一種提高前后墻對沖燃燒鍋爐安全性和經濟性的燃燒系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于火力發電設備領域，涉及一種燃燒系統，具體涉及一種提高前后墻對沖燃燒鍋爐安全性和經濟性的燃燒系統。
【背景技術】
[0002]目前，大型煤粉燃燒鍋爐中的燃燒方式主要采用四角切圓燃燒和前后墻對沖燃燒。前后墻對沖燃燒鍋爐因其在燃燒穩定性和受熱面布置方面的優勢，已經成為超臨界鍋爐和超臨界鍋爐采用的主要燃燒方式之一。在前后墻對沖燃燒方式中，旋流燃燒器布置在爐膛前墻和后墻水冷壁上，每個燃燒器單獨組織配風、火焰相對獨立；同一面墻上的各支燃燒器的火焰之間互不干擾，前后墻上的燃燒器火焰尾部在爐膛中部對沖后折向向上流動。這種燃燒方式具有爐膛斷面上熱負荷分布較為均勻的優點，但與同樣的爐膛燃盡高度下的四角切圓燃燒方式相比，該方式的后期爐內煙氣混合較差、煙氣行程相對較短，若燃燒用空氣不能及時給入并與燃料充分混合，則會延遲燃料的燃燒過程并影響爐膛吸熱。
[0003]為了實現鍋爐的環保、經濟、高效運行，通常需要采用空氣分級燃燒的方式來降低前后墻對沖燃燒鍋爐中NOx的排放量。空氣分級燃燒方式是指將鍋爐燃燒所需的空氣分級送入爐膛，采用該方式的爐膛從下至上依次為主燃區、還原區和燃盡區三部分。主燃區即燃燒器所在區域，送入燃料燃燒所需風量的70%?90%，燃料在缺氧條件下燃燒，不僅能控制熱力型NOx的生成，還能還原部分燃料型NOx;還原區位于主燃區和燃盡區之間，在該區域，主燃區生成的NOx被燃料不完全燃燒產生的C xHy、CO、煤焦及H2等還原性物質還原為N2;燃盡區送入燃料完全燃燒所需的剩余空氣，燃料的未燃盡組分在該區域的富氧條件下完全燃燒。
[0004]雖然采用空氣分級燃燒技術能有效降低排放量，但也帶來了鍋爐飛灰可燃物上升、爐膛水冷壁結焦、高溫腐蝕、超溫和主汽溫度難以控制等問題，尤其是隨著NOx排放要求的日益提高，電廠為了進一步降低NOx排放量，在對原有前后墻對沖燃燒方式進行燃燒器改造的同時，不斷加深空氣分級的程度，降低主燃燒區和還原區的氧量，使得鍋爐飛灰可燃物上升、水冷壁結焦、超溫和高溫腐蝕的問題更加突出。
[0005]雖然業界通過對前后墻對沖燃燒鍋爐改變燃燒器及燃盡風形式來解決上述問題，但目前仍未有一種有效的方式能夠同時解決前后墻對沖燃燒方式鍋爐中的因空氣深度分級而引起的飛灰可燃物上升、水冷壁結焦、高溫腐蝕和汽溫控制的問題。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種提高前后墻對沖燃燒鍋爐安全性和經濟性的燃燒系統，該系統可以有效的解決前后墻對沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后產生的飛灰可燃物上升、水冷壁結焦、高溫腐蝕及汽溫控制難等問題。
[0007]為達到上述目的，本實用新型所述的提高前后墻對沖燃燒鍋爐安全性和經濟性的燃燒系統包括一次風機、二次風機、空氣預熱器、爐膛、若干直流燃盡風噴口、若干第一燃盡風噴口、若干第二燃盡風噴口及若干旋流燃燒器；
[0008]所述一次風機的出口經空氣預熱器分為兩路，其中一路與各旋流燃燒器的一次風入口相連通，另一路與各直流燃盡風噴口的入口相連通；
[0009]所述二次風機的出口經空氣預熱器與第一燃盡風噴口的入口、第二燃盡風噴口的入口、以及旋流燃燒器的二次風入口相連通，旋流燃燒器的出口、第一燃盡風噴口出口、第二燃盡風噴口的出口及直流燃盡風噴口的出口均與爐膛內部相連通，旋流燃燒器固定于爐膛前后墻的水冷壁上，各直流燃盡風噴口分別位于爐膛的前墻水冷壁上、后墻水冷壁上、左墻水冷壁上及右墻水冷壁上；各第一燃盡風噴口分別位于爐膛的左墻水冷壁與右墻水冷壁上；各第二燃盡風噴口分別位于爐膛的前墻水冷壁與后墻水冷壁上；
