专利名称：用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种煤粉锅炉燃烧装置。
背景技术：
目前，大型煤粉电站锅炉普遍存在着水冷壁结渣和高温腐蚀的现象，尤其是使用垂直浓淡燃烧技术的锅炉水冷壁结渣和高温腐蚀现象更为严重。这些结渣和高温腐蚀的问题，不但损坏锅炉、影响生产，还威胁到生产操作人员的人身安全。
垂直浓淡燃烧技术，是将一次风在高度方向进行了浓淡分级，形成浓一次风和淡一次风，浓一次风燃烧时，着火热减小，放热集中，燃烧速度快，着火区黑度大，有利于辐射换热，燃烧强度大，火焰传播速度快，这些因素都有利于煤粉着火和燃烧，提高了锅炉稳燃能力。另外，垂直浓淡燃烧技术的浓一次风和淡一次风燃烧均偏离了氮氧化物(NOx)生成量较高的化学当量燃烧区，可以大大降低锅炉NOx生成。但垂直浓淡燃烧技术，一次风被分为浓淡两股气流，会降低一次风的刚性，一次风容易发生偏斜，同时浓一次风煤粉浓度较高，发生偏斜后炉膛水冷壁壁面附近的煤粉浓度较常规燃烧方式高，水冷壁结渣和高温腐蚀的现象更加严重。
解决锅炉水冷壁结渣和高温腐蚀问题的经济可行的方法是合理组织炉膛空气动力场，减轻锅炉水冷壁附近区域的还原气氛，进而有效的减轻炉内水冷壁结渣和高温腐蚀。专利文献(申请号89202207)《煤粉锅炉组合风喷口》中提出一种防止炉膛结渣(结焦)的煤粉锅炉组合喷口装置，在一次风两侧布置侧二次风，使炉膛壁面形成气膜结构，从而达到防止锅炉壁面结焦的目的，但采用一次风两侧布置侧二次风，尤其是在浓一次风向火侧布置侧二次风，侧二次风和浓一次风掺混，破坏了浓淡分离燃烧的效果。专利文献(申请号88207390)《带侧风与偏折二次风的煤粉燃烧器》中提出将一次风偏置向火侧，一次风背火侧紧贴加一侧边风，同时二次风向一次风背火侧偏折，侧边风布置在背火侧，这样使侧边风和一次风紧贴，也会影响了一次风浓淡分离燃烧的效果。专利文献(申请号96122581)《一种浓淡风煤粉燃烧方式及装置》和专利文献(申请号03151064)《复合型多功能直流燃烧器》都是在水平浓淡燃烧器的淡侧一次风气流背火侧布置侧二次风，运用侧二次风在火球外面形成富氧气屏，在水冷壁近壁区形成氧化性气氛，同时减小熔融的煤粉粘附在水冷壁面的机会，可以减轻锅炉结渣和高温腐蚀。其应用对象为水平浓淡燃烧方式，在水平方向依次布置浓一次风、淡一次风和侧二次风，由于位置限制，确定侧二次风流量和动量时往往受到限制。
发明内容
为了解决煤粉锅炉水冷壁结渣和高温腐蚀的问题，尤其是使用垂直浓淡燃烧技术的锅炉水冷壁结渣和高温腐蚀的问题，本发明设计了一种用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置。
本发明的用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置，它包括二次风喷口、浓一次风喷口和淡一次风喷口，所述二次风喷口、浓一次风喷口和淡一次风喷口垂直排列，还包括浓侧二次风喷口，所述浓侧二次风喷口固定安装在浓一次风喷口的背火侧，浓侧二次风喷口和浓一次风喷口的间距为d1，所述d1是浓一次风喷口的喷口宽度d3的0～0.2倍。
本发明的用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置，在浓一次风气流背火侧一定距离处设置了浓侧二次风喷口，以刚性较强的浓侧二次风支撑浓一次风气流，提高浓一次风射流的刚性，同时改善了浓一次风射流的补气条件，防止浓一次风气流在邻角气流撞击下过早偏斜。浓侧二次风射流还起到了风屏的作用，一方面减少了浓一次风中煤粉、煤焦颗粒贴壁的可能，进而减轻炉内结渣，另一方面也保证了水冷壁附近的氧化性气氛，同时侧二次风还可以降低水冷壁附近的温度，减轻水冷壁结渣和高温腐蚀。通过本发明在浓一次风和浓侧二次风之间设置的间隔(或钝体)，辅之调节本发明的背火侧浓侧二次风的流量和速度，可以减少浓一次风射流初期和浓侧二次风的混合，不仅不会影响着火，还有利于在煤粉着火后及时补氧以利于燃尽，在一定程度上可以调节燃烧器的着火和燃尽性能。
图1是具体实施方式
一所述的用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置的结构示意图；图2是具体实施方式
二对应图1的A-A剖视图；图3是具体实施方式
三对应图1的A-A剖视图；图4是具体实施方式
