专利名称：具有分级二次风布置结构的“w”型火焰锅炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有分级二次风布置结构的“W”型火焰锅炉。
背景技术：
“W”型火焰锅炉是燃用难燃煤种(如无烟煤、贫煤)的炉型，其一次风粉、乏气风、 点火稳燃油枪、部分二次风从前后墙拱上向下喷入炉膛，其它二次风由拱下前后墙分级送入炉膛，运行时形成“W”型火焰，故称“W”型火焰锅炉。与四角燃烧、对冲燃烧锅炉相比， 该炉型特殊的火焰形状加长了火焰长度，相当于增加了煤粉颗粒的燃烧时间；该炉型下炉膛布置了大量卫燃带，使下炉膛燃烧温度提高，有利于煤粉颗粒的着火和燃烧，上炉膛为煤粉燃尽、吸收辐射热区域，因此，“W”型火焰锅炉适应于难以燃尽的贫煤、无烟煤。“W”型火焰锅炉经过多年的实际运行，在燃用低挥发性煤种方面具有一定的优势，其可靠性和稳定性也进一步提高。但由于该类型锅炉欠成熟，设计初期主要参数选择欠佳，燃烧调整水平要求高，随负荷变化配风要求高，卫燃带面积大小对下炉膛整体温度影响等等，最终导致锅炉燃烧效率降低，飞灰含碳量达10%以上，甚至超过20% ；由于下炉膛燃烧温度过高，形成的“W”型火焰不理想，火焰冲刷拱部喉口偏上位置，导致该位置结渣严重；由于燃烧和结渣问题导致锅炉汽温变化幅度大，影响主再热汽温度；同样，炉膛容积热负荷过高，卫燃带面积过大，致使煤粉集中在过高温度下燃烧，热力型和燃料型氮氧化物排放量高达1500 2000mg/Nm3。针对“W”型火焰锅炉现有问题，各高校、锅炉厂、调试所、科研单位等均提出一系列解决结渣和降低氮氧化物的措施和方法，各有特色，形式不一，但对不同技术流派的“W”型火焰锅炉不一定都适合采用，如电站锅炉防结焦拱下二次风导流装置(申请号200920259505.4)，四角通风防止翼墙及侧墙水冷壁结渣的“W”火焰锅炉(申请号 201010512616. 9) 0但由于拱部喉口结渣位置的特殊，各种防结渣技术均难以解决。现公布专利大都在防止侧墙结渣上做文章。但锅炉实际运行中，拱部喉口结渣问题同样突出。拱部喉口位置是炉膛卫燃带布置的上沿位置，是水冷壁裸露的起始位置，该位置结渣容易引起水冷壁的超温、爆管等问题。
实用新型内容针对“W”型火焰锅炉拱部喉口结渣的问题，本实用新型的目的是提供一种具有分级二次风布置结构的“W”型火焰锅炉，能有效地防止各种类型的“W”型火焰锅炉由于燃烧恶化引起拱部喉口位置的结渣。“W”型火焰锅炉型式涵盖了采用双旋风筒式燃烧器、直流缝隙式燃烧器、双调风旋流式燃烧器等各种类型的“W”型火焰锅炉。为达到上述目的，按照本实用新型的“W”型火焰锅炉包括前墙、后墙、二次风大风箱和侧墙，二次风大风箱为“W”型火焰锅炉提供二次风，与现有技术的区别在于在前墙和后墙对应的拱部喉口处分别横向布置有两组分级二次风喷口，该两组分级二次风喷口包括一组一级风喷口和一组二级风喷口，所述一组一级风喷口布置在拱部倾斜坡上部至喉口的位置处，所述一组二级风喷口布置在喉口以上竖直位置处。优选地，所述两组分级二次风喷口位于“W”型火焰锅炉拱上各个独立风室单元内部。优选地，在所述两组分级二次风喷口前设置风向导流板。优选地，在一级风喷口和二级风喷口处，风均与“W”型火焰锅炉的水冷壁成一定角度地、优选垂直于水冷壁地喷入炉膛。