专利摘要

专利摘要

布置拱上二次风的缝隙式乏气前置型W火焰锅及配风方法，本发明涉及一种燃煤电站锅炉，本发明是为了解决W火焰锅煤粉气流着火晚，燃烧不稳定，以及前后墙结渣的问题，它还包括两排双旋风筒浓淡煤粉燃烧器，双旋风筒浓淡煤粉燃烧器包括拱上二次风喷口、两个周界风喷口、两个浓煤粉气流喷口和四个缝隙式乏气喷口；每个浓煤粉气流喷口与两个缝隙式乏气喷口对应设置，且每个浓煤粉气流喷口外围设有一个周界风喷口，拱上二次风喷口、两个周界风喷口、两个浓煤粉气流喷口和四个缝隙式乏气喷口均与下炉膛连通。本发明属于锅炉燃烧技术领域。

权利要求

1.布置拱上二次风的缝隙式乏气前置型W火焰锅，它包括上炉膛(1)、下炉膛(2)、前炉拱(3)和后炉拱(4)，上炉膛(1)、前炉拱(3)、下炉膛(2)和后炉拱(4)构成炉体，其特征在于：它还包括两排双旋风筒浓淡煤粉燃烧器(5)，每排双旋风筒浓淡煤粉燃烧器(5)包括多个双旋风筒浓淡煤粉燃烧器(5)，多个双旋风筒浓淡煤粉燃烧器(5)呈一字型排列对称安装在前炉拱(3)和后炉拱(4)上,双旋风筒浓淡煤粉燃烧器(5)包括拱上二次风喷口(7)、两个周界风喷口(8)、两个浓煤粉气流喷口(9)和四个缝隙式乏气喷口(6)；双旋风筒浓淡煤粉燃烧器(5)上四个缝隙式乏气喷口(6)沿炉膛的宽度方向并排设置，双旋风筒浓淡煤粉燃烧器(5)上拱上二次风喷口(7)与四个缝隙式乏气喷口(6)相对设置，沿炉膛深度方向两个浓煤粉气流喷口(9)设置在拱上二次风喷口(7)与四个缝隙式乏气喷口(6)之间，每个浓煤粉气流喷口(9)与两个缝隙式乏气喷口(6)对应设置，且每个浓煤粉气流喷口(9)外围设有一个周界风喷口(8)，拱上二次风喷口(7)、两个周界风喷口(8)、两个浓煤粉气流喷口(9)和四个缝隙式乏气喷口(6)均与下炉膛(2)连通。

2.根据权利要求1所述布置拱上二次风的缝隙式乏气前置型W火焰锅，其特征在于：缝隙式乏气喷口(6)的横截面为长方形，每个双旋风筒浓淡煤粉燃烧器(5)上四个缝隙式乏气喷口(6)的横截面积总和与单根乏气管道的横截面积相等。

3.根据权利要求1所述布置拱上二次风的缝隙式乏气前置型W火焰锅，其特征在于：四个缝隙式乏气喷口(6)靠近炉膛(2)的中心面平行设置，前炉拱(3)上拱上二次风喷口(7)靠近下炉膛(2)的前墙设置，后炉拱(4)上拱上二次风喷口(7)靠近下炉膛(2)的后墙设置。

4.根据权利要求3所述布置拱上二次风的缝隙式乏气前置型W火焰锅，其特征在于：沿炉膛宽度方向的双旋风筒浓淡煤粉燃烧器(5)上每个浓煤粉气流喷口(9)均设置在两个平行设置的缝隙式乏气喷口(6)之间，且两个平行设置的缝隙式乏气喷口(6)之间的距离大于浓煤粉气流喷口(9)的外径。

5.一种如权利要求1-4任意一项所述的布置拱上二次风的缝隙式乏气前置型W火焰锅的配风方法，其特征在于：它包括以下步骤：

W火焰锅炉拱部增设拱上二次风喷口(7)，锅炉满负荷运行时，锅炉满负荷运行时，拱上二次风率为入炉总风率的20％左右，风速约为20m/s；浓煤粉喷口(9)与炉膛中心侧之间布置多组缝隙式乏气喷口(6)，所述一次风占入炉总风率的25％，乏气风率占一次风总风率的50％左右，风速约为20m/s。

6.根据权利要求6所述的布置拱上二次风的缝隙式乏气前置型W火焰锅的配风方法，其特征在于：每个浓煤粉喷口(9)外布置有周界风喷口(8)，周界风率占入炉总风率的5％，风速约为10m/s。

7.根据权利要求6所述的布布置拱上二次风的缝隙式乏气前置型W火焰锅的配风方法，其特征在于：锅炉拱上风率和拱下风率各占入炉总风率的50％。

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃煤电站锅炉，具体涉及布置拱上二次风的缝隙式乏气前置型W火焰锅及配风方法，属于锅炉燃烧技术领域。

