立式煤粉锅炉制造技术

本发明专利技术公开一种煤粉锅炉，包括：炉膛，所述炉膛包括位于其四周的侧壁，位于侧壁下方的炉膛底部，由侧壁和炉膛底部包围形成的炉膛内腔；至少一个煤粉燃烧器，其包括主体和从主体延伸的燃烧器出口管，燃烧器出口管延伸到炉膛内腔的下部空间中且适于向炉膛内腔中通入一次风和煤粉的混合物；和二次风布风装置，所述二次风布风装置设置于炉膛底部以占据炉膛底部的整个横截面积且适于向炉膛内腔中通入二次风。一次风和煤粉的混合物与二次风掺混以在炉膛内腔中形成呈平推流整体向上流动的风粉混合物。

【技术实现步骤摘要】
立式煤粉锅炉
本专利技术涉及锅炉领域，特别是涉及一种立式煤粉锅炉。
技术介绍
我国以煤炭为主体能源的结构在未来很长时间内难以变化，中国每年燃用的煤炭量达到15亿吨，其中8亿吨煤炭用于燃煤火力发电，7亿吨煤炭用于燃煤工业锅炉。随着燃煤锅炉大气污染物排放标准的提高，煤的高效洁净燃烧技术是未来发展的必然要求。此外，传统燃烧方式中，炉膛内一次风、二次风喷射速度与炉膛断面平均速度差异较大，炉膛内存在较大的回流区，回流区可卷吸高温烟气，预热煤粉，但回流区的控制较为复杂，回流区内容易发生煤粉颗粒团聚，若炉内流场组织不佳，则炉膛结渣倾向大，影响锅炉的安全平稳运行。传统的燃烧方式包括使用直流燃烧器的切圆燃烧和使用旋流燃烧器的旋流燃烧。在传统的燃烧方式中，一次风携带煤粉以20-30m/s速度喷入炉膛，二次风包围一次风以30-40m/s速度喷入炉膛，形成风包粉的燃烧方式。煤粉在特定区域集中燃烧，局部燃烧温度高，导致煤粉燃烧的NOx原始排放值高。对于燃用无烟煤的煤粉锅炉，NOx原始排放值超过800mg/m3；对于燃用烟煤的锅炉，NOx原始排放值一般超过400mg/m3，二者均大大超过相关排放标准。此外，传统燃烧方式中，炉膛内腔一次风、二次风喷射速度与炉膛横截面上的气流平均速度差异较大，炉膛内腔存在较大的回流区，回流区可卷吸高温烟气，预热煤粉，但回流区的控制较为复杂，回流区内容易发生煤粉颗粒团聚，若炉内流场组织不佳，则炉膛结渣倾向大，影响锅炉的安全平稳运行。此外，在煤粉的切圆燃烧方式或旋流燃烧方式中，因煤粉集中燃烧和释放热量，煤粉燃烧温度超过了灰熔点，煤粉燃烧还易形成结渣，部分渣粘结在炉膛水冷壁上，影响锅炉的传热性能。在锅炉的工作期间，需要将部分渣从炉膛底部排出，因此降低了锅炉效率。
技术实现思路
为了克服上述现有技术缺陷的至少一个方面，本专利技术提出一种立式煤粉锅炉，该立式煤粉锅炉能够实现煤粉的均匀且高效燃烧、低氮氧化物排放，并且避免了煤粉颗粒在炉膛内腔积聚。根据本专利技术的一个方面，提供一种煤粉锅炉，包括：炉膛，所述炉膛包括位于其四周的侧壁，位于侧壁下方的炉膛底部，由侧壁和炉膛底部包围形成的炉膛内腔；至少一个煤粉燃烧器，其包括主体和从主体延伸的燃烧器出口管，燃烧器出口管延伸到炉膛内腔的下部空间中且适于向炉膛内腔中通入一次风和煤粉的混合物；和二次风布风装置，所述二次风布风装置设置于炉膛底部以占据炉膛底部的整个横截面积且适于向炉膛内腔中通入二次风，其中，一次风和煤粉的混合物与二次风掺混以在炉膛内腔中形成呈平推流整体向上流动的风粉混合物。根据本专利技术的一个示例性实施例，炉膛内腔的下部空间位于二次风布风装置之上且靠近二次风布风装置，且其高度为炉膛的从炉膛顶部至炉膛底部的总高度的20％至40％。