专利名称：切椭圆燃烧煤粉锅炉直流燃烧器布置结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种煤粉锅炉燃烧器布置结构，具体的说是一种切椭圆燃烧煤粉锅炉直流燃烧器布置结构。
技术背景随着能源的紧张，各国都在考虑解决能源问题。我国电力工业主要以燃煤发电为主，提高燃煤机组效率，降低污染物排放是燃煤发电的永恒主题，更是我国火电结构调整的主要任务。超(超)临界机组在发达国家已经广泛应用，效率比亚临界机组高2 3%，并且在机组的成熟性、可靠性、热机动性、可用率、技术的先进性以及机组寿命等方面可与亚临界机组相媲美。因此近几年在我国得到了超常规的发展，但随着锅炉参数的提高和容量的增加，燃烧系统出现的问题也愈来愈突出。目前，已投产的超(超)临界煤粉锅炉燃烧方式主要有对冲燃烧和切向燃烧两种方式。采用对冲燃烧方式的锅炉，锅炉容量的增加主要是增加炉膛宽度，而深度相对变化不大，只在炉宽方向增加燃烧器数量。而采用切向燃烧方式的锅炉会受到燃烧器射流要保证炉内火焰充满度、炉膛中央形成切圆的限制，一般为了保证炉内火焰形成切圆，射流长度不宜过长且炉膛宽深比一般控制在0. 8 1. 2之间。现在有些百万机组采用了八角双切圆的燃烧方式，炉膛宽深比基本控制在2左右，设计中对宽与深结构尺寸的确定要求都较高。实践表明，切向燃烧在煤种适应性和着火稳定性方面优于对冲燃烧，应用较多。其中，电站锅炉四角布置直流切圆燃烧方式是我国普遍采用的一种重要形式。四角切圆燃烧方式最主要的特点就是炉内气流旋转，有利于空气的扰动混合，进而为炉内燃料的燃烧、燃尽创造了有利条件。但是切圆燃烧存在两点不足，一是由于出口残余气流的扭转易引起炉膛出口水平烟道左右侧的烟温偏差，因此过热器特别是再热器容易造成超温爆管；二是切圆燃烧容易产生气流贴墙，因而比对冲燃烧更容易结渣和腐蚀，特别是燃用贫煤时，由于燃烧延迟和二次风与一次风的动量流率比大，使得火焰刷墙，导致结渣与高温腐蚀。随着国家低碳经济的发展，超(超)临界机组装机容量的增加，大容量锅炉的炉膛结构优化设计及切向燃烧方式的科学选型是电力工业面临的十分严重的技术难题。因此， 为确保锅炉的安全高效运行，研发新型的煤粉锅炉直流燃烧器布置结构具有重大的现实意义
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于克服背景技术之不足而提供煤粉锅炉炉膛四角和前、 后墙混合布置的一种切椭圆燃烧煤粉锅炉直流燃烧器布置结构。本实用新型采用如下技术方案—种切椭圆燃烧煤粉锅炉直流燃烧器布置结构，包括分层布置的全摆动式直流燃烧器，所述全摆动式直流燃烧器分层布置在炉膛前、后墙及炉膛四角上。采用上述技术方案的本实用新型与现有技术相比，全摆动式直流燃烧器分层置于炉膛前、后墙及四角上，火焰在燃烧的过程中形成椭圆形状，使火焰更好的充满炉膛，锅炉水冷壁的受热更加均勻，从而避免锅炉水冷壁的结渣和高温腐蚀，减小炉膛出口水平烟道左右侧的烟温偏差，还可使炉膛的宽深结构参数达到优化设计，以适应锅炉机组大型化的要求。作为本实用新型的一种优选方案，所述供一次风或供二次风的全摆动式直流燃烧器均呈水平和垂直摆动式结构。作为本实用新型的一种优选方案，所述全摆动式直流燃烧器自上而下分层设置六个供一次风的全摆动式直流燃烧器，相邻两个供一次风的全摆动式直流燃烧器之间设置有供二次风的全摆动式直流燃烧器。