中间仓储式煤粉锅炉燃烧系统及其燃烧方法技术方案

本发明专利技术提供了中间仓储式煤粉锅炉燃烧系统及其燃烧方法。该燃烧系统包括浓淡分离器，浓淡分离器包括三次风入口、浓股三次风出口和淡股三次风出口；炉膛，炉膛内包括主燃烧区，主燃烧区设有上二次风喷口、淡股三次风喷口、中二次风喷口和浓股三次风喷口，上二次风喷口和淡股三次风喷口设在主燃烧区的上部，淡股三次风喷口邻近上二次风喷口布置且位于上二次风喷口的向火侧；中二次风喷口和浓股三次风喷口设在主燃烧区的中部，浓股三次风喷口邻近中二次风喷口布置且位于中二次风喷口的向火侧；燃烧器，燃烧器与炉膛相连。该燃烧系统有利于增强锅炉炉内燃烧的稳定性，且可以实现低NOx的燃烧效果，同时实现煤粉的高效燃烧，提高锅炉的燃烧效率。的燃烧效率。的燃烧效率。

【技术实现步骤摘要】
中间仓储式煤粉锅炉燃烧系统及其燃烧方法


[0001]本专利技术涉及锅炉燃烧
，具体地，涉及中间仓储式煤粉锅炉燃烧系统及其燃烧方法，

技术介绍

[0002]中间仓储式煤粉锅炉燃烧系统主要由磨煤机、气固分离器、煤粉仓、排粉机、给粉机等组成，磨煤机为锅炉正常燃烧提供足够的煤粉后，多余的煤粉将被储存在煤粉仓内，煤粉被气流携带出磨煤机后经过气固分离器分离，会形成携带有细煤粉的含粉气流，即三次风(或称乏气)。为了保障中间仓储式煤粉锅炉燃烧系统的安全，防止发生爆管事故，三次风的温度比较低，因此三次风具有间歇式、温度较低和携带细煤粉的特点。
[0003]目前，中间仓储式煤粉锅炉燃烧系统中三次风常用的布置方式是将三次风布置在主燃烧区的上方，以单独的喷口喷入主燃烧区内，主燃烧区的上方温度较高有利于三次风中携带的细煤粉的燃尽，但这种布置方式易产生较高浓度的NOx。
[0004]因而，目前中间仓储式煤粉锅炉燃烧系统的性能仍有待改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术是基于专利技术人的下列发现而完成的：
[0006]国家对NOx的排放标准越来越严格，目前利用空气分级燃烧、煤粉再燃等技术降低NOx的产生，一种是将三次风作为一次风的一部分喷入锅炉；一种是将三次风作为二次风的一部分喷入锅炉，将三次风简单处理后由单独的喷口送入炉膛的主燃区；一种是将三次风进行气固分离，分离后的浓股气流和淡股气流分别通过不同的喷口送入炉膛，煤粉浓度较高的浓股气流送入主燃区，煤粉浓度较低的淡股气流送入后燃区，作为分级燃烧的二次风使用，虽然上述三种方案中均对三次风进行了不同的分级处理，但由于三次风本身具有间歇性，风源不稳定，其喷入锅炉时对炉内的燃烧波动影响很大，而且三次风的温度较低，不利于煤粉气流的着火和稳定燃烧，也没有实现低NOx的燃烧效果。
[0007]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种中间仓储式煤粉锅炉燃烧系统。根据本专利技术的实施例，该燃烧系统包括：浓淡分离器，所述浓淡分离器包括三次风入口、浓股三次风出口和淡股三次风出口；炉膛，所述炉膛内包括上下分布的燃尽区和主燃烧区，所述主燃烧区设有至少一个上二次风喷口、至少一个淡股三次风喷口、至少一个中二次风喷口和至少一个浓股三次风喷口，所述上二次风喷口和所述淡股三次风喷口设在所述主燃烧区的上部，所述淡股三次风喷口邻近所述上二次风喷口布置且位于所述上二次风喷口的向火侧；所述中二次风喷口和所述浓股三次风喷口设在所述主燃烧区的中部，所述浓股三次风喷口邻近所述中二次风喷口布置且位于所述中二次风喷口的向火侧；燃烧器，所述燃烧器与所述炉膛相连，所述燃烧器包括二次风风道、浓股三次风风道和淡股三次风风道，所述上二次风喷口和所述中二次风喷口分别与所述二次风风道的出口端相连；所述浓股三次风风道的入口端与所述浓股三次风出
