一种适用于难燃煤和易燃煤的W火焰锅炉及其调节方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于难燃煤和易燃煤的W火焰锅炉，该W火焰锅炉上设有拱上风调节装置，包括：A层周界风喷口，设于拱上淡煤粉喷口的四周；B层双层周界风喷口，设于浓煤粉喷口的四周；C层双层周界风喷口，设于油枪喷口的四周；拱下二次风喷口，设有多层，依次分布于下炉膛的前墙和后墙上。本发明专利技术通过对浓煤粉喷口、油枪喷口、燃尽风进行改进，针对不同煤质调节拱上风、燃尽风进行匹配，实现全燃。实现全燃。实现全燃。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于难燃煤和易燃煤的W火焰锅炉及其调节方法


[0001]本专利技术涉及一种燃煤电站锅炉，具体涉及一种既可全燃低挥发分难燃煤质又可全燃高挥发分易燃煤的W火焰锅炉，属于W火焰锅炉燃烧


技术介绍

[0002]W火焰锅炉具有下炉膛空间较大、炉内温度水平高、火焰行程长的特点，是燃用低挥发分(无烟煤、贫煤)、高灰分、低热值难燃煤的主力炉型，通常配备无烟煤或贫煤燃烧系统。由于炉内温度水平高且燃用煤质的挥发分含量低，W火焰锅炉NO
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排放浓度远高于其他炉型，NO
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排放控制难度极大。近年来，随着环保要求的不断提高，W火焰锅炉NO
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超低排放已是大势所趋，许多省、市、自治区提出了要求。为此，许多W火焰锅炉开始掺烧或改烧高挥发分易燃烟煤以降低炉膛出口NO
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排放浓度，联合SCR实现超低排放。然而，由于无烟煤、贫煤与烟煤着火、燃尽等特性相差较大，以烟煤或贫煤设计的燃烧系统掺烧烟煤后锅炉出现了结焦严重、受热面超温、减温水量大、SCR入口烟温超温等诸多问题，严重影响机组安全稳定高效运行，成为制约无烟煤燃烧系统掺烧烟煤深度降低NOx排放的关键难题之一。
[0003]目前，主要采取以下技术提高W火焰锅炉的煤种适应性。一是开展W火焰锅炉配煤掺烧试验，基于W火焰锅炉燃烧系统不变开展配煤掺烧工作，确定W火焰锅炉现有燃烧系统煤质的边界范围。该技术可以获得燃烧系统不变条件下W火焰锅炉的煤种适应范围，提高W火焰锅炉掺烧运行的安全性和稳定性，但是无法改变W火焰锅炉的煤种适应性。经掺烧试验后，设计煤质为低挥发分难燃煤的W火焰锅炉全燃高挥发分易燃煤的问题依然存在，设计煤质为高挥发分易燃煤的W火焰锅炉全燃低挥发分难燃煤问题仍无法解决。另外一种方式即跨煤种改造，将原设计煤质为低挥发分难燃煤的W火焰锅炉燃烧系统依据高挥发分易燃煤进行重新设计改造，改造后的W火焰锅炉可以安全稳定的全燃烟煤，但是不具备全燃低挥发分煤质的能力，仍然不能实现全燃。
[0004]对于燃烧系统安装低挥发分难燃煤设计的W火焰锅炉而言，当燃用高挥发分易燃煤质时，由于高挥发分煤着火温度远远低于低挥发分煤，一次风射流在进入炉内快速着火，射流温度急剧增加，体积快速膨胀，致使拱上射流刚性急剧衰减，射流下行深度缩短，在距离喷口较短的距离开始转弯向上流动，出现短路现象，由此导致锅炉的火焰中心上移，过热器和再热器减温水量增加，炉膛出口烟气温度升高，下炉膛下部烟气温度降低，火焰充满度变小，水冷壁的吸热量减小，影响锅炉受热面吸热。另外，由于燃尽风是按照低挥发分难燃煤设计，相对于高挥发分煤质，燃尽风风率偏低，空气分级的效果没有达到，即使全烧高挥发分煤质，NO
