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Title:
PULVERIZED COAL FIRED BOILER WITH WALL-ATTACHMENT SECONDARY AIR AND GRID OVERFIRE AIR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/008758
Kind Code:
A1
Abstract:
A pulverized coal fired boiler with wall-attachment secondary air and grid overfire air. Main combustors (4) having primary air nozzles (6), secondary air nozzles (7), and close coupled overfire air nozzles (5) arranged at interval along a height direction of a hearth (1) are disposed at four corners of the hearth (1). A bidirectional wall-attachment secondary air nozzle (11) and a one-way wall-attachment secondary air nozzle (10) are arranged from bottom to top in a main combustion area (111) where the main combustor (4) is located. A one-way wall-attachment secondary air nozzle (9) is provided in a reduction area (112) between the main combustor (4) and a top overfire air nozzle. A grid overfire air nozzle (8) is provided in a burn-off area (113) where overfire air is located. The pulverized coal fired boiler with wall-attachment secondary air and grid overfire air reduces the amount of NO generated in the hearth (1), improves the reduction rate of NO along the flame, and improves the burn-off rate of the coke, so that only little unburned coke enters the burn-off area (113). Therefore, slagging on a water wall (2) is reduced, and ultra-low NOx emission is achieved while the combustion efficiency is not reduced, slags are not agglomerated in the hearth (1), and the gas temperature deviation is small.

Inventors:
DENG YUANKAI (CN)
ZHANG YONGHE (CN)
LI MING (CN)
HOU BO (CN)
CUI JINLEI (CN)
WEI TANRONG (CN)
RONG WEIGUO (CN)
LI LEI (CN)
XU GUOFENG (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/070458
Publication Date:
January 16, 2014
Filing Date:
January 15, 2013
Export Citation:
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Assignee:
YANTAI LONGYUAN POWER TECH CO (CN)
International Classes:
F23C5/24; F23C5/08; F23C7/00; F23L9/00
Foreign References:
CN102721043A2012-10-10
CN101598333A2009-12-09
US20100212556A12010-08-26
CN1786564A2006-06-14
CN102454982A2012-05-16
US7624707B22009-12-01
Attorney, Agent or Firm:
CCPIT PATENT AND TRADEMARK LAW OFFICE (CN)
中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 (CN)
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Claims:
权 利 要 求

1. 一种具有附壁二次风和网格燃尽风的煤粉锅炉, 包括炉膛(1) 和水冷壁( 2 ), 所述炉膛( 1 )的顶部设置屏式过热器( 3 ), 其特征 在于: 所述炉膛(1)从下到上为: 主燃区 (111)、 还原区 (112) 和燃尽区 (113); 其中, 主燃烧器(4)设置在主燃区 (111 ) 中; 在所述主燃烧器(4)上方的所述水冷壁(2)上设置网格燃尽风喷 口 (8); 所述主燃烧器(4) 的顶部到所述网格燃尽风喷口 (8)底 部之间的区间为还原区(112); 所述网格燃尽风喷口 (8)到所述屏 式过热器( 3 )底部之间的区域为燃尽区( 113 );在所述主燃区( 111 ) 的炉膛四角各设置一组主燃烧器(4); 每组主燃烧器(4)包括沿所 述炉膛(1) 高度方向、 在所述水冷壁(2)上间隔设置的一次风喷 口 (6)和二次风喷口 (7), 在最高层二次风喷口 (7)上方的所述 水冷壁(2)上设置紧凑型燃尽风喷口 (5); 其中, 处于相同高度的 一次风喷口 (6), 二次风喷口 (7)和紧凑型燃尽风喷口 (5) 的中 心线的延长线分别形成在所述主燃区 (111) 炉膛(1) 中心的各自 层面的假想切圓; 在位于所述主燃区 (111) 的水冷壁 (2)上设置 主燃区双向附壁二次风喷口 ( 11 )和主燃区单向附壁二次风喷口

(10); 在位于所述还原区(112)的水冷壁(2)上设置还原区单向 附壁二次风喷口 (9)。

2. 如权利要求 1所述的锅炉, 其特征在于: 设置至少 3层一次风 喷口 (6)和二次风喷口 (7), 其中, 高度最低的为第一层; 位于第 一层的一次风喷口(YJ和位于第三层的一次风喷口(Y3)之间的水冷 壁(2)上, 设置一层或多层主燃区双向附壁二次风喷口 (11)。