根据本专利技术的另一个示例性实施例，所述至少一个煤粉燃烧器的主体设置在二次风布风装置的下方，从而所述燃烧器出口管向上延伸穿过二次风布风装置而进入到炉膛内腔的下部空间中。根据本专利技术的另一个示例性实施例，所述侧壁包括高度占侧壁总高度的20％至40％的侧壁下部，所述至少一个煤粉燃烧器的主体设置于侧壁下部外侧，从而燃烧器出口管延伸穿过所述侧壁下部而进入到炉膛内腔的下部空间中。根据本专利技术的另一个示例性实施例，所述煤粉锅炉，还包括：至少一层三次风喷口，其适于向炉膛内腔中通入三次风且分层地设置在炉膛的侧壁上，所述侧壁包括高度占侧壁总高度的20％至40％的侧壁下部，所述至少一层三次风喷口中的一层喷口设置在所述侧壁下部上以使得三次风进入到炉膛内腔的下部空间中。根据本专利技术的另一个示例性实施例，所述煤粉燃烧器为煤粉预热燃烧器以将一次风和煤粉的混合物预热到850℃或以上。根据本专利技术的另一个示例性实施例，所述侧壁包括高度占侧壁总高度的20％至40％的侧壁下部，所述侧壁下部为横截面自下而上逐渐变大的倒锥形部分。根据本专利技术的另一方面，提供一种用于煤粉锅炉的煤粉燃烧方法，所述煤粉锅炉包括：炉膛，所述炉膛包括位于其四周的侧壁，位于侧壁下方的炉膛底部，由侧壁和炉膛底部包围形成的炉膛内腔；至少一个煤粉燃烧器，其包括主体和从主体延伸的燃烧器出口管，燃烧器出口管延伸到炉膛内腔的下部空间中且适于向炉膛内腔中通入一次风和煤粉的混合物；和二次风布风装置，所述二次风布风装置设置于炉膛底部以占据炉膛底部的整个横截面积且适于向炉膛内腔中通入二次风，所述方法包括：通过至少一个煤粉燃烧器向炉膛内腔的下部空间中通入一次风和煤粉的混合物，通过二次风布风装置从炉膛底部向炉膛内腔的下部空间中通入二次风，使得一次风和煤粉的混合物与二次风在炉膛内腔掺混以形成呈平推流整体向上流动的风粉混合物以在炉膛内腔中均温燃烧。根据本专利技术的一个示例性实施例，所述一次风和煤粉的混合物通过煤粉燃烧器被预热到850℃或以上。根据本专利技术的另一个示例性实施例，所述二次风的喷射动量位于所述一次风和煤粉的混合物的喷射动量的70％至90％之间。根据本专利技术的另一个示例性实施例，所述二次风为空气或空气与烟气的混合气。因此，在根据本专利技术实施例的立式煤粉锅炉中，采用设置于炉膛底部的整个横截面上的二次风布风装置上来提供二次风，供风均匀，几乎不出现卷吸、回流，炉膛横截面上各处的速度差很小，因此与一次风和煤粉的混合物掺混后形成弥散的风粉混合物整体向上流动，从而改变了常规的风包粉燃烧方式。因此，本专利技术实现了风粉混合物在全炉膛空间内整体向上平推流动，炉膛内不出现回流区，避免了煤粉颗粒在炉膛内积聚、结团，提高了系统运行稳定性。附图说明通过结合附图考虑本专利技术的各种实施例的以下详细描述，可以完全理解本专利技术，其中：图1为本专利技术的一个示例性实施例的立式煤粉锅炉的炉膛示意图。图2为本专利技术的另一示例性实施例的立式煤粉锅炉的炉膛示意图。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本专利技术实施方式的说明旨在对本专利技术的总体专利技术构思进行解释，而不应当理解为对本专利技术的一种限制。