一种新型台阶拱形W火焰锅炉炉膛结构的制作方法

本实用新型涉及煤粉锅炉。尤其是涉及一种用于火力发电厂1000MW容量等级超超临界煤粉锅炉的W火焰锅炉炉膛结构。

背景技术：

W火焰锅炉主要用于燃烧低反应特性的无烟煤和劣质贫煤，炉膛由下部燃烧室和上部冷却室组成，燃料燃烧过程基本都在下部燃烧室内进行。上下炉膛之间采用拱形过渡，燃烧器布置在炉拱位置，煤粉气流从拱顶向下喷射着火燃烧。着火后的煤粉气流中的煤粉颗粒下冲至炉膛下部后，煤粉颗粒由于燃烧失重重量减轻，高温烟气被燃烧室下部分级风的托起，在炉膛内通风上拔力的作用下向上转折流动，在下部燃烧室内形成W型火焰。此种炉膛结构设计可保证低反应特性的无烟煤和劣质贫煤在炉内稳定着火和后续高效燃烧。

对于600MW等级及以下W火焰锅炉，炉膛前、后炉拱顶部各布置一排燃烧器。当W火焰锅炉容量增加到1000MW等级时，受单只燃烧器热功率限制，燃烧器数量需增加至48只左右，如果炉膛前、后炉拱顶部还是各布置一排燃烧器，炉膛宽度需大幅度增加，炉宽方向上对锅炉起悬吊作用的大板梁和对锅炉起支撑和防爆作用的刚性梁，以及负责为燃烧系统供风的二次风风箱构架和锅炉吹灰系统等部件的结构设计均会遇到不可克服的技术问题。因此要想将W火焰锅炉在600MW等级容量向更大容量发展，必须解决在可接受的炉膛宽度内如何容纳更多燃烧器的问题。并且新的炉膛和燃烧系统的结构形式必须满足煤粉在炉内稳定着火和后续高效燃烧的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种新型双拱形W火焰锅炉炉膛结构，该结构不改变传统W火焰锅炉的双拱形结构，燃烧器的布置方式更加灵活，能够有效解决机组容量增大至1000MW及以上等级后燃烧器的布置问题，同时将炉膛宽度控制在可接受的33~37米范围内，从而避免锅炉钢结构大板梁和对锅炉起支撑和防爆作用的刚性梁，以及负责为燃烧系统供风的二次风风箱构架和锅炉吹灰系统等部件的结构设计因炉膛过宽而出现不可克服的技术障碍。

为了实现本实用新型的目的，提出以下技术方案：

一种新型双台阶拱形W火焰锅炉炉膛结构，所述炉膛结构从上至下分为上炉膛7和下炉膛1两部分，上下炉膛中间通过上下炉膛过渡管组8连接。下炉膛1的前、后墙通过弯管形成台阶形的炉拱2，在台阶形的炉拱2每级台阶上各布置一排主燃烧器3，所述燃烧器采用错列布置。

所述下炉膛炉拱2每级台阶的高度留有足够的空间可做水平支撑，满足炉拱强度要求。

所述主燃烧器3、炉膛配备的乏气风喷口5和分级风喷口6布置于下炉膛1的前、后墙水冷壁上。

所述下炉膛1的四角为切角式结构形式，切角结构通过水冷壁管子弯制后构成。

所述锅炉炉膛的上炉膛7炉拱2坡度向上倾斜15°~20°，在炉拱2上各布置两排主燃烧器3，用于1000MW及以上等级W火焰锅炉炉膛。

通过采用新型双台阶拱形W火焰锅炉炉膛结构设计，可将原W火焰锅炉典型的前后墙拱上单排燃烧器布置形式改为前后墙台阶拱上的双排燃烧器布置形式。采用这种台阶拱形W火焰锅膛结构和拱上双排燃烧器布置形式后，1000MW及以上等级W火焰锅炉的炉膛宽度可大幅降低。