背景技术

我国是当今世界上最大的煤炭生产国，也是最大的煤炭消费国。2004年至2006年，我国煤炭产量年均复合增长率达10.3％，2006年、2007年上半年我国煤炭总产量分别为23.8亿吨和10.82亿吨。目前，我国的煤炭消费结构呈现多元化的特点，长期以来电力、冶金、化工和建材4个行业是主要耗煤产业。四大行业煤炭消费量约占总消费量的70％左右，其中电力行业煤炭消费量(动力煤)占总消费量的50％以上。然而，随着科技水平的提高，我国的煤炭资源利用方式也愈发精致，用于火力发电的动力煤通常是煤种多变、煤质偏差的劣质煤炭。为了燃用此类煤质，二十世纪九十年代，我国逐步从北非和西欧等地区引进了W火焰锅炉。W火焰锅炉是专为燃用低挥发分难燃煤种而设计的一种电站锅炉。它具有炉膛温度高、煤粉气流燃烧行程长等优点。由于中国的无烟煤和贫煤资源储量丰富，且相对其它动力用煤价格低廉，因此W火焰锅炉很快便得到广泛应用，成为火力发电的主要炉型之一。目前，中国在建和已建的W火焰锅炉已经超过了130台，总装机容量超过41000MW，占世界总保有量的80％。

根据生产厂家的不同，W火焰锅炉总体上可分为四个流派，分别是美国福斯特惠勒(FW)W火焰锅炉、巴威(B&W)W火焰锅炉、韩国斗巴W火焰锅炉以及斯坦因W火焰锅炉。其中，福斯特惠勒型W火焰锅炉应用最为广泛，约占总市场份额的65％。与其它三类W火焰锅炉相比，FW型W火焰锅炉的下炉膛体积狭小，上炉膛体积较大，同时配备了特殊的双旋风筒浓淡煤粉燃烧器且拱部风率不足入炉总风率的30％，拱下风率可达50％以上。长期的实际应用表明，与其它W火焰锅炉相似FW型W火焰锅炉也普遍存在NOx排放量高的问题，但是除此之外，FW型W火焰锅炉还不同程度地出现了煤粉气流着火晚，燃烧不稳定，以及前后墙结渣的问题。这些问题是由FW型W火焰锅炉特殊的燃烧器器结构和燃烧组织方式造成的。虽然通过燃烧调整能够在一定程度上缓解上述问题，但是由于炉内的燃烧组织方式并未从根本上发生改变，不能从根本上解决上述问题。因此，有必要开发出新型W火焰锅炉以及相应的燃烧方法和技术。

发明内容

本发明是为了解决W火焰锅炉煤粉气流着火晚，燃烧不稳定，以及前后墙结渣的问题，进而提供布置拱上二次风的缝隙式乏气前置型W火焰锅及配风方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

方案一：它包括上炉膛、下炉膛、前炉拱和后炉拱，上炉膛、前炉拱、下炉膛和后炉拱构成炉体，它还包括两排双旋风筒浓淡煤粉燃烧器，每排双旋风筒浓淡煤粉燃烧器包括多个双旋风筒浓淡煤粉燃烧器，多个双旋风筒浓淡煤粉燃烧器呈一字型排列对称安装在前炉拱和后炉拱上,双旋风筒浓淡煤粉燃烧器包括拱上二次风喷口、两个周界风喷口、两个浓煤粉气流喷口和四个缝隙式乏气喷口；双旋风筒浓淡煤粉燃烧器上四个缝隙式乏气喷口沿炉膛的宽度方向并排设置，双旋风筒浓淡煤粉燃烧器上拱上二次风喷口与四个缝隙式乏气喷口相对设置，沿炉膛深度方向两个浓煤粉气流喷口设置在拱上二次风喷口与四个缝隙式乏气喷口之间，每个浓煤粉气流喷口与两个缝隙式乏气喷口对应设置，且每个浓煤粉气流喷口外围设有一个周界风喷口，拱上二次风喷口、两个周界风喷口、两个浓煤粉气流喷口和四个缝隙式乏气喷口均与下炉膛连通。

方案二：布置于拱上二次风喷口的乏气后置型W火焰锅炉的配风方法包括以下步骤：

它包括以下步骤：W火焰锅炉拱部增设拱上二次风喷口，锅炉满负荷运行时，锅炉满负荷运行时，拱上二次风率为入炉总风率的20％左右，风速约为20m/s；浓煤粉喷口与炉膛中心侧之间布置多组缝隙式乏气喷口，所述一次风占入炉总风率的25％，乏气风率占一次风总风率的50％左右，风速约为20m/s。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本申请优化了乏气和浓煤粉气流喷口的布置方式，乏气和浓煤粉气流均置于向火侧，有利于煤粉气流的着火和稳燃。

