一种三层二次风协调下倾布置的W火焰锅炉制造技术

一种三层二次风协调下倾布置的W火焰锅炉，本发明专利技术涉及一种W火焰锅炉，本发明专利技术的目的是为了解决传统W火焰锅炉运行中前后墙结渣、火焰下冲深度浅，飞灰可燃物含量高的问题。它还包括风机、再循环烟气管道、两组A层二次风喷口、两组B层二次风喷口和两组C层二次风喷口；两组A层二次风喷口呈一字型排列对称安装在前炉拱和后炉拱上,两组B层二次风喷口呈一字型排列对称安装在下炉膛的前墙和下炉膛的后墙上,两组C层二次风喷口呈一字型排列对称安装在下炉膛的前墙和下炉膛的后墙上,风机安装在再循环烟气管道上，再循环烟气管道的一端与两组A层二次风喷口、两组B层二次风喷口和两组C层二次风喷口连通，本发明专利技术属于锅炉领域。

【技术实现步骤摘要】
一种三层二次风协调下倾布置的W火焰锅炉
本专利技术涉及一种W火焰锅炉，具体涉及一种三层二次风协调下倾布置的W火焰锅炉。属于W型火焰锅炉燃烧

技术介绍
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭在我国一次能源生产和消费中所占比重一直保持在70％左右，“富煤贫油少气”的能源储备特征决定了我国能源以煤为主的局面在较长时间内难以改变。目前我国电力工业中76％的燃料来自于煤炭，而在我国现有探明的煤炭储量中，无烟煤和贫煤所占份额可达17％，在电站锅炉燃用煤量中所占比例高达40％以上。无烟煤和贫煤具有煤化程度高，挥发分含量低的特点，可磨性能差，反应性低，着火与燃尽差，需要较高的着火与燃尽温度，以及较长的燃尽时间。针对我国煤炭资源的赋存现状，我国自20世纪80年代末开始从国外引进一种专为燃用无烟煤和贫煤而设计的炉型，即W火焰锅炉。W火焰锅炉具有炉膛温度高，煤粉燃尽距离长等优点，很快便在我国得到了广泛的应用，其中美国福斯特·惠勒FW型W火焰锅炉便是其主要炉型之一，占总市场份额的60％左右。FW型W火焰锅炉实现了燃用无烟煤和贫煤的电站锅炉的高参数、大容量化，并且锅炉机组等效可用系数高。但在实际运行中，早期引进国外技术制造的FW型W火焰锅炉普遍存在炉膛前后墙严重结渣的问题，一些电厂甚至出现了由于结渣导致燃烧器停运的现象。渣层掉落可能砸穿水冷壁、损坏炉体，引发严重的安全事故。此外，FW型W火焰锅炉还普遍存在煤粉燃尽差，飞灰可燃物含碳量高的问题。实际运行结果表明：一些燃用无烟煤和贫煤的FW型W火焰锅炉飞灰可燃物含碳量可达到10％以上。虽然通过燃烧调整能够在一定程度上缓解锅炉的结渣问题、提高煤粉的燃尽效率。但是由于无法从根本上改变锅炉本身的燃烧组织方式，从本质上解决上述问题。因此，针对前后墙结渣严重以及飞灰可燃物含碳量高的问题，有必要开发出新型的W火焰锅炉，从根本上解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决传统W火焰锅炉运行中前后墙结渣、火焰下冲深度浅，飞灰可燃物含量高的问题。进而本专利技术提出一种三层二次风协调下倾布置的W火焰锅炉。本专利技术为解决上述问题而采用的技术方案是：它包括上炉膛、下炉膛、前炉拱、后炉拱、两个二次风箱和多个双旋风筒煤粉浓淡分离式燃烧器，上炉膛、前炉拱、下炉膛和后炉拱构成炉体，它还包括风机、再循环烟气管道、两组A层二次风喷口、两组B层二次风喷口和两组C层二次风喷口；两组A层二次风喷口呈一字型排列对称安装在前炉拱和后炉拱上,多个双旋风筒煤粉浓淡分离式燃烧器呈一字型排列对称安装在前炉拱和后炉拱上,两组B层二次风喷口呈一字型排列对称安装在下炉膛的前墙和下炉膛的后墙上,两组C层二次风喷口呈一字型排列对称安装在下炉膛的前墙和下炉膛的后墙上,每组B层二次风喷口位于每组C层二次风喷口的上方，风机安装在再循环烟气管道上，再循环烟气管道的一端与两组A层二次风喷口、两组B层二次风喷口和两组C层二次风喷口连通，再循环烟气管道的另一端与锅炉烟道连通，每个二次风箱分别与一组A层二次风喷口、一组B层二次风喷口和一组C层二次风喷口连通。