本发明专利技术提供了一种三级燃尽风布置方式，包括一次风煤粉喷嘴，二次风喷嘴，主燃烧器，低位分离燃尽风风箱，中位分离燃尽风风箱，高位分离燃尽风风箱，在炉膛的每个角上布置有一组主燃烧器，分离燃尽风分为低位分离燃尽风、中位分离燃尽风和高位分离燃尽风。低位分离燃尽风风箱布置在炉膛的四个角上或四面墙上，中位分离燃尽风风箱布置在炉膛的四个角上或四面墙上，高位分离燃尽风风箱布置在炉膛的四个角上或四面墙上。本发明专利技术能够在目前燃用烟煤和贫煤炉内整体空气分级技术控制NOx效果250～650mg/m3(烟气氧浓度6％时)基础上，实现NOx低排放，使NOx生成量再降低25％左右。解决炉内整体空气分级技术带来的飞灰可燃物高，炉膛出口的烟气速度和温度偏差大等问题，同时增加了针对不同煤种和负荷变化的运行调节性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种三级燃尽风布置方式，属于燃烧装置
技术介绍
氮氧化物(N0X，包括Ν0、Ν02、Ν20)是一类能造成大气环境严重污染的气体，被认为是大气污染的主要来源之一。每年在世界范围因燃烧化石燃料而排放的氮氧化物在所有氮氧化物排放中占有很大的比例。日益严格的环保法规要求研究开发先进的燃烧技术，以减少NOx等污染物的排放。目前我国的能源构成的最大特点是以煤炭为主，占70%以上，这将产生大量的氮氧化物气体，因此这样的能源结构对经济高效增长及生态环境都会产生负面影响。目前已有的控制常规燃煤电站锅炉NOx排放的技术措施可分为低NOx燃烧技术和烟气净化技术两类。烟气净化技术是通过脱除烟气中NOx来降低最终排放量。国内外火电厂NOx减排主要通过先进的运行操作方式、低NOx燃烧技术与尾部烟气脱硝技术来实现。尾部烟气脱硝技术比较彻底，但其投资与运行维护费用昂贵。先进低NOx燃烧技术可降低排放浓度到150 350mg/m3以下，而且随着炉内NOx生成量的减少，也会降低尾部脱硝装置的运行成本。低NOx燃烧技术的核心之一是分级燃烧技术，包括空气分级和燃料分级两种，燃料分级技术又称为燃料再燃(还原NO)技术。国内外煤粉锅炉采用最广泛、技术最为成熟的主流低NOx燃烧技术是空气分级技术，它在我国的电站锅炉已得到普遍采用。经对现有技术的文献检索发现，炉膛整体空气分级是将燃烧所需的空气量分成两级送入，第一级燃烧区中为燃烧器提供的空气占煤粉完全燃烧所需要量的60%至90%，燃料先在缺氧的富燃料条件下燃烧。在二级燃烧区内，将燃烧用的空气的剩余部分以二次空气(燃尽风)输入，成为富氧燃烧区。在一、二级燃烧区的中间是氧浓度接近零的具有还原性气氛的还原区，这一区域的还原介质对于还原已经生成的NOx作用很明显。炉内整体空气分级技术可使NOx生成量降低30% 70%，空气分级的程度越大，即燃尽风所占的份额越大，NOx减排的程度越大。图1、图3和图4以某600MW超临界锅炉为例，说明了现有的燃尽风布置方式。图1为图3和图4的II1-1II剖视图，图3为图1的1-1剖视图，图4为图1的I1-1I剖视图，在图中，I是锅炉本体，2是炉膛，3是磨煤机，4是煤粉管道，5是一次风煤粉喷嘴，6是二次风喷嘴。每台锅炉I配置六台磨煤机3，编号分别为A、B、C、D、E、F。炉膛2由四面水冷壁7组成，在炉膛2的每个角上布置有一组主燃烧器8，每组主燃烧器8沿垂直方向间隔布置6个一次风煤粉喷嘴5 (包括周界风)，如I号角6个一次风煤粉喷嘴5 (包括周界风)的编号为Al，BI，Cl，Dl，El，Fl ；4号角6个一次风煤粉喷嘴5 (包括周界风)的编号为A4，B4，C4，D4，E4，F4。每组燃烧器8沿垂直方向间隔布置7个二次风喷嘴6，每个一次风煤粉喷嘴5的上下方各有一个二次风喷嘴6。在每组主燃烧器8的最上端布置有一个紧凑燃尽风喷嘴11，通入部分二次风。四角燃烧器8的一次风煤粉喷嘴中心线在炉膛2内形成假想切圆9。磨煤机3通过煤粉管道4与一次风煤粉喷嘴5相连接，每台磨煤机3出口有四根煤粉管道4,与同一个标高的4个一次风煤粉喷嘴5连接，比如磨煤机A与编号为A1,A2,A3,A4共四个一次风煤粉喷嘴5连接。