一种W火焰锅炉的制作方法

本技术涉及燃煤锅炉，具体涉及一种w火焰锅炉，尤其涉及一种带有强化燃烧与深度空气分级预燃室的w火焰锅炉。

背景技术：

1、w火焰锅炉是转为燃用无烟煤、低挥发分贫煤等难燃煤种而设计的一种炉型。该炉型将炉膛分为上、下两个炉膛，旋风预燃器布置在前、后墙炉拱上，通过旋风预燃器向下喷入煤粉，煤粉气流在下炉膛形成w型火焰结构，延长一次风粉在炉内停留时间，提高煤粉燃尽率；同时，通过在下炉膛铺设一定量的卫燃带，通过提高炉膛温度、提高一次风煤粉浓度、卷吸炉内高温烟气等措施，提高煤粉气流着火、稳燃能力。因受所燃用煤种具有挥发分低(vdaf<10％)、着火温度高以及燃尽时间长等因素的限制(无烟煤、低挥发分贫煤)，为保证锅炉稳燃与燃尽，w火焰锅炉下炉膛的燃烧温度较高，一般下炉膛火焰温度可达1500-1800℃，从而导致热力型nox较多；另外，由于无烟煤或劣质煤的挥发分含量较低及煤的着火温度较高，在保证锅炉稳燃条件下，要进一步降低主燃区过量系数难度较大，这也是w火焰锅炉具有较高nox排放(炉膛出口nox浓度可达1000-2000)的主要原因，要实现深度空气分级燃烧较为困难，采用空气分级燃烧降氮效果有限(采用空气分级、低氮燃烧等技术后其nox一般控制在600-900mg/nm3)，要再进一步降低锅炉nox出口浓度则十分困难。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是针对现有技术通过w火焰锅炉对燃用无烟煤和低挥发分贫煤等难燃煤种进行燃烧时，无法满足对该难燃煤种进行稳燃尽燃的同时，又能够降低锅炉出口nox浓度的缺陷，从而提出了一种w火焰锅炉。该锅炉通过在前、后炉拱上设置内部具有旋流叶片的旋风预燃器，并将煤粉分离器中分离出的浓煤粉通入该旋风预燃器中，利用旋流叶片的作用使浓煤粉形成旋流火焰，然后通过旋风预燃器侧壁上布置的喷口使二次风切向进入该旋风预燃器中，使得二次风的旋转方向与浓煤粉形成的旋流火焰的旋流方向一致，从而形成强烈的旋流，进而卷吸下炉膛的高温烟气用于加热浓相煤粉气流，由于旋风预燃器空间相较于下炉膛空间来说非常小，可大幅减少下炉膛对煤粉气流火焰的冷辐射，且由于旋风预燃器内卷吸有较高的温度(1200-1400℃)，可确保煤粉气流在较低局部过量空气系数(0.6-0.75)下能够实现稳定燃烧，同时实现锅炉出口nox排放浓度可控制在400mg/nm3以内。

2、本实用新型提出了一种w火焰锅炉，所述锅炉包括炉膛本体、煤粉分离器、内部具有旋流叶片的旋风预燃器、淡相煤粉乏气风喷口和分级燃尽风管道，所述炉膛本体包括上炉膛、下炉膛和前后墙两侧的炉拱；所述煤粉分离器设置有一次风煤粉气流入口，所述淡相煤粉乏气风喷口与所述煤粉分离器连通；所述前后墙两侧的炉拱上分别对称设置有所述旋风预燃器，且所述旋风预燃器与所述煤粉分离器的浓相煤粉喷口进行连通；所述旋风预燃器设有二次风入口，二次风通过所述二次风入口切向进入所述旋风预燃器中，且所述二次风的旋流方向与进入所述旋风预燃器内的浓相煤粉的旋流方向一致；所述分级燃尽风管道与所述煤粉分离器的淡相煤粉乏气风喷口从上至下依次设置在所述上炉膛的侧壁上，且延伸至所述上炉膛内；所述下炉膛的侧壁上设置有若干个二次风管道，且所述二次风管道的喷口延伸至所述下炉膛内。

