基于空气分级低氮燃烧改造后的防结焦装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于燃煤锅炉燃烧领域，具体涉及一种破坏涡流阻止锅炉结焦的装置。
【背景技术】
[0002]我国是最大的煤炭生产国和消费国，煤炭在我国能源结构中占主导地位，并且这种能源结构在短期内不会改变，因此火电仍然是我国的主力电源，确保火电机组安全稳定经济运行，对于满足国民经济发展要求，促进社会经济持续健康发展具有重要意义。在火电机组运行中，锅炉结焦是影响机组安全稳定经济运行的一个普遍现象，同时也是长期存在的问题。电厂锅炉主要以煤为燃料，其燃烧产物中含有大量的灰粒、硫和氮的氧化物等物质，这些物质在锅炉运行过程中，会以各种形式沉积在受热面的表面，造成受热面的结焦，锅炉受热面结焦不仅会降低锅炉运行的热经济性，甚至会影响锅炉的安全运行，严重时还会发生设备损坏和人身伤害事故。
[0003]为了降低锅炉氮氧化物排放量，锅炉通常会选择空气分级低氮燃烧改造和催化脱硝(SCR)相结合的方式来实现烟气脱硝。锅炉空气分级低氮燃烧改造后，其主燃烧器区域氧量会急剧降低造成锅炉灰熔点变低。对于四角切圆锅炉，在燃尽风与主燃烧器之间是氮氧化物还原区，氧浓度很低容易在四角弱风区产生结焦问题。锅炉四个角落由于烟气上升气流阻力大，且水平与垂直方向容易产生涡旋，最易造成飞灰堆积进而造成结焦。锅炉吹灰器安装在锅炉的前后和左右侧墙，为了避免蒸汽射流损伤水冷壁，吹灰器不能覆盖炉膛角落。当炉膛角落发生结焦时焦块会在燃尽风与主燃烧器之间慢慢堆积，逐渐堵塞喷口造成喷口射流方向偏转，最终造成锅炉大面积结焦，甚至引起超温爆管被迫停炉。在锅炉的燃尽风与主燃烧器之间的角落，吹灰器覆盖不到且没有打焦孔，当燃用灰熔点较低煤种时，容易形成自上而下喷口结焦，最终由于喷口结焦造成喷口射流方向改变动力场紊乱，从而引起锅炉大面积结焦，锅炉停炉。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是:针对已实施空气分级低氮燃烧改造后的四角切圆锅炉，提供一种防结焦装置，以克服现有技术的不足。
[0005]本实用新型的技术方案是基于以下原理，即一种基于空气分级低氮燃烧改造后的防结焦方法，所述方法是在四角切圆燃烧锅炉的最上层二次风喷口与燃尽风喷口之间，喷入多股高风速低风量射流，破坏锅炉在四个角的回流区，从而避免熔融灰粒在燃烧器上方堆积结焦。所述的多股射流包括横向射流和纵向射流，其中横向射流指向锅炉炉膛中心方向，破坏喷口射流造成局部负压区和射流造成的涡流。纵向射流指锅炉沿水冷壁平行方向，纵向射流形成一道风墙，阻止熔融的灰粒向水冷壁靠近，同时破坏旋转的气流在炉膛炉膛四角形成的涡流，避免灰粒堆积。射流风速范围为25m/s?40m/s，射流风量占二次风总风量的5%?7%
[0006]为了实施上述防结焦方法，本实用新型提出了一种空气分级低氮燃烧改造后的防结焦装置，所述防结焦装置安装在四角切圆锅炉的最上层二次风喷口与燃尽风喷口之间，通过喷入多股高风速低风量射流破坏锅炉在四个角的回流区，避免熔融灰粒在燃烧器上方堆积结焦。该装置的喷口具有横向和纵向两个方向射流，横向射流指向锅炉炉膛中心方向，横向射流补充锅炉角落的氧量，降低锅炉角落有射流所造成的涡流，阻止未凝固的灰粒粘附在燃烧器喷口上。纵向射流沿炉膛高度方向与水冷壁平行，在燃尽风与主燃烧器区域形成一道气幕屏障阻隔未凝固灰粒向水冷壁靠近，保护水冷壁防止水冷壁高温腐蚀。该装置与主燃烧器和二次风喷口的结构不同，该喷口由多个小孔(射流孔)组成，阵列式排列，行间距、列间距及孔大小，根据锅炉容量和燃用的煤质确定。锅炉四角是低风速易结焦区域，本装置通过局部射流提高贴近水冷壁侧氧量同时增强扰动破除灰粒在角落的堆积。
[0007]所述阵列式包括圆形方阵列，圆形错列，方形阵列，方形错列，以及大小孔错列布置，其中以正方形孔均匀分布型、窄缝型方孔均匀分布型，圆形孔梅花型分布为常用形式。
[0008]本实用新型的技术方案与现有技术相比，能够实现下述效果:
