带贴壁风的燃烧器底置煤粉锅炉及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种带贴壁风的燃烧器底置煤粉锅炉，包括：炉膛；设置在炉膛底部的至少一个燃烧器，每个燃烧器具有燃料喷口，通过所述燃料喷口，一次风携带煤粉向上进入炉膛；和环形贴壁风布风装置，用于为炉膛侧壁提供向上的贴壁风。本发明专利技术还涉及一种煤粉锅炉的控制方法，包括步骤：通过设置在炉膛底部的至少一个燃烧器，向炉膛内向上喷射煤粉燃料；和通过环形贴壁风布风装置为炉膛侧壁提供向上的贴壁风。贴壁风可以使贴近水冷壁的区域处于氧化性气氛。

Bottom mounted pulverized coal boiler with wall attached air burner and its control method

【技术实现步骤摘要】
带贴壁风的燃烧器底置煤粉锅炉及其控制方法
本专利技术的实施例涉及锅炉领域，尤其涉及煤粉锅炉及其控制方法。
技术介绍
分级燃烧是降低燃煤NOx排放的主要方式，即煤粉先在主燃区缺氧燃烧，未燃尽的煤粉和可燃气体在燃尽区完全燃烧。因主燃区为缺氧气氛，煤粉燃烧中产生了CO、H2、H2S等还原性气体，还原性气体一方面可抑制煤N向NOx的转化，但同时加剧了水冷壁的高温腐蚀。现有技术主要采用在靠近水冷壁处提供贴壁风以减少水冷壁的高温腐蚀。中国专利技术专利201210209196.6公开了一种采用内置挡板改变气体流动方向构成的贴壁风，但在炉内高温和高浓度颗粒环境下挡板易被磨损造成贴壁风失效。此外，现有燃煤工业锅炉的主要技术缺陷包括：(1)煤粉点火时刻存在爆燃倾向：主要原因是给入炉膛的煤粉多为冷煤粉，煤粉在炉膛内需要经历预热、挥发分析出和着火阶段，点火时刻炉膛温度偏低，点火时间长、增大爆燃倾向；(2)锅炉存在振动风险：主要原因是煤粉燃烧稳定性恶化，炉内压力持续波动，特别是低负荷运行时，炉内温度水平偏低，煤粉燃烧的火焰不能持续传播，锅炉振动风险增大；(3)煤粉燃烧的NOx原始排放水平高：NOx原始排放水平多在200mg/m3以上，尾部脱硝费用较高，且存在二次污染风险。
技术实现思路
为缓解或解决煤粉锅炉上述问题中的至少一个方面，提出本专利技术。根据本专利技术的实施例的一个方面，本专利技术提出一种带贴壁风的燃烧器底置煤粉锅炉，包括：炉膛；和至少一个燃烧器，每个燃烧器具有燃料喷口，通过所述燃料喷口，一次风携带煤粉向上进入所述炉膛，其中：所述燃烧器设置在炉膛底部；所述锅炉还包括环形贴壁风布风装置，用于为炉膛侧壁提供向上的贴壁风。可选的，所述锅炉还包括围绕所述燃烧器设置在炉膛底部的二次风布风装置，所述二次风布风装置用于向上喷射二次风。进一步可选的，所述二次风布风装置具有二次风室，所述贴壁风布风装置与所述二次风室相通。进一步可选的，所述二次风与所述贴壁风分开控制。可选的，所述锅炉还包括三次风喷口，在炉膛高度方向上设置在炉膛中部或者中上部。进一步可选的，所述锅炉还包括供风控制装置，用于分别控制一次风、二次风、贴壁风、三次风的风量，一次风、二次风和贴壁风的总当量比为0.6-0.9，三次风的当量比为0.1-0.4，其中，二次风和贴壁风的比例为3:1到6:1之间。进一步可选的，所述供风控制装置控制通入炉膛的贴壁风的风量，使得贴壁风在炉膛三次风喷口下方的还原性气氛的区域内形成邻近炉膛侧壁的一薄层的氧化性气氛。可选的，所述二次风布风装置包括：围绕燃烧器喷口布置的环形二次风布风装置；以及布置在环形二次风布风装置与炉膛侧壁之间的分布式二次风布风装置。可选的，所述环形二次风布风装置为环形二次风喷口。或者可选的，所述环形二次风布风装置包括环形二次风室、环形二次风室布风板以及设置在环形二次风室布风板上的风帽；或者所述环形二次风布风装置包括环围绕燃烧器喷口环形布置的布风管，以及设置在布风管上的风帽。或者可选的，所述分布式二次风布风装置包括分布式二次风室、分布式二次风室布风板以及设置在分布式二次风室布风板上的风帽；或者所述分布式二次风布风装置包括在炉膛底部分布式布置的多个布风管，以及设置在布风管上的风帽。