口相连，且所述浓股三次风风道的出口端与所述浓股三次风喷口相连；所述淡股三次风风道的入口端与所述淡股三次风出口相连，且所述淡股三次风风道的出口端与所述淡股三次风喷口相连。与现有技术相比，采用该燃烧系统可以将浓股三次风、淡股三次风和二次风共同喷向炉膛内，有利于增强锅炉炉内燃烧的稳定性，且可以实现低NOx的燃烧效果，同时实现煤粉的高效燃烧，提高锅炉的燃烧效率。
[0008]另外，本专利技术上述实施例的中间仓储式煤粉锅炉燃烧系统还可以具有如下附加的技术特征：
[0009]根据本专利技术的实施例，所述燃烧系统满足以下条件中的至少之一：所述主燃烧区自上而下依次设有上二次风喷口、上一次风喷口、中二次风喷口、下一次风喷口和下二次风喷口，所述燃尽区自上而下依次设有分离燃尽风上喷口、分离燃尽风下喷口和紧凑燃尽风喷口；所述主燃烧区设有多个上二次风喷口和多个淡股三次风喷口，多个所述上二次风喷口沿所述炉膛的周向间隔布置，每个所述上二次风喷口的向火侧分别独立地设有一个所述淡股三次风喷口；所述主燃烧区设有多个中二次风喷口和多个浓股三次风喷口，多个所述中二次风喷口沿所述炉膛的周向间隔布置，每个所述中二次风喷口的向火侧分别独立地设有一个所述浓股三次风喷口；所述浓股三次风风道和所述淡股三次风风道分别独立地设在所述二次风风道内。
[0010]根据本专利技术的实施例，所述燃烧系统满足以下条件中的至少之一：相邻布置的所述淡股三次风喷口和所述上二次风喷口的喷射方向夹角不大于5度；以垂直于喷射方向的截面为基准，所述淡股三次风喷口的截面面积占所述淡股三次风喷口与所述上二次风喷口的总截面面积的20％～30％；向所述炉膛内喷射的淡股三次风的风速大于上二次风的风速；相邻布置的所述浓股三次风喷口和所述中二次风喷口的喷射方向夹角不大于5度；以垂直于喷射方向的截面为基准，所述浓股三次风喷口的截面面积占所述浓股三次风喷口与所述中二次风喷口的总截面面积的15％～20％；向所述炉膛内喷射的浓股三次风的风速大于中二次风的风速；所述主燃烧区设有4个上二次风喷口、4个淡股三次风喷口、4个中二次风喷口和4个浓股三次风喷口。
[0011]根据本专利技术的实施例，所述燃烧系统满足以下条件中的至少之一：所述淡股三次风的风速为40～50m/s，所述上二次风的风速为35～45m/s；所述浓股三次风的风速为40～50m/s，所述中二次风的风速为35～45m/s。
[0012]根据本专利技术的实施例，多个所述上二次风喷口和/或多个所述淡股三次风喷口的喷射方向与所述主燃烧区的中心区域在水平面的投影上形成切圆结构；多个所述中二次风喷口和/或多个所述浓股三次风喷口的喷射方向与所述主燃烧区的中心区域在水平面的投影上形成切圆结构。
[0013]根据本专利技术的实施例，供给至炉膛内的浓股三次风与供给至炉膛内的淡股三次风的体积比为(3
‑
4)：(6
‑
7)。
[0014]根据本专利技术的实施例，所述浓股三次风的煤粉量占所述三次风总风量的60％～70％。
[0015]在本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种采用上述燃烧系统进行的中间仓储式煤粉锅炉燃烧方法。根据本专利技术的实施例，该燃烧方法包括：采用浓淡分离器将三次风分离为浓股三次风和淡股三次风；通过燃烧器将所述浓股三次风随中二次风供给至炉膛主燃烧