3、优选地，所述浓相煤粉喷口的前端设置有旋流叶片。

4、优选地，所述二次风管道对冲布置在所述下炉膛的前后侧壁上。

5、优选地，所述二次风管道的喷口可上下摆动。更优选地，上下摆动的角度为±15°。

6、优选地，在所述下炉膛的一侧上从上至下依次设置有2-5个所述二次风管道。

7、优选地，所述淡相煤粉乏气风喷口对冲布置在所述上炉膛的前后侧壁上。

8、优选地，所述淡相煤粉乏气风喷口可上下摆动。更优选地，上下摆动的角度为±15°。

9、优选地，所述分级燃尽风管道对冲布置在所述上炉膛的前后侧壁上。

10、优选地，所述分级燃尽风管道在所述上炉膛两侧墙上设置多层喷口。

11、优选地，所述旋风预燃器的中心线与所述炉拱的壁面夹角为80-90°。

12、本实用新型所述w火焰锅炉，至少具有以下有益效果：

13、(1)在本实用新型中，通过在前、后拱上设置内部具有旋流叶片的旋风预燃器，并将煤粉分离器中分离出的浓煤粉通入该旋风预燃器中，利用旋流叶片的作用使浓煤粉形成旋流火焰，然后通过旋风预燃器侧壁上布置的喷口使二次风切向进入该旋风预燃器中，使得二次风的旋转方向与浓煤粉形成的旋流火焰的旋流方向一致，从而形成强烈的旋流，进而卷吸下炉膛的高温烟气用于加热浓相煤粉气流，由于旋风预燃器空间相较于下炉膛空间来说非常小，可大幅减少下炉膛对煤粉气流火焰的冷辐射，且由于旋风预燃器内卷吸有较高的温度(1200-1400℃)，可确保煤粉气流在较低局部过量空气系数(0.45-0.65)下能够实现稳定燃烧，为深度空气分级燃烧、降低nox排放提供良好条件，使得锅炉出口nox排放浓度可控制在400mg/nm3以内；

14、(2)在本实用新型中，通过将煤粉分离器中分离出的淡煤粉向炉膛本体中的喷入位置设于距离分级燃尽风下一段距离，并使淡相煤粉乏气风在w火焰的上沿喷入，一方面能够进一步补充下炉膛燃烧所需的氧气(下炉膛过量空气系数控制在0.8及以下)；另一方面，高温火焰确保了乏气风内煤粉的快速燃烧与燃尽；

15、(3)在本实用新型中，在优选情况下，分别将所述淡相煤粉乏气风、二次风ii和分级燃尽风以对冲方式送入炉膛，使煤粉气流在炉膛内一定的还原性气氛下燃烧，从而抑制nox的生成。

技术特征：

1.一种w火焰锅炉，其特征在于，所述锅炉包括炉膛本体、煤粉分离器(2)、内部具有旋流叶片的旋风预燃器(3)、淡相煤粉乏气风喷口(7)和分级燃尽风管道(6)，所述炉膛本体包括上炉膛(8)、下炉膛(9)和前后墙两侧的炉拱(10)；

2.根据权利要求1所述的w火焰锅炉，其特征在于，所述浓相煤粉喷口(21)的前端设置有旋流叶片。

3.根据权利要求1或2所述的w火焰锅炉，其特征在于，所述二次风管道(5)对冲布置在所述下炉膛(9)的前后侧壁上。

4.根据权利要求1或2所述的w火焰锅炉，其特征在于，所述二次风管道(5)的喷口可上下摆动。

5.根据权利要求4所述的w火焰锅炉，其特征在于，上下摆动的角度为±15°。

6.根据权利要求1或5所述的w火焰锅炉，其特征在于，在所述下炉膛(9)的一侧从上至下依次设置有2-5个所述二次风管道(5)。

7.根据权利要求1或5所述的w火焰锅炉，其特征在于，所述淡相煤粉乏气风喷口(7)对冲布置在所述上炉膛(8)的前后侧壁上。

8.根据权利要求1或5所述的w火焰锅炉，其特征在于，所述淡相煤粉乏气风喷口(7)可上下摆动。

9.根据权利要求1所述的w火焰锅炉，其特征在于，所述分级燃尽风管道(6)对冲布置在所述上炉膛(8)的前后侧壁上。

10.根据权利要求9所述的w火焰锅炉，其特征在于，所述分级燃尽风管道(6)在所述上炉膛(8)两侧墙上设置多层喷口。

11.根据权利要求1或9所述的w火焰锅炉，其特征在于，所述旋风预燃器(3)的中心线与所述炉拱(10)的壁面夹角为80-90°。

技术总结本技术涉及燃煤锅炉技术领域，具体涉及一种W火焰锅炉。该锅炉包括炉膛本体、煤粉分离器和内部具有旋流叶片的旋风预燃器，炉膛本体包括上炉膛、下炉膛和前后墙两侧的炉拱；煤粉分离器设置有一次风煤粉气流入口；前后墙两侧炉拱上分别对称设置有旋风预燃器，且旋风预燃器与煤粉分离器的浓相煤粉喷口进行连通；旋风预燃器设有二次风入口，二次风通过二次风入口切向进入旋风预燃器中；分级燃尽风管道与煤粉分离器的淡相煤粉乏气风喷口从上至下依次设置在上炉膛的侧壁上；二次风管道设置在下炉膛的侧壁上。采用本技术所述W火焰锅炉处理难燃煤种，可以实现煤粉的稳燃、尽燃，且使得使得锅炉出口NOx排放浓度可控制在400mg/Nm<supgt;3</supgt;以内。技术研发人员：王圣,乌晓江,陈国庆,董月红,张忠孝受保护的技术使用者：国家能源集团科学技术研究院有限公司技术研发日：20230830技术公布日：2024/5/27