本专利技术的有益效果：1、本专利技术可有效缓解W火焰锅炉前后墙结渣的问题如图1所示，传统福斯特惠勒W火焰锅炉采用双拱形炉膛。炉膛由前炉拱3和后炉拱4划分为上炉膛1和下炉膛2两部分，其中下炉膛2为主燃区，上炉膛1为燃尽区。双旋风筒煤粉浓淡分离式燃烧器8错列布置在前炉拱3和后炉拱4上。锅炉下炉膛2的前墙和后墙由上到下依次设有DE层二次风及水平布置的F层二次风。煤粉气流靠近前墙水冷壁和后墙水冷壁喷入，且煤粉气流与下炉膛前、后墙水冷壁间除了风率较低的DE层二次风外并无其它气流阻隔。煤粉颗粒下冲过程中冲刷水冷壁，高温的熔融态挥发性灰分的冷凝和微小颗粒的热迁移沉积导致水冷壁结渣，严重威胁锅炉的安全稳定运行，一些电厂甚至出现了因前后墙结渣导致燃烧器停运。与传统福斯特惠勒型W火焰锅炉相比，如图2所示，本专利技术在锅炉拱部和下炉膛前后墙上增设A层二次风喷口11、B层二次风喷口12和C层二次风喷口13。其中A层二次风喷口11布置于双旋风筒煤粉浓淡分离式燃烧器8和下炉膛2前后墙之间，B二次风喷口12布置在下炉膛前后墙顶部，C三层二次风喷口13布置在下炉膛前后墙底部。A层二次风喷口11、B层二次风喷口12和C层二次风喷口13的一端同时与再循环烟气管道6和二次风箱7连接，另一端与炉膛连通。三层二次风中再循环烟气和空气的比例分别由再循环烟气阀门9和二次风阀门10调整。A层二次风喷口11、B层二次风喷口12和C层二次风喷口13的风均由再循环烟气和空气混合组成，再循环烟气风率占各层二次风率的10～40％，二次风风箱内的空气占各层二次风率的60～90％。各层二次风喷口中再循环烟气风率和二次风率通过再循环烟气阀门9和二次风阀门10可调。过协调布置三层二次风，本专利技术可在以下三个方面防止锅炉前后墙结渣：降低锅炉前后墙近壁侧风温，加速飞灰凝结，防止结渣。在传统福斯特惠勒型W火焰锅炉的实际运行中，为了提高锅炉效率，减少无效的热量损耗，二次风在喷入炉膛前均经过空预器的加热，温度可达到300摄氏度以上。而锅炉尾部烟道内的烟气经过充分换热后经风机引导进入再循环烟气管道内时，烟气温度已经下降至100摄氏度左右。再循环烟气和二次风箱7内的空气混合形成二次风，通过锅炉拱部和下炉膛前后墙上的三层二次风喷口喷入炉内，通过调整再循环烟气阀门9和二次风阀门10开度，下炉膛前后墙近壁侧的温度与传统福斯特惠勒型W火焰锅炉相比可降低150摄氏度左右。下冲的粒煤粉颗未与前后墙水冷壁接触前首先便在低温二次风的作用下冷却凝结，粘附性大幅度降低，从而起到有效防止结渣的作用。在锅炉前后墙近壁侧形成高速风幕，防止飞灰冲刷水冷壁，造成结渣。对于传统福斯特惠勒型W火焰锅炉，锅炉运行时拱部风率仅为入炉总风率的20％左右。大量二次风自拱下DE及F层二次风喷口水平喷入炉膛。实际运行表明：当风速达到5m/s以上时，DE层二次风将对下冲煤粉气流起到显著的拦截作用。因此，在实际运行中电厂通常仅将DE层二次风作为冷却位使用，风率不足入炉总风率的5％，对煤粉颗粒的阻隔作用较弱。浓煤粉气流自前后墙近壁侧喷入炉膛后在下冲过程中极易冲刷水冷壁造成结渣。本专利技术在锅炉拱上燃烧器和前后墙之间，下炉膛前后墙顶部和底部沿炉膛宽度方向呈一字型相应布置A层二次风喷口11、B层二次风喷口12和C层二次风喷口13。A层二次风喷口11二次风率占入炉总风率的20％，风速为20m/s，B层二次风喷口12二次风率占入炉总风率的25％，风速为25m/s，C层二次风喷口13二次风率占入炉总风率的35％，风速为25m/s。二次风喷入炉膛后在煤粉气流与前后墙水冷壁间形成一层高速的低温风幕。煤粉气流喷入炉膛后受三层二次风的阻隔作用，熔融的煤粉颗粒无法直接与水冷壁接触从而有效防止结渣现象的发生。改变锅炉前后墙近壁侧的还原性气氛，加速飞灰冷却，防止结渣。