一种W火焰锅炉一次风乏气置换的方法和装置
专利汇可以提供一种W火焰锅炉一次风乏气置换的方法和装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种W火焰 锅炉 一次 风 乏气置换的方法，将现有的W火焰锅炉前后炉拱上的 煤 粉 燃烧器 的一次风乏气管断开，取消通往 燃烧室 的乏气风管；利用原有的一次风乏气的喷口和 位置 ，将二次风总量的5％～30％以与竖直方向成0°～60°的 角 度和10～50m/s的速度向下射入燃烧室。一种W火焰锅炉一次风乏气置换装置，是在 煤粉 燃烧器 的原一次风乏气喷口位置，插入二次风风管。本 发明 与 现有技术 相比具有以下优点：1)可以消除现有W火焰锅炉送风方式的不合理性；2)可以提高煤粉气流火焰的 稳定性 ，增加火焰行程，强化燃烧后期 氧 量的补充与混合，降低飞灰含 碳 量等；3)充分利用原有的燃烧系统结构，十分适用于对现有W火焰锅炉的技术改造。，下面是一种W火焰锅炉一次风乏气置换的方法和装置专利的具体信息内容。
1.一种W火焰锅炉一次风乏气置换的方法，其特征在于：将现有的W火焰 锅炉前后炉拱上的煤粉燃烧器的一次风乏气管断开，取消通往燃烧室的乏气风 管；利用原有的一次风乏气的喷口和位置，将二次风总量的5％～30％以与竖直 方向成0°～60°的角度和10～50m/s的速度向下射入燃烧室。
2.一种W火焰锅炉一次风乏气置换装置，它包括锅炉体下部的燃烧室、锅 炉体上部的燃尽室和煤粉燃烧器，所述燃烧室的深度比燃尽室大，燃烧室前面 突出部分的顶部构成炉拱，所述煤粉燃烧器设置在炉拱上；其特征在于：在所 述煤粉燃烧器的原一次风乏气喷口位置，插入二次风风管。
3.根据权利要求2所述的一种W火焰锅炉一次风乏气置换装置，其特征在 于：所述煤粉燃烧器是旋风分离式煤粉浓淡燃烧器。
4.根据权利要求2或3所述的一种W火焰锅炉一次风乏气置换装置，其特 征在于：所述二次风风管上设有阀门。
5.根据权利要求4所述的一种W火焰锅炉一次风乏气置换装置，其特征在 于：所述二次风风管的前端向炉膛中心线方向倾斜，与竖直方向成0°～60°的角 度。
6.根据权利要求5所述的一种W火焰锅炉一次风乏气置换装置，其特征在 于：所述二次风风管与炉拱之间设有密封法兰。
技术领域
本发明涉及一种W火焰锅炉一次风乏气置换的方法和装置，属于W型火焰 锅炉燃烧技术领域。
背景技术
FW-W型火焰锅炉的结构与常规燃煤锅炉不同，它包括锅炉体下部的燃烧 室、锅炉体上部的燃尽室和煤粉燃烧器；所述燃烧室的深度比燃尽室大，且燃 烧室前面突出部分的顶部构成炉拱，所述煤粉燃烧器装设在炉拱上，下喷的煤 粉气流着火后向下伸展，在燃烧室的中下部折转向上，沿燃烧室中轴线上升， 从而形成W型火焰，未完全燃烧产物随烟气流上升进入燃尽室继续燃烧。
东方锅炉厂和美国FW公司的FW-W型火焰锅炉都采用旋风分离式煤粉浓 淡燃烧器，该燃烧器错列布置在前后墙的两个拱上。一次风煤粉气流同时切向 进入两个并列的旋风分离式燃烧器，在离心力的作用下，大量煤粉颗粒被甩到 分离器外壁，从而提高了燃烧器喷口下射主煤粉气流的煤粉浓度，有利于着火。 含粉较少的乏气在旋风分离器中心部分被引出，旋风分离器中心管引出的乏气 在拱上靠近炉膛中心部位送入炉膛。炉拱部送入少量的二次风，用以冷却喷口 和提供燃烧初期的需氧量，大量的二次风从前后墙分三级水平均匀送入，以实 现无烟煤的分级供氧和燃烧。
附图1为FW-W型火焰锅炉的燃烧系统结构示意图。沿炉膛宽度方向上排列 有多个燃烧器，在图1中只画了前墙的其中一支燃烧器，前后墙为对称布置。 在附图1中，1’为燃尽室，2’为乏气引出管，3’为乏气调节挡板，4’为FW 旋风分离器，5’为一次风风粉管，6’为油点火器，7’为二次风挡板，8’为 环形二次风箱， 9’为前墙F层二次风，10’为前墙E层二次风，11’为前墙D 层二次风，12’为拱上C层环形二次风喷口，13’为拱上B层环形二次风喷口， 14’为主煤粉气流喷口，15’为拱上A层环形二次风喷口，16’为一次风乏气 喷口，17’为炉拱，18’为水冷壁，19’为燃烧室。
但在实际运行中，尤其是在高负荷的运行条件下，东方锅炉厂和美国FW公 司的FW-W型火焰锅炉燃烧技术暴露出煤粉气流火焰稳定性差，炉膛出口氧量 偏低，飞灰含碳量高，燃烧经济性差等的问题。