可选的，分布式二次风与环形二次风之和的总当量比为0.5-0.7，分布式二次风与环形二次风的风量之比为5:1-2:1；贴壁风的当量比为0.05-0.15。可选的，所述供风控制装置对环形二次风与分布式二次风分开控制。可选的，所述燃料喷口、环形二次风的出风口以及分布式二次风的出风口处于同一水平面。或者可选的，所述燃料喷口、环形二次风的出风口、分布式二次风的出风口以及贴壁风的出风口处于同一水平面。可选的，燃料从燃料喷口喷出的速度为10-30m/s；环形二次风的喷射速度为10-30m/s；分布式二次风的喷射速度为5-10m/s；贴壁风的喷射速度为10-30m/s。可选的，所述燃烧器为预热燃烧器。可选的，所述贴壁风布风装置包括邻近炉膛侧壁内壁设置的一组风帽，所述风帽设置在带风室的布风板上或者设置在布风管上。可选的，所述贴壁风布风装置喷出的气体为空气、再循环烟气或者空气与再循环烟气的混合气体。根据本专利技术的实施例的再一方面，提出了一种煤粉锅炉的控制方法，包括步骤：通过设置在炉膛底部的至少一个燃烧器，向炉膛内向上喷射煤粉燃料；和通过环形贴壁风布风装置为炉膛侧壁提供向上的贴壁风。可选的，所述方法还包括步骤：通过围绕燃烧器设置在炉膛底部的二次风布风装置向炉膛内向上喷射二次风。可选的，所述方法还包括步骤：向炉膛内喷射三次风；分别控制一次风、二次风、贴壁风、与三次风风量，使一次风、二次风和贴壁风的总当量比为0.6-0.9，三次风的当量比为0.1-0.4，二次风与贴壁风的比例为3:1到6:1之间。可选的，所述方法还包括步骤：控制通入炉膛的贴壁风的风量，使得贴壁风在炉膛三次风喷口下方的还原性气氛的区域内形成邻近炉膛侧壁的一薄层的氧化性气氛。可选的，所述二次风布风装置包括围绕燃烧器喷口布置的环形二次风布风装置，以及布置在环形二次风布风装置与炉膛侧壁之间的分布式二次风布风装置；且所述方法包括步骤：控制分布式二次风与环形二次风之和的总当量比为0.5-0.7，分布式二次风与环形二次风的风量之比为5:1-2:1；以及控制贴壁风的当量比为0.05-0.15。进一步可选的，分布式二次风、环形二次风以及贴壁风分开控制。附图说明图1为根据本专利技术的一个示例性实施例的煤粉锅炉的示意性主视图；图2为图1中的煤粉锅炉的俯视图；图3为根据本专利技术的还一个示例性实施例的煤粉锅炉的示意性主视图；图4为图3中的煤粉锅炉的俯视图；图5为根据本专利技术的另一个示例性实施例的煤粉锅炉的示意性主视图；图6为图5中的煤粉锅炉的俯视图；图7为根据本专利技术的又一个示例性实施例的煤粉锅炉的示意性主视图；图8为图7中煤粉锅炉的俯视图。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本专利技术实施方式的说明旨在对本专利技术的总体专利技术构思进行解释，而不应当理解为对本专利技术的一种限制。图1-图2示出了本专利技术的一种示例性实施例的煤粉锅炉的示意性主视图以及俯视图。如图1-2所示，根据本专利技术的实施例的煤粉锅炉包括：炉膛1、预热燃料喷口2、二次风接管3、二次风风室4、炉膛布风板5、二次风风帽6、贴壁风接管7、贴壁风风室8、贴壁风风帽9、三次风喷口10。炉膛1具有四面侧壁，即前墙11、后墙12、两侧墙13和14，预热燃烧器布置在炉膛底部，预热燃料喷口2位于炉膛底部中心，预热燃料喷口外围为大致均匀的分布于炉膛底部多个二次风风帽6，二次风与一次风及预热燃料混合后在炉内向上流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带贴壁风的燃烧器底置煤粉锅炉，包括：/n炉膛；和/n至少一个燃烧器，每个燃烧器具有燃料喷口，通过所述燃料喷口，一次风携带煤粉向上进入所述炉膛，/n其中：/n所述燃烧器设置在炉膛底部；/n所述锅炉还包括环形贴壁风布风装置，用于为炉膛侧壁提供向上的贴壁风。/n