[0009]1、通过多股射流破坏喷切圆旋转在角落形成的涡流，从而防止喷口附近结焦造成的射流方向改变和炉内动力场紊乱。
[0010]2、通过多股射流提高炉膛四角处氧化性氛围从而提高灰熔点温度，避免灰粒在喷口附近结焦造成炉内动力场紊乱。
[0011 ] 3、通过射流提高近水冷壁侧的气流扰动，清除喷口附近积灰。
[0012]4、解决普通吹灰器无法覆盖的炉膛角落结焦问题，配合正常的吹灰器使用，可以减少工人打焦的工作量，同时避免在四角产生不易观察到的焦块。
[0013]5、保证锅炉运行安全，并且锅炉改动小，施工方便。
[0014]6、提高锅炉效率，降低炉膛的排烟温度，保护锅炉安全运行。
[0015]与现有技术相比，本实用新型通过在四角切圆燃烧锅炉上增设一种防结焦装置，可以解决或大幅度缓解四角切圆锅炉角部区域的结焦问题，提高该类型锅炉的运行经济性和安全性，因此能给火电机组带来良好的经济效益，具有广泛推广的意义。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的防结焦装置在锅炉中的安装位置图(从上向下依次为S0FA，防结焦装置和二次风，图中SOFA代表分离布置燃尽风)；
[0017]图2为本实用新型一种防结焦装置的喷口主视图与俯视图正方形孔，均匀分布；
[0018]图3为本实用新型一种防结焦装置的喷口主视图与俯视图，圆形孔梅花型分布
[0019]图4为本实用新型一种防结焦装置的喷口主视图与俯视图，窄缝型方孔均匀分布。
【具体实施方式】
[0020]为了使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0021]所述防结焦装置安装在四角切圆锅炉四个角，在燃尽风与主燃器之间，如图1所示。图2和图3是防结焦装置的喷口示意图，在喷口前方和上方开有圆形的小孔(射流孔)，孔径在10mm?20mm，前方对应锅炉角落方向，上方对应沿炉膛高度方向且与水冷壁平行方向。该装置通过风管与二次风箱连接，连接管上装有控制风量用的风门。本装置与燃烧器平齐，水平放置，喷口中心线过炉膛中心。所述装置通过多股射流消除飞灰在锅炉角落的堆积，针对四角切圆低NOx改造后四角容易结焦而设计。所述装置通过补充锅炉还原区域近水冷壁侧的氧量同时增加该区域的气流扰动，阻止灰粒在锅炉四角堆积。锅炉燃尽风与主燃烧区域是氮氧化物的还原区，灰粒容易在该区域的角落沉积，而吹灰器无法覆盖，可通过此装置解决锅炉四角结焦问题。
[0022]本实施例中，射流孔安装在防结焦装置的前部和上部，孔的大小和数量不限定于本专利附图中的描述。
[0023]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于空气分级低氮燃烧改造后的防结焦装置，其特征在于:所述防结焦装置位于四角切圆锅炉的最上层二次风喷口与燃尽风喷口之间，包括指向锅炉炉膛中心方向的喷口，以及沿炉膛高度方向且与水冷壁平行方向的喷口，所述喷口包含多个小孔，并呈阵列式排列。2.根据权利要求1所述的一种基于空气分级低氮燃烧改造后的防结焦装置，其特征在于:所述阵列式包括圆形方阵列，圆形错列，方形阵列，方形错列，以及大小孔错列布置。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于空气分级低氮燃烧改造后的防结焦装置，即在四角切圆燃烧锅炉的最上层二次风喷口与燃尽风喷口之间，设置一个能够喷入多股高风速低风量射流的装置。本实用新型可以解决或大幅度缓解四角切圆锅炉角部区域的结焦问题，提高该类型锅炉的运行经济性和安全性，因此能给火电机组带来良好的经济效益，具有广泛推广的意义。
【IPC分类】F23C7/02
【公开号】CN205119040
【申请号】CN201520841304
【发明人】罗小鹏, 姚斌, 石践, 郭少博, 马帅, 杨东林, 陈玉忠, 刘大猛, 黄锡兵
【申请人】贵州电网有限责任公司电力科学研究院, 华中科技大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年10月28日