3. 如权利要求 2所述的锅炉, 其特征在于: 设置一层或多层主燃 区双向附壁二次风喷口 (11), 其中, 每层主燃区双向附壁二次风喷 口 (11)包括 4只所述主燃区双向附壁二次风喷口 (11), 并在所述 水冷壁( 2 )的每面墙的同一标高位置处分别设置一只所述主燃区双 向附壁二次风喷口 (11); 所述主燃区双向附壁二次风喷口 (11)喷 出的空气速度都大于 40米 /秒。

4. 如权利要求 3所述的锅炉, 其特征在于: 所述主燃区双向附壁 二次风喷口 ( 11 )的空气出口喷嘴对称地设置在以水冷壁( 2 )的法 线为中心线的左右两侧; 所述主燃区双向附壁二次风喷口 (11) 的 空气出口喷嘴的中心线与水冷壁(2)的法线的夹角分别为 o A, a右, 其中 α左 =α右; 所述空气出口喷嘴的中心线的调节范围为 15。 < (1左 <80° 。

5. 如权利要求 2所述的锅炉, 其特征在于: 在所述第三层的一次 风喷口 (Υ3)与所述紧凑型燃尽风喷口 (5)之间的区间内, 并在所 述二次风喷口( 7 )和所述紧凑型燃尽风喷口( 5 )两侧的水冷壁( 2 ) 上, 设置至少 3层主燃区单向附壁二次风喷口 (10); 其中, 每层主 燃区单向附壁二次风喷口 (10)在所述水冷壁(2) 的同一标高处, 相对所述二次风喷口 (7)和所述紧凑型燃尽风喷口 (5)对称地设 置二只喷口; 所述主燃区单向附壁二次风喷口 (10)喷出空气速度 大于 35米 /秒。

6. 如权利要求 5所述的锅炉, 其特征在于: 所述主燃区单向附壁 二次风喷口 (10)的中心线与所述水冷壁(2)形成夹角 p, 所述夹 角 P的调节范围为 0° < β <20。 。

7. 如权利要求 1 所述的锅炉, 其特征在于: 在位于所述还原区 (112) 的水冷壁(2)上至少设置 1层所述还原区单向附壁二次风 喷口(9); 其中,位于相同层的所述还原区单向附壁二次风喷口(9) 设置的高度相同, 并且, 在水冷壁(2)的每个角, 对称设置 2个所 述还原区单向附壁二次风喷口 (9); 所述还原区单向附壁二次风喷 口 (9)喷出空气速度为 25-50米 /秒。

8. 如权利要求 7所述的锅炉, 其特征在于: 所述还原区单向附壁 二次风喷口 (9)的中心线与所在的水冷壁(2)墙面夹角为 p,; 所 述 β, 的调节范围为: 0。 < β, <15。 。

9. 如权利要求 1 所述的锅炉, 其特征在于: 在位于所述燃尽区

(113) 的水冷壁(2)上设置至少 2层所述网格燃尽风喷口 (8); 每层所述网格燃尽风喷口 (8)在水冷壁(2) 的每一面墙壁上的同 一高度处至少设置 3只所述网格燃尽风喷口 (8); 所述网格燃尽风 喷口 (8) 的喷口中心线垂直于所述网格燃尽风喷口 (8)所在的水 冷壁(2) 的墙面。

10. 如权利要求 9所述的锅炉, 其特征在于: 位于水冷壁( 2 )第 一墙面、 属于同一层的相邻的所述网格燃尽风喷口 (8)的喷口中心 线之间距离, 与距离水冷壁( 2 )第二墙面最近的所述网格燃尽风喷 口 (8) 的喷口中心线到所述水冷壁(2)第二墙面的距离都相等; 其中, 水冷壁(2)第一墙面与水冷壁(2)第二墙面相垂直。

11. 如权利要求 9所述的锅炉, 其特征在于: 距离所 巨屏式过 热器(3) 的底部最近的所述网格燃尽风喷口 (8) 的中心线到位于 最高层的所述一次风喷口 (Υ6) 的中心线的距离 (hR), 和所述距屏 式过热器(3)的底部到位于最高层的所述一次风喷口 (Y6)的中心 线的距离 (hP)的比例为 2.5: 3-1.5: 3; 各层所述网格对冲燃尽风 喷口 (8) 的间隔大于或等于 0.5米。