由于传统福斯特惠勒型W火焰锅炉的DE层二次风率较低，仅有少量空气自锅炉前后墙顶部喷入，导致该区域内煤粉燃烧不充分，CO等还原性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三层二次风协调下倾布置的W火焰锅炉，它包括上炉膛(1)、下炉膛(2)、前炉拱(3)、后炉拱(4)、两个二次风箱(7)和多个双旋风筒煤粉浓淡分离式燃烧器(8)，上炉膛(1)、前炉拱(3)、下炉膛(2)和后炉拱(4)构成炉体，其特征在于：它还包括风机(5)、再循环烟气管道(6)、两组A层二次风喷口(11)、两组B层二次风喷口(12)和两组C层二次风喷口(13)；两组A层二次风喷口(11)呈一字型排列对称安装在前炉拱(3)和后炉拱(4)上,多个双旋风筒煤粉浓淡分离式燃烧器(8)呈一字型排列对称安装在前炉拱(3)和后炉拱(4)上,两组B层二次风喷口(12)呈一字型排列对称安装在下炉膛(2)的前墙和下炉膛(2)的后墙上,两组C层二次风喷口(13)呈一字型排列对称安装在下炉膛(2)的前墙和下炉膛(2)的后墙上,每组B层二次风喷口(12)位于每组C层二次风喷口(13)的上方，风机(5)安装在再循环烟气管道(6)上，再循环烟气管道(6)的一端与两组A层二次风喷口(11)、两组B层二次风喷口(12)和两组C层二次风喷口(13)连通，再循环烟气管道(6)的另一端与锅炉烟道连通，每个二次风箱(7)分别与一组A层二次风喷口(11)、一组B层二次风喷口(12)和一组C层二次风喷口(13)连通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种三层二次风协调下倾布置的W火焰锅炉，它包括上炉膛(1)、下炉膛(2)、前炉拱(3)、后炉拱(4)、两个二次风箱(7)和多个双旋风筒煤粉浓淡分离式燃烧器(8)，上炉膛(1)、前炉拱(3)、下炉膛(2)和后炉拱(4)构成炉体，其特征在于：它还包括风机(5)、再循环烟气管道(6)、两组A层二次风喷口(11)、两组B层二次风喷口(12)和两组C层二次风喷口(13)；两组A层二次风喷口(11)呈一字型排列对称安装在前炉拱(3)和后炉拱(4)上,多个双旋风筒煤粉浓淡分离式燃烧器(8)呈一字型排列对称安装在前炉拱(3)和后炉拱(4)上,两组B层二次风喷口(12)呈一字型排列对称安装在下炉膛(2)的前墙和下炉膛(2)的后墙上,两组C层二次风喷口(13)呈一字型排列对称安装在下炉膛(2)的前墙和下炉膛(2)的后墙上,每组B层二次风喷口(12)位于每组C层二次风喷口(13)的上方，风机(5)安装在再循环烟气管道(6)上，再循环烟气管道(6)的一端与两组A层二次风喷口(11)、两组B层二次风喷口(12)和两组C层二次风喷口(13)连通，再循环烟气管道(6)的另一端与锅炉烟道连通，每个二次风箱(7)分别与一组A层二次风喷口(11)、一组B层二次风喷口(12)和一组C层二次风喷口(13)连通。


2.根据权利要求1所述一种三层二次风协调下倾布置的W火焰锅炉，其特征在于：每组A层二次风喷口(11)包括多个A层二次风喷口(11)，前炉拱(3)上的多个A层二次风喷口(11)均位于多个双旋风筒煤粉浓淡分离式燃烧器(8)和下炉膛(2)的前墙之间，后炉拱(4)上的多个A层二次风喷口(11)均位于多个双旋风筒煤粉浓淡分离式燃烧器(8)和下炉膛(2)的后墙之间。


3.根据权利要求1所述一种三层二次风协调下倾布置的W火焰锅炉，其特征在于：每组B层二次风喷口(12)包括多个B层二次风喷口(12)，每组C层二次风喷口(13)包括多个C层二次风喷口(13)；下炉膛(2)的前墙上多个B层二次风喷口(12)靠近下炉膛(2)的前墙顶部安装在前墙上，下炉膛(2)的前墙上多个C层二次风喷口(13)靠近下炉膛(2)的前墙底部安装在前墙上，下炉膛(...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜贺，李争起，郑智巍，刘文杰，曾令艳，陈智超，朱群益，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23