二次风从空气预热器13引出，通过第一二次风道14与主燃烧器8中的二次风喷嘴6、紧凑燃尽风喷嘴11，以及一次风煤粉喷嘴5四周的周界风相连接，这部分二次风加上一次风的总的燃烧空气量，小于通过一次风煤粉喷嘴5喷入炉膛2的煤粉完全燃烧所需要的理论空气量，也就是主燃烧器8区域的过量空气系数小于1.0。剩下的部分二次风通过第二二次风道15与分离燃尽风风箱10连接，通过设置在分离燃尽风风箱10中的分离燃尽风喷嘴12喷入炉膛，完成整个燃烧的过程。通过这样的燃烧组织方式，可以使得主燃烧器区域的过量空气系数小于1.0，降低氮氧化物(NOx)的生成量。布置在四角上的分离燃尽风喷嘴12的中心线，与水冷壁7的中心线有一个交点，连接该交点与假想切圆19的圆心形成一直线，该直线与分离燃尽风喷嘴12的中心线的夹角a为四度，即:a = 4°。分离燃尽风风箱10的中心与最上排一次风煤粉喷嘴5的中心的距离hi和最上排一次风煤粉喷嘴5的中心到大屏18底部的距离H的比例为0.3:1。所述燃尽风喷嘴12通过的空气质量占锅炉燃烧总空气质量的比例为20%。在上述的设计例子中，燃尽风的比例对燃烧效率的影响较大，通常燃尽风比例越高，燃烧效率越低，燃尽风的投运对炉膛出口烟温偏差的影响也较大，如何优化燃尽风的设计是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是优化燃尽风的设计，提供一种具有低氮氧化物排放量、低飞灰含碳量和低炉膛出口烟温偏差的三级燃尽风布置方式。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供了一种三级燃尽风布置方式，包括锅炉本体，炉膛，磨煤机，煤粉管道，一次风煤粉喷嘴，二次风喷嘴，主燃烧器，低位分离燃尽风风箱，中位分离燃尽风风箱，高位分离燃尽风风箱及炉膛水平出口屏式过热器，每台锅炉本体配置至少二台磨煤机，炉膛由四面水冷壁组成，在炉膛的每个角上布置有一组主燃烧器，每组主燃烧器沿垂直方向间隔布置至少二个一次风煤粉喷嘴和三个二次风喷嘴，每个一次风煤粉喷嘴的上下方各有一个二次风喷嘴，四角燃烧器的一次风煤粉喷嘴的中心线在炉膛内形成假想切圆，磨煤机通过煤粉管道与一次风煤粉喷嘴相连接，每台磨煤机出口有四根煤粉管道与同一个标高的四个一次风煤粉喷嘴连接，二次风从空气预热器引出，一部分二次风通过第一二次风道与主燃烧器中的二次风喷嘴以及一次风煤粉喷嘴四周的间隙相连接，其特征在于，剩下的一部分二次风再分为三部分，一部分二次风通过第二二次风道与低位分离燃尽风风箱连接，通过设置在低位分离燃尽风风箱中的低位分离燃尽风喷嘴喷入炉膛，另外一部分二次风通过第三二次风道与中位分离燃尽风风箱连接，通过设置在中位分离燃尽风风箱中的中位分离燃尽风喷嘴喷入炉膛，最后一部分二次风通过第四二次风道与高位分离燃尽风风箱连接，通过设置在高位分离燃尽风风箱中的高位分离燃尽风喷嘴喷入炉膛。优选地，所述低位分离燃尽风风箱、所述中位分离燃尽风风箱及所述高位分离燃尽风风箱分别布置在炉膛的四个角上或四面墙上，共布置四组所述低位分离燃尽风风箱、四组所述中位分离燃尽风风箱和四组所述高位分离燃尽风风箱。优选地，所述低位分离燃尽风喷嘴的中心线形成的低位假想切圆的旋转方向与所述主燃烧器的假想切圆的旋转方向相同或相反；所述中位分离燃尽风喷嘴的中心线形成的低位假想切圆的旋转方向与所述主燃烧器的假想切圆的旋转方向相同或相反；所述高位分离燃尽风喷嘴的中心线形成的第一高位假想切圆或第二高位假想切圆的旋转方向与所述主燃烧器的假想切圆的旋转方向相同或相反。优选地，布置在四面墙上的低位分离燃尽风喷嘴、中位分离燃尽风喷嘴或高位分离燃尽风喷嘴的中心线与水冷壁的中心线有一个交点，连接该交点与所述第一高位假想切圆或所述第二高位假想切圆的圆心形成一直线，该直线与低位分离燃尽风喷嘴、中位分离燃尽风喷嘴或高位分离燃尽风喷嘴的中心线的夹角为a，1° ≤a≤80°。