一种W火焰燃烧锅炉的制作方法

一种w火焰燃烧锅炉
技术领域
1.本实用新型涉及w火焰锅炉技术领域，尤其涉及一种w火焰燃烧锅炉。


背景技术：

2.w火焰锅炉在我国得到广泛应用，但在实际运行中仍暴露了一些问题，比较严重并且常见的有nox排放量高、稳燃差、飞灰可燃物含量高、下炉膛水冷壁超温、壁温偏差大和结渣严重。nox排放量高是因为w火焰锅炉中煤粉燃烧在高温富氧条件下进行，会促进燃料型nox的生成，尽管浓淡燃烧措施具有一定的改善效果，但仍与理论真正实现有很大差距。在实际运行中，为降低燃料成本，锅炉实际燃用煤质有时会比设计煤质差，如燃烧灰分较高的劣质煤，干燥基灰分ad大于40％，属于极难稳燃、中等难燃尽的煤。锅炉燃用高灰分的劣质煤时，煤粉着火晚、稳燃差，煤粉燃尽难以保证，使得飞灰可燃物含量偏高。w火焰锅炉采用垂直管屏型水冷壁，由于下炉膛尺寸大，水冷壁并联管屏数较多，相应地热偏差就较大，对炉膛热负荷的偏差较敏感。水冷壁局部热负荷分布不均会导致水冷壁温超温而爆管，壁温偏差大而鳍片拉裂，影响锅炉安全运行。同时，拱上二次风分布不合理也会导致沿炉膛宽度方向布置的燃烧器着火点位置不同，燃烧器火焰下冲深度不同，前后墙沿炉膛宽度方向的水冷壁壁温偏差较大。结渣严重是因为w火焰锅炉下炉膛温度较高，在水冷壁附近没有二次风或低温循环烟气冷却的情况下水冷壁附近温度也较高，容易结渣。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
4.为此，本实用新型的实施例提出一种w火焰燃烧锅炉。
5.本实用新型提出了一种w火焰燃烧锅炉，包括：
6.炉膛，所述炉膛包括前墙、后墙、左侧墙和右侧墙，所述前墙和所述后墙上分别设置前炉拱和后炉拱，其中，所述前墙与所述后墙相对设置，所述左侧墙与所述右侧墙相对设置；
7.贴壁风喷嘴，所述贴壁风喷嘴垂直设置在所述前墙和所述后墙两侧边，所述贴壁风喷嘴的布置位置为主燃区二次风区域以及主燃区与燃尽风之间的区域，所述贴壁风喷嘴包括喷口本体，所述喷口本体包括渐缩部、渐扩部和喉部，所述喉部设置在所述渐缩部与所述渐扩部之间，所述渐缩部、所述渐扩部和所述喉部构成缩放结构。
8.在一些实施例中，所述主燃区二次风区域的所述贴壁风喷嘴靠近风粉射流下游设置。
9.在一些实施例中，所述贴壁风喷嘴还包括工作流体喷射腔，所述工作流体喷射设置在所述喉部。
10.在一些实施例中，所述工作流体喷射腔具有开孔，所述开孔位置朝向所述渐扩部。
11.在一些实施例中，所述渐缩部为引射流体的入口位置。
12.在一些实施例中，所述渐扩部为混合流体的出口位置。
13.在一些实施例中，所述喉部设置工作流体进口，所述工作流体进口联通所述工作流体喷射腔。
14.在一些实施例中，所述工作流体进口连接工作流体管道。
15.在一些实施例中，所述工作流体管道上设置压力监测仪表和压力调节阀。
16.相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：
17.本实用新型在w火焰燃烧锅炉的合适部位设置贴壁风喷嘴，采用引射流技术，利用少量工作流体引射引射流体，获取射流刚性和风温均适宜的混合流体，有效地补充了炉内缺氧燃烧区域的空气供给，缓解了炉内水冷壁高温腐蚀和沾污结渣问题，提升了锅炉运行的安全性和经济性。
18.本实用新型通过合理的喷口本体结构设计，在保证混合流体刚性的基础上，有效降低了温度较低的压缩空气用量，保证贴壁风混合流体风温不明显降低，对炉内燃烧工况和水冷壁热应力变化影响显著降低。平行于水冷壁壁面射流的空气层不直接冲刷水冷壁，有效降低高温水冷壁冲刷磨损风险。采用引射技术的贴壁风喷嘴对当前燃煤电站锅炉安全、经济和环保运行具有重要意义。
附图说明