作为本实用新型的一种优选方案，所述同层布置的供一次风的全摆动式直流燃烧器与同一台磨煤机连接。作为本实用新型的一种优选方案，所述分层布置的全摆动式直流燃烧器每层布置为六个。作为本实用新型的一种优选方案，所述同层布置的供一次风的全摆动式直流燃烧器置于后墙及后墙壁角上共三个，并且该三个全摆动式直流燃烧器由左向右与后墙之间的夹角分别为50°、107°和25°，该三个全摆动式直流燃烧器左右摆动的角度范围分别是士5°、士7°和士2°，其上下摆动的角度范围是士 10 15°。作为本实用新型的一种优选方案，所述同层布置的供一次风的全摆动式直流燃烧器置于前墙及前墙壁角上共三个，并且该三个全摆动式直流燃烧器由右向左与前墙之间的夹角分别为50°、107°和25°，该三个全摆动式直流燃烧器左右摆动的角度范围分别是士5°、士7°和士2°，其上下摆动的角度范围是士 10 15°。
图1是本实用新型燃烧区域结构示意图。图2是本实用新型同一列布置的全摆动式直流燃烧器结构示意图。图3是本实用新型同层布置供一次风喷口的全摆动式直流燃烧器俯视结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及600MW超临界锅炉实施例对本实用新型作进一步说明一种切椭圆燃烧煤粉锅炉直流燃烧器布置结构，参见附图1至附图3，图中后墙 1，燃尽区2，还原区3，主燃区4，冷灰斗5，紧凑燃尽风喷口 6，下部分离燃尽风喷口 7，上部分离燃尽风喷口 8，前墙9，二次风喷口 10，一次风喷口 11，第一全摆动式直流燃烧器12，左侧墙13，第二全摆动式直流燃烧器14，第三全摆动式直流燃烧器15，第四全摆动式直流燃烧器16，右侧墙17，第五全摆动式直流燃烧器18，第六全摆动式直流燃烧器19。本实施例，参见附图1，在主燃烧区4上部布置了两层燃尽风喷口，此两层燃尽风喷口分别为紧接于主燃区上部的紧凑燃尽风喷口 6，以及在紧凑燃尽风喷口 6之上一段距离布置的分离燃尽风喷口，分离燃尽风喷口为上部分离燃尽风喷口 8和下部分离燃尽风喷口 7。上部分离燃尽风喷口 8和下部分离燃尽风喷口 7也采用水平和垂直摆动式结构。一部分助燃空气通过这些独立的喷口送入炉膛，以达到分级送风，控制较低的化学当量比，降低NOx排放的目的。一次风喷口 11和二次风喷口 10的布置可将炉膛自下而上分为三个区域主燃烧区4，过量空气系数维持在0. 8 0. 9，燃烧着火后在欠氧的条件下燃烧，控制NOx 的生成；NOx还原区3，随着紧凑燃尽风的补入，过量空气系数渐渐达到1. 0左右；燃尽区2， 分离燃尽风投入后进入燃尽区，过量空气系数达到1. 15 1. 25，可燃物被尽可能的燃尽。要合理的确定燃尽风喷口与最上层一次风喷口 11的距离，合适的距离与炉膛结构、燃料种类有关，对于煤粉炉合理的燃尽风量约为15% 20%，如布置两层分离燃尽风， 燃尽风量可高达30% 45%。此外，燃尽风要有足够高的流速，以保证与烟气的良好混合。本实施例中，分层布置的全摆动式直流燃烧器分层布置在前、后墙及四角上。炉膛呈矩形结构，炉膛由前墙9、后墙1、左侧墙13和右侧墙17构成。供一次风的全摆动式直流燃烧器均呈水平和垂直摆动式结构，供二次风的全摆动式直流燃烧器均呈水平和垂直摆动式结构。