化物(NOx)生成量較高的化學(xué)當(dāng)量燃燒區(qū)，可以大大降低鍋爐NOx生成。但垂直濃淡燃燒技術(shù)，一次風(fēng)被分為濃淡兩股氣流，會(huì)降低一次風(fēng)的剛性，一次風(fēng)容易發(fā)生偏斜，同時(shí)濃一次風(fēng)煤粉濃度較高，發(fā)生偏斜后爐膛水冷壁壁面附近的煤粉濃度較常規(guī)燃燒方式高，水冷壁結(jié)渣和高溫腐蝕的現(xiàn)象更加嚴(yán)重。
解決鍋爐水冷壁結(jié)渣和高溫腐蝕問(wèn)題的經(jīng)濟(jì)可行的方法是合理組織爐膛空氣動(dòng)力場(chǎng)，減輕鍋爐水冷壁附近區(qū)域的還原氣氛，進(jìn)而有效的減輕爐內(nèi)水冷壁結(jié)渣和高溫腐蝕。專(zhuān)利文獻(xiàn)(申請(qǐng)?zhí)?9202207)《煤粉鍋爐組合風(fēng)噴口》中提出一種防止?fàn)t膛結(jié)渣(結(jié)焦)的煤粉鍋爐組合噴口裝置，在一次風(fēng)兩側(cè)布置側(cè)二次風(fēng)，使?fàn)t膛壁面形成氣膜結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到防止鍋爐壁面結(jié)焦的目的，但采用一次風(fēng)兩側(cè)布置側(cè)二次風(fēng)，尤其是在濃一次風(fēng)向火側(cè)布置側(cè)二次風(fēng)，側(cè)二次風(fēng)和濃一次風(fēng)摻混，破壞了濃淡分離燃燒的效果。專(zhuān)利文獻(xiàn)(申請(qǐng)?zhí)?8207390)《帶側(cè)風(fēng)與偏折二次風(fēng)的煤粉燃燒器》中提出將一次風(fēng)偏置向火側(cè)，一次風(fēng)背火側(cè)緊貼加一側(cè)邊風(fēng)，同時(shí)二次風(fēng)向一次風(fēng)背火側(cè)偏折，側(cè)邊風(fēng)布置在背火側(cè)，這樣使側(cè)邊風(fēng)和一次風(fēng)緊貼，也會(huì)影響了一次風(fēng)濃淡分離燃燒的效果。專(zhuān)利文獻(xiàn)(申請(qǐng)?zhí)?6122581)《一種濃淡風(fēng)煤粉燃燒方式及裝置》和專(zhuān)利文獻(xiàn)(申請(qǐng)?zhí)?3151064)《復(fù)合型多功能直流燃燒器》都是在水平濃淡燃燒器的淡側(cè)一次風(fēng)氣流背火側(cè)布置側(cè)二次風(fēng)，運(yùn)用側(cè)二次風(fēng)在火球外面形成富氧氣屏，在水冷壁近壁區(qū)形成氧化性氣氛，同時(shí)減小熔融的煤粉粘附在水冷壁面的機(jī)會(huì)，可以減輕鍋爐結(jié)渣和高溫腐蝕。其應(yīng)用對(duì)象為水平濃淡燃燒方式，在水平方向依次布置濃一次風(fēng)、淡一次風(fēng)和側(cè)二次風(fēng)，由于位置限制，確定側(cè)二次風(fēng)流量和動(dòng)量時(shí)往往受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決煤粉鍋爐水冷壁結(jié)渣和高溫腐蝕的問(wèn)題，尤其是使用垂直濃淡燃燒技術(shù)的鍋爐水冷壁結(jié)渣和高溫腐蝕的問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置。
本發(fā)明的用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置，它包括二次風(fēng)噴口、濃一次風(fēng)噴口和淡一次風(fēng)噴口，所述二次風(fēng)噴口、濃一次風(fēng)噴口和淡一次風(fēng)噴口垂直排列，還包括濃側(cè)二次風(fēng)噴口，所述濃側(cè)二次風(fēng)噴口固定安裝在濃一次風(fēng)噴口的背火側(cè)，濃側(cè)二次風(fēng)噴口和濃一次風(fēng)噴口的間距為d1，所述d1是濃一次風(fēng)噴口的噴口寬度d3的0～0.2倍。
本發(fā)明的用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置，在濃一次風(fēng)氣流背火側(cè)一定距離處設(shè)置了濃側(cè)二次風(fēng)噴口，以剛性較強(qiáng)的濃側(cè)二次風(fēng)支撐濃一次風(fēng)氣流，提高濃一次風(fēng)射流的剛性，同時(shí)改善了濃一次風(fēng)射流的補(bǔ)氣條件，防止?jié)庖淮物L(fēng)氣流在鄰角氣流撞擊下過(guò)早偏斜。