一种Ｗ火焰锅炉一次风乏气置换的方法，将现有的Ｗ火焰锅炉前后炉拱上的煤粉燃烧器的一次风乏气管断开，取消通往燃烧室的乏气风管；利用原有的一次风乏气的喷口和位置，将二次风总量的５％～３０％以与竖直方向成０°～６０°的角度和１０～５０ｍ／ｓ的速度向下射入燃烧室。一种Ｗ火焰锅炉一次风乏气置换装置，是在煤粉燃烧器的原一次风乏气喷口位置，插入二次风风管。本发明专利技术与现有技术相比具有以下优点：１）可以消除现有Ｗ火焰锅炉送风方式的不合理性；２）可以提高煤粉气流火焰的稳定性，增加火焰行程，强化燃烧后期氧量的补充与混合，降低飞灰含碳量等；３）充分利用原有的燃烧系统结构，十分适用于对现有Ｗ火焰锅炉的技术改造。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种w火焰锅炉一次风乏气置换的方法和装置，属于w型火焰锅炉燃烧
技术背景我国是世界上为数较少的无烟煤储量丰富的国家之一，其探明储量近1200 亿吨。但由于无烟煤的挥发份含量较低，挥发份析出温度高，致使煤粉气流着 火困难，燃烧不稳定，不易燃尽，造成锅炉运行中机械不完全燃烧增加，锅炉 效率较低。为提高燃烧无烟煤等低反应能力煤种锅炉的运行安全性和经济性， 我国于20世纪80年代后期引进了美国FW公司FW-W型火焰锅炉燃烧技术。同 时国内东方锅炉厂通过引进和消化美国FW公司技术，设计出多台FW-W型火焰 锅炉并开始投入市场，如上安电厂3、 4号机组、山西阳泉电厂l、 2号机组。FW-W型火焰锅炉的结构与常规燃煤锅炉不同，它包括锅炉体下部的燃烧 室、锅炉体上部的燃尽室和煤粉燃烧器；所述燃烧室的深度比燃尽室大，且燃 烧室前面突出部分的顶部构成炉拱，所述煤粉燃烧器装设在炉拱上，下喷的煤 粉气流着火后向下伸展，在燃烧室的中下部折转向上，沿燃烧室中轴线上升， 从而形成W型火焰，未完全燃烧产物随烟气流上升进入燃尽室继续燃烧。东方锅炉厂和美国FW公司的FW-W型火焰锅炉都采用旋风分离式煤粉浓 淡燃烧器，该燃烧器错列布置在前后墙的两个拱上。 一次风煤粉气流同时切向 进入两个并列的旋风分离式燃烧器，在离心力的作用下，大量煤粉颗粒被甩到 分离器外壁，从而提高了燃烧器喷口下射主煤粉气流的煤粉浓度，有利于着火。 含粉较少的乏气在旋风分离器中心部分被引出，旋风分离器中心管引出的乏气在拱上靠近炉膛中心部位送入炉膛。炉拱部送入少量的二次风，用以冷却喷口 和提供燃烧初期的需氧量，大量的二次风从前后墙分三级水平均匀送入，以实 现无烟煤的分级供氧和燃烧。附图1为FW-W型火焰锅炉的燃烧系统结构示意图。沿炉膛宽度方向上排列 有多个燃烧器，在图1中只画了前墙的其中一支燃烧器，前后墙为对称布置。 在附图1中，1，为燃尽室，2，为乏气引出管，3，为乏气调节挡板，4，为FW 旋风分离器，5'为一次风风粉管，6'为油点火器，7'为二次风挡板，8'为 环形二次风箱，9'为前墙F层二次风，10'为前墙E层二次风，IT为前墙D 层二次风，12'为拱上C层环形二次风喷口， 13'为拱上B层环形二次风喷口， 14，为主煤粉气流喷口， 15'为拱上A层环形二次风喷口， 16'为一次风乏气 喷口， 17'为炉拱，18'为水冷壁，19'为燃烧室。但在实际运行中，尤其是在高负荷的运行条件下，东方锅炉厂和美国FW公 司的FW-W型火焰锅炉燃烧技术暴露出煤粉气流火焰稳定性差，炉膛出口氧量 偏低，飞灰含碳量高，燃烧经济性差等的问题。FW-W型火焰锅炉在高负荷下的燃烧经济性较差，究其原因与送风方式不合 理具有十分密切的关系。按照FW的设计思想和运行原则，拱上只有一定比例的 少量二次风，燃烧系统所需的绝大部分二次风从炉拱下部前后墙水平分层送入 燃烧室，其中约65。/。左右的二次风从F层喷口送入。可是，前后墙水平分层送入 的二次风全部在煤粉气流的背火侧，同时相应的炉拱上部的送风很少，造成煤 粉气流的向火侧补氧条件较差，导致空气和煤粉气流在着火后期的混合较差， 最终影响燃烧的稳定性和煤粉的燃尽，因此，该送风方式存在着明显的不合理 性。在实际运行中，由于煤粉颗粒较粗，为了保持燃烧的稳定性，炉拱上的二 次风基本上不投，处于关闭状态，使得煤粉气流向火侧的补氧条件变得更差， 这表明FW所设计的拱上二次风加入位置是不合适的，送风不合理的矛盾十分突 出。从大量的运行实践表明，在高负荷下，开启乏气风并不能改善燃烧状况，相反燃烧状况往往恶化，因此目前基本上所有的FW-W型火焰锅炉在运行中都将 乏气风关闭，乏气喷口处于无用状态。