多次引射分级燃烧的方法及实现该方法的Ｗ火焰锅炉装置，它涉及一种分级燃烧的方法及Ｗ火焰锅炉装置。针对Ｗ火焰锅炉ＮＯｘ排放量高、飞灰可燃物含量高、下炉膛前后墙水冷壁结渣严重、火焰稳定性差问题。方法是：由风速为３５～６５ｍ／ｓ的内、外二次风逐级引射并携带风速为１０～２０ｍ／ｓ的浓煤粉气流下射，实现第一、二级分级燃烧，风速为３５～６５ｍ／ｓ的拱下二次风由拱下二次风喷口喷入下炉膛内，实现第三级分级燃烧；装置是：在炉拱上从炉膛中心侧到炉膛前、后墙水冷壁各依次布置有浓煤粉气流喷口、内二次风喷口、淡煤粉气流喷口和外二次风喷口，在下炉膛的前、后墙上沿炉膛宽度方向设有拱下二次风喷口。本发明专利技术用于Ｗ火焰锅炉中，可使ＮＯｘ排放大幅度降低、飞灰可燃物含量降低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种分级燃烧的方法及W火焰锅炉装置，属于W火焰锅炉燃烧技术领 域。
技术介绍
W火焰燃烧锅炉是一种专门为燃用无烟煤、贫煤而设计的锅炉，这种W火焰锅炉运 行中普遍存在以下问题NOx排放量高达1600 1800mg/m3、飞灰可燃物含量高、下炉膛前墙 和后墙水冷壁结渣严重、煤粉气流着火晚且火焰稳定性较差。上述所述W火焰锅炉常见的截面流场和拱上燃烧器喷口布置方式如图3、图4所 示。从结构上对以上所述三方面问题进行分析，NOx排放量高的原因在于①浓煤粉气流喷 口 10和二次风喷口 20呈相间密集布置，风速远高于浓 煤粉气流5的二次风23离开喷口后 即混入浓煤粉气流5中，使浓煤粉气流5速度迅速升高并最终达到与二次风23风速相等而 整体下行，这就使得锅炉运行时浓煤粉气流5长期处于富氧燃烧状态，从而生成了大量NOx ； ②淡煤粉气流7靠近炉膛中心2-1喷入，由于淡煤粉气流7动量小，在受到拱下回流区22 内的高温回流烟气的挤压而偏转向浓煤粉气流5侧并与浓煤粉气流5混合，在根本上失去 了原设想采用浓淡燃烧以降低NOx生成的效果(说明组织浓淡燃烧时将浓煤粉气流粉浓 缩成煤粉含量高、空气量低的一股气流，使浓煤粉气流早期在贫氧条件下燃烧，从而在一定 程度上限制NOx生成)。飞灰可燃物含量高，其主要原因在于拱下二次风9水平吹入，对下炉膛1内下行的 浓煤粉气流5有拦截作用，使浓煤粉气流5在下炉膛1内下射深度较小，因而煤粉颗粒在下 炉膛1内行程短而缩短了停留时间。此外，煤粉着火晚且火焰稳定性差也是引起飞灰可燃 物含量高的一个因素，从燃烧器喷口布置结构上分析①浓煤粉气流喷口 10靠近下炉膛1 的前墙水冷壁2-2和后墙水冷壁2-3布置而远离炉膛中心2-1，而距离炉膛中心2-1越远， 烟气温度越低，因而加热浓煤粉气流5的烟气温度相对较低，对着火不利；②浓煤粉气流喷 口 10呈狭长型，这使得高温烟气加热浓煤粉气流5时浓煤粉气流5的受热面小，从而影响 煤粉气流的着火和火焰稳定性；③浓煤粉气流喷口 10上沿没有与二次风喷口 20上沿平齐， 浓煤粉气流喷口 10上沿与两侧二次风喷口 20的突出部分之间的区域无其它气流，这使得 突出的部分二次风23极易向此区域扩散，从而在浓煤粉气流5与靠近炉膛中心2-1侧的高 温烟气之间形成一道风膜，阻断了靠近炉膛中心2-1侧的高温烟气与浓煤粉气流5的混合， 从而引起着火延迟、燃烧不稳定；④淡煤粉气流7从拱上靠近炉膛中心区域喷入，一方面阻 碍靠近炉膛中心2-1侧的高温烟气与浓煤粉气流5混合，另一方面低温的淡煤粉气流7降 低了靠近炉膛中心2-1侧的高温烟气的温度，因而对着火和稳燃不利。