CFB锅炉正上二次风炉内埋管旋流喷吹装置的制作方法

本发明涉及cfb锅炉，属于动力工程领域。

背景技术：

cfb锅炉与煤粉炉相比主要缺点之一是锅炉效率低，而其中机械不完全燃烧热损失q4大于煤粉炉的缺点是尤其突出的。

目前的cfb锅炉，在给煤口两侧配置上下两层二次风，风煤质量传递效果差，存在“富氧区”及“富煤区”，“富氧”及“富燃料”(包括气体可燃物及可燃碳)由于横向移动能力不足，无法实现最佳结合，只能在各自区域一路上行，直至炉膛出口，特别是在旋风分离器内相遇之后部分完成燃烧反应，即为cfb锅炉均存在的“后燃”现象。“后燃”为锅炉设计必须考虑的主要问题。

分离器无法捕捉的细小颗粒除在设有飞灰再循环系统时有机会重新进入炉内燃烧放出热量外，其余绝大部分只能望炉兴叹、被宝为废、成为飞灰含碳量的主流了。分离器分离下来的较大颗粒在被返料器回送炉膛后，经过多次循环燃烧、磨细后，还会有部分因最终不能重新回入炉膛，加入飞灰含碳大军。

现有的通入二次风的方式，如图1所示，在前（后）墙上设置多个二次风口，但这样方式容易造成二次风与煤粉不能充分混合燃烧，燃烧效率低，而如何降低此部分不完全燃烧造成的热损失、提升燃烧效率，是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题即在提供一种cfb锅炉正上二次风炉内埋管旋流喷吹装置。

本发明所采用的技术手段如下所述。

一种cfb锅炉正上二次风炉内埋管旋流喷吹装置，包含复数悬臂状插入cfb锅炉炉膛的喷风主管，所述每个喷风主管设置于给煤口的正上方，所述喷风主管的管壁下半周设若干开孔，向下喷风。

所述复数喷风主管均连接在供风母管上，该供风母管通入二次风。

所述喷风主管设置于给煤口正上方，与给煤口同侧设置或对侧设置。

所述开孔处设置旋流器。

所述开孔内置复数旋流喷吹支管。

所述喷风主管的迎风侧设有防磨气腔结构。

所述防磨气腔结构包含设在喷风主管迎风侧的气腔壁，该气腔壁与喷风主管之间形成环膜气腔，该气腔壁的一侧端和上端通过封闭板与喷风主管连接封闭，该气腔壁的另一侧端不封闭，形成环膜气腔出风口，所述复数喷风主管均连接在供风母管上，该供风母管通入二次风，所述供风母管上设边界射流供风管，该边界射流供风管包含若干分支分别连接所述进风管。

所述喷风主管采用椭圆形管道，其短轴水平设置。

所述喷风主管采用底线水平的偏心变截面管道，喷风主管的截面由外端至内端方向逐渐减小。

本发明的有益效果如下。

1、本发明可以有效解决cfb锅炉“缺氧区”供风问题，使氧量与燃料燃烧需风实现最大可能的时空匹配。

2、管道自身的防磨问题主要通过采用气膜将管壁与烟气颗粒冲刷流隔绝予以解决，加之可采用其它常规防磨措施，磨损不会成为令人担心问题，而即使管道局部磨穿，空气发生泄漏，只是影响气流受控方向及流量，而无需停炉处理。

3、供风主管采用悬臂方式，热膨胀不受限制，根部温度低，强度最高，与受力要求相适应，且运行时向下喷风，可以抵消部分重力。

4、本发明实施后，可直接降低q3、q4损失，根据煤种等情况不同，可提高锅炉效率1~3%左右，从而延长地球有限的煤炭资源使用年限。

5、由于锅炉效率的提高，单位时间内煤耗降低，本发明可直接减少污染物的排放，并提高灰渣（因含碳量降低）品质。

6、本发明还可降低炉膛高度及二次风机压头，从而降低工程初投资及运行电耗。

7、本发明还可以突破cfb锅炉设计宽深比之限。

附图说明

图1为现有在前（后）墙上给煤口和上二次风口的位置示意图。

图2本发明中炉内二次风管及边界射流配风系统俯视示意图。

图3为本发明中风管环膜防磨气腔结构示意图。

图4为本发明中风管环膜防磨气腔结构截面示意图。

图5为本发明中在前（后）墙上给煤口与正上二次喷风主管的a-a面位置示意图。

具体实施方式

本发明保护一种cfb锅炉正上二次风炉内埋管旋流喷吹装置。

如图1所示，包含复数喷风主管2。喷风主管2以悬臂状插入cfb锅炉炉膛。复数喷风主管2均连接接自二次热风道的供风母管1。

如图5所示，喷风主管2的位置设置于给煤口5的正上方。喷风主管2管壁的下半周开孔，即开孔的方向为迎风侧，开孔内置旋流器，用于二次风旋流喷风，开孔的开孔率、孔型、孔径等依据具体实际情况而设定。

如图2和图3所示，喷风主管2的迎风侧设有防磨气腔结构4，其包含在迎风侧半圈的气腔壁41，该气腔壁41与喷风主管2管壁之间形成环膜气腔43，气腔壁41的一侧端和上端通过封闭板42与喷风主管2连接封闭，气腔壁41的另一侧端不封闭，形成环膜气腔出风口44，气腔壁41上设有进风管45。