作为本实施例的一种优选结构，参见附图2，全摆动式直流燃烧器自上而下分层设置六个供一次风的全摆动式直流燃烧器，其喷口是一次风喷口 11 ；相邻两个供一次风的全摆动式直流燃烧器之间设置有供二次风的全摆动式直流燃烧器，其喷口是二次风喷口 10， 参见附图2中所示，为五个。作为本实施例的一种优选结构，同层布置的供一次风的全摆动式直流燃烧器与同一台磨煤机连接。作为本实施例的一种优选结构，分层布置的全摆动式直流燃烧器每层布置为六个。作为本实施例的一种优选结构，同层布置的供一次风的全摆动式直流燃烧器置于后墙1及后墙壁角上共三个，参见附图3所示，分别是第二全摆动式直流燃烧器14、第三全摆动式直流燃烧器15和第四全摆动式直流燃烧器16，并且这三个全摆动式直流燃烧器由左向右与后墙9之间的夹角分别为50°、107°和25°，三个全摆动式直流燃烧器左右摆动的角度范围分别是士5°、士7°和士2°，其上下摆动的角度范围是士 10 15°。其中第三全摆动式直流燃烧器15与后墙9之间的夹角为107°，是以第三全摆动式直流燃烧器 15、第二全摆动式直流燃烧器14和第四全摆动式直流燃烧器16的喷射火焰向一个方向汇集得到的测量角度。作为本实施例的一种优选结构，同层布置的供一次风的全摆动式直流燃烧器置于前墙9及前墙壁角上共三个，参见附图3，分别是第五全摆动式直流燃烧器18、第六全摆动式直流燃烧器19和第一全摆动式直流燃烧器12，并且这三个全摆动式直流燃烧器由右向左与前墙1之间的夹角分别为50°、107°和25°，三个全摆动式直流燃烧器左右摆动的角度范围分别是士5°、士7°和士2°，其上下摆动的角度范围是士 10 15°。其中第六全摆动式直流燃烧器19与前墙1之间的夹角为107°，是以第六全摆动式直流燃烧器19、 第一全摆动式直流燃烧器12与第五全摆动式直流燃烧器18的喷射火焰向一个方向汇集得到的测量角度。本实施例中，参见附图2所示，自上而下在同一垂直线上共设有十五个全摆动式直流燃烧器，其中有六个一次风喷口 11的全摆动式直流燃烧器，五个二次风喷口 10的全摆动式直流燃烧器，还有四个燃尽风喷口的全摆动式直流燃烧器。[0030]参见附图3，同层布置的一次风喷口 11的六个全摆动式直流燃烧器与同一台磨煤机连接。采用冷一次风机正压直吹制粉系统，磨煤机选用中速磨煤机，当煤种变化较大、煤种难磨时选用双进双出钢球磨煤机，保证煤粉的供应。由于第一全摆动式直流燃烧器12和第四全摆动式直流燃烧器16直流射流的射程较远，故应保持较高的一次风速，以保证直流射流足够的刚度。同层的六只全摆动式直流燃烧器供一次风的一次风喷口 11使煤粉气流在炉膛内燃烧均能够形成椭圆形的火球，燃烧火焰将更好的充满炉膛，锅炉水冷壁的受热更加均勻，可减小热偏差，避免水冷壁结渣。当外界负荷和燃烧工况发生变化时，不论是一次风喷口 11的全摆动式直流燃烧器，还是二次风喷口 10的全摆动式直流燃烧器，均可做同步的垂直和水平摆动。本实用新型不限于本实施例所列举的角度，可以根据炉膛的宽深比确定全全摆动式直流燃烧器与水冷壁的实际夹角，只要构成切椭圆的燃烧方式即视为在本实用新型的保护范围之内。也可以根据实际需要将全摆动式直流燃烧器设为若干层，以满足需要为宜。