此处，风向导流板对喷入炉膛的二次风方向起引导作用，控制二次风喷入炉膛的方向。优选地，所述一组一级风喷口布置在靠近喉口的位置，和/或所述一组二级风喷口布置在靠近喉口的位置。优选地，风向导流板采用固定方式或方向可调的轴连接方式设置。优选地，分级二次风的总风量占总二次风量的5 15%。优选地，所述两组分级二次风喷口是缝隙式、圆形、椭圆形或者方形。在如上所述的一种“W”型火焰锅炉分级二次风中，其一级风喷口和二级风喷口实现时，对于亚临界“W”型火焰锅炉仅需把相应位置水冷壁间鳍片打磨掉即可，对于超临界 “W”型火焰锅炉分为两类1)如果该位置是水冷壁螺旋管圈区域，需要水冷壁开孔实现；2) 如果该位置是竖直水冷壁布置，需要把相应位置水冷壁间鳍片打磨掉。本实用新型的有益效果在于(1)能有效解决各种“W”型火焰锅炉由于燃烧恶化引起拱部喉口位置的结渣。(2)分级二次风有效的送入，能够实现空气分级的效果，有效降低氮氧化物的生成。(3)本实用新型无需复杂工艺，结构简单，成本低，防结焦和降低氮氧化物效果好。
下面借助附图详细描述本实用新型的优选实施例。其中图1是具有缝隙式分级二次风的“W”型火焰锅炉的结构及流场示意图；图2是“W”型火焰锅炉缝隙式分级二次风喷口布置结构示意图；图3是“W”型火焰锅炉某一风室单元的缝隙式分级二次风喷口布置结构的局部放大图。
具体实施方式
具有缝隙式分级二次风的“W”型火焰锅炉结构如图1、2、3所示，以东方锅炉厂生产的“W”型火焰锅炉结构为例。所示的“W”型火焰锅炉包括前墙1、后墙2、二次风大风箱 5和侧墙6，所述二次风大风箱5为“W”型火焰锅炉提供二次风并且包括二次风A、B、C、D、 E、F。在前墙1和后墙2对应的拱部喉口处对称地分别横向布置了两组缝隙式分级二次风喷口，该两组分级二次风喷口包括一组一级风A’喷口 4和一组二级风A”喷口 3，所述一组一级风A’喷口 4布置在拱部倾斜坡上部至喉口的位置I-II处，所述一组二级风A”喷口 3布置在喉口以上竖直位置III-IV(二次风大风箱所能覆盖的部分)处。具有缝隙式分级二次风的“W”型火焰锅炉结构图和流场示意图如图1，图中箭头方向表示气流速度方向，在前墙1、后墙2中，一次风及拱上二次风、拱下二次风分别由一次风、二次风喷口喷入炉膛， 分级二次风的一级风A’由一级风喷口 4向下喷入下炉膛上部区域，分级二次风的二级风A” 由二级风喷口 3水平喷入上炉膛下部区域。在本实施例中，所述一组一级风A’喷口 4布置在靠近喉口的位置，所述一组二级风A”喷口 3布置在靠近喉口的位置。在本实施例中，两组分级二次风喷口位于“W”型火焰锅炉拱上各个独立风室单元内部。分级二次风的总风量占总二次风量的5 15%，风速15 40m/s。在两组分级二次风喷口前设置风向导流板7。风向导流板7采用固定方式或方向可调的轴连接方式设置。 在二级风A”喷口 3和一级风A’喷口 4处，风均与“W”型火焰锅炉的水冷壁成一定角度地、 优选垂直于水冷壁地喷入炉膛。分级二次风采用缝隙式布置(如图3所示)，一级风A’喷口 4处风向在下炉膛高温烟气流的引导下，未参与燃烧的空气均勻布置在拱部喉口位置，降低该位置的CO含量， 同时在锅炉燃烧恶化(如一次风粉下冲动量不足，不能形成理想的“W”型火焰，高温烟气冲击拱部喉口的可能性加大)时，一级风A’的存在即可保护该位置裸露的水冷壁不受高温腐蚀或防止结渣；二级风A”喷口 3处风向水平地或以一定的下倾角度喷入炉膛，该处是上炉膛燃尽区域的开始位置，此处二级风A”加强了煤粉颗粒的燃烧燃尽，提高了劣质煤煤粉颗粒的燃尽率，与此同时，适当降低下炉膛主燃区的二次风送风量，增加二级风A”风量，有利于控制下炉膛整体温度，降低烟气整体温度，进而降低热力型和燃料型NOx，减少NOx的排放量。