U型火焰低氮煤粉锅炉.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109253447A(43)申请公布日2019.01.22(21)申请号201710565536.1(22)申请日2017.07.12(71)申请人北京巴布科克·威尔科克斯有限公司地址100043北京市石景山区石景山路36号(72)发明人徐波张庆赵虎(51)Int.Cl.F23C6/04(2006.01)F23L15/04(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称U型火焰低氮煤粉锅炉(57)摘要本发明是一种U型火焰低氮煤粉锅炉，为双炉膛设计，包括前炉膛（2）、后炉膛（3）、和燃尽风（4），前炉膛（2）是主燃烧区，后炉膛（3）为辅助燃烧区和燃尽区；前炉膛（2）低于后炉膛（3），由水冷屏分隔，下方连通形成U型连通烟道；前炉膛（2）的顶部有一定倾角，布置燃烧器，火焰经过前后炉膛的连通烟道后，改变方向向上燃烧，形成U型火焰；燃尽风（4）布置在连通烟道转弯后的后炉膛（3）下部侧水冷壁上，左右对称布置，接受主燃烧区高温火焰的辐射；前炉膛（2）是缺氧燃烧，燃烧温度低，造成还原性气氛，从而降低燃料型和热力型NOx的生成量；后炉膛（3）是富氧燃烧，留有充分的NOx还原空间，并保证了煤粉的燃尽率，提高锅炉效率。CN109253447ACN109253447A权利要求书1/1页1.一种U型火焰低氮煤粉锅炉，其特点在于，所述煤粉锅炉的炉膛为双炉膛设计，包括前炉膛（2）、后炉膛（3）和燃尽风（4），其中，所述前炉膛（2）是主燃烧区，后炉膛（3）为辅助燃烧区和燃尽区，前后炉膛均由膜式水冷壁组成；所述前炉膛（2）低于后炉膛（3），由水冷屏分隔，下方连通形成U型连通烟道；所述前炉膛（2）的顶部有一定倾角，布置燃烧器，火焰经过前炉膛、前后炉膛的连通烟道后，改变方向在后炉膛内向上燃烧，形成U型火焰；所述燃尽风（4）布置在连通烟道转弯后的后炉膛（3）下部侧水冷壁上，左右对称布置，接受主燃烧区高温火焰的辐射；所述前炉膛（2）为火焰的主燃烧区，是缺氧燃烧，造成还原性气氛，降低燃料型NOx的生成量；所述前炉膛（2）的燃烧温度低，降低了热力型NOx的生成量；所述后炉膛（3）为辅助燃烧区，是富氧燃烧，保证了煤粉的燃尽率，提高锅炉效率。2.根据权利要求1所述的煤粉锅炉，其特点在于，所述前炉膛（2）的燃烧温度低于1500℃，确保抑制热力型NOx的产生；所述燃尽风（4）距离炉膛出口的高度满足燃尽时间大于0.5秒的要求，确保煤粉燃尽。3.根据权利要求2所述的煤粉锅炉，其特点在于，所述煤粉锅炉炉膛后面的对流区布置对流受热面（6）、SCR（7）、空气预热器（8）以及除尘系统和脱硫系统，所述对流受热面（6）均由膜式壁包围。2CN109253447A说明书1/2页U型火焰低氮煤粉锅炉技术领域[0001]本发明涉及煤粉锅炉技术，尤其是涉及一种U型火焰低氮燃烧锅炉。背景技术[0002]小型煤粉锅炉在我国尚处于起步阶段，由于燃烧方式和炉膛结构配合不好，存在负荷上不去、高温腐蚀、污染物排放高等问题，得不到很好的发展。[0003]燃油气锅炉虽然可以很好地控制污染物的排放，但是燃料成本太高，我国富煤贫油贫气，煤作为主要燃料不可回避。但是我国小型燃煤锅炉市场长期以来以层燃方式为主，热效率低下并且污染物排放高，在逐步被淘汰。U型火焰低氮煤粉锅炉，经济和环保效益高、结构简单、易于制造和安装、方便操作，既可以设计成热水锅炉也可以设计成蒸汽锅炉，既可以燃用烟煤，也可以燃用难燃的贫煤和无烟煤，适应性广，具有较好的市场前景。U型火焰低氮煤粉锅炉，发明背景源于大型W火焰燃煤锅炉。对于小型煤粉锅炉来说，比常规的层燃炉需要更大的燃烧空间，这与主要用于燃烧难燃煤的W炉面临的问题相似。而双肩的W炉占地空间大，通过计算，小型煤粉锅炉完全可以采用单肩W炉的炉膛结构，这样解决了燃烧空间并加长了火焰行程的同时，对流受热面的布置可以非常紧凑，于是诞生了U型火焰低氮燃烧煤粉锅炉。对于小型煤粉锅炉来说，燃烧器通常位于炉膛的前墙、炉顶或者底部的布置方式，而且多采用单炉膛。这些布置，受到炉膛结构的限制，无法做到合理的配风，热力型和燃料型NOx产生量大，火焰行程不够使得煤粉无法燃尽，造成锅炉效率低，同时使锅炉难以达到额定负荷。发明内容[0004]本发明的目的在于设计一种U型火焰低氮锅炉，其具有足够的煤粉燃烧和燃尽空间和合理的空气动力场，能够达到额定负荷、避免或者减轻高温腐蚀，NOx排放低，可以将污染物排放降低到最低水平。[0005]为了实现本发明的目的，采用以下技术方案：一种U型火焰低氮煤粉锅炉，所述煤粉锅炉的炉膛为双炉膛设计，包括前炉膛2、后炉膛3和燃尽风4，其中，所述前炉膛2是主燃烧区，后炉膛3为辅助燃烧区和燃尽区，前后炉膛均由膜式水冷壁组