[0010]所述第二燃盡風噴口、第一燃盡風噴口、直流燃盡風噴口及旋流燃燒器自上到下依次固定于爐膛的水冷壁上，各直流燃盡風噴口分別若干組，各組直流燃盡風噴口中的直流燃盡風噴口噴射出的氣流的中心線相切于同一橢圓上；第一燃盡風噴口噴射出的氣流與第二燃盡風噴口噴射出的氣流相互垂直。
[0011]還包括第一燃盡風風室、第一燃盡風調節擋板、第二燃盡風風室、第二燃盡風調節擋板、二次風室及二次風調節擋板；
[0012]所述二次風機的出口經空氣預熱器后分為兩路，其中一路通過二次風室與旋流燃燒器的二次風入口相連通，另一路分別與第一燃盡風風室及第二燃盡風風室相連通，第一燃盡風風室及第二燃盡風風室分別與第一燃盡風噴口及第二燃盡風噴口相連通，第一燃盡風調節擋板位于第一燃盡風風室與第一燃盡風噴口之間，第二燃盡風調節擋板位于第二燃盡風風室與第二燃盡風噴口之間，二次風調節擋板位于二次風室與旋流燃燒器之間。
[0013]所述各旋流燃燒器為若干行，每行的數目為4-8個。
[0014]所述第一燃盡風噴口的數量為4-8個；
[0015]所述第二燃盡風噴口的數量為4-8個。
[0016]各直流燃盡風噴口分若干組，各組直流燃盡風噴口中直流燃盡風噴口的數量為4?6個。
[0017]還包括用于驅動直流燃盡風噴口擺動的驅動裝置。
[0018]本實用新型具有以下有益效果:
[0019]本實用新型所述的提高前后墻對沖燃燒鍋爐安全性和經濟性的燃燒系統在工作時，一次風機產生一次風，部分一次風從位于旋流燃燒器上部的直流燃盡風噴口噴入，高速的一次風帶動爐膛內上升煙氣旋轉，使一次風與上升煙氣的混合更加強烈，由于煙氣旋轉上升增加了煙氣在爐內的行程，因而增加了燃料在爐內的停留時間，有利于煤粉的燃盡和爐膛吸熱，可抑制爐膛出口煙溫及過熱器減溫水量的上升。同時，一次風從各墻水冷壁上以切橢圓的形式噴入爐膛，有效改善水冷壁附近的壁面氣氛，有效預防水冷壁的結焦與高溫腐蝕，減小爐膛出口兩側的氧量偏差。與旋流燃燒器垂直的第一燃盡風噴口噴射出的氣流可以進一步消除下部直流燃盡風所帶來的殘余旋轉，并能加強由于爐膛下部旋流燃燒器空氣與燃料分級沖入爐膛中部所未燃盡的可燃物與高溫煙氣的混合，進而降低鍋爐的飛灰可燃物。通過直流燃盡風、第一燃盡風與第二燃盡風之間的氣流組織，能有效實現降低鍋爐飛灰可燃物、改善水冷壁附近的壁面氣氛，預防水冷壁的結焦與高溫腐蝕，減小爐膛出口兩側的氧量偏差和控制汽溫的目的，具有良好的社會及經濟效益。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的立體結構示意圖；
[0021]圖2為本實用新型的前后墻布置示意圖；
[0022]圖3為本實用新型的左右墻布置示意圖；
[0023]圖4為本實用新型中直流燃盡風噴口 3噴射的氣流的中心線相切于一個橢圓時各直流燃盡風噴口 3的分布圖；
[0024]圖5為本實用新型中直流燃盡風噴口 3噴射的氣流的中心線相切于二個橢圓時各直流燃盡風噴口 3的分布圖；
[0025]圖6為本實用新型的平面結構示意圖。
[0026]其中，I為爐膛、2為旋流燃燒器噴口、3為直流燃盡風噴口、4為第一燃盡風噴口、5為第二燃盡風噴口、6為二次風室、7為二次風調節擋板、8為第二燃盡風風室、9為第二燃盡風調節擋板、10為第一燃盡風風室、11為第一燃盡風調節擋板、12為空氣預熱器、13為一次風機、14為二次風機。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述:
[0028]參考圖1、圖2、圖3、圖4、圖5及圖6，本實用新型所述的提高前后墻對沖燃燒鍋爐安全性和經濟性的燃燒系統包括一次風機13、二次風機14、空氣預熱器12、爐膛1、若干直流燃盡風噴口 3、若干第一燃盡風噴口 4、若干第二燃盡風噴口 5及若干旋流燃燒