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排放浓度仍旧很高，NO
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存在很大的降低空间。而对于以高挥发分煤质作为设计煤质进行改造的W火焰锅炉，当燃用低挥发分煤质时，存在一次风风速过高、燃尽风风率过高等问题，影响煤粉的燃尽，会出现飞灰大渣含碳量较高、燃烧推迟、过热器和再热器出现减温水量大的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种既可全燃低挥发分难燃煤质又可全燃高挥发分易燃煤质的W火焰锅炉，解决了W火焰锅炉不可同时具备全燃低挥发分难燃煤和全燃高挥发分易燃煤的问题，拓展了W火焰锅炉煤质的适应范围。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：
[0007]一种适用于难燃煤和易燃煤的W火焰锅炉，该W火焰锅炉上设有拱上风调节装置，包括：
[0008]A层周界风喷口，设于拱上淡煤粉喷口的四周；
[0009]B层双层周界风喷口，设于浓煤粉喷口的四周；
[0010]C层双层周界风喷口，设于油枪喷口的四周；
[0011]拱下二次风喷口，设有多层，依次分布于下炉膛的前墙和后墙上。
[0012]本专利技术通过在淡煤粉喷口和浓煤粉喷口四周设置周界风喷口，以此在不改变二次风喷口风速的条件下调节拱上风风量，改变拱上风射流动量，调节射流下行深度；同时通过在油枪喷口四周设置周界风喷口，进一步进行拱上风调节。由此确保燃用不同煤质时，拱上风与之匹配。
[0013]进一步的，W火焰锅炉上还设有燃尽风调节装置，包括设于上炉膛前后墙上的燃尽风喷口。
[0014]双层燃尽风喷口分为上下两层层，上层燃尽风喷口水平布置，下层燃尽风喷口向下倾斜5
°
～15
°
[0015]对燃尽风进行分层设计，根据煤质设定合理的燃尽风风率，确保燃用不同煤质时燃尽风风率与之匹配。
[0016]进一步的，A层周界风喷口与拱上淡煤粉喷口同心布置。
[0017]拱上淡煤粉喷口及A层周界风喷口的尺寸、风速和风量依据低挥发分难燃煤质设计要求选取，拱上淡煤粉喷口的射流风速选择20m/s，A层周界风喷口的射流风速选择30～40m/s。
[0018]进一步的，B层双层周界风喷口设为内外两层，包括与浓煤粉喷口同心布置的2圈周界风喷口，由内至外分别为B层内周界风喷口和B层外周界风喷口。
[0019]B层内周界风喷口的尺寸、风速和风量是依据低挥发分难燃煤质设计选取，B层内周界风喷口的射流风速选择30～40m/s；B层外周界风喷口的尺寸、风速和风量是依据高挥发分易燃煤在减去B层内周界风喷口风量的基础上确定，确保B层内、外周界风喷口总风量与高挥发分易燃煤相匹配。运行过程中，B层内、外周界风喷口的开度和调节方式依据入炉煤质调节。
[0020]进一步的，C层双层周界风喷口设为内外两层，包括与油枪同心布置的2圈周界风，由内至外分别为C层内周界风喷口和C层外周界风喷口。
[0021]C层内周界风喷口的射流方向与前拱和后拱垂直。C层外周界风喷口的的射流方向垂直向下。
[0022]C层内周界风喷口的尺寸、风速和风量是依据油枪点火所用油量设计选取，油枪停运且燃用低挥发分难燃煤时，调节关小仅做冷却风用；C层外周界风喷口是在燃用高挥发分易燃煤时投运，其喷口尺寸、风速和风量根据拱上设计总风量减去A层周界风、B层周界风的
风量确定，C层外周界风喷口的射流风速选择10～30m/s。
[0023]进一步的，拱下二次风喷口分为3层，沿着下炉膛前后墙高度依次布置，由上至下各层拱下风喷口的射流方向与前后墙之间的夹角依次增大，第一层拱下风喷口的射流方向与前后墙的夹角为30