对于不同公司生产的不同容量的“W”型火焰锅炉，缝隙式分级二次风的布置类型和具体缝隙数目不同，需要风量和风速也不相同；分级二次风喷口亦可利用其它喷口形式， 如圆形、椭圆形、方形等。
权利要求1.一种具有分级二次风布置结构的“W”型火焰锅炉，包括前墙(1)、后墙O)、二次风大风箱( 和侧墙(6)，二次风大风箱( 为“W”型火焰锅炉提供二次风，其特征在于，在前墙(1)和后墙( 对应的拱部喉口处分别横向布置有两组分级二次风喷口，该两组分级二次风喷口包括一组一级风(A’ )喷口(4)和一组二级风(A”)喷口(3)，所述一组一级风 (A’)喷口(4)布置在拱部倾斜坡上部至喉口的位置(I-II)处，所述一组二级风(A”)喷口 (3)布置在喉口以上竖直位置(III-IV)处。
2.根据权利要求1所述的“W”型火焰锅炉，其特征在于，所述两组分级二次风喷口位于 “W”型火焰锅炉拱上各个独立风室单元内部。
3.根据权利要求1所述的“W”型火焰锅炉，其特征在于，在所述两组分级二次风喷口前设置风向导流板。
4.根据权利要求1所述的“W”型火焰锅炉，其特征在于，在一级风喷口(4)和二级风喷口(3)处，风均与“W”型火焰锅炉的水冷壁成一定角度地喷入炉膛。
5.根据权利要求4所述的“W”型火焰锅炉，其特征在于，风垂直于水冷壁地喷入炉膛。
6.根据权利要求2所述的“W”型火焰锅炉，其特征在于，所述一组一级风喷口(4)布置在靠近喉口的位置，和/或所述一组二级风喷口( 布置在靠近喉口的位置。
7.根据权利要求3所述的“W”型火焰锅炉，其特征在于，所述风向导流板采用固定方式或方向可调的轴连接方式设置。
8.根据权利要求1所述的“W”型火焰锅炉，其特征在于，分级二次风的总风量占总二次风量的5 15%。
9.根据权利要求1所述的“W”型火焰锅炉，其特征在于，所述两组分级二次风喷口是缝隙式、圆形、椭圆形或者方形。
专利摘要本实用新型涉及一种具有分级二次风布置结构的“W”型火焰锅炉，包括前墙(1)、后墙(2)、二次风大风箱(5)和侧墙，二次风大风箱为“W”型火焰锅炉提供二次风，其特征在于，在前墙(1)和后墙(2)对应的拱部喉口处分别横向布置有两组分级二次风喷口，该两组分级二次风喷口包括一组一级风(A’)喷口(4)和一组二级风(A”)喷口(3)，所述一组一级风喷口布置在拱部倾斜坡上部至喉口的位置(I-II)处，所述一组二级风喷口布置在喉口以上竖直位置(III-IV)处。按本实用新型的“W”型火焰锅炉能有效解决各种“W”型火焰锅炉由于燃烧恶化引起拱部喉口位置的结渣，结构简单，成本低；分级二次风有效的送入能实现空气分级的效果，有效降低氮氧化物的生成。
文档编号F23L9/00GK202082915SQ20112017335
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者张柯, 张超群, 李保亮, 白云, 秦学堂, 程昌业 申请人:烟台龙源电力技术股份有限公司