一种大卷吸射流燃尽风系统及喷射方法技术方案

本发明专利技术公开了一种大卷吸射流燃尽风系统，包括炉膛、设于炉膛的前墙和后墙上的顶层燃尽风喷口，其特征在于：在顶层燃尽风喷口与主燃烧器之间的前墙和后墙上均设有至少一层燃尽风喷嘴，每层燃尽风喷嘴包括数个燃尽风喷嘴，前墙和/或后墙上的至少一层燃尽风喷嘴为Y型卷吸射流燃尽风喷嘴，该喷嘴包括相连的一进风管和两出风管，两出风管位于进风管轴线水平方向的两侧；本发明专利技术还公开了一种大卷吸射流燃尽风的喷射方法；本发明专利技术在进一步降低氮氧化物的同时，还可降低炉膛出口一氧化碳浓度和飞灰含碳量，提高燃烧效率。

【技术实现步骤摘要】
一种大卷吸射流燃尽风系统及喷射方法
本专利技术涉及一种燃尽风系统及喷射方法，特别是用于煤粉锅炉的大卷吸射流燃尽风系统及喷射方法。
技术介绍
空气分级燃烧技术是目前煤粉锅炉普遍采用的低氮燃烧技术之一，其基本原理是将燃料的燃烧过程分阶段完成。在主燃烧器区域供入少于理论空气量的空气，燃料在富燃料条件下燃烧，燃烧区温度水平降低，同时形成还原气氛降低氮氧化物的生成。在主燃烧器上方布置燃尽风喷口，燃尽风的引入可以提供足够的氧气，以燃尽来自还原区的未燃尽碳，保证燃烧效率，减小飞灰含碳量；由于主燃区是富燃料燃烧区域，且燃烧器布置在前、后墙，因此在燃尽区域大部分未燃尽气体以及未燃尽碳等都分布在炉膛中间（深度方向），而氮氧化物则分布在靠近前、后墙的区域。而传统燃尽风均为直流喷入，会导致还原区被迅速破坏，被还原的氮氧化物在后期燃尽区域会因未燃尽碳等燃烧再次生成，甚至会导致飞灰含碳量偏大，燃尽区水冷壁结渣，出口烟温偏差增大，同时还降低了空气分级减排氮氧化物的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种大卷吸射流燃尽风系统及喷射方法，它在进一步降低氮氧化物的同时，还可降低炉膛出口一氧化碳浓度和飞灰含碳量，提高燃烧效率。为了达到上述目的，本专利技术的大卷吸射流燃尽风系统，包括炉膛、设于炉膛的前墙和后墙上的顶层燃尽风喷口，其特征在于：在顶层燃尽风喷口与主燃烧器之间的前墙和后墙上均设有至少一层燃尽风喷嘴，每层燃尽风喷嘴包括数个燃尽风喷嘴，前墙和/或后墙上的至少一层燃尽风喷嘴为Y型卷吸射流燃尽风喷嘴，该喷嘴包括相连的一进风管和两出风管，两出风管位于进风管轴线水平方向的两侧；上述前墙和后墙上的各层燃尽风喷嘴可以均为Y型卷吸射流燃尽风喷嘴；上述前墙和后墙上其中之一的各层燃尽风喷嘴可以均为Y型卷吸射流燃尽风喷嘴，另一墙上的各层燃尽风喷嘴可以均为直流燃尽风喷嘴；作为本专利技术的进一步改进，所述Y型卷吸射流燃尽风喷嘴的两出风管的高宽比为1—6；两出风管与进风管中心线的夹角为5°—45°；较大的高宽比和适合的夹角，可提高两出风管喷出的燃尽风的射流刚性，增加卷吸区域，加强卷吸效果；本专利技术用于上述大卷吸射流燃尽风系统的喷射方法，其特征在于包括以下步骤：在炉膛还原区的前墙和后墙上分层地喷入数股燃尽风，至少一层的燃尽风通过Y型卷吸射流燃尽风喷嘴形成在水平方向呈一定夹角的两高速射流燃尽风，在喷嘴出口形成大的回流区，将炉膛中间的烟气重新卷吸回流到前、后墙两侧，将分布在靠近炉膛前、后墙的氮氧化物重新进行还原；其余各层通过直流燃尽风喷嘴喷入直流燃尽风，直流燃尽风的出口风速低于两股高速射流燃尽风的出口风速，或也通过Y型卷吸射流燃尽风喷嘴喷入数股在水平方向呈一定夹角的两高速射流燃尽风。