12. 如权利要求 9所述的锅炉, 其特征在于: 所述网格燃尽风喷 口 (8) 的中心线与所述水冷壁(2) 的墙面法线夹角为 γ; 所述网 格燃尽风喷口 (8)能够向下方调节, 调节范围为: 0。 < γ <20。 。

13. 如权利要求 9所述的锅炉, 其特征在于: 每层所述网格燃尽风 喷口 (8)通过的空气总量是锅炉燃烧所需空气总量的 5-25%; 所述 网格燃尽风喷口 (8)喷口喷出的空气速度为 20-50米 /秒。

14. 如权利要求 1所述的锅炉, 其特征在于: 所述网格燃尽风喷 口 (8)、 主燃区双向附壁二次风喷口 (11)、 主燃区单向附壁二次风 喷口 (10)和还原区单向附壁二次风喷口 (9) 同时运行。

Description:
具有附壁二次风和网格燃尽风的煤粉锅炉 技术领域

本发明涉及锅炉燃烧技术领域, 尤其涉及一种具有附壁二次风 和网格燃尽风的煤粉锅炉。

背景技术

当前燃煤锅炉低 ΝΟχ燃烧技术领域中,广泛采用了空气分级燃 烧 技术。 经对现有技术文献检索可知,《低氮氧化物燃 烧技术的发展状 况》(毕玉森, 热力发电, 2 000年 0 2 期)详细介绍了 ABB—CE公司 开发的四角切圓炉体整体空气分级直流燃烧器 , 同轴燃烧系统 CFS I, CFS n , 在此基础上增设了分离型燃尽风 SOFA, 紧凑型燃尽风 CC0FA的低 ΝΟχ燃烧系统。

在主燃烧器区域实施欠氧还原燃烧, 过剩空气系数小于 1, 将 剩余二次风量由燃尽风送入, 从而实现空气分级燃烧达到减少 ΝΟχ 生成量的目的。 此技术用于燃用烟煤和贫煤锅炉 ΝΟχ排放已可达 250-650mg/Nm 3 o 但该技术也存在着不足之处。 CFS I、 CFS II技术, 使射入炉中心的一次风粉射流与二次风射流形 成方向相反或相同的 同轴正反向双切圓燃烧方式, 但由于紧邻的一次风和偏转二次风射 流相互卷吸仍有部分二次风进入了煤挥发份析 出燃烧区、 生成了 N0 Xo 主燃区呈还原气氛使结渣与高温腐蚀倾向加剧 。

提高分离型燃尽风 SOFA高度或加大 SOFA风量都会使 O排放减 少, 但同时会使燃烧效率降低, 炉膛出口烟温升高, 烟温偏差加大。 采用多级角置或墙式切向入射的燃尽风, 在提高了燃烧效率同时, 由于空气进入了 "中心区" 会使炉膛 "中心区" 的聚集的 HCN、 C0、 NHi等 NO还原物质转化为 NO ,从而使还原区内 NO还原率下降。还由 于这种集中切向入射方式的燃尽风, 不可避免地存在上升高温烟气 旋转, 使燃尽区空气分布和空气速度不均匀, 导致这个区域炉膛断 面上, 易使煤灰颗粒沉降在受热面上, 易形成集中高温燃烧区, 造 成这个区域内结渣或结渣上移到屏式过热器区 域。 发明内容

有鉴于此, 本发明要解决的一个技术问题是提供一种具有 附壁 二次风和网格燃尽风的煤粉锅炉,能够减少炉 膛 ΝΟχ排放量,并减少 结渣和高温腐蚀, 提高燃烧效率。

一种具有附壁二次风和网格燃尽风的煤粉锅炉 , 包括炉膛 1和 水冷壁 2, 所述炉膛 1的顶部设置屏式过热器 3, 所述炉膛 1从下到 上为: 主燃区 111、 还原区 112和燃尽区 113; 其中, 主燃烧器 4设 置在主燃区 111中; 在所述主燃烧器 4上方的所述水冷壁 2上设置 网格燃尽风喷口 8;所述主燃烧器 4的顶部到所述网格燃尽风喷口 8 底部之间的区间为还原区 112; 所述网格燃尽风喷口 8到所述屏式 过热器 3底部之间的区域为燃尽区 113; 在所述主燃区 111的炉膛 四角各设置一组主燃烧器 4; 每组主燃烧器 4包括沿所述炉膛 1高 度方向、 在所述水冷壁 2上间隔设置的一次风喷口 6和二次风喷口 7 ,在最高层二次风喷口 7上方的所述水冷壁 2上设置紧凑型燃尽风 喷口 5; 其中, 处于相同高度的一次风喷口 6, 二次风喷口 7和紧 凑型燃尽风喷口 5的中心线的延长线分别形成在所述主燃区 111炉 膛 1中心的各自层面的假想切圓; 在位于所述主燃区 111的水冷壁 2上设置主燃区双向附壁二次风喷口 11和主燃区单向附壁二次风喷 口 10; 在位于所述还原区 112的水冷壁 2上设置还原区单向附壁二 次风喷口 9。