【技术特征摘要】
1.一种带贴壁风的燃烧器底置煤粉锅炉，包括：
炉膛；和
至少一个燃烧器，每个燃烧器具有燃料喷口，通过所述燃料喷口，一次风携带煤粉向上进入所述炉膛，
其中：
所述燃烧器设置在炉膛底部；
所述锅炉还包括环形贴壁风布风装置，用于为炉膛侧壁提供向上的贴壁风。


2.根据权利要求1所述的锅炉，还包括：
围绕所述燃烧器设置在炉膛底部的二次风布风装置，所述二次风布风装置用于向上喷射二次风。


3.根据权利要求2所述的锅炉，其中：
所述二次风布风装置具有二次风室，所述贴壁风布风装置与所述二次风室相通。


4.根据权利要求2所述的锅炉，其中：
所述二次风与所述贴壁风分开控制。


5.根据权利要求2-4中任一项所述的锅炉，还包括：
三次风喷口，在炉膛高度方向上设置在炉膛中部或者中上部。


6.根据权利要求5所述的锅炉，还包括：
供风控制装置，用于分别控制一次风、二次风、贴壁风、三次风的风量，一次风、二次风和贴壁风的总当量比为0.6-0.9，三次风的当量比为0.1-0.4，其中，二次风和贴壁风的比例为3:1到6:1之间。


7.根据权利要求6所述的锅炉，其中：
所述供风控制装置控制通入炉膛的贴壁风的风量，使得贴壁风在炉膛三次风喷口下方的还原性气氛的区域内形成邻近炉膛侧壁的一薄层的氧化性气氛。


8.根据权利要求2-7中任一项所述的锅炉，其中：所述二次风布风装置包括：
围绕燃烧器喷口布置的环形二次风布风装置；以及
布置在环形二次风布风装置与炉膛侧壁之间的分布式二次风布风装置。


9.根据权利要求8所述的锅炉，其中：
所述环形二次风布风装置为环形二次风喷口。


10.根据权利要求8所述的锅炉，其中：
所述环形二次风布风装置包括环形二次风室、环形二次风室布风板以及设置在环形二次风室布风板上的风帽；或者
所述环形二次风布风装置包括环围绕燃烧器喷口环形布置的布风管，以及设置在布风管上的风帽。


11.根据权利要求8所述的锅炉，其中：
所述分布式二次风布风装置包括分布式二次风室、分布式二次风室布风板以及设置在分布式二次风室布风板上的风帽；或者
所述分布式二次风布风装置包括在炉膛底部分布式布置的多个布风管，以及设置在布风管上的风帽。


12.根据权利要求8所述的锅炉，其中：
分布式二次风与环形二次风之和的总当量比为0.5-0.7，分布式二次风与环形二次风的风量之比为5:1-2:1；
贴壁风的当量比为0.05-0.15。


13.根据权利要求8所述的锅炉，其中：
所述供风控制装置对环形二次风与分布式二次风分开控...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建国，满承波，徐明新，欧阳子区，李诗媛，吕清刚，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11