濃側(cè)二次風(fēng)射流還起到了風(fēng)屏的作用，一方面減少了濃一次風(fēng)中煤粉、煤焦顆粒貼壁的可能，進(jìn)而減輕爐內(nèi)結(jié)渣，另一方面也保證了水冷壁附近的氧化性氣氛，同時(shí)側(cè)二次風(fēng)還可以降低水冷壁附近的溫度，減輕水冷壁結(jié)渣和高溫腐蝕。通過(guò)本發(fā)明在濃一次風(fēng)和濃側(cè)二次風(fēng)之間設(shè)置的間隔(或鈍體)，輔之調(diào)節(jié)本發(fā)明的背火側(cè)濃側(cè)二次風(fēng)的流量和速度，可以減少濃一次風(fēng)射流初期和濃側(cè)二次風(fēng)的混合，不僅不會(huì)影響著火，還有利于在煤粉著火后及時(shí)補(bǔ)氧以利于燃盡，在一定程度上可以調(diào)節(jié)燃燒器的著火和燃盡性能。


圖1是具體實(shí)施方式
一所述的用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是具體實(shí)施方式
二對(duì)應(yīng)圖1的A-A剖視圖；圖3是具體實(shí)施方式
三對(duì)應(yīng)圖1的A-A剖視圖；圖4是具體實(shí)施方式
三所述爐膛內(nèi)四角的各個(gè)濃一次風(fēng)噴口3和濃側(cè)二次風(fēng)噴口5的中心軸線(xiàn)組合示意圖；圖5是現(xiàn)有的帶有周界風(fēng)噴口的正視圖；圖6是具體實(shí)施方式
四所述的濃一次風(fēng)噴口3和濃側(cè)二次風(fēng)噴口5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7和圖8是具體實(shí)施方式
四對(duì)應(yīng)于圖6的C-C剖視圖；圖9是具體實(shí)施方式
五所述的用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是具體實(shí)施方式
六對(duì)應(yīng)圖9的B-B剖視圖；圖11是具體實(shí)施方式
六所述爐膛內(nèi)四角的各個(gè)淡一次風(fēng)噴口4和淡二次風(fēng)噴口7的中心軸線(xiàn)組合示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一參見(jiàn)圖1說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式的用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置，它包括二次風(fēng)噴口6、濃一次風(fēng)噴口3和淡一次風(fēng)噴口4，所述二次風(fēng)噴口6、濃一次風(fēng)噴口3和淡一次風(fēng)噴口4垂直排列，還包括濃側(cè)二次風(fēng)噴口5，所述濃側(cè)二次風(fēng)噴口5固定安裝在濃一次風(fēng)噴口3的背火側(cè)，濃側(cè)二次風(fēng)噴口5和濃一次風(fēng)噴口3的間距為d1，所述d1是濃一次風(fēng)噴口的噴口寬度d3的0～0.2倍。
本實(shí)施方式在濃一次噴口3的背火側(cè)距離d1處設(shè)置了濃側(cè)二次風(fēng)噴口5，避免了濃一次風(fēng)氣流和濃側(cè)二次風(fēng)氣流在射流初期參混，同時(shí)也提高了濃一次風(fēng)射流的剛性、改善了濃一次風(fēng)射流的補(bǔ)氣條件，防止?jié)庖淮物L(fēng)氣流在鄰角氣流撞擊下過(guò)早偏斜。同時(shí)，濃側(cè)二次風(fēng)射流還起到了風(fēng)屏的作用，減少了濃一次風(fēng)中煤粉、煤焦顆粒貼壁的可能，保證了水冷壁附近的氧化性氣氛，同時(shí)側(cè)二次風(fēng)可以降低水冷壁附近的溫度，有利于減輕爐內(nèi)結(jié)渣和高溫腐蝕。
具體實(shí)施方式
二參見(jiàn)圖2說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置的區(qū)別在于，所述濃一次風(fēng)噴口3的背火側(cè)為漸縮噴口，漸縮角為α1，所述α1在0～15度之間；所述濃側(cè)二次風(fēng)噴口5的向火側(cè)為漸縮噴口，漸縮角為α2，所述α2在0～15度之間。通過(guò)將濃一次風(fēng)噴口和濃側(cè)二次風(fēng)噴口設(shè)置為漸縮噴口，相當(dāng)于在濃一次風(fēng)噴口和濃側(cè)二次風(fēng)噴口之間設(shè)置鈍體，減少濃一次風(fēng)射流初期和側(cè)二次風(fēng)混合的效果更好。
具體實(shí)施方式