根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风煤 粉锅炉的一个实 施例, 进一步的, 设置至少 3层一次风喷口 6和二次风喷口 7, 其 中, 高度最低的为第一层; 位于第一层的一次风喷口 和位于第三 层的一次风喷口 Y 3 之间的水冷壁 2上, 设置一层或多层主燃区双向 附壁二次风喷口 11。

根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风煤 粉锅炉的一个 实施例,进一步的,设置一层或多层主燃区双 向附壁二次风喷口 11, 其中,每层主燃区双向附壁二次风喷口 11包括 4只所述主燃区附壁 二次风喷口 11, 并在所述水冷壁 2的每面墙的同一标高位置处分别 设置一只所述主燃区双向附壁二次风喷口 11; 所述主燃区双向附壁 二次风喷口 11喷出的空气速度都大于 40米 /秒。每层的 4只所述主 燃区双向附壁二次风喷口 11 通过的空气量是锅炉二次风空气总量 的 1-3%。

根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风煤 粉锅炉的一个 实施例, 进一步的, 所述主燃区双向附壁二次风喷口 11的空气出口 喷嘴对称地设置在以水冷壁 2的法线为中心线的左右两侧; 所述空 气出口喷嘴的中心线与水冷壁 2的法线的夹角分别为 o A , a右, 其 中 α左 = α右; 所述空气出口喷嘴的中心线的调节范围为 15。 < (1左 < 80° 。

根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风煤 粉锅炉的一个实 施例,进一步的, 在所述第三层的一次风喷口 Υ 3 与所述紧凑型燃尽 风喷口 5之间的区间内, 并在所述二次风喷口 7和所述紧凑型燃尽 风喷口 5两侧的水冷壁 2上, 设置至少 3层主燃区单向附壁二次风 喷口 10; 其中,每层主燃区单向附壁二次风喷口 10在所述水冷壁 2 的同一标高处, 相对所述二次风喷口 7和所述紧凑型燃尽风喷口 5 对称地设置二只喷口;所述主燃区单向附壁二 次风喷口 10喷出空气 速度大于 35米 /秒。

根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风煤 粉锅炉的一个实 施例, 进一步的, 所述主燃区单向附壁二次风喷口 10的中心线与所 述水冷壁 2形成夹角 p, 所述夹角 p的调节范围为 0° < p < 20。 。 根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风煤 粉锅炉的一个 实施例, 进一步的, 在位于所述还原区 112的水冷壁 2上至少设置 1层所述还原区单向附壁二次风喷口 9; 其中,位于相同层的所述还 原区单向附壁二次风喷口 9设置的高度相同, 并且, 在水冷壁 2的 每个角, 对称设置 2个所述还原区单向附壁二次风喷口 9; 所述还 原区单向附壁二次风喷口 9喷出空气速度为 25-50米 /秒。每层的所 述还原区单向附壁二次风喷口 9通过的空气量为二次风空气总量的 1. 5-3%;

根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风煤 粉锅炉的一个实 施例, 进一步的, 所述还原区单向附壁二次风喷口 9的中心线与所 在的水冷壁 2墙面夹角为 β ' ; 所述 p, 的调节范围为: 0° < p, < 15° 。

根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风煤 粉锅炉的一个实 施例, 进一步的, 在位于所述燃尽区 113的水冷壁 2上设置至少 2 层所述网格燃尽风喷口 8; 每层所述网格燃尽风喷口 8在水冷壁 2 的每一面墙壁上的同一高度处至少设置 3只所述网格燃尽风喷口 8; 所述网格燃尽风喷口 8的喷口中心线垂直于所述网格燃尽风喷口 8 所在的水冷壁 2的墙面。