FW-W型火焰锅炉在高负荷下的燃烧经济性较差，究其原因与送风方式不合 理具有十分密切的关系。按照FW的设计思想和运行原则，拱上只有一定比例的 少量二次风，燃烧系统所需的绝大部分二次风从炉拱下部前后墙水平分层送入 燃烧室，其中约65％左右的二次风从F层喷口送入。可是，前后墙水平分层送入 的二次风全部在煤粉气流的背火侧，同时相应的炉拱上部的送风很少，造成煤 粉气流的向火侧补氧条件较差，导致空气和煤粉气流在着火后期的混合较差， 最终影响燃烧的稳定性和煤粉的燃尽，因此，该送风方式存在着明显的不合理 性。
在实际运行中，由于煤粉颗粒较粗，为了保持燃烧的稳定性，炉拱上的二 次风基本上不投，处于关闭状态，使得煤粉气流向火侧的补氧条件变得更差， 这表明FW所设计的拱上二次风加入位置是不合适的，送风不合理的矛盾十分突 出。
从大量的运行实践表明，在高负荷下，开启乏气风并不能改善燃烧状况， 相反燃烧状况往往恶化，因此目前基本上所有的FW-W型火焰锅炉在运行中都将 乏气风关闭，乏气喷口处于无用状态。这种现象与FW公司提供的设计思想和运 行指导原则相矛盾，究其原因，主要是由以下几点造成的：
1、风幕效应。乏气风含有一定量的煤粉浓度，能够强烈的阻挡高温烟气对 一次风煤粉气流的辐射传热，大大降低了主煤粉气流的吸热量。
2、煤粉旋风分离器分离效果不理想。根据FW的设计思路，乏气风的大小 应对应着一次风主气流的煤粉浓度的高低和风速的大小。由于煤粉旋风分离器 分离效果不理想，细的煤粉颗粒分离不下来，随着乏气进入炉膛；煤粉颗粒的 细度和浓度是煤粉气流着火的重要因素，而随着乏气风量的加大，主气流的煤 粉颗粒的平均细度变得更粗、浓度降低，这更加恶化了主气流的着火和稳燃条 件。
3、一次风射流行程不够。乏气风加大，一次风主气流速降低，气流刚性降 低，主气流的穿透深度和行程不够长，造成主气流吸收炉膛辐射热和卷吸高温 热烟气的量不够，从而造成煤粉气流着火性能不佳。
发明内容
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种W火焰锅炉一次风乏气置换装 置。
为解决上述第一个技术问题，本发明一种W火焰锅炉一次风乏气置换的方 法：将现有的W火焰锅炉前后炉拱上的煤粉燃烧器的一次风乏气管断开，取消 通往燃烧室的乏气风；利用原有的一次风乏气的喷口和位置，将二次风总量的5 ％～30％以与竖直方向成0°～60°的角度和10～50m/s的速度向下射入燃烧室。
本发明一种W火焰锅炉一次风乏气置换的方法，该方法通过将现有W火焰 锅炉的一次风乏气置换为二次风，可以消除原有送风方式的不合理性。主要原 因如下：
1)增加煤粉气流的向火侧的二次风量的补充，可以改善向火侧补氧条件， 强化向火侧的氧量的混合与燃烧强度。
2)减少煤粉气流的背火侧的二次风的量，可以降低煤粉气流在着火早期混 入的空气量，提高着火区域的温度水平，增强煤粉气流对高温烟气的卷吸混合， 达到着火提前而且稳定煤粉气流火焰的作用。
3)取消乏气风，虽然增加了主燃烧器煤粉喷口的气流速度，降低了煤粉浓 度，但也相应地增加了主煤粉气流中细粉的含量，这对降低着火所需能量，提 早着火十分有利。
4)取消乏气风，相应地增加了主燃烧器煤粉喷口的煤粉气流火焰的刚度， 增加了气流的穿透深度，延长了煤粉火焰的行程，提高了煤粉颗粒在炉内的停 留时间，提高了煤粉颗粒的燃尽程度，对降低飞灰含碳量十分有利。
为解决上述第二个技术问题，本发明一种W火焰锅炉一次风乏气置换装置， 它包括锅炉体下部的燃烧室、锅炉体上部的燃尽室和煤粉燃烧器，所述燃烧室 的深度比燃尽室大，燃烧室前面突出部分的顶部构成炉拱，所述煤粉燃烧器设 置在炉拱上；在所述煤粉燃烧器的原一次风乏气喷口位置，插入二次风风管， 该风管内引入的是W型火焰锅炉的一部分二次风。
作为上述技术方案的改进，所述煤粉燃烧器是旋风分离式煤粉浓淡燃烧器。
作为上述技术方案的改进，所述二次风风管上设有阀门，用以调节二次风 的进风量。
作为上述技术方案的改进，所述二次风风管的前端向炉膛中心线方向倾斜， 与竖直方向成0°～60°的角度。
作为上述技术方案的改进，所述二次风风管与炉拱之间设有密封法兰。