区的中部，将所述淡股三次风随上二次风供给至炉膛主燃烧区的上部。专利技术人发现，该燃烧方法有利于增强锅炉炉内燃烧的稳定性，且可以实现低NOx的燃烧效果，同时实现煤粉的高效燃烧，提高了锅炉的燃烧效率。
[0016]根据本专利技术的实施例，将所述浓股三次风随中二次风沿所述炉膛周向的不同位置给供至炉膛主燃烧区的中部；将所述淡股三次风随上二次风沿所述炉膛周向的不同位置给供至炉膛主燃烧区的上部。
[0017]根据本专利技术的实施例，向所述炉膛内喷射的淡股三次风的风速大于所述上二次风的风速，向所述炉膛内喷射的浓股三次风的风速大于所述中二次风的风速；和/或使所述上二次风和所述淡股三次风与所述主燃烧区形成风包火结构，使所述中二次风和所述浓股三次风与所述主燃烧区形成风包火结构。
附图说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中间仓储式煤粉锅炉燃烧系统，其特征在于，包括：浓淡分离器，所述浓淡分离器包括三次风入口、浓股三次风出口和淡股三次风出口；炉膛，所述炉膛内包括上下分布的燃尽区和主燃烧区，所述主燃烧区设有至少一个上二次风喷口、至少一个淡股三次风喷口、至少一个中二次风喷口和至少一个浓股三次风喷口，所述上二次风喷口和所述淡股三次风喷口设在所述主燃烧区的上部，所述淡股三次风喷口邻近所述上二次风喷口布置且位于所述上二次风喷口的向火侧；所述中二次风喷口和所述浓股三次风喷口设在所述主燃烧区的中部，所述浓股三次风喷口邻近所述中二次风喷口布置且位于所述中二次风喷口的向火侧；燃烧器，所述燃烧器与所述炉膛相连，所述燃烧器包括二次风风道、浓股三次风风道和淡股三次风风道，所述上二次风喷口和所述中二次风喷口分别与所述二次风风道的出口端相连；所述浓股三次风风道的入口端与所述浓股三次风出口相连，且所述浓股三次风风道的出口端与所述浓股三次风喷口相连；所述淡股三次风风道的入口端与所述淡股三次风出口相连，且所述淡股三次风风道的出口端与所述淡股三次风喷口相连。2.根据权利要求1所述的燃烧系统，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：所述主燃烧区自上而下依次设有上二次风喷口、上一次风喷口、中二次风喷口、下一次风喷口和下二次风喷口，所述燃尽区自上而下依次设有分离燃尽风上喷口、分离燃尽风下喷口和紧凑燃尽风喷口；所述主燃烧区设有多个上二次风喷口和多个淡股三次风喷口，多个所述上二次风喷口沿所述炉膛的周向间隔布置，每个所述上二次风喷口的向火侧分别独立地设有一个所述淡股三次风喷口；所述主燃烧区设有多个中二次风喷口和多个浓股三次风喷口，多个所述中二次风喷口沿所述炉膛的周向间隔布置，每个所述中二次风喷口的向火侧分别独立地设有一个所述浓股三次风喷口；所述浓股三次风风道和所述淡股三次风风道分别独立地设在所述二次风风道内。3.根据权利要求2所述的燃烧系统，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：相邻布置的所述淡股三次风喷口和所述上二次风喷口的喷射方向夹角不大于5度；以垂直于喷射方向的截面为基准，所述淡股三次风喷口的截面面积占所述淡股三次风喷口与所述上二次风喷口的总截面面积的20％～30％；向所述炉膛内喷射的淡股三次风的风速大于上二次风的风速；相邻布置的所述浓股三次风...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海，张扬，吕俊复，刘青，吴玉新，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：