专利名称：煤粉锅炉低氮直流燃烧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于煤粉锅炉燃烧器结构的改进，特别是煤粉锅炉低氮直流燃烧装置。
背景技术：
根据国家环保部2010年10号文，(2010年1月27日实施)的火电厂氮氧化物防 治技术政策中2. 3条规定，低氮燃烧技术，作为燃煤火电厂氮氧化物排放的首先技术，。第 3. 3条规定，在役燃煤发电机组，氮氧化物排放浓度不达标的或总量控制不达标的，要求电 厂进行低氮燃烧技术改造。煤粉锅炉实施低氮燃烧技术，是降低锅炉对大气排放氮氧化物的有效手段之一， 是十二五期间节能减排重点推广项目之一。从前大多数锅炉，没有达到GB13223-2003标准中规定指标，从2004年以后投产 的锅炉要求燃煤挥发物大于20%时，锅炉燃烧对大气排放氮氧化物量不大450mg/M3。燃 煤挥发物10-20%时，锅炉燃烧对大气排放氮氧化物量不大650mg/M3的指标。2004年7月开始，环保要求，对排放氮氧化物赈收排污费0. 632元/Kg。采用四角直流燃烧的煤粉锅炉，一般通过烟气，对大气排放的氮氧化物浓度，在 650-—1000 mg/M3燃烧贫煤或采用液态排渣锅炉，对大气排的氮氧化物能高达1100—1500 mg/M3，严重污染了大气环境。十二五期间，要求200WM以上锅炉机组，排放NOx的降低率应大于70%。一般锅炉 的排放NOx的降低率应大于在30— 40%，对常规工业锅炉排放NOx的降低率应大于在30%。锅炉在燃烧过程，产生大量的氮氧化物NOx，包括NO及N02等。按其产生的理论基 础，NOx可分为热力型和燃料性两大类。热力型NOx的生成源于燃烧过程中空气中的氮气 N 2被氧化成N0，主要发生在温度高于1800K的高温区，和在过剩空气系数小于1的富燃料 条件下产生。燃料型NOx的产生是氮在燃烧过程氧化一还原反应过程中，其中燃料中的氮 含量约占NOx生成总量的80— 90%。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种煤粉锅炉低氮直流燃烧装置，通过结构的改造， 无需添加化学物品，就可以显著减低烟气中氮氧化物的排放量，并且可以防止燃烧器四周 结渣，运行成本低，减少对环境的污染。本实用新型的目的是这样实现的一种煤粉锅炉低氮直流燃烧装置，包括在四角 切圆煤粉锅炉中安装的下二次风燃烧器和四次风燃烧器，在四角切圆煤粉锅炉炉膛的最下 部的四个角上安装着下二次风燃烧器，在其上方自下而上依次均布设置着具有可调节撞击 挡台的水平浓淡下一次风燃烧器、偏转中二次风燃烧器、具有可调节撞击挡台的水平浓淡 上一次风燃烧器，偏转上二次风燃烧器、近程四次风燃烧器和远程四次风燃烧器。本实用新型分三部分，[0012]第一部分一次风，采用可调节撞击挡台的水平浓淡燃烧器，进行燃料在燃烧器内 部分级。在运行试验过程中，煤种不同，撞击挡台高度调节不同，能使煤粉在燃烧过程中，达 到最佳着火速度。例煤种挥发物30%灰分5%的煤种，最佳煤粉空气浓度比为0. 27Kg/M3，最 佳着火速度为13.5M/S等。燃烧时炉膛中心为高浓度煤粉区，进行缺氧燃烧。燃烧区外侧 为低浓度煤粉区，进行富氧燃烧，能使烟气中氮氧化物含量降低到最佳，一般能平均降低氮 氧化物15—25%。并有效防止燃烧器四周结渣。第二部分直流燃烧器原下层二次风方向和角度风量不变，保持与一次风相同的气 流角度。原燃烧器中层和上层二次风，减少风量，15-20%,原则上风速不变，采用偏置二 次风燃烧器，调节偏置风角度为流向切圆内偏置15— 20°，使主燃烧区过剩空气系数降到 α =0. 7-0. 9，使主燃烧区烟气中氮氧化物排放量进一步降低。第三部分在原燃烧器上层增设近场四次风和远场四次风，四次风的风量约为总风 量的20%。保持锅炉炉膛出口过剩空气系数为α =1.15—1.2，四次风与原燃烧器的高度距 离，根据锅炉炉膛容量和高度决定，一般在2. 5-6. 5米范围；锅炉增大，高度将增加，四次 风风量及角度可调。安装完后根据锅炉出口烟气排放氮氧化物的含量，调试到最低值，此时 锅炉烟气出口飞灰可燃物比较少，基本不出现一氧化碳，保持正常的锅炉效率。采用煤粉锅炉低氮直流燃烧装置，经过整体运行调试，能将燃烧烟煤采用直流燃 烧器的煤粉锅炉，对大气排放氮氧化物，降低40—60%，能达到上述国家标准要求，在以后运 行中，不再须要投入其它生产费用。本实用新型通过结构的改造，无需添加化学物品，显著减低烟气中氮氧化物的排 放量，并且防止了燃烧器四周结渣，运行成本低，减少了对环境的污染。