三參見(jiàn)圖3和圖4說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一所述的用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置的區(qū)別在于，所述濃一次風(fēng)噴口軸線(xiàn)31和濃側(cè)二次風(fēng)噴口軸線(xiàn)51之間夾角為β1，所述β1在0～15度之間。
本實(shí)施方式和具體實(shí)施方式
一相比，濃側(cè)二次風(fēng)流的軸線(xiàn)51和濃一次風(fēng)氣流的軸線(xiàn)31呈一夾角β1，這樣一方面可以減輕濃側(cè)二次風(fēng)氣流對(duì)濃一次風(fēng)氣流的影響，減少濃一次風(fēng)射流初期和側(cè)二次風(fēng)的混合，同時(shí)減輕濃一次風(fēng)氣流在鄰角氣流撞擊下發(fā)生偏斜沖刷水冷壁壁面，防結(jié)渣和高溫腐蝕的效果更好。
具體實(shí)施方式
四參見(jiàn)圖5至8說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二或三所述的用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置的區(qū)別在于，它還包括周界風(fēng)噴口8，所述周界風(fēng)噴口8套在濃一次風(fēng)噴口的外側(cè)、并與濃側(cè)二次風(fēng)噴口5連通。
本實(shí)施方式的增加的周界風(fēng)噴口8是現(xiàn)有技術(shù)，現(xiàn)有的帶有周界風(fēng)噴口的一次風(fēng)噴口的正視圖如圖5所示，周界風(fēng)噴口8寬度僅有十多毫米，產(chǎn)生的周界風(fēng)的風(fēng)層很薄，但風(fēng)速較高，周界風(fēng)一方面可以防止煤粉從一次風(fēng)氣流中分離，另一方面還可以冷卻一次風(fēng)噴口。本實(shí)施方式中的濃側(cè)二次風(fēng)噴口5可以采用周界風(fēng)偏置的方式形成，即增加周界風(fēng)噴口8在濃一次風(fēng)背火側(cè)的間隙，在此間隙內(nèi)與濃一次風(fēng)噴口間距d1處布置濃側(cè)二次風(fēng)噴口5。
具體實(shí)施方式
五參見(jiàn)圖9說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四所述的用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置的區(qū)別在于，它還包括淡側(cè)二次風(fēng)噴口7，所述淡側(cè)二次風(fēng)噴口7固定安裝在淡一次風(fēng)噴口4的背火側(cè)，淡側(cè)二次風(fēng)噴口7和淡一次風(fēng)噴口4的間距為d2，所述d2是淡一次風(fēng)噴口的噴口寬度d4的0～0.2倍。
本實(shí)施方式的原理和效果與具體實(shí)施方式
一相同，可以防止淡一次風(fēng)發(fā)生偏斜及引起的水冷壁結(jié)渣和高溫腐蝕。
具體實(shí)施方式
六參見(jiàn)圖10、11說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五所述的用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置的區(qū)別在于，所述淡一次風(fēng)噴口軸線(xiàn)41和淡側(cè)二次風(fēng)噴口軸線(xiàn)71之間夾角為β2，所述β2在0～15度之間。
本實(shí)施方式的原理與具體實(shí)施方式
三的相同，和具體實(shí)施方式
五相比，淡側(cè)二次風(fēng)流的軸線(xiàn)71和淡一次風(fēng)氣流的軸線(xiàn)41呈一夾角β2，這樣一方面可以減輕淡側(cè)二次風(fēng)氣流對(duì)淡一次風(fēng)氣流的影響，減輕淡一次風(fēng)氣流在鄰角氣流撞擊下發(fā)生偏斜沖刷水冷壁壁面，防結(jié)渣和高溫腐蝕的效果更好。
在上述各種實(shí)施方式中，所述的濃側(cè)二次風(fēng)噴口5噴出的濃側(cè)二次風(fēng)的風(fēng)速是濃一次風(fēng)噴口3噴出的濃一次風(fēng)的風(fēng)速濃側(cè)二次風(fēng)噴口5噴出的濃側(cè)二次風(fēng)的風(fēng)速的1～2倍；所述淡側(cè)二次風(fēng)噴口7噴出的側(cè)二次風(fēng)的速度為淡一次風(fēng)噴口3噴出的淡一次風(fēng)速度的1.5～2倍。通過(guò)調(diào)節(jié)背火側(cè)的側(cè)二次風(fēng)的流量和速度，能夠有利于在煤粉著火后及時(shí)補(bǔ)氧以利于燃盡，在一定程度上可以調(diào)節(jié)燃燒器的著火和燃盡性能。