这种现象与FW公司提供的设计思想和运行指导原则相矛盾，究其原因，主要是由以下几点造成的1、 风幕效应。乏气风含有一定量的煤粉浓度，能够强烈的阻挡高温烟气对 一次风煤粉气流的辐射传热，大大降低了主煤粉气流的吸热量。2、 煤粉旋风分离器分离效果不理想。根据FW的设计思路，乏气风的大小 应对应着一次风主气流的煤粉浓度的高低和风速的大小。由于煤粉旋风分离器 分离效果不理想，细的煤粉颗粒分离不下来，随着乏气进入炉膛；煤粉颗粒的 细度和浓度是煤粉气流着火的重要因素，而随着乏气风量的加大，主气流的煤 粉颗粒的平均细度变得更粗、浓度降低，这更加恶化了主气流的着火和稳燃条 件。3、 一次风射流行程不够。乏气风加大， 一次风主气流速降低，气流刚性降 低，主气流的穿透深度和行程不够长，造成主气流吸收炉膛辐射热和巻吸高温 热烟气的量不够，从而造成煤粉气流着火性能不佳。
技术实现思路
本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种W火焰锅炉一次风乏气置换的 方法。本专利技术要解决的另一个技术问题是提供一种W火焰锅炉一次风乏气置换装置。 为解决上述第一个技术问题，本专利技术一种w火焰锅炉一次风乏气置换的方法将现有的W火焰锅炉前后炉拱上的煤粉燃烧器的一次风乏气管断开，取消 通往燃烧室的乏气风；利用原有的一次风乏气的喷口和位置，将二次风总量的5 % 30%以与竖直方向成0° 60°的角度和10 50m/s的速度向下射入燃烧室。本专利技术一种W火焰锅炉一次风乏气置换的方法，该方法通过将现有W火焰 锅炉的一次风乏气置换为二次风，可以消除原有送风方式的不合理性。主要原 因如下1) 增加煤粉气流的向火侧的二次风量的补充，可以改善向火侧补氧条件， 强化向火侧的氧量的混合与燃烧强度。2) 减少煤粉气流的背火侧的二次风的量，可以降低煤粉气流在着火早期混 入的空气量，提高着火区域的温度水平，增强煤粉气流对高温烟气的巻吸混合， 达到着火提前而且稳定煤粉气流火焰的作用。3) 取消乏气风，虽然增加了主燃烧器煤粉喷口的气流速度，降低了煤粉浓 度，但也相应地增加了主煤粉气流中细粉的含量，这对降低着火所需能量，提 早着火十分有利。4) 取消乏气风，相应地增加了主燃烧器煤粉喷口的煤粉气流火焰的刚度， 增加了气流的穿透深度，延长了煤粉火焰的行程，提高了煤粉颗粒在炉内的停 留时间，提高了煤粉颗粒的燃尽程度，对降低飞灰含碳量十分有利。为解决上述第二个技术问题，本专利技术一种W火焰锅炉一次风乏气置换装置， 它包括锅炉体下部的燃烧室、锅炉体上部的燃尽室和煤粉燃烧器，所述燃烧室 的深度比燃尽室大，燃烧室前面突出部分的顶部构成炉拱，所述煤粉燃烧器设 置在炉拱上；在所述煤粉燃烧器的原一次风乏气喷口位置，插入二次风风管， 该风管内引入的是W型火焰锅炉的一部分二次风。作为上述技术方案的改进，所述煤粉燃烧器是旋风分离式煤粉浓淡燃烧器。 作为上述技术方案的改进，所述二次风风管上设有阀门，用以调节二次风 的进风量。作为上述技术方案的改进，所述二次风风管的前端向炉膛中心线方向倾斜，与竖直方向成0° 60°的角度。作为上述技术方案的改进，所述二次风风管与炉拱之间设有密封法兰。 目前，基本上所有的W火焰锅炉在运行中都将乏气风关闭，乏气喷口处于 无用状态。因此，利用现有的一次风乏气的喷口和位置送入二次风，可以避免 由于重新开孔造成的对水冷壁结构的破坏。在一次风乏气喷口内新插入一根二 次风管，并且风管的前端向炉膛中心方向倾斜，可以起到控制和调节加入的二 次风风量、二次本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｗ火焰锅炉一次风乏气置换的方法，其特征在于：将现有的Ｗ火焰锅炉前后炉拱上的煤粉燃烧器的一次风乏气管断开，取消通往燃烧室的乏气风管；利用原有的一次风乏气的喷口和位置，将二次风总量的５％～３０％以与竖直方向成０°～６０°的角度和１０～５０ｍ／ｓ的速度向下射入燃烧室。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周岩梅，蒋宏利，蒋淑艳，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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