在锅炉启动和运行燃烧调整中，通过每层六只全摆动式直流燃烧器左右的摆动控制切椭圆的形状，避免炉膛内受热面结渣，减少炉膛出口左右侧烟温偏差；通过直流燃烧器上下的摆动来调整控制火焰中心位置，控制炉膛出口烟温，以稳定蒸汽温度和避免过热器、 再热器超温及积灰。本实用新型采用低NOx直流燃烧器，可有效降低NOx的排放量。由于采用了椭圆形的切向燃烧方式，炉膛的尺寸不再受限于炉膛的宽深比，因此煤粉炉向大型化发展过程中锅炉的炉膛结构设计将更加灵活。切椭圆的燃烧方式使火焰更好的充满炉膛，锅炉水冷壁的受热趋于均勻，减小热偏差，避免锅炉水冷壁结焦，保证了燃烧室良好的空气动力场，并使出口温度场趋于均勻，炉膛出口左右侧烟温偏差减小，因而本实用新型可有效提高大容量煤粉锅炉运行的安全经济性和适应煤粉炉向大型化发展过程中炉膛结构宽深比的灵活选择。
权利要求1.一种切椭圆燃烧煤粉锅炉直流燃烧器布置结构，包括分层布置的全摆动式直流燃烧器，其特征在于所述全摆动式直流燃烧器分层布置在炉膛前、后墙及四角上。
2.根据权利要求1所述的切椭圆燃烧煤粉锅炉直流燃烧器布置结构，其特征在于所述供一次风或供二次风的全摆动式直流燃烧器均呈水平和垂直摆动式结构。
3.根据权利要求1或2所述的切椭圆燃烧煤粉锅炉直流燃烧器布置结构，其特征在于 所述全摆动式直流燃烧器自上而下分层设置六个供一次风的全摆动式直流燃烧器，相邻两个供一次风的全摆动式直流燃烧器之间设置有供二次风的全摆动式直流燃烧器。
4.根据权利要求1所述的切椭圆燃烧煤粉锅炉直流燃烧器布置结构，其特征在于所述同层布置的供一次风的全摆动式直流燃烧器与同一台磨煤机连接。
5.根据权利要求1所述的切椭圆燃烧煤粉锅炉直流燃烧器布置结构，其特征在于所述分层布置的全摆动式直流燃烧器每层布置为六个。
6.根据权利要求5所述的切椭圆燃烧煤粉锅炉直流燃烧器布置结构，其特征在于所述同层布置的供一次风的全摆动式直流燃烧器置于后墙及后墙壁角上共三个，并且该三个全摆动式直流燃烧器由左向右与后墙之间的夹角分别为50°、107°和25°，该三个全摆动式直流燃烧器左右摆动的角度范围分别是士5°、士7°和士2°，其上下摆动的角度范围是士 10 15°。
7.根据权利要求5所述的切椭圆燃烧煤粉锅炉直流燃烧器布置结构，其特征在于所述同层布置的供一次风的全摆动式直流燃烧器置于前墙及前墙壁角上共三个，并且该三个全摆动式直流燃烧器由右向左与前墙之间的夹角分别为50°、107°和25°，该三个全摆动式直流燃烧器左右摆动的角度范围分别是士5°、士7°和士2°，其上下摆动的角度范围是士 10 15°。
专利摘要本实用新型涉及一种煤粉锅炉燃烧器布置结构，具体的说是一种切椭圆燃烧煤粉锅炉直流燃烧器布置结构。它包括分层布置的全摆动式直流燃烧器，所述全摆动式直流燃烧器分层布置在炉膛前、后墙及四角上。本实用新型与现有技术相比，全摆动式直流燃烧器分层置于炉膛前、后墙和四角上，使火焰更好的充满炉膛，锅炉水冷壁的受热更加均匀，从而避免锅炉水冷壁的结渣和高温腐蚀，减小炉膛出口水平烟道左右侧的烟温偏差，还可使炉膛的宽深结构参数达到优化设计，以适应锅炉机组大型化的要求。
文档编号F23C5/08GK201954529SQ201120079440
公开日2011年8月31日 申请日期2011年3月24日 优先权日2011年3月24日
发明者付子文, 张振超, 李佩, 李均昊, 武志飞, 王刚, 王奇, 田雪丽, 董忠源, 赵斌, 闫晨帅 申请人:河北联合大学