19.本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1为本实用新型w火焰燃烧锅炉的系统示意图；
21.图2为贴壁风喷嘴结构示意图；
22.附图标记说明：
23.贴壁风喷嘴1、渐缩部2、喉部3、渐扩部4、工作流体喷射腔5、工作流体进口6、压力调节阀7、压力监测仪表8、工作流体管道9、风粉射流10、前炉拱11、后炉拱12。
具体实施方式
24.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
25.下面参照附图描述根据本实用新型实施例提出的w火焰燃烧锅炉。
26.如图1-2所示，本实用新型的w火焰燃烧锅炉，包括炉膛和贴壁风喷嘴1。
27.炉膛包括前墙、后墙、左侧墙和右侧墙，前墙和后墙上分别设置前炉拱11和后炉拱12，其中，前墙与后墙相对设置，左侧墙与右侧墙相对设置。
28.具体为，前墙、后墙、左侧墙和右侧墙围成w火焰锅炉的炉膛，其中，前墙和后墙相对设置，左侧墙和右侧墙相对设置，前墙上设置前炉拱11，后墙上设置后炉拱12，前炉拱11和后炉拱12相对设置在炉膛的两侧，前炉拱11和后炉拱12将炉膛分为上炉膛和下炉膛。
29.w火焰燃烧锅炉的主燃区包括一次风区域和二次风区域，其中，一次风区域在炉拱上，二次风区域大部分在炉拱下，小部分在炉拱上，燃尽风区域位于上炉膛。
30.贴壁风喷嘴1垂直设置在前墙和后墙两侧边，贴壁风喷嘴1的布置位置为主燃区二
次风区域以及主燃区与燃尽风之间的区域，贴壁风喷嘴1包括喷口本体，喷口本体包括渐缩部2、渐扩部4和喉部3，喉部3设置在渐缩部2与渐扩部4之间，渐缩部2、渐扩部4和喉部3构成缩放结构。
31.具体为，分别在前墙和后墙上对应设置贴壁风喷嘴1，前墙上的贴壁风喷嘴1垂直前墙设置，后墙上的贴壁风喷嘴1垂直后墙设置，在w火焰燃烧锅炉的主燃区二次风区域设置贴壁风喷嘴1，且位于主燃区二次风区域的贴壁风喷嘴1靠近风粉射流10下游设置，同时在主燃区与燃尽风之间的区域设置贴壁风喷嘴1。可以理解的是，由于主燃区二次风区域以及主燃区与燃尽风之间的区域的还原性气氛强，高温腐蚀风险高，因此在该区域设置贴壁风喷嘴1。贴壁风喷嘴1垂直前后墙水冷壁安装，对于两侧墙来说，射流是平行于水冷壁壁面的，对于前后墙来说，射流是垂直于水冷壁壁面的，目的是在两侧墙表面形成一层空气保护膜。
32.贴壁风喷嘴1包括喷口本体，喷口本体包括渐缩部2、渐扩部4和喉部3，其中，喉部3位于渐缩部2与渐扩部4之间，即渐缩部2与渐扩部4的交界处，渐缩部2、渐扩部4和喉部3构成喷口本体的缩放结构。
33.在一些实施例中，在主燃区二次风区域布置3层贴壁风喷嘴1，每层设置2个贴壁风喷嘴1，在主燃区二次风区域布置一层贴壁风喷嘴1，每层设置2个贴壁风喷嘴1。
34.贴壁风喷嘴1的工作流体喷射腔5设置在喷口本体的喉部3，工作流体喷射腔5为具有开孔的结构，且工作流体喷射腔5的开孔位置朝向渐扩部4。
35.喷口本体的喉部3设置工作流体进口6，工作流体进口6联通工作流体喷射腔5，工作流体经工作流体进口6进入工作流体喷射腔5，并从工作流体喷射腔5的开孔位置喷出。
36.贴壁风喷嘴1在工作流体进口6位置处通过工作流体管道9连接工作流体气源，为适应不同运行工况需要，在工作流体管道9上设置压力调节阀7门和压力监测仪表8，根据定期检修以及水冷壁壁面还原性气氛检测结果定期调整工作流体的射流压力。
37.具体为，电厂定期会有性能测试或者燃烧调整试验测试安排，测试期间可以通过水冷壁上预留的测孔，采用烟气分析仪取样烟气成分分析，当测试结果表明壁面o2浓度低，co、h2s浓度高时，表明壁面还原性气氛强，需要增加贴壁风喷嘴1射流刚性或者风量。停炉检修期间，可以根据炉内水冷壁表面高温腐蚀情况的检查结果，确定贴壁风喷嘴1射流刚性的调节方向。