目前，基本上所有的W火焰锅炉在运行中都将乏气风关闭，乏气喷口处于 无用状态。因此，利用现有的一次风乏气的喷口和位置送入二次风，可以避免 由于重新开孔造成的对水冷壁结构的破坏。在一次风乏气喷口内新插入一根二 次风管，并且风管的前端向炉膛中心方向倾斜，可以起到控制和调节加入的二 次风风量、二次风风速和二次风的角度的作用。由于每台W火焰锅炉的设计参 数、燃烧煤种、运行参数的不同，相应的从前后拱部一次风乏气喷口加入的二 次风风量、二次风风速以及二次风的入射角度都应有所不同，其具体数值应根 据锅炉的实际情况加以确定，以确保锅炉达到最佳的运行状态。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1)可以消除原有W火焰锅炉送风方式的不合理性；
2)可以提高煤粉气流火焰的稳定性，增加火焰行程，强化燃烧后期氧量的 补充与混合，降低飞灰含碳量等；
3)充分利用原有的燃烧系统结构，十分适用于对现有FW-W型火焰锅炉的 技术改造。
附图说明
图1为现有的W型火焰锅炉的燃烧系统结构示意图；
图2为本发明W型火焰锅炉的一次风乏气置换装置结构示意图；
图3为图2中的A部局部放大图。
具体实施方式
本发明一种W火焰锅炉一次风乏气置换的方法：将现有的W火焰锅炉前后 炉拱10上的旋风分离式煤粉浓淡燃烧器3的一次风乏气管31断开，取消通往 燃烧室的乏气风管；利用原有的一次风乏气的喷口32和位置，将二次风总量的 5％～30％从该位置以与竖直方向成0°～60°的角度和10～50m/s的速度向下射 入燃烧室。
本发明一种W火焰锅炉一次风乏气置换装置，它包括锅炉体下部的燃烧室1、 锅炉体上部的燃尽室2和旋风分离式煤粉浓淡燃烧器3，所述燃烧室1的深度比 燃尽室2大，燃烧室1前面突出部分的顶部构成炉拱10，所述旋风分离式煤粉 浓淡燃烧器3设置在炉拱10上，且与一次风风粉管4连接相通；所述的在旋风 分离式煤粉浓淡燃烧器3的中心管引出的乏气管31设有堵板311，阻止了乏气 的回流；在炉拱10上设有环形二次风箱5，在环形二次风箱5和炉拱10之间的 二次风管道50内设有二次风挡板51；在燃尽室2外侧固设二次风母管6，二次 风母管6在炉膛的左右两侧与环形二次风箱5联通，该二次风母管6通过吊杆 61和支架62固定；在所述旋风分离式煤粉浓淡燃烧器3的原一次风乏气喷口 32位置，插入二次风风管33，该风管33内引入来自二次风母管6的W火焰锅 炉的一部分二次风。
参见图2所示，进一步改进的实施例，所述的二次风风管33上设有阀门331， 用以调节二次风的进风量。
参见图2、3所示，进一步改进的实施例，所述二次风风管33的前端向炉 膛中心线方向倾斜，与竖直方向可成0°～60°的角度，本实施例中为10°。
参见图2所示，进一步改进的实施例，所述二次风风管33与炉拱10之间 设有密封法兰332。
在试验运行中，某电厂一台350MW的W型火焰锅炉，其前后炉拱10上共有 48个旋风分离式煤粉浓淡燃烧器3。对每个旋风分离式煤粉浓淡燃烧器3都断 开其一次风乏气管道31，取消通往燃烧室的乏气风，并在原乏气喷口32内插入 一根新的二次风风管33，二次风风管33的前端向炉膛中心线方向倾斜，与竖直 方向成10°的角度；把二次风量的10％从新增加的二次风管33送入燃烧室2， 其风速为10m/s。根据锅炉的设计和运行参数，模拟计算一次风乏气置换后的运 行工况，得出：锅炉的飞灰含碳量下降了15％，不投油稳定燃烧负荷从300MW 提高到315MW；当二次风量从5％增加到30％，二次风风管的前端竖直方向成 60°的角度，二次风风速为50m/s时，锅炉的飞灰含碳量下降了75％，不投油稳 定燃烧负荷从320MW提高到350MW。
在实际运行中，应根据煤种、负荷、燃烧状况以及其他的辅助条件对所应置 换的二次风的风量、二次风喷入燃烧室的速度和角度进行调整和最终确定，从 而达到最佳稳定燃烧状况和降低飞灰含碳量的效果。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并 非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述 说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施 方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动 仍处于本发明的保护范围之列。
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