根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风煤 粉锅炉的一个实 施例, 进一步的, 位于水冷壁 2第一墙面、 属于同一层的相邻的所 述网格燃尽风喷口 8的喷口中心线之间距离, 与距离水冷壁 2第二 墙面最近的所述网格燃尽风喷口 8的喷口中心线到所述水冷壁 2第 二墙面的距离都相等; 其中, 水冷壁 2第一墙面与水冷壁 2第二墙 面相垂直。

根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风煤 粉锅炉的一个实 施例, 进一步的, 距离所 巨屏式过热器 3的底部最近的所述网格 燃尽风喷口 8的中心线到位于最高层的所述一次风喷口 ^的中心线 的距离 h R , 和所 巨屏式过热器 3的底部到位于最高层的所述一次 风喷口 Y 6 的中心线的距离 h P 的比例为 2. 5: 3-1. 5: 3; 各层所述网 格燃尽风喷口 8的间隔大于或等于 0. 5米。

根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风煤 粉锅炉的一个实 施例, 进一步的, 所述网格燃尽风喷口 8的中心线与所述水冷壁 2 的墙面法线夹角为 Y ; 所述网格燃尽风喷口 8能够向下方调节, 调 节范围为: 0。 < γ < 20。 。

根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风煤 粉锅炉的一个实 施例, 进一步的, 每层所述网格燃尽风喷口 8通过的空气总量是锅 炉燃烧所需空气总量的 5-25%; 所述网格燃尽风喷口 8喷口喷出的 空气速度为 20-50米 /秒。

根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风煤 粉锅炉的一个实 施例, 进一步的, 所述网格燃尽风喷口 (8 )、 主燃区双向附壁二次 风喷口 (11 )、 主燃区单向附壁二次风喷口 (10 )和还原区单向附壁 二次风喷口 (9 ) 同时运行。

本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风的煤粉 锅炉, 减少了炉 膛从下到上沿程进入还原 NO物质 HCN、 NHi、 CO等较高浓度聚集的 炉膛 "中心区" 的二次风量和进入炉膛四角挥发份析出燃烧区 的二 次风量, 而使二次风适量适时进入焦炭聚集的 "近壁区", 能够减少 炉膛 ΝΟχ排放量,提高燃烧效率, 同时形成具有低温高氧低固相浓度 特性的水冷壁表面, 提高了水冷壁抗结渣和高温腐蚀的能力。 本发 明的具有附壁二次风和网格燃尽风的煤粉锅炉 具有以下的特点:

1、 锅炉效率不降, 炉内无结渣与高温腐蚀的前提下, 可使切向 燃烧锅炉 Ν0 Χ 排放浓度, 燃用烟煤时可达到 80mg/Nm 3 -180 mg/Nm 3 , 燃用贫煤时可达到 280-380mg/Nm 3 ;

2、 Π型锅炉炉膛出口烟温偏差小于 30°C, 炉膛出口烟温不高 于设计值。 附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步 理解, 构成本 申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说 明用于解释本发明, 并不构成对本发明的不当限定。 在附图中:

图 1A 为根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风 的煤粉锅 炉的一个实施例的示意图;

图 1B为图 1A中标出的 A局部放大示意图;

图 1C 为根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风 的煤粉锅 炉的一个实施例的网格燃尽风喷口的布置示意 图,为图 1A的 I-I剖 视图;

图 1D 为根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风 的煤粉锅 炉的一个实施例的网格燃尽风喷口局部示意图 ,为图 1C的 B-B剖视 图;

图 1E 为根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风 的煤粉锅 炉的一个实施例的还原区单向附壁二次风喷口 的布置示意图, 为图 1A的 Π-Π剖视图;

图 1F 为根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风 的煤粉锅 炉的一个实施例的主燃区单向附壁二次风喷口 的布置示意图, 为图 1A的 Π Ι-ΠΙ剖视图;

图 1G 为根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风 的煤粉锅 炉的一个实施例的主燃区双向附壁二次风喷口 的布置示意图, 为图 1A的 IV-IV剖视图;

图 1H 为根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风 的煤粉锅 炉的一个实施例的主燃区双向附壁二次风喷口 的局部放大示意图。 具体实施方式