如图1和图3所示，传统FW型W火焰锅炉的每只双旋风筒浓淡煤粉燃烧器包括两个浓煤粉气流和两个乏气喷口。其中乏气喷口布置于近炉膛中心侧，浓煤粉气流喷口9布置于下炉膛2的前、后墙近壁侧。沿炉膛宽度方向浓淡煤粉气流喷口布置于同一条直线上，沿炉膛深度方向淡煤粉气流布置在浓煤粉气流与炉膛高温区之间。在该喷口布置方式下只有淡煤粉气流能够直面炉膛高温区，受到高温区的加热作用。由于淡煤粉气流的阻隔，高温回流区无法直接加热浓煤粉气流，导致其升温速度慢，不利于煤粉气流的着火和稳燃。

如图2和图4所示，本发明W火焰锅炉采用缝隙式乏气喷口6，沿炉膛深度方向缝隙式乏气喷口6虽然仍布置于浓煤粉气流喷口9与炉膛高温区之间，但是却与浓煤粉气流喷口9沿炉膛宽度方向错列布置。与传统FW型W火焰锅炉相比，采用本发明后浓煤粉气流和淡煤粉气流均直面炉内高温回流区，受回流区的直接加热作用，煤粉气流升温速度加快，有利于煤粉气流的着火和稳燃。

2、改变了锅炉的拱上、拱下二次风配比，强化了炉内分级燃烧水平，有利于降低NOx排放水平。

如图1所示：传统FW型W火焰锅炉下炉膛前墙和后墙由上到下依次布置了D、E层及F层拱下二次风喷口，锅炉拱部仅设有作为冷却位的周界风。在锅炉实际运行过程中拱下风率约为入炉总风率的70％，拱部风率不足30％。大部分二次风在拱下集中供入炉膛，煤粉在富氧环境下燃烧。煤粉中的N元素以及空气中的N2与空气中的氧气充分反应，炉内空气分级水平较低，不利于抑制燃料型NOx的生成。

如图2所示，本发明在前炉拱和后炉拱上增设多个拱上二次风喷口7，拱上二次风喷口7靠近锅炉上炉膛前墙侧和后墙侧布置。风率约20％的二次风自拱下移到拱上，拱下风率减小至入炉风率的50％。煤粉气流喷入炉膛后在下冲过程中，二次风均匀供入，使得煤粉气流在各燃烧阶段均处于适宜的低化学当量比条件下，在保障煤粉燃烧，提高效率的同时，强化炉内的分级燃烧水平，抑制NOx的生成，降低锅炉的NOx排放量。

3、能够有效防止锅炉下炉膛前、后墙顶部结渣。

如图1和图3所示，传统FW型W火焰锅炉的每只双旋风筒浓淡煤粉燃烧器包括两个浓煤粉和两个乏气喷口。其中乏气喷口布置于近炉膛中心侧，浓煤粉气流布置于下炉膛前、后墙近壁侧。由于锅炉拱部除了浓、淡煤粉气流外仅布置有周界风，拱部二次风率不足入炉总风率的5％。经实验测量下炉膛前、后墙顶部近壁侧的氧气浓度约为7％，气氛的还原性较强，还原性气氛下煤粉的灰熔点较低，煤粉中的灰分易被加热至熔融态附着在前后墙卫燃带上造成结渣。

如图2和图4所示，本发明在锅炉拱部前后墙近壁侧布置拱上二次风喷口7，入炉总风率中越20％由拱上二次风喷口供入炉膛。拱上二次风的喷入使前后墙近壁侧气氛的氧化性大大增强，氧气浓度可提高至15％以上。在富氧环境下煤粉中灰分的熔点较高，煤粉气流中的灰分不易加热至熔融态，从而有效防止结渣现象的发生。

此外，对于传统FW W火焰锅炉，浓煤粉气流靠近锅炉下炉膛前后墙布置，浓煤粉气流与前后墙之间无其它气流阻隔，熔融态的煤粉颗粒冲刷卫燃带，易引起前墙和后墙结渣。

而本发明拱上二次风喷入炉膛后迅速扩散可在浓煤粉气流与下炉膛前后墙之间形成一道风幕将浓煤粉气流与前后墙分隔开，将前后墙近壁侧的煤粉浓度降低至原浓度的20％左右，煤粉中的灰分对卫燃带的冲刷效果减弱，能够进一步防止锅炉前墙和后墙结渣。。