三所述炉膛内四角的各个浓一次风喷口3和浓侧二次风喷口5的中心轴线组合示意图；图5是现有的带有周界风喷口的正视图；图6是具体实施方式
四所述的浓一次风喷口3和浓侧二次风喷口5的结构示意图；图7和图8是具体实施方式
四对应于图6的C-C剖视图；图9是具体实施方式
五所述的用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置的结构示意图；图10是具体实施方式
六对应图9的B-B剖视图；图11是具体实施方式
六所述炉膛内四角的各个淡一次风喷口4和淡二次风喷口7的中心轴线组合示意图。
具体实施例方式
具体实施方式
一参见图1说明本实施方式。本实施方式的用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置，它包括二次风喷口6、浓一次风喷口3和淡一次风喷口4，所述二次风喷口6、浓一次风喷口3和淡一次风喷口4垂直排列，还包括浓侧二次风喷口5，所述浓侧二次风喷口5固定安装在浓一次风喷口3的背火侧，浓侧二次风喷口5和浓一次风喷口3的间距为d1，所述d1是浓一次风喷口的喷口宽度d3的0～0.2倍。
本实施方式在浓一次喷口3的背火侧距离d1处设置了浓侧二次风喷口5，避免了浓一次风气流和浓侧二次风气流在射流初期参混，同时也提高了浓一次风射流的刚性、改善了浓一次风射流的补气条件，防止浓一次风气流在邻角气流撞击下过早偏斜。同时，浓侧二次风射流还起到了风屏的作用，减少了浓一次风中煤粉、煤焦颗粒贴壁的可能，保证了水冷壁附近的氧化性气氛，同时侧二次风可以降低水冷壁附近的温度，有利于减轻炉内结渣和高温腐蚀。
具体实施方式
二参见图2说明本实施方式。本实施方式与具体实施方式
一所述的用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置的区别在于，所述浓一次风喷口3的背火侧为渐缩喷口，渐缩角为α1，所述α1在0～15度之间；所述浓侧二次风喷口5的向火侧为渐缩喷口，渐缩角为α2，所述α2在0～15度之间。通过将浓一次风喷口和浓侧二次风喷口设置为渐缩喷口，相当于在浓一次风喷口和浓侧二次风喷口之间设置钝体，减少浓一次风射流初期和侧二次风混合的效果更好。
具体实施方式
三参见图3和图4说明本实施方式。本实施方式与具体实施方式
一所述的用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置的区别在于，所述浓一次风喷口轴线31和浓侧二次风喷口轴线51之间夹角为β1，所述β1在0～15度之间。
本实施方式和具体实施方式
一相比，浓侧二次风流的轴线51和浓一次风气流的轴线31呈一夹角β1，这样一方面可以减轻浓侧二次风气流对浓一次风气流的影响，减少浓一次风射流初期和侧二次风的混合，同时减轻浓一次风气流在邻角气流撞击下发生偏斜冲刷水冷壁壁面，防结渣和高温腐蚀的效果更好。
具体实施方式
四参见图5至8说明本实施方式。本实施方式与具体实施方式
一或二或三所述的用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置的区别在于，它还包括周界风喷口8，所述周界风喷口8套在浓一次风喷口的外侧、并与浓侧二次风喷口5连通。
本实施方式的增加的周界风喷口8是现有技术，现有的带有周界风喷口的一次风喷口的正视图如图5所示，周界风喷口8宽度仅有十多毫米，产生的周界风的风层很薄，但风速较高，周界风一方面可以防止煤粉从一次风气流中分离，另一方面还可以冷却一次风喷口。本实施方式中的浓侧二次风喷口5可以采用周界风偏置的方式形成，即增加周界风喷口8在浓一次风背火侧的间隙，在此间隙内与浓一次风喷口间距d1处布置浓侧二次风喷口5。
具体实施方式
五参见图9说明本实施方式。本实施方式与具体实施方式
一至四所述的用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置的区别在于，它还包括淡侧二次风喷口7，所述淡侧二次风喷口7固定安装在淡一次风喷口4的背火侧，淡侧二次风喷口7和淡一次风喷口4的间距为d2，所述d2是淡一次风喷口的喷口宽度d4的0～0.2倍。
本实施方式的原理和效果与具体实施方式
一相同，可以防止淡一次风发生偏斜及引起的水冷壁结渣和高温腐蚀。
具体实施方式
六参见图10、11说明本实施方式。本实施方式与具体实施方式