本發(fā)明的用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置中的濃一次風(fēng)噴口、淡一次風(fēng)噴口和二次風(fēng)噴口可以根據(jù)需要進(jìn)行不同的排列組合應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置，它包括二次風(fēng)噴口(6)、濃一次風(fēng)噴口(3)和淡一次風(fēng)噴口(4)，所述二次風(fēng)噴口(6)、濃一次風(fēng)噴口(3)和淡一次風(fēng)噴口(4)垂直排列，其特征在于它還包括濃側(cè)二次風(fēng)噴口(5)，所述濃側(cè)二次風(fēng)噴口(5)固定安裝在濃一次風(fēng)噴口(3)的背火側(cè)，濃側(cè)二次風(fēng)噴口(5)和濃一次風(fēng)噴口(3)的間距為d1，所述d1是濃一次風(fēng)噴口的噴口寬度d3的0～0.2倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置，其特征在于所述濃一次風(fēng)噴口軸線(xiàn)(31)和濃側(cè)二次風(fēng)噴口軸線(xiàn)(51)之間有夾角β1，所述β1在0～15度之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置，其特征在于所述濃一次風(fēng)噴口(3)的背火側(cè)為漸縮噴口，漸縮角為α1，所述α1在0～15度之間；所述濃側(cè)二次風(fēng)噴口(5)的向火側(cè)為漸縮噴口，漸縮角為α2，所述α2在0～15度之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一權(quán)利要求所述的用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置，其特征在于它還包括周界風(fēng)噴口(8)，所述周界風(fēng)噴口(8)套在濃一次風(fēng)噴口的外側(cè)、并與濃側(cè)二次風(fēng)噴口(5)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一權(quán)利要求所述的用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置，其特征在于它還包括淡側(cè)二次風(fēng)噴口(7)，所述淡側(cè)二次風(fēng)噴口(7)固定安裝在淡一次風(fēng)噴口(4)的背火側(cè)，淡側(cè)二次風(fēng)噴口(7)和淡一次風(fēng)噴口(4)的間距為d2，所述d2是淡一次風(fēng)噴口的噴口寬度d4的0～0.2倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置，其特征在于所述淡一次風(fēng)噴口軸線(xiàn)(41)和淡側(cè)二次風(fēng)噴口軸線(xiàn)(71)之間有夾角β2，所述β2在0～15度之間。
全文摘要
用于垂直濃淡燃燒鍋爐防結(jié)渣防高溫腐蝕的煤粉燃燒裝置，它涉及一種煤粉燃燒裝置。本發(fā)明解決了現(xiàn)有垂直燃燒鍋爐存在的爐壁結(jié)渣和高溫腐蝕的問(wèn)題。本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)之上，在濃一次風(fēng)噴口的背火側(cè)d1處固定安裝濃側(cè)二次風(fēng)噴口，所述濃一次風(fēng)氣流和濃側(cè)二次風(fēng)氣流的軸線(xiàn)有夾角β1，并可同時(shí)在淡一次風(fēng)噴口背火側(cè)設(shè)置淡側(cè)二次風(fēng)。側(cè)二次風(fēng)提高一次風(fēng)的射流剛性，保證了水冷壁附近區(qū)域的氧化性氣氛，同時(shí)降低水冷壁附近的溫度，防止?fàn)t內(nèi)結(jié)渣和高溫腐蝕。本發(fā)明可同時(shí)在濃一次風(fēng)噴口和濃側(cè)二次風(fēng)噴口之間設(shè)置間隔或鈍體，減輕濃一次風(fēng)射流初期和濃側(cè)二次風(fēng)的摻混。本發(fā)明易于實(shí)施，既可應(yīng)用于新建鍋爐，也適用于現(xiàn)役燃煤鍋爐機(jī)組的改造。
文檔編號(hào)F23L1/00GK101016988SQ20071007180
公開(kāi)日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月16日
發(fā)明者劉輝, 吳少華, 孫紹增, 邱朋華, 孫銳, 秦明, 李爭(zhēng)起, 秦裕琨 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)