[发明专利]一种煤粉锅炉精准配风系统

说明书

本发明涉及锅炉领域，尤其涉及一种煤粉锅炉精准配风系统，包括总风道、环形风道、角式二次风道、墙式二次风道、角式燃尽风道、墙式燃尽风道、角式二次风喷口、墙式二次风喷口、角式燃尽风喷口、墙式燃尽风喷口、一次风喷口和炉墙水冷壁管；所述主风道末端与环形风道连通，所述环形风道的整体外形为圆角正方形，环形风道垂直方向上设置有分支风道，设置在环形风道四条边中点位置的为墙式风道，设置在环形风道四个角位置的为角式风道；本发明的优点在于：通过炉膛外部的环形风箱与炉膛内部的助燃风喷口配套使用，以实现炉膛不同区域的精准配风和全炉膛全空间覆盖。

技术领域

本发明涉及锅炉领域，尤其涉及一种煤粉锅炉精准配风系统。

背景技术

火电厂燃煤锅炉采用的燃烧设备称为煤粉燃烧器。其主要作用为：(1)向锅炉炉膛内输送燃料和空气；(2)组织燃料和空气及时、充分混合；(3)保证燃料尽快着火、燃尽。

煤粉燃烧器分为直流式燃烧器和旋流式燃烧器两种。当锅炉采用直流式燃烧器时，煤粉气流从喷口射出后形成直流射流，在炉膛中心产生切向旋转火焰，即所谓的四角切园燃烧方式。煤粉燃烧所需的空气分为一次风和二次风，即燃料风和助燃风。一次风的作用是将煤粉送进炉膛，并供给煤粉着火阶段挥发分燃烧所需的氧量；二次风在煤粉气流着火后混入，供给煤中焦炭和残留挥发分燃尽所需的氧量，以保证煤粉完全燃烧。

锅炉采用低氮燃烧方式可以有效地抑制煤粉燃烧过程中NO_x的生成，最终降低NO_x排放浓度。目前的低氮燃烧技术主要是空气分级燃烧技术，通过改变锅炉燃烧器结构及配风方式，在炉膛高度方向上形成主燃烧器区、还原区及燃尽区。在主燃烧器区布置一次风和二次风，风量约占总风量的70-80％，保证煤粉初期燃烧；在主燃烧器上方布置燃尽风，约占总风量的20-30％，保证煤粉后期燃尽；在主燃烧器区与燃尽区之间形成了主还原区。

采用空气分级燃烧技术以后，通过改变锅炉配风方式，一部分空气被分离至燃烧器顶部作为燃尽风，在炉膛高度方向上形成主燃烧器区、还原区及燃尽区，抑制煤粉燃烧过程中NO_x的生成，有效降低炉膛出口的NO_x排放浓度。但是主燃烧器区为缺氧燃烧，煤粉着火推迟，燃烧效率下降，CO浓度、飞灰含碳量升高、负荷响应速度降低；在高温近壁区产生大量还原性气氛易造成水冷壁结焦、高温腐蚀；热流密度分布改变易造成炉膛出口烟温升高、汽温异常、减温水量增大、管壁温度升高；另外，因锅炉配风系统缺陷造成主燃烧器区风量过大而燃尽区风量过小，低氮燃烧效果不佳，炉膛出口的NO_x排放浓度偏高，尤其在低负荷工况明显升高，时常超出脱硝装置极限值。

燃煤锅炉应用低氮燃烧技术之后，锅炉出口的NO_x排放浓度达到200～500mg/Nm³。若配合烟气脱硝技术，可使燃煤机组NO_x排放达到50mg/Nm³以下。目前低氮燃烧技术以空气分级为核心，在炉内组织燃烧温度、气氛与停留时间，促成早期的、强烈的煤粉快速着火欠氧燃烧，利用燃烧过程产生的氨基中间产物来抑制或还原已经生成的NO_x。

专利文献(申请号：201210236354.7)《具有附壁二次风和网格燃尽风的煤粉锅炉》提出了一种具有附壁二次风和网格燃尽风的煤粉锅炉,实现燃烧效率不降低、炉膛不结渣、烟温偏差小前提下的NO_x超低排放，但主燃区的附壁二次风远离煤粉主射流不能很好掺混助燃，还原区的附壁二次风会破坏NO_x还原效果并引起喷口四周区域挂焦，缺少与之相配套的配风系统(二次风箱)以实现二次风和燃尽风的合理分配。

专利文献(申请号：201210236354.7)《一种二次风墙式深度分级低NO_x燃烧方法及装置》和专利文献(申请号：201420748890.X)《设置偏置二次风喷嘴的炉体》都是提出了将部分二次风从炉墙喷入炉膛，防止水冷壁超温、结渣及腐蚀，没有将整个炉膛大空间作为对象综合考虑，且燃尽风充满度不够、覆盖面有限将影响到煤粉后期燃尽。