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本文披露的实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种立式煤粉锅炉，所述立式煤粉锅炉包括在如图1和2所示的实施例中，本专利技术提供一种立式煤粉锅炉，所述立式煤粉锅炉包括：炉膛1，所述炉膛包括位于其四周的侧壁11，位于侧壁下方的炉膛底部12，由侧壁11和炉膛底部12包围形成的炉膛内腔13；至少一个煤粉燃烧器5，其包括主体52和从主体延伸的燃烧器出口管51，燃烧器出口管51延伸到炉膛内腔13的下部空间13L中且适于向炉膛内腔中通入一次风和煤粉的混合物；和二次风布风装置2，所述二次风布风装置设置于炉膛底部13以占据炉膛底部13的整个横截面积且适于向炉膛内腔13中通入二次风，其中，一次风和煤粉的混合物与二次风掺混以在炉膛内腔中形成呈平推流整体向上流动的风粉混合物。在本专利技术中，优选地，炉膛内腔13的下部空间13L位于二次风布风装置2之上且靠近二次风布风装置2，且其高度为炉膛的从炉膛顶部至炉膛底部的总高度的20％至40％。在本专利技术的一个示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤粉锅炉，包括：炉膛，所述炉膛包括位于其四周的侧壁，位于侧壁下方的炉膛底部，由侧壁和炉膛底部包围形成的炉膛内腔；至少一个煤粉燃烧器，其包括主体和从主体延伸的燃烧器出口管，燃烧器出口管延伸到炉膛内腔的下部空间中且适于向炉膛内腔中通入一次风和煤粉的混合物；和二次风布风装置，所述二次风布风装置设置于炉膛底部以占据炉膛底部的整个横截面积且适于向炉膛内腔中通入二次风，其中，一次风和煤粉的混合物与二次风掺混以在炉膛内腔中形成呈平推流整体向上流动的风粉混合物。

【技术特征摘要】
1.一种煤粉锅炉，包括：炉膛，所述炉膛包括位于其四周的侧壁，位于侧壁下方的炉膛底部，由侧壁和炉膛底部包围形成的炉膛内腔；至少一个煤粉燃烧器，其包括主体和从主体延伸的燃烧器出口管，燃烧器出口管延伸到炉膛内腔的下部空间中且适于向炉膛内腔中通入一次风和煤粉的混合物；和二次风布风装置，所述二次风布风装置设置于炉膛底部以占据炉膛底部的整个横截面积且适于向炉膛内腔中通入二次风，其中，一次风和煤粉的混合物与二次风掺混以在炉膛内腔中形成呈平推流整体向上流动的风粉混合物。2.根据权利要求1所述的煤粉锅炉，其中，炉膛内腔的下部空间位于二次风布风装置之上且靠近二次风布风装置，且其高度为炉膛的从炉膛顶部至炉膛底部的总高度的20％至40％。3.根据权利要求1所述的煤粉锅炉，其中，所述至少一个煤粉燃烧器的主体设置在二次风布风装置的下方，从而所述燃烧器出口管向上延伸穿过二次风布风装置而进入到炉膛内腔的下部空间中。4.根据权利要求1所述的煤粉锅炉，其中，所述侧壁包括高度占侧壁总高度的20％至40％的侧壁下部，所述至少一个煤粉燃烧器的主体设置于侧壁下部外侧，从而燃烧器出口管延伸穿过所述侧壁下部而进入到炉膛内腔的下部空间中。5.根据权利要求1所述的煤粉锅炉，还包括：至少一层三次风喷口，其适于向炉膛内腔中通入三次风且分层地设置在炉膛的侧壁上，所述侧壁包括高度占侧壁总高度的20％至40％的侧壁下部，所述至少一层三次风喷口中的一层喷口设置在所述侧壁下部上以使得三次风进入到...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕清刚，朱建国，高鸣，欧阳子区，满承波，刘敬樟，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11