下面将结合附图对本实用新型作进一步的描述，图1为本实用新型的剖视结构示意图；图2为具有撞击挡台的水平浓淡下一次风燃烧器的剖视结构示意图；图3为图2的A向结构示意图；图4为偏转中、上二次风燃烧器的剖视结构示意图；图5为下二次风炉内空气动力状空气切圆及二次风偏转角度状况示意图；图6为偏转中二次风或偏转上二次风与下二次风的偏转角度状况示意图；图7为近程四次风或远程四次风与下二次风的偏转角度状况示意图。
具体实施方式
一种煤粉锅炉低氮直流燃烧装置，如图1所示，包括在四角切圆煤粉锅炉中安装 的下二次风燃烧器2和四次风燃烧器，在四角切圆煤粉锅炉炉膛1的最下部的四个角上安 装着下二次风燃烧器2，在其上方自下而上依次均布设置着具有可调节撞击挡台的水平浓 淡下一次风燃烧器3、偏转中二次风燃烧器4、具有可调节撞击挡台的水平浓淡上一次风燃 烧器5，偏转上二次风燃烧器6、近程四次风燃烧器7和远程四次风燃烧器8。下二次风的 方向和角度风量保持与一次风相同。如图2、图3所示，具有可调节撞击挡台的水平浓淡下 一次风燃烧器3和具有可调节撞击挡台的水平浓淡上一次风燃烧器5的结构为在燃烧器喷口腔9内位于喷口腔水平线上的前部设置着连接喷口腔9前、后壁的水平隔板10，在水平 隔板10上均布设置着通孔11，在喷口腔9出口端的水平隔板10前端连接着横截面形状为 V字形的导流板12，水平隔板10的前端与V字形导流板12的尖端相连接，在喷口腔9内进 风侧的底面的腔壁上沿喷口腔9宽度设置着长条形通孔，在长条形通孔后部通过铰接轴铰 接着调节翻板16，在调节翻板16上固接着长度与喷口腔9宽度相适应的横截面形状为梯形 撞击挡块15，通过调节翻板16上的调节装置调节撞击挡块15的顶面距喷口腔9底面的高 度，在喷口腔9出口端的外壁上设置着包容喷口腔9筒壁的导流罩13，在导流罩13内壁与 喷口腔9的外壁之间留有周界风运行通道，在喷口腔9长条形通孔的外壁上设置着与调节 翻板16活动范围相适应的封闭箱体14。调节装置的结构为在调节翻板16的自由端侧面设 置着伸出箱体14弧形通槽的螺杆，通过调节螺母使调节翻板16定位。撞击挡块15的高度 为40— 60mm。均布在水平隔板10上通孔11的面积占水平隔板10面积的25—30%。如图 4、图5、图6、图7所示，偏转中二次风燃烧器4和偏转上二次风燃烧器6的结构为在偏转二 次风喷口腔17内的前部均布设置着连接偏转二次风喷口腔17上、下壁，与偏转二次风喷口 腔17 —侧壁腔呈夹角，且相互平行的偏转导流板18，其中与偏转二次风喷口腔17另一侧壁 腔相邻的偏转导流板18其后端连接着与该侧壁腔呈夹角连接的引流板19。偏转导流板18 与偏转二次风喷口腔一侧腔壁的夹角为15° —25°。近程四次风燃烧器7和远程四次风燃 烧器8的出风方向与下二次风燃烧器2的出风方向外侧的夹角为0° —30°。中层和上层 二次风减少风量15—20%，原则上风速不变，采用偏置二次风布置，中层和上层二次风的风 向与下二次风空气切圆内侧的夹角为15—25°，使主燃烧区过剩空气系数降到α =0.7— 0. 9，使主燃烧区烟气中氮氧化物排放量进一步降低。四次风的风量约为总风量的20%，保 持锅炉炉膛出口过剩空气系数为α =1.15—1.2。四次风风量及角度可调，四次风与下二 次风的偏转角度可调范围在0° —30°。安装完后根据锅炉出口烟气排放氮氧化物的含量， 调试到最低值，此时锅炉烟气出口飞灰可燃物比较低，基本不出现一氧化碳，保持正常的锅 炉效率。