本双台阶拱形W火焰锅炉炉膛结构同时具备经济性和安全性特点，适用于1000MW及以上等级W火焰锅炉。

附图说明

图1为炉膛结构侧视图；

图2为炉膛结构前视图；

图3为下炉膛拱上燃烧器布置示意图；

其中：1下炉膛、2炉拱、3主燃烧器、4炉膛刚性梁、5乏气风喷口、6分级风喷口、7上炉膛、8上下炉膛过渡管组。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进一步详细说明。

图1为炉膛结构侧视图；图2为炉膛结构前视图。如图所示，本新型双拱形W火焰锅炉炉膛从上至下分为上炉膛7和下炉膛1两部分，上下炉膛中间通过上下炉膛过渡管组8连接。主燃烧器3、乏气风喷口5和分级风喷口6等主要燃烧系统设备布置于下炉膛1的前后墙水冷壁上。下炉膛1前后墙通过弯管形成台阶形炉拱2，在台阶炉拱2每级台阶上各布置一排主燃烧器3，同时台阶留有足够高度，留有足够的空间可做水平支撑，满足炉拱强度要求。

图3为下炉膛拱上燃烧器布置示意图，双拱形W火焰锅炉炉膛下炉膛四角为切角式结构形式，切角结构通过水冷壁管子弯制后构成。通过下炉膛横截面视图示出前后墙主燃烧器3布置形式和炉膛四角切角结构。燃烧器采用错列双排布置。

该结构解决了锅炉容量增加至1000MW及以上等级后，燃烧器的布置问题。每排主燃烧器之间的间距根据煤种的实际燃烧和结焦特性按标准选取。本设计主燃烧器水平间距根据煤制特性定为2090m，根据1000MW锅炉容量要求需布置48只主燃烧器，如按传统的前后墙单排燃烧器布置方式，每排需布置24只主燃烧器，再考虑最边上主燃烧器至炉膛侧水冷壁的安全距离，炉膛宽度将达到57585mm，如此宽度的炉膛为锅炉钢结构、顶板（大板梁）和对锅炉起支撑和防爆作用的刚性梁，以及负责为燃烧系统供风的二次风风箱构架和锅炉吹灰系统等部件的结构设计因炉膛过宽而出现不可克服的技术障碍。

新型的双拱炉膛结构，主燃烧器可以采用前后水冷壁拱上双排配置方式，每排主燃烧器数量由原来的24只减少为12只，在维持原主燃烧器水平间距2090mm不变的前提下，可将炉膛宽度大幅降低至34595mm，有效缩短了炉膛宽度方向的尺寸，能够更加合理布置大板梁、刚性梁和风箱构架等锅炉支撑，使锅炉支撑结构与常规600MW等级锅炉相似，克服了炉宽大幅度增加引起的技术瓶颈。同时，台阶拱上主燃烧器采用双排错列的布置形式，可以有效避免燃烧器之间在煤粉气流着火初期的互相干扰，可保证每只燃烧器的着火稳定性。本实用新型适合1000MW及以上容量等级W火焰锅炉炉膛结构。

以1000MW容量W火焰锅炉炉膛为例，上部炉膛深度为13420mm，下部炉膛深度为26620mm，上、下炉膛宽度为34595mm，炉拱坡度向上倾斜15°~20°，主燃烧器3在下炉膛1的炉拱2上各布置两排，每排12只，每台炉共48只主燃烧器。

本锅炉炉膛结构解决了锅炉容量增加后，燃烧器的布置问题，同时，有效缩短了炉膛宽度方向的尺寸，能够更加合理布置大板梁、刚性梁和风箱构架等锅炉支撑，使锅炉支撑结构与常规600MW等级锅炉相似，克服了炉宽大幅度增加引起的技术瓶颈。台阶拱上双排错列燃烧器的布置形式，可以有效避免燃烧器之间在煤粉气流着火初期的互相干扰，可保证每只燃烧器的着火稳定性。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。