°
～45
°
，第二层拱下风喷口的射流方向与前后墙的夹角为40
°
～60
°
，第三层拱下风喷口的射流方向与前后墙的夹角为50
°
～90
°
；其中，第二层拱下风喷口作为所述E层周界风喷口，同心布置于拱下淡煤粉喷口的四周。
[0024]拱下淡煤粉喷口及E层周界风喷口的尺寸、风速和风量依据高挥发分易燃煤质设计要求选取，拱下淡煤粉喷口的射流风速选择20～25m/s，E层周界风喷口的射流风速选择30～40m/s。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于难燃煤和易燃煤的W火焰锅炉，其特征在于，所述W火焰锅炉上设有拱上风调节装置，包括：A层周界风喷口，设于拱上淡煤粉喷口的四周；B层双层周界风喷口，设于浓煤粉喷口的四周；C层双层周界风喷口，设于油枪喷口的四周；拱下二次风喷口，设有多层，依次分布于下炉膛的前墙和后墙上。2.根据权利要求1所述的W火焰锅炉，其特征在于，所述W火焰锅炉上还设有双层燃尽风调节装置，包括设于上炉膛前后墙上的燃尽风喷口。3.根据权利要求2所述的W火焰锅炉，其特征在于，所述A层周界风喷口与拱上淡煤粉喷口同心布置。4.根据权利要求3所述的W火焰锅炉，其特征在于，所述B层双层周界风喷口设为内外两层，包括与浓煤粉喷口同心布置的2圈周界风喷口，由内至外分别为B层内周界风喷口和B层外周界风喷口。5.根据权利要求4所述的W火焰锅炉，其特征在于，所述C层双层周界风喷口设为内外两层，包括与油枪同心布置的2圈周界风，由内至外分别为C层内周界风喷口和C层外周界风喷口。6.根据权利要求5所述的W火焰锅炉，其特征在于，所述C层内周界风喷口的射流方向与前拱和后拱垂直；所述C层外周界风喷口的的射流方向垂直向下。7.根据权利要求6所述的W火焰锅炉，其特征在于，所述拱下二次风喷口分为3层，沿着下炉膛前后墙高度依次布置，由上至下各层拱下风喷口的射流方向与前后墙之间的夹角依次增大，第一层拱下风喷口的射流方向与前后墙的夹角为30
°
～45
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，第二层拱下风喷口的射流方向与前后墙的夹角为40
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～60
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，第三层拱下风喷口的射流方向与前后墙的夹角为50
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～90
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；所述第二层拱下风喷口作为所述E层周界风喷口，同心布置于拱下淡煤粉喷口的四周。8.根据权利要求7所述的W火焰锅炉，其特征在于，所述双层燃尽风喷口分为上下两层，上层燃尽风喷口水平布置，下层燃尽风喷口向下倾斜5
°
～15
°
。9.根据权利要求8所述的W火焰锅炉，其特征在于，所述浓煤粉喷口内置一水滴形钝体。10.权利要求1所述W火焰锅炉的调节方法，其特征在于，当燃用低挥发分难燃煤时，制粉系统磨制的煤粉经煤粉管道输送至燃烧器浓淡分离器，将煤粉气流分成浓煤粉气流和淡煤粉气流，关闭...

【专利技术属性】
技术研发人员：古世军，杨希刚，陈国庆，杜庆敏，李昌松，刘柱，张晖，朱金伟，马晓峰，戴维葆，黄林滨，赖金平，张勇，金保昇，
申请(专利权)人：国家能源集团广西电力有限公司国家能源集团科学技术研究院有限公司国电南宁发电有限责任公司东南大学，
类型：发明
国别省市：