作为本专利技术的进一步改进，两股高速射流燃尽风的出口风速为30m/s≤V≤70m/s；直流燃尽风的出口风速为20m/s≤V≤40m/s；低速直流燃尽风出口风速较低，配合Y型大卷吸射流燃尽风，可以将前后墙附近的NOX送入到大卷吸涡流之中，更进一步加强卷吸效果；经大量实验中发现：富燃料的烟气仍具有很强的氮氧化物还原能力，本专利技术通过设计卷吸式的燃尽风将炉膛中间的烟气重新卷吸回流到前、后墙两侧，由于还原区是富燃料烟气，炉膛中间富燃料烟气与分布在炉膛前、后墙附近的NOX充分接触，可以进一步还原NOX，可强化空气分级作用，降低炉膛出口氮氧化物含量，同时烟气的回流能够夹带未燃颗粒，延长颗粒停留时间，可以在降低氮氧化物的同时降低出口CO浓度和飞灰含碳量，提高燃烧效率。综上所述，本专利技术在进一步降低氮氧化物的同时，还可降低炉膛出口一氧化碳浓度和飞灰含碳量，提高燃烧效率。附图说明图1为采用本专利技术大卷吸射流燃尽风系统的炉膛的立体图。图2为本专利技术大卷吸射流燃尽风系统实施例一的前、后墙每层燃尽风喷嘴的俯视图。图3为图2中Y型卷吸射流燃尽风喷嘴的主视图。图4为图3的俯视图。图5为本专利技术大卷吸射流燃尽风系统实施例二的前、后墙每层燃尽风喷嘴的俯视图。图6为本专利技术大卷吸射流燃尽风系统实施例三的前、后墙每层燃尽风喷嘴的俯视图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。如图1所示，在煤粉锅炉炉膛5的前墙1及后墙（未示出）上均沿高度方向分层的设有主燃烧器2、顶层燃尽风喷口3，顶层燃尽风喷口3位于主燃烧器2上方，二者之间为炉膛还原区；在顶层燃尽风喷口3与主燃烧器2之间的前墙1和后墙上均设有燃尽风喷嘴4；实施例一如图2至图4所示，本实施例的大卷吸射流燃尽风系统，包括炉膛5、设于炉膛5的前墙1和后墙6上的顶层燃尽风喷口3，在顶层燃尽风喷口3与主燃烧器之间的前墙1和后墙6上均设有两层燃尽风喷嘴，每层燃尽风喷嘴包括数个燃尽风喷嘴4，前墙和后墙上的燃尽风喷嘴4为Y型卷吸射流燃尽风喷嘴，该喷嘴4包括相连的一进风管7和两出风管8，两出风管8位于进风管7轴线水平方向的两侧，两出风管的高宽比H/K为1—6；两出风管与进风管中心线的夹角α为5°—45°；用于上述大卷吸射流燃尽风系统的喷射方法，包括以下步骤：在炉膛还原区的前墙1和后墙6上分四层地喷入数股燃尽风，每层的燃尽风通过Y型卷吸射流燃尽风喷嘴4的两出风管8形成在水平方向呈一定夹角的两股高速射流燃尽风，其出口风速为30m/s≤V≤70m/s，在喷嘴出口形成大的回流区，将炉膛5中间的烟气重新卷吸回流到前、后墙两侧，将分布在靠近炉膛前、后墙的氮氧化物重新进行还原；顶层燃尽风喷口3喷入直流燃尽风，其出口风速为20m/s≤V≤40m/s，并始终低于两股高速射流燃尽风的出口风速。