本发明提供了一种具有附壁二次风和网格燃尽 风的煤粉锅炉, 减少了炉膛从下到上沿程进入还原 NO物质 HCN、 NHi、 CO等较高浓 度聚集的炉膛 "中心区" 的二次风量和进入炉膛四角挥发份析出燃 烧区的二次风量, 而使二次风适量适时进入焦炭聚集的 "近壁区", 从而提高了炉膛从下向上沿程区域焦炭燃尽率 与 NO还原率,使较少 的焦炭进入燃尽区, 可使燃尽风布置在炉膛较高的位置。 在燃尽区 布置了较高位置的网格燃尽风, 它所形成的网格状覆盖炉膛横断面 的多个 "小涡 "使焦炭和空气均匀混和, 焦炭停留时间延长, 提高 了焦炭燃尽率, 减少了 NO生成量。 附壁二次风和中心区上升的烟气 气流复合后还扩大了主燃区、 还原区具有低温高氧低固相浓度特性 的水冷壁表面范围, 提高了水冷壁抗结渣和高温腐蚀的能力。

本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风的煤粉 锅炉可达到减少 炉膛 ΝΟχ排放量,提高燃烧效率和避免炉膛结渣和 高温腐蚀发生三个 功能有效兼顾的目的。 下面结合图和实施例对本发明的技术方案进 行多方面的描述。

图 1A - 1H 为根据本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风 的煤 粉锅炉的一个实施例的示意图, 以及其中不同喷口的布置示意图。 如图所示, 具有附壁二次风和网格燃尽风煤粉锅炉包括炉 膛 1和水 冷壁 2, 炉膛 1从下到上为: 主燃区 111、还原区 112和燃尽区 113。 主燃烧器 4设置在主燃区 111中 (在图中标出了主燃烧器 4的设置 的位置, 以及主燃烧器 4包括的各种喷口, 主燃烧器 4的其余部件 未在图中画出)。主燃烧器 4的顶部到网格燃尽风喷口 8底部之间的 区间为还原区 112。 网格燃尽风喷口 8到屏式过热器 3底部之间的 区域为燃尽区 113。 在主燃区 111的炉膛的四角各布置一组主燃烧 器 4。 每组主燃烧器 4沿高度方向、 在水冷壁 2上间隔设置的一次 风喷口 6 (—次风喷口 6从下到上编号依次为 、 Υ 2 、 Υ 3 、 Υ 4 、 Υ 5 、 Υ 6 )和二次风喷口 7 (二次风喷口 7从下到上编号依次为 、 Ε 2 、 Ε 3 、 Ε 4 、 Ε 5 、 Ε 6 、 Ε 7 ), 在最高层二次风喷口 7上方的水冷壁 2上设置紧凑 型燃尽风喷口 5。 在位于燃尽区 113的水冷壁 2上分别设置网格燃 尽风喷口 8。 处于相同高度的一次风喷口 6、二次风喷口 7紧凑型燃 尽风喷口 5中心线的延长线形成在主燃区 111的炉膛中心的各自层 面的假想切圓。

在位于主燃区 111的水冷壁 2上设置主燃区双向附壁二次风喷 口 11和主燃区单向附壁二次风喷口 10。 在位于还原区 112的水冷 壁 2上设置还原区单向附壁二次风喷口 9。

在主燃区, 在最低一次风喷口中心线和向上第三层一次风 喷口 中心线之间区域的水冷壁四面墙垂直中心线上 布置至少二层双向可 调附壁二次风喷口, 两侧射流喷口与水冷壁法线之间夹角在 15 - 80。 范围内调节。 所通过的二次风远离主燃烧器所在的角区, 避免 二次风进入挥发份析出与燃烧区, 补充低风速偏转二次风射流进入 不到焦炭燃烧较集中的炉膛中部区域的空气。 这部分二次风经两侧 喷口喷出的二次风射流外层空气逐步由这个区 域火焰边部掺混进入 焦炭聚集区而较少进入还原 NO的 HCN、 C0、 NHi等聚集的 "中心区"。 其掺入起始点, 掺混强弱, 通过调节喷口风速, 喷口角度予以确定。 附壁二次风和中心区上升的烟气气流复合后还 扩大了主燃区、 还原 区具有低温高氧低固相浓度特性的水冷壁表面 范围, 提高了水冷壁 抗结渣和高温腐蚀的能力。

