一种侧墙布置拱部燃烧器的对称燃烧W型火焰锅炉.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CN107781804A(43)申请公布日2018.03.09(21)申请号201710896667.8(22)申请日2017.09.28(71)申请人宁波大学地址315211浙江省宁波市江北区风华路818号(72)发明人况敏王金鑫吴海茜胡雪慧(74)专利代理机构宁波浙成知识产权代理事务所(特殊普通合伙)33268代理人王明超洪松(51)Int.Cl.F23C3/00(2006.01)F23C5/08(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种侧墙布置拱部燃烧器的对称燃烧W型火焰锅炉(57)摘要本发明公开了一种侧墙布置拱部燃烧器的对称燃烧W型火焰锅炉，在上下炉膛交汇处于左右墙侧设置左右拱并布置拱部燃烧器，分级风喷口设置在左右墙下部并与拱部燃烧器相对应，上炉膛后墙侧设置高深度折焰角。显然，左右拱侧下射煤粉气流所处炉膛纵剖面与炉膛出口烟气流向垂直且到炉膛出口距离相等，炉膛出口导向作用对称作用在左右拱侧下行煤粉气流上，消除了现有技术中“因前后墙侧上行烟气流到炉膛出口距离不等而起作用的上炉膛不对称结构效应”这一流场偏斜形成的诱因，营造了沿炉宽方向炉膛纵剖面上形成对称W型火焰的条件；高深度折焰角能有效压制上炉膛烟气流的后倾行为，确保对称W型火焰的烟气流在上行过程中不倾向后墙侧。CN107781804ACN107781804A权利要求书1/1页1.一种侧墙布置拱部燃烧器的对称燃烧W型火焰锅炉，所述W型火焰锅炉包含下炉膛1和上炉膛2两部分，下炉膛1由炉拱3、前墙5、后墙6、左侧墙11、右侧墙12和冷灰斗8组成，上炉膛2的上部在靠近后墙6的一侧设有折焰角9和炉膛出口10；其特征在于：位于上炉膛1和下炉膛2交汇处的两个炉拱3是对称设置在左侧墙11和右侧墙12上的左炉拱3a和右炉拱3b；沿炉深方向呈“一”字排开并与下炉膛1连通的多个拱部燃烧器4对称设置在左炉拱3a和右炉拱3b上，用以给入下射的风粉混合物13；沿炉深方向呈“一”字排开并与下炉膛1连通的多个分级风喷口7对称设置在左侧墙11和右侧墙12的下部，用以给入分级风14；多个分级风喷口7与多个拱部燃烧器一一对应；来自两个炉拱3的对称下射煤粉气流13所处的炉膛纵剖面与炉膛出口10的烟气流向相垂直，与此同时，来自左炉拱3a和右炉拱3b的下行煤粉气流13到炉膛出口10的距离相等，炉膛出口10的导向作用对称地作用在来自左炉拱3a和右炉拱3b的下行气流13上，营造了沿炉宽方向炉膛纵剖面上形成对称W型火焰15的条件。2.根据权利要求1所述的一种侧墙布置拱部燃烧器的对称燃烧W型火焰锅炉，其特征在于：所述折焰角9采用高深度折焰角，其折焰角深度w2与现有技术中折焰角深度w1的比值w2/w1控制在1.5～2.0范围内，用以强化其对上炉膛2内上行烟气流后倾行为的压制作用，确保对称W型火焰15的烟气流在上行过程中不倾向所述后墙6一侧。2CN107781804A说明书1/3页一种侧墙布置拱部燃烧器的对称燃烧W型火焰锅炉技术领域[0001]本发明涉及一种W型火焰锅炉，具体涉及一种侧墙布置拱部燃烧器的对称燃烧W型火焰锅炉，属于W型火焰锅炉燃烧技术领域。背景技术[0002]低挥发分煤反应活性较差，需较高着火温度、较好稳燃条件和长燃尽时间。为实现大规模燃用低挥发分煤，欧美工业强国于20世纪60年代开发了W型火焰锅炉。这种锅炉具有独特的双拱形炉膛结构，即在上下炉膛交汇处于前后墙侧设置两个炉拱(称为前后拱)以布置煤粉燃烧器，经拱部燃烧器下射喷入炉内的煤粉气流在下射一定深度后折转上行交汇于炉膛中心，两个对称的L型火焰于是合并成W型火焰，故称为W型火焰锅炉。鉴于我国能源政策鼓励电站锅炉燃用低挥发分煤，W型火焰锅炉近20年来在我国得以较大规模引进。但从现有运行业绩来看，多数W型火焰锅炉偏离了其构建对称W型火焰的设计理念，呈现出明显的不对称燃烧特征，采用风、煤粉调平等常规手段亦无法实现对称燃烧。燃烧不对称通常使得锅炉燃烧稳定性较差、燃尽低，严重时导致锅炉灭火事故频繁，超临界W型火焰锅炉还因燃烧不对称引起炉内热负荷分布不均匀，进而导致水冷壁鳍片拉裂甚至爆管事故。为保证W火焰锅炉安全稳定运行并改善其运行经济性，应尽量将不对称燃烧程度减轻或将其彻底消除。[0003]针对W型火焰锅炉燃烧不对称问题，文献《W火焰锅炉结构效应对火焰影响的数值模拟》认为折焰角与水平烟道引起的结构效应是导致炉内燃烧不对称的一个关键因素。文献《三次风率对600MW超临界W型火焰锅炉炉内空气动力场的影响》将燃烧不对称归结于炉内形成“前长后短、气流整体偏向前墙侧上行”型偏斜流场，而偏斜流场成因在于：来自前后墙侧的两股上行气流在炉膛中心交汇时彼此间存在相互挤压作用，下炉膛分级风横