五所述的用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置的区别在于，所述淡一次风喷口轴线41和淡侧二次风喷口轴线71之间夹角为β2，所述β2在0～15度之间。
本实施方式的原理与具体实施方式
三的相同，和具体实施方式
五相比，淡侧二次风流的轴线71和淡一次风气流的轴线41呈一夹角β2，这样一方面可以减轻淡侧二次风气流对淡一次风气流的影响，减轻淡一次风气流在邻角气流撞击下发生偏斜冲刷水冷壁壁面，防结渣和高温腐蚀的效果更好。
在上述各种实施方式中，所述的浓侧二次风喷口5喷出的浓侧二次风的风速是浓一次风喷口3喷出的浓一次风的风速浓侧二次风喷口5喷出的浓侧二次风的风速的1～2倍；所述淡侧二次风喷口7喷出的侧二次风的速度为淡一次风喷口3喷出的淡一次风速度的1.5～2倍。通过调节背火侧的侧二次风的流量和速度，能够有利于在煤粉着火后及时补氧以利于燃尽，在一定程度上可以调节燃烧器的着火和燃尽性能。
本发明的用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置中的浓一次风喷口、淡一次风喷口和二次风喷口可以根据需要进行不同的排列组合应用。
权利要求
1.用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置，它包括二次风喷口(6)、浓一次风喷口(3)和淡一次风喷口(4)，所述二次风喷口(6)、浓一次风喷口(3)和淡一次风喷口(4)垂直排列，其特征在于它还包括浓侧二次风喷口(5)，所述浓侧二次风喷口(5)固定安装在浓一次风喷口(3)的背火侧，浓侧二次风喷口(5)和浓一次风喷口(3)的间距为d1，所述d1是浓一次风喷口的喷口宽度d3的0～0.2倍。
2.根据权利要求1所述的用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置，其特征在于所述浓一次风喷口轴线(31)和浓侧二次风喷口轴线(51)之间有夹角β1，所述β1在0～15度之间。
3.根据权利要求1所述的用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置，其特征在于所述浓一次风喷口(3)的背火侧为渐缩喷口，渐缩角为α1，所述α1在0～15度之间；所述浓侧二次风喷口(5)的向火侧为渐缩喷口，渐缩角为α2，所述α2在0～15度之间。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置，其特征在于它还包括周界风喷口(8)，所述周界风喷口(8)套在浓一次风喷口的外侧、并与浓侧二次风喷口(5)连通。
5.根据权利要求1至3任一权利要求所述的用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置，其特征在于它还包括淡侧二次风喷口(7)，所述淡侧二次风喷口(7)固定安装在淡一次风喷口(4)的背火侧，淡侧二次风喷口(7)和淡一次风喷口(4)的间距为d2，所述d2是淡一次风喷口的喷口宽度d4的0～0.2倍。
6.根据权利要求5所述的用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置，其特征在于所述淡一次风喷口轴线(41)和淡侧二次风喷口轴线(71)之间有夹角β2，所述β2在0～15度之间。
全文摘要
用于垂直浓淡燃烧锅炉防结渣防高温腐蚀的煤粉燃烧装置，它涉及一种煤粉燃烧装置。本发明解决了现有垂直燃烧锅炉存在的炉壁结渣和高温腐蚀的问题。本发明在现有技术基础之上，在浓一次风喷口的背火侧d1处固定安装浓侧二次风喷口，所述浓一次风气流和浓侧二次风气流的轴线有夹角β1，并可同时在淡一次风喷口背火侧设置淡侧二次风。侧二次风提高一次风的射流刚性，保证了水冷壁附近区域的氧化性气氛，同时降低水冷壁附近的温度，防止炉内结渣和高温腐蚀。本发明可同时在浓一次风喷口和浓侧二次风喷口之间设置间隔或钝体，减轻浓一次风射流初期和浓侧二次风的掺混。本发明易于实施，既可应用于新建锅炉，也适用于现役燃煤锅炉机组的改造。
文档编号F23L1/00GK101016988SQ20071007180
公开日2007年8月15日 申请日期2007年2月16日 优先权日2007年2月16日
发明者刘辉, 吴少华, 孙绍增, 邱朋华, 孙锐, 秦明, 李争起, 秦裕琨 申请人:哈尔滨工业大学