在主燃区 111第三层的一次风喷口 Y 3 与所述紧凑型燃尽风喷口 5区域内的二次风喷口与紧凑型燃尽风喷口 5两侧的水冷壁 2上, 至少设置 3层主燃区单向附壁二次风喷口 10, 每一层在四面墙上, 在同一面墙上同一标高对冲布置二只喷口。 经喷口喷出的二次风射 流外层空气逐步由这个区域火焰边部掺混进入 焦炭聚集区而较少进 入还原 NO的 HCN、 C0、 NHi等聚集的 "中心区"。 其掺入起始点, 掺 混强弱, 通过调节喷口风速, 喷口角度予以确定。 附壁二次风和中 心区上升的烟气气流复合后扩大了主燃区、 具有低温高氧低固相浓 度特性的水冷壁表面范围,提高了水冷壁抗结 渣和高温腐蚀的能力。 在还原区区域内四面水冷壁墙上向上沿炉膛高 度方向装置至 少一层单向可调附壁二次风喷口。

通过这些喷口的二次风空气射流外层空气经由 还原区靠近近壁 区火焰边部进入近壁焦碳密集区, 而较少进入中心区。 附壁二次风 和中心区上升的烟气气流复合后扩大了还原区 具有低温高氧低固相 浓度特性的水冷壁表面范围, 提高了水冷壁抗结渣和高温腐蚀的能 力。

还原区内垂直向上烟气流与单向附壁二次风空 气喷口射流所 形成的近壁区 "小涡" 复合后形成的流场使上升燃烧烟气近壁区中 焦炭停留时间延长, 还使和氧的混合得到加强。

研究表明: 在近壁区适宜的氧量环境中密集的焦炭, 边燃烧边 还原 N0, 同时一部分焦炭氮还被氧化成 N0, 并向 "中心区" 聚集, 再被 "中心区" HCN、 C0、 NHi等还原物质还原。 因此这样布置还原 区单向可调附壁二次风喷口, 可使还原区内 NO还原能力提高, 焦炭 燃尽率提高和水冷壁面防结渣和高温腐蚀能力 提高。

由于燃尽区上游沿程焦炭燃尽率提高, 使进入炉膛上部燃尽风 区域的未燃焦炭数量减少, 从而避免由于在炉膛上部较高区域内较 多集中燃烧焦炭引起炉膛出口烟温升高,炉膛 上部焦炭生成 NO增大 等问题的发生, 从而可使上部燃尽风喷口设置在距离屏式过热 器更 近的位置, 扩大了还原区。

在燃尽区四面墙上设置至少二层网格燃尽风, 每一层每面墙上 至少设置 3只椭园型喷口, 向下可在 0 - 10。 范围内调节, 喷口空 气速度可单独调节。 这样布置的燃尽风喷口使上游烟气上升的大 "涡"成为许多网格状小 "涡", 使这一区域内空气分布均匀, 焦炭 与适量空气均匀混合得到加强, 焦炭停留时间延长, 从而使焦炭燃 尽率提高, 焦炭 No生成量减少。 还使炉膛出口处烟气速度场均匀, 炉膛出口烟温偏差减少。

根据本发明的的一个实施例, 在最下层一次风喷口 和向上第 三层一次风喷口 Y 3 中心线之间的水冷壁 2 的四面墙的垂直中心线 上, 至少布置二层主燃区双向附壁二次风喷口 11。 例如:主燃区双 向附壁二次风喷口 13, 设置二层, 标高分别和一次风喷口 , Υ 2 相 同, 位于四面墙垂直中心线上。

每层包括四只主燃区双向附壁二次风喷口 11, 并且在水冷壁 2 的每面墙的同一标高位置有一只主燃区双向附 壁二次风喷口 11; 每 层的 4只主燃区双向附壁二次风喷口 11通过的空气量是锅炉二次风 空气总量的 1-3%, 喷出的空气速度大于 40米 /秒。

主燃区双向附壁二次风喷口 11的出口喷嘴对称地设置在以水 冷壁 2的法线为中心线的左右两侧; 出口喷嘴的中心线与水冷壁法 线的夹角分别为 O A, a右, 其中 ο^= α ; 出口喷嘴的中心线调节范 围为 15。 < α左和 α右 < 80。 。

