[其他]低过量空气切向燃烧方法

说明书

本发明炉子１０公开了一种燃烧煤粉的方法。一次空气和二次空气沿着一个假想圆４２的切向一起导入炉内。辅助空气是沿着一个在一次空气和二次空气正上面的假想圆４４并与一次和二次空气旋转方向相反的方向导入炉内。辅助空气沿其切向导入的圆的直径大于一次空气导入圆的直径。炉内有多个用于导入一次空气、二次空气和辅助空气的喷嘴３８、３６和４０的交替排列层。

本发明涉及一种煤粉锅炉中低过量空气切向燃烧方法。在本发明之前，在先有技术中公开了另一种煤粉锅炉中切向燃烧方法。这种煤粉锅炉切向燃烧方法公开于美国专利4，501，204中。正如其中公开的，煤粉锅炉切向燃烧的实验方法包括在燃烧器层内沿某一假想圆把燃料和低压空气切向引入炉中的几个步骤，因此，产生的火球在炉子中以螺旋旋转的方式向上移动，并且沿着假想圆的切向逆着火球转动方向将上部引入的燃烧空气导入炉子的上部，这样，从炉子流到后部烟道的排气很少或根本不带螺旋转动流入一直通道内，所述从上部引入燃烧空气由低压空气和足够容积与压力的高压空气的混合物组成，高压空气使火球的螺旋转动失效。

悬浮状的煤粉采用切向燃烧方法成功地在炉内进行燃烧已用了很久了。该项技术包括把煤和空气从四个角上导入炉内，使其方向与一个位于炉中央的假想圆相切。这种燃烧方法具有很多优点，煤和空气的混合良好，火焰状态稳定并且烟气在炉内停留时间长。近来，尽量减少空气污染已成为重要的事情。因此，人们提出了改变一般切向燃烧方法的一些建议。其中一种这类的装置在此之前已经提出申请，其申请号为786，432号，申请日为1985年10月11日，名称是“用于操纵切向燃烧煤粉炉的控制系统和方法”，现已放弃。在该专利申请中建议，将煤粉和空气从多个下部燃烧器层以相同的切线方向导入炉内，并将煤和空气从多个上部燃烧器层处以相反的切线方向导入炉内。借助这种装置能够实现煤和空气较好的混合，这样就能允许使用的过量空气比一般的切向燃烧炉少，而一般的切向点火燃烧炉要求20～30%的过量空气。过量空气的减少有助于降低NOx的形成量，这种化合物则是燃煤锅炉的空气污染的主要成分。新的装置还可以提高系统的效率。虽然上述燃烧技术可以降低NOx，但它存在一些缺点。由于炉内的烟气的反向旋转造成抵消，烟气流在某种程度上呈直线通过炉的上部，由于减少了炉内上部的旋流和混合，就会增加未经燃烧的煤粒离开炉子的可能性。此外，熔渣和未燃烧的碳就会沉积在炉壁上。这些炉壁沉积物就会降低衬装在炉壁上的水冷管道的传热效率，增加吹灰的要求，并降低管道的使用寿命。

根据本发明，煤粉炉中燃烧的煤粉与上述专利申请中所述情况一样是经过煤粉-空气良好混合的悬浮状态。此外通过在炉内具有一个旋流的，转动的火球，所有上述与切向燃烧方法相关的优点都可以得到。靠空气的覆盖层降低壁上的熔渣，使炉壁得到保护。本发明的实现是通过将一次空气和第二次空气在第一层沿切向导入炉内，并将一定数量的辅助空气，至少要等于一次空气和二次空气总和的两倍，沿切向在第一层正上面的第二层导入炉内，但与一次空气和二次空气的方向相反，并且有多个这种第一和第二层，一个高于一个。由于辅助空气具有较大的量和速度，因此在炉内的最终旋转将按照那些辅助空气所引导的方向。由于这个原因，导入方向与炉内旋流方向相反的一次空气在进入炉内之后，被强迫改变方向至炉内的整个混合气体的流动方向上。一次空气巨大的旋流混合就在这一过程中产生。这种加强了的混合降低了对炉内高过量空气的需求。这种加强了的混合也增强了碳的转换从而改善了系统的热释放率，同时降低了炉内上部的积渣和结圬。辅助空气是在一个比一次空气的导入圆的直径更大的圆上导入，这样在炉壁附近形成一个空气层。此外，上部引入的燃烧空气，基本上包括所有进入炉内的过量空气，在比所有的一次、二次和辅助空气导入高度要高出很多的高度上导入炉内，并且这种上部引入的燃烧空气沿着一个假想圆的切向并与辅助空气相反的方向上导入炉内。

图1是按照本发明的切向燃烧煤粉锅炉的剖面透视图;

图2是燃烧器一个角的局部放大图;

图3是一个沿图1的3-3线截取的剖视图;

图4是一个沿图1的4-4线截取的剖视图。