下炉膛前墙和后墙水冷壁结渣严重是因为①浓煤粉气流5靠近下炉膛1的前墙 水冷壁2-2和后墙水冷壁2-3侧喷入，且浓煤粉气流喷口 10与前墙水冷壁2-2和后墙水冷 壁2-3之间空隙处无其它气流，二次风23携带浓煤粉气流5下冲过程中易向前墙和后墙 水冷壁扩散而冲刷水冷壁，从而导致结渣；②浓煤粉气流5在下行过程中随着温度升高而体积膨胀，且同时受炉膛中心区域高温烟气膨胀而施加的横向推力作用，因而浓煤粉气流5 易向两侧的前墙和后墙水冷壁扩张，冲刷前墙和后墙水冷壁而引起结渣。中国专利技术专利《一种拱下二次风向下偏置的W型火焰炉》(中国专利号为ZL 2006100100895、授权公告日为2009年6月24日、专利申请日为2006年5月26日，下称“文 件一”)、中国专利技术专利申请《一种稳燃防结渣缝隙式W型火焰锅炉装置》(公开日为2009年 2月18日、申请号为200810137213. 3、申请日为2008年9月27日，下称“文件二”)和中国 专利技术专利申请《一种带有增程二次风喷口的W型火焰锅炉》(公开日为2010年3月10日、 申请号为200910309100. 1、申请日为2009年10月30日，下称“文件三”)对W火焰锅炉运 行中普遍存在的问题均提出了相应措施，使这些存在的问题得到了一定程度的缓解，但是 尚未能够全面解决存在的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决W火焰锅炉运行中存在N0X排放量高、飞灰可燃物含量 高、下炉膛前墙和后墙水冷壁结渣严重、煤粉气流着火晚且火焰稳定性较差的问题，进而提 供一种多次引射分级燃烧的方法及实现该方法的W火焰锅炉装置。为便于理解，先就“引射”的定义进行阐述对于两股风速不同的气流，风速高的气 流其静压小，而风速低的气流其静压大，当这两股气流相隔一定间距平行喷入炉内时，在这 两股气流之间存在静压差，在静压差的作用下，风速低的那股气流偏向风速高的那股气流 流动并与风速高的那股气流逐渐混合。由于风速低的气流在风速高的气流带动下流动，风 速较低的气流在炉内的行程得以延长。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是本专利技术的多次引射分级燃烧的方 法是这样实现的在炉膛的前炉拱上从炉膛中心侧到炉膛的前墙水冷壁之间以及在炉膛的 后炉拱上从炉膛中心侧到炉膛的后墙水冷壁之间各依次布置有多个浓煤粉气流喷口、多个 内二次风喷口、多个淡煤粉气流喷口以及多个外二次风喷口，浓煤粉气流由多个浓煤粉气 流喷口喷入下炉膛内，内二次风由多个内二次风喷口喷入下炉膛内，淡煤粉气流由多个淡 煤粉气流喷口喷入下炉膛内，外二次风由多个外二次风喷口喷入下炉膛内，由风速为35 65m/s的内二次风和风速为35 65m/s的外二次风逐级引射并携带风速为10 20m/s的浓 煤粉气流下射，实现了第一级和第二级分级燃烧，风速为35 65m/s的拱下二次风由设置 在下炉膛的前墙水冷壁上和后墙水冷壁上的多个拱下二次风喷口喷入下炉膛1内，进一步 引射煤粉气流下行，实现了第三级分级燃烧，拱下二次风喷口的中心线与水平面之间的夹 角为25° 45°，浓煤粉气流喷口、淡煤粉气流喷口、拱下二次风喷口、内二次风喷口和外 二次风喷口的形状均为矩形或圆形，形状为矩形的浓煤粉气流喷口的长宽比为4 5 1。