根据本发明的一个实施例,位于主燃区 111第三层的一次风喷 口 Υ 3 与紧凑型燃尽风喷口 7区域内的二次风喷口与紧凑型燃尽风喷 口 7两侧的水冷壁 2上, 至少设置 3层主燃区单向附壁二次风喷口 10每一层设置在四面墙上, 在同一面墙上同一标高对称布置二只喷 口。 例如, 主燃区单向附壁二次风喷口 11, 共设置四层, 从下到上 分别位于二次风喷口 Ε 4 、 Ε 5 、 Ε 6 和紧凑型燃尽风喷口 5的喷口两侧, 每个喷口的中心线与紧邻的二次风喷口 Ε 4 、 Ε 5 、 Ε 6 和紧凑型燃尽风喷 口 5的中心线标高相同。 同一面墙上两只喷口对冲布置。 主燃区单 向附壁二次风喷口 10的中心线与水冷壁 2形成夹角 Ρ,夹角 Ρ的调 节范围为 0。 < β < 20。 。 每层主燃区单向附壁二次风喷口 10喷出 空气速度大于 35米 /秒。

根据本发明的一个实施例, 在位于还原区 112的水冷壁 2的四 面墙上至少设置 1层的还原区单向附壁二次风喷口 9。 例如:在炉膛 1还原区 112四角设置 2层还原区单向附壁二次风喷口 11, 每层喷 口在四面墙同一标高,每面墙 2只,对冲设置,靠近最上排一次风喷 口 Y 6 的下层还原区单向附壁二次风喷口 11, 中心线距最上排一次风 喷口 Υ 6 中心线距离 hG和最上排一次风喷口 Y 6 中心线与屏式过热器 底部距离 hp之比为 1: 7,与下层还原区单向附壁二次风喷口 11相 邻的上层还原区附壁二次风喷口 11 的中心线距最上排一次风喷口 Y 6 中心线的距离 hG, 与最上排一次风喷口中心线与屏式过热器底部 巨离 hp之比为 1: 3。

每层的还原区单向附壁二次风喷口 9设置在标高相同的炉膛 1 的四角, 并且, 在炉膛 1的每个角上对称设置 2个还原区单向附壁 二次风喷口 9。 还原区单向附壁二次风喷口 9的中心线与所在的水 冷壁 2墙面夹角为 p ', p, 的调节范围为 0° < p, < 15。 。 每层 的还原区单向附壁二次风喷口 9通过的空气量为二次风空气总量的 1. 5-3%; 还原区单向附壁二次风喷口 9喷出空气速度为 25-50米 / 秒。

根据本发明的一个实施例, 在位于燃尽区 113的水冷壁 2上设 置至少 2层网格对冲燃尽风喷口 8, 例如:在燃尽区 113设置二层燃 尽区网格燃尽风喷口 10, 每面墙设置标高相同的 3只喷口, 每面墙 垂直中心线上设置一只, 在它相邻两侧各设置一只, 相邻喷口间 巨 离相等, 即 Κ 2 3 4 ,在前后墙的距离是 1/4炉宽, 即 L=1/4L W 。 在左右侧墙的距离是 1/4炉深, 即 L=1 L D 。距离屏式过热器 3的底 部最近的一层网格燃尽风喷口 8的中心线到最高层的一次风喷口 Y 6 的中心线的距离 h R , 和距屏式过热器 3的底部到最高层的一次风喷 口 Y 6 的中心线的距离 h P 的比例为 2. 3: 3,与向下相邻的网格燃尽风 喷口 10的中心线之间距离等于 0. 5米。

网格燃尽风喷口 8的中心线与水冷壁 2的墙面法线夹角为 γ, 网格燃尽风喷口 8能够向下方调节, 其调节范围为 0° < γ < 20。 。 每层 12只喷口通过的总风量为锅炉燃尽所需空气总 的 10%, 喷口 速度为 50米 /秒。

根据本发明的一个实施例, 进一步的, 网格燃尽风喷口 8、 主 燃区双向附壁二次风喷口 11、 主燃区单向附壁二次风喷口 10和还 原区单向附壁二次风喷口 9同时运行。

本发明的具有附壁二次风和网格燃尽风的煤粉 锅炉, 可达到减 少炉膛 ΝΟχ排放量,提高燃烧效率和避免炉膛结渣和 高温腐蚀发生三 个功能有效兼顾的目的。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本 发明的技术方 案而非对其限制; 尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说 明, 所属领域的普通技术人员应当理解: 依然可以对本发明的具 体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行 等同替换; 而不脱 离本发明技术方案的精神, 其均应涵盖在本发明请求保护的技术 方案范围当中。