由于经沉降炉大量实验证明，富燃料的烟气仍具有很强的氮氧化物还原能力，本专利技术通过设计还原区卷吸式的燃尽风将炉膛5中间的烟气重新卷吸回流到前、后墙两侧，由于还原区是富燃料烟气，炉膛中间富燃料烟气与分布在炉膛前、后墙附近的NOX充分接触，可以进一步还原NOX，可强化空气分级作用，降低炉膛出口氮氧化物含量，相对于传统前后墙燃尽风对冲送入方式，NOX可降低约10%左右；同时烟气的回流能够夹带未燃颗粒，延长颗粒停留时间，可以在降低氮氧化物的同时降低出口CO浓度和飞灰含碳量，提高燃烧效率；较大的高宽比H/K和适合的夹角α，可提高两出风管8喷出的燃尽风的射流刚性，增加卷吸区域，加强卷吸效果。如图5至图6所示，与实施例一相比，实施例二和三的大卷吸射流燃尽风系统，其差别仅在于：分别在前墙1和后墙6上均设有一层燃尽风喷嘴，每层燃尽风喷嘴包括数个燃尽风喷嘴，仅前墙1或后墙6上的燃尽风喷嘴4为Y型卷吸射流燃尽风喷嘴，另一墙6或1上的各层燃尽风喷嘴均为直流燃尽风喷嘴9；用于实施例二或三的大卷吸射流燃尽风系统的喷射方法，包括以下步骤：在炉膛还原区的前墙1或后墙6上分四层地喷入数股燃尽风，每层的燃尽风通过Y型卷吸射流燃尽风喷嘴4的两出风管8形成在水平方向呈一定夹角的两股高速射流燃尽风，其出口风速为30m/s≤V≤70m/s，在喷嘴出口形成大的回流区，将炉膛5中间的烟气重新卷吸回流到前、后墙两侧，将分布在靠近炉膛前、后墙的氮氧化物重新进行还原；在各自对应的后墙6或前墙1上通过直流燃尽风喷嘴9喷入四层直流燃尽风，其出口风速为20m/s≤V≤40m/s，并始终低于两股高速射流燃尽风的出口风速。采用前墙（或后墙）布置Y型大卷吸射流燃尽风，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大卷吸射流燃尽风系统，包括炉膛、设于炉膛的前墙和后墙上的顶层燃尽风喷口，其特征在于：在顶层燃尽风喷口与主燃烧器之间的前墙和后墙上均设有至少一层燃尽风喷嘴，每层燃尽风喷嘴包括数个燃尽风喷嘴，前墙和/或后墙上的至少一层燃尽风喷嘴为Y型卷吸射流燃尽风喷嘴，该喷嘴包括相连的一进风管和两出风管，两出风管位于进风管轴线水平方向的两侧。

【技术特征摘要】
1.一种大卷吸射流燃尽风系统，包括炉膛、设于炉膛的前墙和后墙上的顶层燃尽风喷口，其特征在于：在顶层燃尽风喷口与主燃烧器之间的前墙和后墙上均设有至少一层燃尽风喷嘴，每层燃尽风喷嘴包括数个燃尽风喷嘴，前墙和/或后墙上的至少一层燃尽风喷嘴为Y型卷吸射流燃尽风喷嘴，该喷嘴包括相连的一进风管和两出风管，两出风管位于进风管轴线水平方向的两侧。2.根据权利要求1所述的一种大卷吸射流燃尽风系统，其特征在于：前墙和后墙上的各层燃尽风喷嘴均为Y型卷吸射流燃尽风喷嘴。3.根据权利要求1或2所述的一种大卷吸射流燃尽风系统，其特征在于：前墙和后墙上其中之一的各层燃尽风喷嘴为Y型卷吸射流燃尽风喷嘴，另一墙上的各层燃尽风喷嘴为直流燃尽风喷嘴。4.根据权利要求1至3任一所述的一种大卷吸射流燃尽风系统，其特征在于：所述Y型卷吸射流燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：张定海，孔红兵，杨章宁，韦耿，聂立，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51