对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛及方法与流程

本发明涉及对冲旋流燃烧锅炉防结焦技术，尤其涉及一种对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛及方法，属于锅炉设备制造。

背景技术：

1、在燃料的燃烧过程中，氮氧化物的生成是燃烧反应的一部份：燃烧生成的氮氧化物主要是no和no2，统称为nox。大气中的nox溶于水后会生成为硝酸雨，酸雨会对环境带来广泛的危害，造成巨大的经济损失，还容易危害人类健康。

2、常用的低氮燃烧将二次风总量30％左右作为燃尽风。主燃烧区域喷出一次风粉挥发分首先燃尽，部分碳颗粒受氧量制约推迟燃烧。主燃烧区域火焰中心温度受燃烧风量控制减弱，nox生成同步减少；由于氧量不足，nox生成再次同步减少。这项低氮燃烧技术得到广泛应用及认可。但受风量减少，部分燃料推迟燃烧，熔融状碳颗粒在密闭炉膛空间里，处在燃烧休克状态，无序撞击，存在以下几个问题。

3、首先，对冲旋流燃烧器特点是独立着火、分级燃烧、风包煤狭长火焰，平行互不干扰。然而每只燃烧器配备内、外二次风大幅减少，风包煤减弱，一次风粉挥发分首先燃烧后，部分未燃尽碳颗粒燃烧休克，浓烈一次风粉狭长形态更加狭长，在高温炉膛里，直接与正对面水平而来同样浓烈一次风粉撞击，同样熔融状未燃尽碳颗粒相撞，很容易撞击粘结，这些显熔融状颗粒不断撞击粘结壮大。由于原煤含有矿物质不同，褐煤、次烟煤含钙成分高，粘结后颗粒变粗而且坚硬。特别是准东煤含高碱金属灰成分，粘性大，极易造成炉膛结渣结焦，形成锅炉燃烧安全隐患。

4、其次；受二次风减少，对冲旋流狭长火焰更长，火焰中浓烈未燃尽碳颗粒处在燃烧休克状态，却显得粘结黏性，部分锅炉原来不结焦的，也出现结焦现象。特别是新疆准东煤，含有碱金属钾、钠、镁、铁含量较高，易挥发，燃烧后黏性大，相互撞击粘结就像滚雪球一样壮大，粗大颗粒碰管壁就黏上，结焦是锅炉燃烧安全重大隐患。

5、然后，深度欠氧燃烧，浓烈未燃尽火焰烟气中含有大量co，在高温环境火焰中很容易形成高温腐蚀氧化，特别是炉膛部分结焦受热不均，或水冷壁管壁受冲涮减薄，再遇到高温隐患腐蚀，造成水冷壁管壁脱皮爆管安全隐患。

6、最后，现有技术燃烧准东煤的过程中，为了缓解炉膛结焦来保护锅炉设备安全，掺烧一定比例高岭土，使得锅炉燃烧排放烟气成分更加复杂，因为高岭土在燃烧中可能产生挥发性有机物(vocs)和其它可燃污染物，这些废料对土壤、空气、水源造成污染，对环境和人类健康危害更为严重。

7、因此，亟待一种无需掺杂其它原料，能够有效防止炉膛结焦且能够保证低氮燃烧的设备和技术。

技术实现思路

1、本发明提供一种新的对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛及方法，通过倾斜燃烧器喷口，从而能够拉扯火焰降低燃烧温度且使颗粒物有序上浮，以解决现有技术中炉膛易结焦的技术问题。

2、本发明实施例的对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛，包括：膛体、多组燃尽风燃烧器和多组燃烧器；所述膛体具有相互对应的前墙和后墙；每组所述燃尽风燃烧器分为两个，且相互对应的设置于所述前墙和所述后墙上；

3、多组所述燃烧器位于所述燃尽风燃烧器下方；每组所述燃烧器分为两个，且相互对应的设置于所述前墙和所述后墙上；

4、每组所述燃烧器中，每个所述燃烧器具有喷口，该喷口倾斜设置；每组所述燃烧器中的两个所述喷口的喷射轨迹相互平行。

5、如上所述的对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛，其中，所述喷口的倾斜角度为5～20度。

6、如上所述的对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛，其中，所述膛体的上方设置有水平烟道，所述后墙与所述水平烟道之间具有折焰角；

7、所述前墙上的所述燃烧器的喷口均向下倾斜，所述后墙上的所述燃烧器的喷口均向上倾斜。

8、如上所述的对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛，其中，每个所述燃烧器包括：风箱；该风箱的两端均为进风口；所述风箱一侧上设置有至少三个所述喷口，其中靠近所述进风口的喷口为端部喷口；所述风箱内设置有两个导风板，两个所述导风板对称分布；所述导风板位于所述端部喷口和其它所述喷口之间。

9、如上所述的对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛，其中，每个所述燃尽风燃烧器包括：燃尽风风箱；该燃尽风风箱的两端均为燃尽风进风口；所述燃尽风风箱一侧上设置有至少三个燃尽风喷口，其中靠近所述燃尽风进风口的喷口为端部燃尽风喷口；所述燃尽风风箱内设置有两个燃尽风导风板，两个所述燃尽风导风板对称分布；所述燃尽风导风板位于所述端部燃尽风喷口和其它所述燃尽风喷口之间。

10、如上所述的对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛，其中，所述导风板倾斜设置；所述导风板的一端固定在所述风箱的内壁，另一端朝向所述进风口。