本专利技术的多次引射分级燃烧的W火焰锅炉装置包括由下炉膛、上炉膛和两个炉拱 所构成的炉膛以及多个浓煤粉气流喷口、多个淡煤粉气流喷口和多个拱下二次风喷口，两 个炉拱分别是前炉拱和后炉拱；所述装置还包括多个分级布置的二次风喷口，多个分级布 置的二次风喷口分别是多个内二次风喷口和多个外二次风喷口 ；在前炉拱上从炉膛中心侧 到炉膛的前墙水冷壁之间以及在后炉拱上从炉膛中心侧到炉膛的后墙水冷壁之间各依次 布置有多个浓煤粉气流喷口、多个内二次风喷口、多个淡煤粉气流喷口和多个外二次风喷 口，在下炉膛的前墙上和后墙上各沿炉膛宽度方向设有多个拱下二次风喷口，且每个拱下5二次风喷口的中心线与水平面之间的夹角为25° 45° ；多个浓煤粉气流喷口由多个浓煤 粉气流喷口组构成，每组浓煤粉气流喷口由两个紧靠在一起的浓煤粉气流喷口构成，多个 浓煤粉气流喷口组沿炉膛宽度方向呈一字形等间距设置；多个淡煤粉气流喷口由多个淡煤 粉气流喷口组构成，每组淡煤粉气流喷口由两个紧靠在一起的淡煤粉气流喷口构成，多个 淡煤粉气流喷口组沿炉膛宽度方向呈一字形等间距设置；多个内二次风喷口在炉膛宽度方 向呈一字形等间距设置；多个外二次风喷口在炉膛宽度方向呈一字形等间距设置；多个浓 煤粉气流喷口、多个淡煤粉气流喷口、多个拱下二次风喷本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多次引射分级燃烧的方法，其特征在于：所述方法是这样实现的：在炉膛的前炉拱（３）上从炉膛中心（２－１）侧到炉膛的前墙水冷壁（２－２）之间以及在炉膛的后炉拱（１５）上从炉膛中心（２－１）侧到炉膛的后墙水冷壁（２－３）之间各依次布置有多个浓煤粉气流喷口（１０）、多个内二次风喷口（１１）、多个淡煤粉气流喷口（１２）以及多个外二次风喷口（１３），浓煤粉气流（５）由多个浓煤粉气流喷口（１０）喷入下炉膛（１）内，内二次风（６）由多个内二次风喷口（１１）喷入下炉膛１内，淡煤粉气流（７）由多个淡煤粉气流喷口（１２）喷入下炉膛（１）内，外二次风（８）由多个外二次风喷口（１３）喷入下炉膛（１）内，由风速为３５～６５ｍ／ｓ的内二次风（６）和风速为３５～６５ｍ／ｓ的外二次风（８）逐级引射并携带风速为１０～２０ｍ／ｓ的浓煤粉气流（５）下射，实现了第一级和第二级分级燃烧，风速为３５～６５ｍ／ｓ的拱下二次风（９）由设置在下炉膛（１）的前墙水冷壁（２－２）上和后墙水冷壁（２－３）上的多个拱下二次风喷口（１４）喷入下炉膛（１）内，进一步引射煤粉气流下行，实现了第三级分级燃烧，拱下二次风喷口（１４）的中心线与水平面之间的夹角（α）为２５°～４５°，浓煤粉气流喷口（１０）、淡煤粉气流喷口（１２）、拱下二次风喷口（１４）、内二次风喷口（１１）和外二次风喷口（１３）的形状均为矩形或圆形，形状为矩形的浓煤粉气流喷口（１０）的长宽比为４～５∶１。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李争起，陈智超，况敏，孙锐，朱群益，曾令艳，刘春龙，孙绍增，吴少华，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]
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