38.引射流体为w火焰燃烧锅炉的燃烧器风箱引出的热二次风，工作流体为压缩空气，压缩空气的压力为0.3-1mpa，从工作流体进口6流入的压缩空气的流量为从渐缩部2进入的热二次风流量的5％左右。
39.引射流体从渐缩部2进入喷口本体，利用工作流体的高速射流在工作流体喷射腔5中形成负压引射，使得引射流体与工作流体在喉部3混合，由于工作流体的引射左右，从渐扩部4流出的混合流体的速度得到大幅提升，混合流体有效地补充了炉内缺氧燃烧区域的空气供给。另外，混合流体的风温与热二次风温接近。
40.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述可以针对不同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一
个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
41.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种w火焰燃烧锅炉，其特征在于，包括：炉膛，所述炉膛包括前墙、后墙、左侧墙和右侧墙，所述前墙和所述后墙上分别设置前炉拱和后炉拱，其中，所述前墙与所述后墙相对设置，所述左侧墙与所述右侧墙相对设置；贴壁风喷嘴，所述贴壁风喷嘴垂直设置在所述前墙和所述后墙两侧边，所述贴壁风喷嘴的布置位置为主燃区二次风区域以及主燃区与燃尽风之间的区域，所述贴壁风喷嘴包括喷口本体，所述喷口本体包括渐缩部、渐扩部和喉部，所述喉部设置在所述渐缩部与所述渐扩部之间，所述渐缩部、所述渐扩部和所述喉部构成缩放结构。2.如权利要求1所述的w火焰燃烧锅炉，其特征在于，所述主燃区二次风区域的所述贴壁风喷嘴靠近风粉射流下游设置。3.如权利要求1所述的w火焰燃烧锅炉，其特征在于，所述贴壁风喷嘴还包括工作流体喷射腔，所述工作流体喷射设置在所述喉部。4.如权利要求3所述的w火焰燃烧锅炉，其特征在于，所述工作流体喷射腔具有开孔，所述开孔位置朝向所述渐扩部。5.如权利要求1所述的w火焰燃烧锅炉，其特征在于，所述渐缩部为引射流体的入口位置。6.如权利要求1所述的w火焰燃烧锅炉，其特征在于，所述渐扩部为混合流体的出口位置。7.如权利要求3所述的w火焰燃烧锅炉，其特征在于，所述喉部设置工作流体进口，所述工作流体进口联通所述工作流体喷射腔。8.如权利要求7所述的w火焰燃烧锅炉，其特征在于，所述工作流体进口连接工作流体管道。9.如权利要求8所述的w火焰燃烧锅炉，其特征在于，所述工作流体管道上设置压力监测仪表和压力调节阀。

技术总结
本实用新型公开了一种W火焰燃烧锅炉，包括炉膛和贴壁风喷嘴，炉膛包括前墙、后墙、左侧墙和右侧墙，前墙和后墙上分别设置前炉拱和后炉拱；贴壁风喷嘴垂直设置在前墙和后墙两侧边，贴壁风喷嘴的布置位置为主燃区二次风区域以及主燃区与燃尽风之间的区域，贴壁风喷嘴为缩放结构。本实用新型通过合理的喷口本体结构设计，在保证混合流体刚性的基础上，有效降低了温度较低的压缩空气用量，保证贴壁风混合流体风温不明显降低，对炉内燃烧工况和水冷壁热应力变化影响显著降低。平行于水冷壁壁面射流的空气层不直接冲刷水冷壁，有效降低高温水冷壁冲刷磨损风险。采用引射技术的贴壁风系统对当前燃煤电站锅炉安全、经济和环保运行具有重要意义。要意义。要意义。


技术研发人员：刘涛 刘兴晖 王超 高壮 杨明伟 王龙杰 冉大召 李昊峰 邹加文 王洋 陈煜 任伟
受保护的技术使用者：河北邯峰发电有限责任公司
技术研发日：2023.04.04
技术公布日：2023/8/26