权利要求1.一种煤粉锅炉低氮直流燃烧装置，包括在四角切圆煤粉锅炉中安装的下二次风燃烧 器(2)和四次风燃烧器，其特征是在四角切圆煤粉锅炉炉膛(1)的最下部的四个角上安装 着下二次风燃烧器(2)，在其上方自下而上依次均布设置着具有可调节撞击挡台的水平浓 淡下一次风燃烧器(3)、偏转中二次风燃烧器(4)、具有可调节撞击挡台的水平浓淡上一次 风燃烧器(5 )，偏转上二次风燃烧器(6 )、近程四次风燃烧器(7 )和远程四次风燃烧器(8 )。
2.根据权利要求1所述的煤粉锅炉低氮直流燃烧装置，其特征是具有可调节撞击挡 台的水平浓淡下一次风燃烧器(3)和具有可调节撞击挡台的水平浓淡上一次风燃烧器(5) 的结构为在燃烧器喷口腔(9)内位于喷口腔水平线上的前部设置着连接喷口腔(9)前、后 壁的水平隔板(10)，在水平隔板(10)上均布设置着通孔(11)，在喷口腔(9)出口端的水平 隔板(10)前端连接着横截面形状为V字形的导流板(12)，水平隔板(10)的前端与V字形 导流板(12)的尖端相连接，在喷口腔(9)内进风侧的底面的腔壁上沿喷口腔(9)宽度设置 着长条形通孔，在长条形通孔后部通过铰接轴铰接着调节翻板(16)，在调节翻板(16)上固 接着长度与喷口腔(9)宽度相适应的横截面形状为梯形撞击挡块(15)，通过调节翻板(16) 上的调节装置调节撞击挡块(15)的顶面距喷口腔(9)底面的高度，在喷口腔(9)出口端的 外壁上设置着包容喷口腔(9)筒壁的导流罩(13)，在导流罩(13)内壁与喷口腔(9)的外壁 之间留有周界风运行通道，在喷口腔(9)长条形通孔的外壁上设置着与调节翻板(16)活动 范围相适应的封闭箱体(14)。
3.根据权利要求2所述的煤粉锅炉低氮直流燃烧装置，其特征是调节装置的结构为 在调节翻板(16)的自由端侧面设置着伸出箱体(14)弧形通槽的螺杆，通过调节螺母使调 节翻板(16)定位。
4.根据权利要求2所述的煤粉锅炉低氮直流燃烧装置，其特征是撞击挡块(15)的高 度为 40—60mm。
5.根据权利要求2所述的煤粉锅炉低氮直流燃烧装置，其特征是均布在水平隔板 (10)上通孔(11)的面积占水平隔板(10)面积的25— 30%。
6.根据权利要求1所述的煤粉锅炉低氮直流燃烧装置，其特征是偏转中二次风燃烧 器(4)和偏转上二次风燃烧器(6)的结构为在偏转二次风喷口腔(17)内的前部均布设置 着连接偏转二次风喷口腔(17)上、下壁，与偏转二次风喷口腔(17) —侧壁腔呈夹角，且相 互平行的偏转导流板(18)，其中与偏转二次风喷口腔(17)另一侧壁腔相邻的偏转导流板 (18)其后端连接着与该侧壁腔呈夹角连接的引流板(19)。
7.根据权利要求7所述的煤粉锅炉低氮直流燃烧装置，其特征是偏转导流板(18)与 偏转二次风喷口腔一侧腔壁的夹角为15° —25°。
8.根据权利要求1所述的煤粉锅炉低氮直流燃烧装置，其特征是近程四次风燃烧器 (7)和远程四次风燃烧器(8)的出风方向与下二次风燃烧器(2)的出风方向外侧的夹角为 0° —30° 。
专利摘要本实用新型属于煤粉锅炉燃烧器结构的改进，特别是煤粉锅炉低氮直流燃烧装置，包括在四角切圆煤粉锅炉中安装的下二次风燃烧器和四次风燃烧器，在四角切圆煤粉锅炉炉膛的最下部的四个角上安装着下二次风燃烧器，在其上方自下而上依次均布设置着具有可调节撞击挡台的水平浓淡下一次风燃烧器、偏转中二次风燃烧器、具有可调节撞击挡台的水平浓淡上一次风燃烧器，偏转上二次风燃烧器、近程四次风燃烧器和远程四次风燃烧器。本实用新型通过结构的改造，无需添加化学物品，就可以显著减低烟气中氮氧化物的排放量，并且可以防止燃烧器四周结渣，运行成本低，减少对环境的污染。
文档编号F23C7/00GK201935174SQ20112004421
公开日2011年8月17日 申请日期2011年2月22日 优先权日2011年2月22日
发明者常征, 张新, 李学刚, 王超新 申请人:新疆佰澜德技术开发有限公司