11、如上所述的对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛，其中，所述燃尽风导风板倾斜设置；所述燃尽风导风板的一端固定在所述燃尽风风箱的内壁，另一端朝向所述燃尽风进风口。

12、如上所述的对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛，其中，所述喷口的倾斜角度为8～15度。

13、本发明还提供一种对冲旋流燃烧锅炉防结焦技术，采用上述的对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛；所述端部喷口的排风量和风压均大于等于其它所述喷口的排风量和风压；所述端部燃尽风喷口的排风量和风压均大于等于其它所述燃尽风喷口的排风量和风压。

14、如上所述的对冲旋流燃烧锅炉防结焦技术，其中，每个所述燃烧器中，靠近左侧进风口的喷口为左侧喷口，靠近右侧进风口的喷口为右侧喷口；左侧喷口喷射时的旋流为正时针方向，右侧喷口喷射时的旋流为逆时针方向；

15、每个所述燃尽风燃烧器中，靠近左侧燃尽风进风口的燃尽风喷口为左侧燃尽风喷口，靠近右侧燃尽风进风口的燃尽风喷口为右侧燃尽风喷口；左侧燃尽风喷口喷射时的旋流为正时针方向，右侧燃尽风喷口喷射时的旋流为逆时针方向。

16、本发明实施例中，通过喷口使燃烧器火焰轨迹向上或向下倾斜，增宽平行狭长火焰通道，能够使未燃尽碳颗粒更加有序无阻漂浮延伸。同时，平行拉长火焰路径使火焰的中心温度降低，不仅维持了低氮氧化物的生成，还能够大幅度降低颗粒间撞击和粘结而产生的炉膛结焦。

技术特征：

1.一种对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛，其特征在于，包括：膛体、多组燃尽风燃烧器和多组燃烧器；所述膛体具有相互对应的前墙和后墙；每组所述燃尽风燃烧器分为两个，且相互对应的设置于所述前墙和所述后墙上；

2.根据权利要求1所述的对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛，其特征在于，所述喷口的倾斜角度为5～20度。

3.根据权利要求2所述的对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛，其特征在于，所述膛体的上方设置有水平烟道，所述后墙与所述水平烟道之间具有折焰角；

4.根据权利要求1-3任一所述的对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛，其特征在于，每个所述燃烧器包括：风箱；该风箱的两端均为进风口；所述风箱一侧上设置有至少三个所述喷口，其中靠近所述进风口的喷口为端部喷口；所述风箱内设置有两个导风板，两个所述导风板对称分布；所述导风板位于所述端部喷口和其它所述喷口之间。

5.根据权利要求4所述的对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛，其特征在于，每个所述燃尽风燃烧器包括：燃尽风风箱；该燃尽风风箱的两端均为燃尽风进风口；所述燃尽风风箱一侧上设置有至少三个燃尽风喷口，其中靠近所述燃尽风进风口的喷口为端部燃尽风喷口；所述燃尽风风箱内设置有两个燃尽风导风板，两个所述燃尽风导风板对称分布；所述燃尽风导风板位于所述端部燃尽风喷口和其它所述燃尽风喷口之间。

6.根据权利要求4所述的对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛，其特征在于，所述导风板倾斜设置；所述导风板的一端固定在所述风箱的内壁，另一端朝向所述进风口。

7.根据权利要求5所述的对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛，其特征在于，所述燃尽风导风板倾斜设置；所述燃尽风导风板的一端固定在所述燃尽风风箱的内壁，另一端朝向所述燃尽风进风口。

8.根据权利要求1-3任一所述的对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛，其特征在于，所述喷口的倾斜角度为8～15度。

9.一种对冲旋流燃烧锅炉防结焦方法，其特征在于，采用权利要求5-7任一所述的对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛；所述端部喷口的排风量和风压均大于等于其它所述喷口的排风量和风压；所述端部燃尽风喷口的排风量和风压均大于等于其它所述燃尽风喷口的排风量和风压。

10.根据权利要求9所述的对冲旋流燃烧锅炉防结焦方法，其特征在于，每个所述燃烧器中，靠近左侧进风口的喷口为左侧喷口，靠近右侧进风口的喷口为右侧喷口；左侧喷口喷射时的旋流为正时针方向，右侧喷口喷射时的旋流为逆时针方向；

技术总结
本发明提供一种对冲旋流燃烧锅炉防结焦炉膛及方法，属于锅炉燃烧设备制造领域；本发明包括：膛体、多组燃尽风燃烧器和多组燃烧器；膛体具有墙和后墙；每组燃尽风燃烧器分为两个，且相互对应的设置于前墙和后墙上；多组燃烧器位于燃尽风燃烧器下方；每组燃烧器分为两个，且相互对应的设置于前墙和后墙上；每组燃烧器中，每个燃烧器具有喷口，该喷口倾斜设置；每组燃烧器中的两个喷口的喷射轨迹相互平行。本发明通过喷口使燃烧器火焰轨迹向上或向下倾斜，增宽平行狭长火焰通道，能够使未燃尽碳颗粒更加有序无阻漂浮延伸。同时，平行对冲拉长了火焰路径使火焰中心温度降低，不仅维持了低氮氧化物的生成，还能够大幅度降低炉膛颗粒间撞击粘结结焦。

技术研发人员：周利庆,郭兴军
受保护的技术使用者：福步睿特（北京）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/2