[发明专利]一种大卷吸射流燃尽风系统及喷射方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃尽风系统及喷射方法，特别是用于煤粉锅炉的大卷吸射流燃尽风系统及喷射方法。

背景技术

空气分级燃烧技术是目前煤粉锅炉普遍采用的低氮燃烧技术之一，其基本原理是将燃料的燃烧过程分阶段完成。在主燃烧器区域供入少于理论空气量的空气，燃料在富燃料条件下燃烧，燃烧区温度水平降低，同时形成还原气氛降低氮氧化物的生成。在主燃烧器上方布置燃尽风喷口，燃尽风的引入可以提供足够的氧气，以燃尽来自还原区的未燃尽碳，保证燃烧效率，减小飞灰含碳量；由于主燃区是富燃料燃烧区域，且燃烧器布置在前、后墙，因此在燃尽区域大部分未燃尽气体以及未燃尽碳等都分布在炉膛中间（深度方向），而氮氧化物则分布在靠近前、后墙的区域。而传统燃尽风均为直流喷入，会导致还原区被迅速破坏，被还原的氮氧化物在后期燃尽区域会因未燃尽碳等燃烧再次生成，甚至会导致飞灰含碳量偏大，燃尽区水冷壁结渣，出口烟温偏差增大，同时还降低了空气分级减排氮氧化物的作用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种大卷吸射流燃尽风系统及喷射方法，它在进一步降低氮氧化物的同时，还可降低炉膛出口一氧化碳浓度和飞灰含碳量，提高燃烧效率。

为了达到上述目的，本发明的大卷吸射流燃尽风系统，包括炉膛、设于炉膛的前墙和后墙上的顶层燃尽风喷口，其特征在于：在顶层燃尽风喷口与主燃烧器之间的前墙和后墙上均设有至少一层燃尽风喷嘴，每层燃尽风喷嘴包括数个燃尽风喷嘴，前墙和/或后墙上的至少一层燃尽风喷嘴为Y型卷吸射流燃尽风喷嘴，该喷嘴包括相连的一进风管和两出风管，两出风管位于进风管轴线水平方向的两侧；

上述前墙和后墙上的各层燃尽风喷嘴可以均为Y型卷吸射流燃尽风喷嘴；

上述前墙和后墙上其中之一的各层燃尽风喷嘴可以均为Y型卷吸射流燃尽风喷嘴，另一墙上的各层燃尽风喷嘴可以均为直流燃尽风喷嘴；

作为本发明的进一步改进，所述Y型卷吸射流燃尽风喷嘴的两出风管的高宽比为1—6；两出风管与进风管中心线的夹角为5°—45°；较大的高宽比和适合的夹角，可提高两出风管喷出的燃尽风的射流刚性，增加卷吸区域，加强卷吸效果；

本发明用于上述大卷吸射流燃尽风系统的喷射方法，其特征在于包括以下步骤：在炉膛还原区的前墙和后墙上分层地喷入数股燃尽风，至少一层的燃尽风通过Y型卷吸射流燃尽风喷嘴形成在水平方向呈一定夹角的两高速射流燃尽风，在喷嘴出口形成大的回流区，将炉膛中间的烟气重新卷吸回流到前、后墙两侧，将分布在靠近炉膛前、后墙的氮氧化物重新进行还原；其余各层通过直流燃尽风喷嘴喷入直流燃尽风，直流燃尽风的出口风速低于两股高速射流燃尽风的出口风速，或也通过Y型卷吸射流燃尽风喷嘴喷入数股在水平方向呈一定夹角的两高速射流燃尽风。

作为本发明的进一步改进，两股高速射流燃尽风的出口风速为30m/s≤V≤70m/s；直流燃尽风的出口风速为20m/s≤V≤40m/s；低速直流燃尽风出口风速较低，配合Y型大卷吸射流燃尽风，可以将前后墙附近的NOX送入到大卷吸涡流之中，更进一步加强卷吸效果；

经大量实验中发现：富燃料的烟气仍具有很强的氮氧化物还原能力，本发明通过设计卷吸式的燃尽风将炉膛中间的烟气重新卷吸回流到前、后墙两侧，由于还原区是富燃料烟气，炉膛中间富燃料烟气与分布在炉膛前、后墙附近的NOX充分接触，可以进一步还原NOX，可强化空气分级作用，降低炉膛出口氮氧化物含量，同时烟气的回流能够夹带未燃颗粒，延长颗粒停留时间，可以在降低氮氧化物的同时降低出口CO浓度和飞灰含碳量，提高燃烧效率。

综上所述，本发明在进一步降低氮氧化物的同时，还可降低炉膛出口一氧化碳浓度和飞灰含碳量，提高燃烧效率。

附图说明

图1为采用本发明大卷吸射流燃尽风系统的炉膛的立体图。

图2为本发明大卷吸射流燃尽风系统实施例一的前、后墙每层燃尽风喷嘴的俯视图。

图3为图2中Y型卷吸射流燃尽风喷嘴的主视图。

图4为图3的俯视图。

图5为本发明大卷吸射流燃尽风系统实施例二的前、后墙每层燃尽风喷嘴的俯视图。

图6为本发明大卷吸射流燃尽风系统实施例三的前、后墙每层燃尽风喷嘴的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明。