优选地，布置在前后墙上的低位分离燃尽风喷嘴、中位分离燃尽风喷嘴或高位分离燃尽风喷嘴的中心线与水冷壁的中心线的交点距离最近的炉膛的棱角处的距离为LI，1/本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三级燃尽风布置方式，包括锅炉本体(1)，炉膛(2)，磨煤机(3)，煤粉管道(4)，一次风煤粉喷嘴(5)，二次风喷嘴(6)，主燃烧器(8)，低位分离燃尽风风箱(10)，中位分离燃尽风风箱(16)，高位分离燃尽风风箱(30)及炉膛水平出口屏式过热器(18)，每台锅炉本体(1)配置至少二台磨煤机(3)，炉膛(2)由四面水冷壁(7)组成，在炉膛(2)的每个角上布置有一组主燃烧器(8)，每组主燃烧器(8)沿垂直方向间隔布置至少二个一次风煤粉喷嘴(5)和三个二次风喷嘴(6)，每个一次风煤粉喷嘴(5)的上下方各有一个二次风喷嘴(6)，四角燃烧器(8)的一次风煤粉喷嘴(5)的中心线在炉膛(2)内形成假想切圆(9)，磨煤机(3)通过煤粉管道(4)与一次风煤粉喷嘴(5)相连接，每台磨煤机(3)出口有四根煤粉管道(4)与同一个标高的四个一次风煤粉喷嘴(5)连接，二次风从空气预热器(13)引出，一部分二次风通过第一二次风道(14)与主燃烧器(8)中的二次风喷嘴(6)以及一次风煤粉喷嘴(5)四周的间隙相连接，其特征在于，剩下的一部分二次风再分为三部分，一部分二次风通过第二二次风道(15)与低位分离燃尽风风箱(10)连接，通过设置在低位分离燃尽风风箱(10)中的低位分离燃尽风喷嘴(12)喷入炉膛，另外一部分二次风通过第三二次风道(32)与中位分离燃尽风风箱(16)连接，通过设置在中位分离燃尽风风箱(16)中的中位分离燃尽风喷嘴(17)喷入炉膛(2)，最后一部分二次风通过第四二次风道(33)与高位分离燃尽风风箱(30)连接，通过设置在高位分离燃尽风风箱(30)中的高位分离燃尽风喷嘴(31)喷入炉膛。...
【技术特征摘要】
1.一种三级燃尽风布置方式，包括锅炉本体(1)，炉膛(2)，磨煤机(3)，煤粉管道(4)，一次风煤粉喷嘴(5)，二次风喷嘴(6)，主燃烧器(8)，低位分离燃尽风风箱(10)，中位分离燃尽风风箱(16)，高位分离燃尽风风箱(30)及炉膛水平出口屏式过热器(18)，每台锅炉本体(I)配置至少二台磨煤机(3)，炉膛(2)由四面水冷壁(7)组成，在炉膛(2)的每个角上布置有一组主燃烧器(8)，每组主燃烧器(8)沿垂直方向间隔布置至少二个一次风煤粉喷嘴(5)和三个二次风喷嘴(6)，每个一次风煤粉喷嘴(5)的上下方各有一个二次风喷嘴(6)，四角燃烧器(8)的一次风煤粉喷嘴(5)的中心线在炉膛(2)内形成假想切圆(9)，磨煤机(3)通过煤粉管道(4)与一次风煤粉喷嘴(5)相连接，每台磨煤机(3)出口有四根煤粉管道(4)与同一个标高的四个一次风煤粉喷嘴(5)连接，二次风从空气预热器(13)引出，一部分二次风通过第一二次风道(14)与主燃烧器(8)中的二次风喷嘴(6)以及一次风煤粉喷嘴(5)四周的间隙相连接，其特征在于，剩下的一部分二次风再分为三部分，一部分二次风通过第二二次风道(15)与低位分离燃尽风风箱(10)连接，通过设置在低位分离燃尽风风箱(10)中的低位分离燃尽风喷嘴(12)喷入炉膛，另外一部分二次风通过第三二次风道(32)与中位分离燃尽风风箱(16)连接，通过设置在中位分离燃尽风风箱(16)中的中位分离燃尽风喷嘴(17)喷入炉膛(2)，最后一部分二次风通过第四二次风道(33)与高位分离燃尽风风箱(30)连接，通过设置在高位分离燃尽风风箱(30)中的高位分离燃尽风喷嘴(31)喷入炉膛。2.如权利要求1所述的一种三级燃尽风布置方式，其特征在于，所述低位分离燃尽风风箱(10)、所述中位分离燃尽风风箱(16)及所述高位分离燃尽风风箱(30)分别布置在炉膛(2)的四个角上或四面墙上，共布置四组所述低位分离燃尽风风箱(10)、四组所述中位分离燃尽风风箱(16)和四组所述高位分离燃尽风风箱(30)。3.如权利要求1所述的一种三级燃尽风布置方式，其特征在于，所述低位分离燃尽风喷嘴(12)的中心线形成的低位假想切圆(19)的旋转方向与所述主燃烧器⑶的假想切圆`(9)的旋转方向相同或相反；所述中位分离燃尽风喷嘴(17)的中心线形成的低位假想切圆(19)的旋转方向与所述主燃烧器(8)的假想切圆(9)的旋转方向相同或相反；所述高位分离燃尽风喷嘴(31)的中心线形成...
【专利技术属性】
技术研发人员：张建文，肖琨，倪建军，闫凯，
申请(专利权)人：上海锅炉厂有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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