一种外侧燃烧器横向倾角可调的W型火焰锅炉的制作方法与工艺

本发明涉及一种火焰煤粉锅炉,特别涉及一种W型火焰锅炉，属于燃烧设备技术领域。

背景技术：
W型火焰煤粉锅炉(简称W火焰锅炉)在我国燃烧无烟煤的电站中已得到广泛应用。其特点是炉膛下部的水冷壁呈拱形结构，燃烧器布置在拱上，携带煤粉的一次风气流从拱上向下喷入炉膛，进而折转向上，二次风从拱上和拱下分级供入，并在下炉膛敷设一定数量的卫燃带。运行实践表明，W火焰锅炉在着火稳定性以及低负荷稳燃能力都有较强优势，有利于燃用低挥发分煤。但W型火焰锅炉运行中普遍存在着侧墙水冷壁易超温、易结渣的问题，影响整个机组的安全稳定运行。出现这种情况的原因主要在于，W型火焰锅炉燃烧器沿炉宽横向布置于前后墙拱上，煤粉射流平行于侧墙喷入炉膛，然而炉膛的宽深比很大，运行中炉内流场受热后向两侧膨胀，导致外侧燃烧器煤粉射流向两侧偏斜，靠近甚至直接冲刷侧墙水冷壁，造成侧墙水冷壁易超温、结渣，同时也增加了前后墙水冷壁热流密度分布的不均匀性。针对这个问题，现有技术中采取的措施主要有两种，一种是运行中进行调整，降低外侧燃烧器出力甚至关闭外侧燃烧器，这种方法有明显缺陷，会影响机组的正常运行；另外一种是在翼墙或侧墙引入贴壁风以保护侧墙水冷壁管。如：中国专利公开(公开号为CN101050854A、公开日为2007年5月18日)了一种《防止侧墙水冷壁结渣的W型火焰锅炉》，其方案是将翼墙靠近侧墙部分的水冷壁管后拉，在侧墙两边形成喷口，然后由前后墙风箱在此处供入贴壁风，用以保护侧墙水冷壁管；但这种方法也存在一定的缺陷，侧墙供入的二次风量往往很小，动量较弱，并未完全改善外侧燃烧器火焰贴近侧墙的问题。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种外侧燃烧器横向倾角可调的W型火焰锅炉，使其在运行中处于最外侧的燃烧器的一次风喷口和拱上二次风喷口可根据需要调整其向内横向倾斜的角度，从而抵消炉内流场向两侧膨胀对外侧燃烧器煤粉射流的影响，有效控制侧墙水冷壁易超温、结渣以及前后墙水冷壁热流密度分布不均匀的问题。本发明的技术方案如下：一种外侧燃烧器横向倾角可调的W型火焰锅炉，包括上炉膛、下炉膛、翼墙水冷壁、侧墙水冷壁、炉拱、煤粉管道、一次风喷口和二次风喷口；所述煤粉管道、一次风喷口和二次风喷口分多组横向布置于炉拱上，其特征在于：在两侧最外的一至三组煤粉管道上安装用于调节一次风煤粉射流射入炉膛横向倾角θ1的第一调节机构；在两侧最外的一至三组二次风喷口安装用于调节二次风射入炉膛横向倾角θ2的第二调节机构，第一调节机构和第二调节机构通过传动装置连接。本发明所述的第一调节机构包括一次风喷口转动轴、低位膨胀节、高位膨胀节和煤粉管道拉杆；一次风喷口转动轴布置在一次风喷口下端，低位膨胀节和高位膨胀节分别安装在煤粉管道上，煤粉管道拉杆分别通过第一销轴和第二销轴与煤粉管道连接；第二调节机构包括二次风喷口转动轴和二次风喷口拉杆，二次风喷口转动轴安装在二次风喷口下端，二次风喷口拉杆通过第三销轴安装在二次风喷口上端；设煤粉管道拉杆的水平位移与二次风喷口拉杆的水平位移之比为S，第二销轴与一次风喷口转动轴之间距离为L1，第三销轴与二次风喷口转动轴之间的距离为L2，即S＝L1/L2。上述技术方案中，倾斜角度以两侧向中间偏向角度为正，横向倾角θ1的调节范围为0°<θ1≤30°，横向倾角θ2的调节范围为0°<θ2≤30°。本发明所述传动装置包括电机、主动轮、第一从动轮、第二从动轮、第一齿轮和第二齿轮，第一从动轮和第二从动轮分别通过皮带与主动轮连接，第一齿轮与煤粉管道拉杆上的齿条啮合，第二齿轮与二次风喷口拉杆上的齿条啮合。本发明具有以下优点及突出性的技术效果：①运行中两侧最外的一至三组燃烧器的煤粉管道和拱上二次风喷口可根据需要调整其向内横向倾斜的角度，抵消炉内流场向两侧膨胀对外侧燃烧器煤粉射流的影响，有效抑制侧墙水冷壁易超温、结渣问题，并改善前后墙水冷壁的热流密度分布；②通过这种方式进行调节，无需改变燃烧器的出力，对运行影响较小；根据内侧燃烧器运行情况选取合适的内倾角度，可以避免对内侧燃烧器的影响；③燃烧器喷口向内横向倾斜后，煤粉射流行程会有所增加，可以增加煤粉燃尽度。附图说明图1是本发明提供的一种W型火焰锅炉的整体结构示意图(主视图)。图2是安装在煤粉管道上的第一调节机构的结构示意图。图3是安装在二次风喷口上的第二调节机构的结构示意图。图4是传动装置的结构示意图。