一种用于减少塔式锅炉汽温偏差的四角切圆燃烧系统的制作方法

本实用新型涉及一种燃烧系统，可用于采用四角切圆燃烧方式的塔式锅炉，有利于减少塔式锅炉内外侧汽温偏差。

背景技术：

塔式锅炉是一种常见的锅炉炉型，广泛用于大型电站锅炉中。塔式锅炉的过热器、再热器等受热面布置于炉膛上方。受热面管屏在左右方向上排列，集箱一般位于前后墙。塔式锅炉相对其他炉型而言具有：煤种适应性广、防结焦能力强、热力偏差小、适应高参数能力强、烟气和汽水阻力低等优点，因而获得了广泛的应用。

运行中发现，塔式锅炉的过热汽温、再热汽温均存在较大的内外偏差，在一定程度上影响了机组效率。研究表明塔式锅炉汽温内外偏差的出现主要和锅炉四角切圆的燃烧方式有关。常规塔式锅炉的燃烧器布局如图1所示。图中101为炉膛对角线，102为燃烧器安装中心线，煤粉气流一次风和部分直吹二次风沿此方向进入炉膛，103为偏置风方向，104为一次风煤粉燃烧器，其中心线即为燃烧器安装中心线。燃烧器安装中心线与炉膛对角线成夹角α，并在炉内形成一个较小的切圆，偏置风相对燃烧器安装中心线偏置角度β，在炉内形成一个较大的切圆。“大切圆”包围“小切圆”，形成“风包粉”的流场结构，有利于防止结渣和高温腐蚀。为在炉内形成较强切圆，燃烧器安装中心线和炉膛对角线夹角α一般在4°～8°之间；而偏置风相对燃烧器安装中心线偏置角度β一般在15°～25°，以形成水平方向上的空气分级，降低锅炉NO_x排放。

该燃烧系统的特点是炉内火球切圆较大，炉内温度场分布将呈现出四周高，中间低的特点。此温度场分布将从炉膛燃烧器区域一直延伸到炉膛上部受热面区域，这是导致塔式锅炉过热器、再热器外侧受热面温度高于内侧受热面的主要原因。对于新建塔式锅炉，减小燃烧器安装中心线相对炉膛对角线的偏转角度α可有效地减小炉内切圆直径。对于已投运塔式锅炉，由于目前投运塔式锅炉均为超临界机组，燃烧器区域水冷壁采用螺旋管圈水冷壁，结构复杂。更改燃烧器安装中心线角度需对水冷壁进行改造，成本高，工作量大，可实施性不强。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：在不改变燃烧器安装中心线，不对锅炉水冷套改动的情况下，有效减小炉内切圆直径，减小塔式锅炉内外侧汽温偏差。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种用于减少塔式锅炉汽温偏差的四角切圆燃烧系统，其特征在于，包括多个二次风喷口及多个安装中心线不变且出口火焰向一侧偏斜的一次风煤粉燃烧器，一次风煤粉燃烧器与二次风喷口间隔布置。

优选地，所述一次风煤粉燃烧器包括煤粉喷管，煤粉喷管的两端分别为入口煤粉管道及喷口，煤粉喷管内设有用于形成浓煤粉气流及淡煤粉气流的浓缩装置，入口煤粉管道及喷口位于浓缩装置两侧，在喷口内设有用于使得浓煤粉气流向炉膛中心方向偏斜的导向装置。

优选地，在所述浓缩装置及所述导向装置的表面贴有耐磨陶瓷。

优选地，所述二次风喷口包括直吹风喷口及偏置风喷口，偏置风喷口相对所述一次风煤粉燃烧器的中心线偏置角度。

优选地，所述偏置风喷口相对所述一次风煤粉燃烧器的中心线的偏置角度为3°～14°。

本新型燃烧系统通过改变一次风煤粉燃烧器的内部结构，使燃烧器出口大部分煤粉气流向炉膛中央偏斜一定角度。可在不改变燃烧器安装中心线、不对锅炉水冷套改动的情况下，对现有塔式锅炉进行改造，可有效减小炉内火球切圆直径，并减小锅炉内外侧汽温偏差。

附图说明

图1为常规塔式锅炉燃烧系统布局；

图2为本实用新型燃烧系统布局；

图3为所述一次风煤粉燃烧器示意图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

结合图2，本实用新型提供的一种用于减少塔式锅炉汽温偏差的四角切圆燃烧系统包括多个一次风煤粉燃烧器107及多个二次风喷口。一次风煤粉燃烧器107、二次风喷口间隔布置。二次风喷口包括直吹风喷口、偏置风喷口。图2是 本实用新型所述燃烧系统的布局情况，展示了进入炉膛各气流的布局情况。燃烧器安装中心线102与炉膛对角线101成角度α，α在4°～8°之间。偏置风喷口相对燃烧器安装中心线偏转角度β，β在3°～14°之间，既可以形成“风包粉”的流场结构，也可有效地减小炉内火球切圆直径。

如图2所示，一次风煤粉燃烧器107可使得煤粉气流分为浓煤粉气流105、淡煤粉气流106两股。其中浓煤粉气流105包含大部分煤粉和大部分空气，可相对燃烧器安装中心线102向炉膛中心偏转角度γ，γ在4°～10°之间。淡煤粉气流106包括小部分煤粉和小部分空气，仍沿燃烧器安装中心线102方向进入炉膛。此时，一次风煤粉燃烧器107喷口处形成的火炬亦向炉膛中央偏斜，可有效地减小炉内火球切圆直径。

本实用新型中的一次风煤粉燃烧器107的结构如图3所示，包括入口煤粉管道301、煤粉喷管302、喷口304。煤粉喷管302内安装有浓缩装置303，可使得煤粉气流在喷管末端形成浓煤粉气流308及淡煤粉气流307。大部分煤粉和空气均进入浓煤粉气流308。喷口304的一块侧板305向一侧偏转一定角度，喷口304中安装导向块306，可使淡煤粉气流307继续沿喷管中心线方向前进，浓煤粉气流308则向一侧偏斜。根据导向块306角度及侧板305偏转角度，浓煤粉气流308相对燃烧器中心线偏转角度γ，可在4°～10°变动。在本燃烧系统中，浓煤粉气流308向炉膛中心方向偏斜，可使得火炬向炉膛中心偏斜，可有效减小炉内火球的直径。

导向块306及浓缩装置303的表面均安装有耐磨陶瓷，可抵御煤粉颗粒冲刷磨损。

浓煤粉气流308的偏转角度γ可大于燃烧器安装中心线102与炉膛对角线夹角α，此时浓煤粉气流308形成切圆旋转方向与炉内主气流旋转方向相反。但由于其旋转动量较小，进入炉膛后，将在炉内主气流带动下，沿主气流旋转方向旋转。