上述供风母管1还连接有边界射流供风管3，其设有若干分支分别连接上述防磨气腔结构4的进风管45，为形成迎风侧环状防磨膜态风提供二次风。

喷风主管2采用椭圆形管道，其短轴为水平设置，或可采用底线水平的偏心变截面管道，喷风主管2的外端截面至内端截面的方向逐渐减小。

实际使用时，通过供风母管1上的阀门控制二次风通入的流量，进入每个喷风主管2后向下旋流喷风，此时二次喷风直接送到下方的给煤口入炉煤流处，与常规侧配风相比，风更容易与煤流混合，提升燃烧效率。同时通过边界射流供风管3的阀门控制二次风进入防磨气腔结构形成膜态风的流量，从而根据炉膛内实际旋流状态需求调整防磨功能。

本发明可以有效解决cfb锅炉“缺氧区”供风问题，使氧量与燃料燃烧需风实现最大可能的时空匹配，而管道自身的防磨问题主要通过采用气膜将管壁与烟气颗粒冲刷流隔绝予以解决，加之可采用其它常规防磨措施，磨损不会成为令人担心问题，而即使管道局部磨穿，空气发生泄漏，只是影响气流受控方向及流量，而无需停炉处理。供风主管采用悬臂方式，热膨胀不受限制，根部温度低，强度最高，与受力要求相适应，且运行时向下喷风，可以抵消部分重力。

本发明实施后，可直接降低q3、q4损失，根据煤种等情况不同，可提高锅炉效率1~3%左右，从而延长地球有限的煤炭资源使用年限。

由于锅炉效率的提高，单位时间内煤耗降低，本发明可直接减少污染物的排放，并提高灰渣（因含碳量降低）品质。

另外，本发明还可降低炉膛高度及二次风机压头，从而降低工程初投资及运行电耗。

技术特征：

1.一种cfb锅炉正上二次风炉内埋管旋流喷吹装置，其特征在于，包含复数悬臂状插入cfb锅炉炉膛的喷风主管（2），所述每个喷风主管（2）设置于给煤口的正上方，所述喷风主管（2）的管壁下半周设若干开孔，向下喷风。

2.如权利要求1所述的cfb锅炉正上二次风炉内埋管旋流喷吹装置，其特征在于，所述复数喷风主管（2）均连接在供风母管（1）上，该供风母管（1）通入二次风。

3.如权利要求1所述的cfb锅炉正上二次风炉内埋管旋流喷吹装置，其特征在于，所述喷风主管（2）设置于给煤口（5）正上方，与给煤口同侧设置或对侧设置。

4.如权利要求1所述的cfb锅炉正上二次风炉内埋管旋流喷吹装置，其特征在于，所述开孔处设置旋流器。

5.如权利要求1所述的cfb锅炉正上二次风炉内埋管旋流喷吹装置，其特征在于，所述开孔内置复数旋流喷吹支管。

6.如权利要求1所述的cfb锅炉正上二次风炉内埋管旋流喷吹装置，其特征在于，所述喷风主管（2）的迎风侧设有防磨气腔结构（4）。

7.如权利要求6所述的cfb锅炉正上二次风炉内埋管旋流喷吹装置，其特征在于，所述防磨气腔结构（4）包含设在喷风主管（2）迎风侧的气腔壁（41），该气腔壁（41）与喷风主管（2）之间形成环膜气腔（43），该气腔壁（41）的一侧端和上端通过封闭板（42）与喷风主管（2）连接封闭，该气腔壁（41）的另一侧端不封闭，形成环膜气腔出风口（44）；所述复数喷风主管（2）均连接在供风母管（1）上，该供风母管（1）通入二次风，所述供风母管（1）上还设边界射流供风管（3），该边界射流供风管（3）包含若干分支分别连接所述进风管（45）。

8.如权利要求1至7所述的cfb锅炉正上二次风炉内埋管旋流喷吹装置，其特征在于，所述喷风主管（2）采用椭圆形管道，其短轴水平设置。

9.如权利要求1至7所述的cfb锅炉正上二次风炉内埋管旋流喷吹装置，其特征在于，所述喷风主管（2）采用底线水平的偏心变截面管道，喷风主管（2）的截面由外端至内端方向逐渐减小。

技术总结
本发明保护一种CFB锅炉正上二次风炉内埋管旋流喷吹装置，包含复数悬臂状插入CFB锅炉炉膛的喷风主管，其均设于给煤口正上方，喷风主管管壁下半周设若干开孔向下旋流喷风，喷风主管均连接在供风母管上，喷风主管的迎风侧设有防磨气腔结构，其为喷风主管迎风侧的气腔壁围成的环膜气腔，供风母管也向环膜气腔提供二次风形成防磨膜态风，供风主管可采用短轴水平的椭圆形管道或底线水平的偏心变截面管道，本发明可强化二次风与入炉煤流间的质量传递，从而有效提升CFB锅炉的燃烧效率。

技术研发人员：李仁
受保护的技术使用者：中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司
技术研发日：2018.05.29
技术公布日：2019.12.06