图中：1-燃烧器；2-上炉膛；3-高位膨胀节；4-煤粉管道；5-低位膨胀节；6-煤粉管道拉杆；7-一次风喷口；8-一次风喷口转动轴；9-翼墙水冷壁；10-下炉膛；11-侧墙水冷壁；12-二次风喷口；13-炉拱；14-二次风喷口拉杆；15-二次风喷口转动轴；16-固定式二次风喷口；17-第一销轴；18-第二销轴；19-第三销轴；20-主动轮；21-第一齿轮；22-第一从动轮；23-第二齿轮；24-第二从动轮；25-电动机输出轴；26-传动皮带。具体实施方式下面结合附图对本发明的结构、原理和具体实施方式做进一步的说明。参见图1，本发明提供的一种外侧燃烧器横向倾角可调的W型火焰锅炉，包括上炉膛2、下炉膛10、翼墙水冷壁9、侧墙水冷壁11、炉拱13、煤粉管道4、一次风喷口7和二次风喷口12，其中煤粉管道4、一次风喷口7和二次风喷口12分多组横向布置于炉拱13上；在两侧最外的一至三组煤粉管道4上安装用于调节一次风煤粉射流射入炉膛横向倾角θ1的第一调节机构；在两侧最外的一至三组二次风喷口12安装用于调节二次风射入炉膛横向倾角θ2的第二调节机构，第一调节机构和第二调节机构通过传动装置连接。倾斜角度以两侧向中间偏向角度为正，横向倾角θ1的调节范围为0°<θ1≤30°，横向倾角θ2的调节范围为0°<θ2≤30°。如图2、图3所示，第一调节机构包括一次风喷口转动轴8、低位膨胀节5、高位膨胀节3和煤粉管道拉杆6；一次风喷口转动轴8布置在一次风喷口7下端，低位膨胀节5和高位膨胀节3分别安装在煤粉管道4上，煤粉管道拉杆6分别通过第一销轴17和第二销轴18与煤粉管道4连接；第二调节机构包括二次风喷口转动轴15和二次风喷口拉杆14，二次风喷口转动轴15安装在二次风喷口12下端，二次风喷口拉杆14通过第三销轴19安装在二次风喷口的上端。图4是传动装置的结构示意图，所述传动装置包括电机、主动轮20、第一从动轮22、第二从动轮24、第一齿轮21和第二齿轮23，第一从动轮22和第二从动轮24分别通过皮带26与主动轮20连接，第一齿轮21与煤粉管道拉杆6上的齿条啮合，第二齿轮23与二次风喷口拉杆14上的齿条啮合。本发明的工作原理及工作过程如下：一次煤粉气流从拱上射入炉膛内，后折转向上；靠近两侧墙水冷壁11的外侧一至三组燃烧器，在煤粉管道拉杆6和二次风喷口拉杆14的拉动下，一次煤粉气流可以沿宽度方向横向倾斜一定角度θ1进入炉膛，可抵消炉内流场向两侧膨胀对外侧燃烧器煤粉射流的影响，有效抑制侧墙水冷壁易超温、结渣问题。炉膛中部的燃烧器1和固定式二次风喷口16仍以垂直方向布置于拱上。以最外侧的一组燃烧器横向角度调整为例，结合图2-4说明煤粉管道4和二次风喷口12横向角度调节的实施方式。电动机输出轴25带动主动轮20转动，通过传动皮带26同时带动半径相同的第一从动轮22和第二从动轮24转动，第一从动轮22与第一齿轮21在同一根轴上，第二从动轮24和第二齿轮23同一根轴上，因此第一齿轮21与第二齿轮23角速度相同，第一齿轮21由第一从动轮22带动转动的同时通过齿轮齿条传动带动煤粉管道拉杆6水平移动，第二齿轮23由第二从动轮24带动转动的同时通过齿轮齿条传动带动二次风喷口拉杆14水平移动，第一齿轮21与第二齿轮23半径之比为第二销轴18与一次风喷口转动轴8之间长度L1同第三销轴19与二次风喷口转动轴15之间长度L2之比，所以煤粉管道拉杆6的水平位移L水与二次风喷口拉杆14的水平位移L4的之比S也始终等于第二销轴18与一次风喷口转动轴8之间长度L1同第三销轴19与二次风喷口转动轴15之间长度L2之比。煤粉管道拉杆6水平移动后通过第二销轴18拉动一次风喷口7绕一次风喷口转动轴8转动，转动半径为第二销轴18与一次风喷口转动轴8之间长度L1，一次风喷口7上端通过低位膨胀节5与煤粉管道4相连，煤粉管道4上端通过高位膨胀节3与可摆动燃烧器1相连；二次风喷口拉杆14水平移动后通过第三销轴19拉动二次风喷口12绕二次风喷口转动轴15转动，转动半径为第三销轴19与二次风喷口转动轴15之间长度L2。一次风喷口7的横向倾角θ1等于arcsin(L’/L1)，二次风喷口12的横向倾角θ2等于arcsin(L”/L2)，由于L’/L”＝L1/L2，所以一次风喷口7的横向倾角θ1始终等于可摆动的二次风喷口12的横向倾角θ2。通过煤粉管道4和二次风喷口12横向倾角的调节，实现外侧燃烧器煤粉射流在横向与垂直方向呈一定的夹角向炉膛中心方向射入，抵消炉内流场向两侧膨胀对外侧燃烧器煤粉射流的影响，有效控制侧墙水冷壁出现超温、结渣，并改善前后墙水冷壁的热流密度分布。