附图说明

图1是原FW型W火焰锅炉的截面流场示意图。

图2是本发明W火焰锅炉的截面流场示意图。

图3是图1中A向示意图

图4是图2中B向示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图2和图4来说明本实施方式，本实施方式布置拱上二次风的缝隙式乏气前置型W火焰锅，它包括上炉膛1、下炉膛2、前炉拱3和后炉拱4，上炉膛1、前炉拱3、下炉膛2和后炉拱4构成炉体，其特征在于：它还包括两排双旋风筒浓淡煤粉燃烧器5，每排双旋风筒浓淡煤粉燃烧器5包括多个双旋风筒浓淡煤粉燃烧器5，多个双旋风筒浓淡煤粉燃烧器5呈一字型排列对称安装在前炉拱3和后炉拱4上,双旋风筒浓淡煤粉燃烧器5包括拱上二次风喷口7、两个周界风喷口8、两个浓煤粉气流喷口9和四个缝隙式乏气喷口6；双旋风筒浓淡煤粉燃烧器5上四个缝隙式乏气喷口6沿炉膛的宽度方向并排设置，双旋风筒浓淡煤粉燃烧器5上拱上二次风喷口7与四个缝隙式乏气喷口6相对设置，沿炉膛深度方向两个浓煤粉气流喷口9设置在拱上二次风喷口7与四个缝隙式乏气喷口6之间，每个浓煤粉气流喷口9与两个缝隙式乏气喷口6对应设置，且每个浓煤粉气流喷口9外围设有一个周界风喷口8，拱上二次风喷口7、两个周界风喷口8、两个浓煤粉气流喷口9和四个缝隙式乏气喷口6均与下炉膛2连通。

具体实施方式二：结合图4来说明本实施方式，本实施方式所述缝隙式乏气喷口6的横截面为长方形，每个双旋风筒浓淡煤粉燃烧器5上四个缝隙式乏气喷口6的横截面积总和与单根乏气管道的横截面积相等。

其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图4来说明本实施方式，本实施方式所述四个缝隙式乏气喷口6靠近炉膛2的中心面平行设置，前炉拱3上拱上二次风喷口7靠近下炉膛2的前墙设置，后炉拱4上拱上二次风喷口7靠近下炉膛2的后墙设置。

其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图2来说明本实施方式，本实施方式所述沿炉膛宽度方向的双旋风筒浓淡煤粉燃烧器5上每个浓煤粉气流喷口9均设置在两个平行设置的缝隙式乏气喷口6之间，且两个平行设置的缝隙式乏气喷口6之间的距离大于浓煤粉气流喷口9的外径

其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图2和图4来说明本实施方式，本实施方式布置拱上二次风的缝隙式乏气前置型W火焰锅及配风方法包括以下步骤：

W火焰锅炉拱部增设拱上二次风喷口7，锅炉满负荷运行时，锅炉满负荷运行时，拱上二次风率为入炉总风率的20％左右，风速约为20m/s；浓煤粉喷口9与炉膛中心侧之间布置多组缝隙式乏气喷口6，所述一次风占入炉总风率的25％，乏气风率占一次风总风率的50％左右，风速约为20m/s。

具体实施方式六：结合图2和图4来说明本实施方式，本实施方式

每个浓煤粉喷口9外布置有周界风喷口8，周界风率占入炉总风率的5％，风速约为10m/s。

其它组成和连接关系与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图2和图4来说明本实施方式，本实施方式锅炉拱上风率和拱下风率各占入炉总风率的50％。

其它组成和连接关系与具体实施方式五相同。

实施例：

本发明已经在某电厂一台由美国福斯特惠勒公司生产的600MW FW W火焰锅炉上应用，锅炉前后拱对称布置有18组双旋风筒浓淡分离煤粉燃烧器。采用本发明后，锅炉拱部增设了18组长600mm，宽150mm的拱上二次风喷口，约25％的二次风由喷口供入炉膛。原燃烧器的两个乏气喷口拆分为4个缝隙式乏气喷口由近炉膛中心侧供入炉膛。每个缝隙式乏气喷口长300mm，宽100mm。经试验测量，拱上二次风速约为20m/s，乏气风速约为23m/s。

采用本发明前，二次风仅由锅炉拱部周界风喷口供入，风率约为10％，满负荷工况下炉膛出口的NOx排放量约为1350mg/m3，低负荷工况或燃用低挥发分煤质时煤粉气流的着火和稳燃能力较差，在300MW负荷工况时，会引发锅炉灭火事故，造成巨大经济损失。并且，前后墙存在严重的结渣现象，每年需要多次停炉清灰。

采用本发明后，拱部和拱下二次风率均为50％左右，满负荷工况下炉膛出口的NOx排放量降低至700mg/m3，煤粉气流的着火和稳燃能力明显改善，经燃烧调整试验发现，在燃用劣质煤时煤粉气流依然能够稳定着火燃烧。炉膛前后墙的结渣现象基本消失，各燃烧器均能正常投运。

布置拱上二次风的缝隙式乏气前置型W火焰锅及配风方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。