全文摘要
一种布置有旋流燃烧器和直流燃烧器的W火焰锅炉，本发明涉及一种煤粉锅炉，本发明为了解决W火焰锅炉炉内流场偏斜的问题，它包括上炉膛、下炉膛、前炉拱、后炉拱和多个分级风喷口，它还包括多个旋流燃烧器和多个直流燃烧器；每个旋流燃烧器包括一次风通道I、二次风通道I和叶片，二次风通道I套设在一次风通道I外部，叶片布置二次风通道I内，每个直流燃烧器包括一次风通道II和二次风通道II，上炉膛布置在下炉膛上方，前炉拱上沿炉膛宽度方向布置一排旋流燃烧器，后炉拱上沿炉膛宽度方向布置一排直流燃烧器，多个分级风喷口沿炉膛宽度方向安装在前墙上，多个分级风喷口沿炉膛宽度方向安装在后墙上，属于锅炉燃烧技术领域。
主设计要求
1.一种布置有旋流燃烧器和直流燃烧器的W火焰锅炉，它包括上炉膛(1)、下炉膛(2)、前炉拱(3)、后炉拱(4)和多个分级风喷口(8)，其特征在于：它还包括多个旋流燃烧器(5)和多个直流燃烧器(6)；每个旋流燃烧器(5)包括一次风通道I(9)、二次风通道I(10)和叶片(11)，一次风通道I(9)和二次风通道I(10)同轴布置，二次风通道I(10)套设在一次风通道I(9)外部，叶片(11)布置二次风通道I(10)内，每个直流燃烧器(6)包括一次风通道II(16)和二次风通道II(17)，一次风通道II(16)和二次风通道II(17)同轴设置，二次风通道II(17)套设在一次风通道II(16)外部，上炉膛(1)布置在下炉膛(2)上方，前炉拱(3)上沿炉膛宽度方向布置一排旋流燃烧器(5)，后炉拱(4)上沿炉膛宽度方向布置一排直流燃烧器(6)，多个分级风喷口(8)沿炉膛宽度方向安装在前墙(12)上，多个分级风喷口(8)沿炉膛宽度方向安装在后墙(13)上。
设计方案
1.一种布置有旋流燃烧器和直流燃烧器的W火焰锅炉，它包括上炉膛(1)、下炉膛(2)、前炉拱(3)、后炉拱(4)和多个分级风喷口(8)，其特征在于：它还包括多个旋流燃烧器(5)和多个直流燃烧器(6)；每个旋流燃烧器(5)包括一次风通道I(9)、二次风通道I(10)和叶片(11)，一次风通道I(9)和二次风通道I(10)同轴布置，二次风通道I(10)套设在一次风通道I(9)外部，叶片(11)布置二次风通道I(10)内，每个直流燃烧器(6)包括一次风通道II(16)和二次风通道II(17)，一次风通道II(16)和二次风通道II(17)同轴设置，二次风通道II(17)套设在一次风通道II(16)外部，上炉膛(1)布置在下炉膛(2)上方，前炉拱(3)上沿炉膛宽度方向布置一排旋流燃烧器(5)，后炉拱(4)上沿炉膛宽度方向布置一排直流燃烧器(6)，多个分级风喷口(8)沿炉膛宽度方向安装在前墙(12)上，多个分级风喷口(8)沿炉膛宽度方向安装在后墙(13)上。
2.根据权利要求1所述一种布置有旋流燃烧器和直流燃烧器的W火焰锅炉，其特征在于：它还包括多个乏气喷口(7)，多个乏气喷口(7)沿炉膛宽度方向安装在前墙(12)上，多个乏气喷口(7)沿炉膛宽度方向安装在后墙(13)上，乏气喷口(7)布置在分级风喷口(8)上方。
3.根据权利要求1所述一种布置有旋流燃烧器和直流燃烧器的W火焰锅炉，其特征在于：它还包括多个乏气喷口(7)，多个乏气喷口(7)沿炉膛宽度方向安装在前炉拱(3)上，前炉拱(3)上的多个乏气喷口(7)布置在多个旋流燃烧器(5)和前墙(12)之间，多个乏气喷口(7)沿炉膛宽度方向安装在后炉拱(4)上，后炉拱(4)上的多个乏气喷口(7)布置在多个直流燃烧器(6)和后墙(13)之间。
4.根据权利要求1所述一种布置有旋流燃烧器和直流燃烧器的W火焰锅炉，其特征在于：旋流燃烧器(5)二次风通道I(10)内的叶片(11)角度可调节，叶片(11)与旋流燃烧器(5)轴线的夹角的取值范围为0°-90°。
5.根据权利要求1所述一种布置有旋流燃烧器和直流燃烧器的W火焰锅炉，其特征在于：前炉拱(3)上旋流燃烧器(5)和后炉拱(4)上的直流燃烧器(6)的二次风通道(10)喷口流通面积相同。
6.根据权利要求1所述一种布置有旋流燃烧器和直流燃烧器的W火焰锅炉，其特征在于：它还包括两组热电偶(15)，一组热电偶(15)沿炉膛宽度方向安装在冷灰斗(14)的前墙上，另一组热电偶(15)沿炉膛宽度方向安装在冷灰斗(14)的后墙上，每组热电偶(15)是由多个热电偶(15)并排设置组成，且冷灰斗(14)的前墙上每个热电偶(15)安装高度与冷灰斗(14)的后墙上每个热电偶(15)安装高度相同。
设计说明书
技术领域
本发明涉及一种煤粉锅炉，具体涉及一种布置有旋流燃烧器和直流燃烧器的W火焰锅炉，属于锅炉燃烧技术领域。
背景技术
在中国，无烟煤储量占总探明煤储量10％。无烟煤的煤化程度高、挥发分含量低，着火困难、燃尽性能较差。W火焰锅炉是一种专门为燃用无烟煤而设计的锅炉，煤粉炉内燃烧形成“W”形火焰，增加了煤粉颗粒在炉内停留的时间，有助于煤粉燃尽。目前我国W火焰锅炉保有量占世界范围内W火焰锅炉保有量的80％以上。
然而，由于W火焰锅炉自身结构的不对称性，其下炉膛火焰形状往往不能形成对称的W形状。具体表现：折焰角和炉膛出口均布置于后墙，前墙气流在其下行扩展并折转上行过程中挤向另一侧气流，使得后墙气流扩展受限，前墙煤粉气流下冲深度大，后墙煤粉气流下冲深度小，从而形成偏斜流场。
为了解决W火焰锅炉炉内流场偏斜问题，本发明提出一种前炉拱上沿炉膛宽度方向布置一排旋流燃烧器，后炉拱上沿炉膛宽度方向布置一排直流燃烧器的W火焰锅炉。
发明内容
本发明为了解决W火焰锅炉炉内流场偏斜的问题，提出一种布置有旋流燃烧器和直流燃烧器的W火焰锅炉。
本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：
它包括上炉膛、下炉膛、前炉拱、后炉拱和多个分级风喷口，它还包括多个旋流燃烧器和多个直流燃烧器；每个旋流燃烧器包括一次风通道I、二次风通道I和叶片，一次风通道I和二次风通道I同轴布置，二次风通道I套设在一次风通道I外部，叶片布置二次风通道I内，每个直流燃烧器包括一次风通道II和二次风通道II，一次风通道II和二次风通道II同轴设置，二次风通道II套设在一次风通道II外部，上炉膛布置在下炉膛上方，前炉拱上沿炉膛宽度方向布置一排旋流燃烧器，后炉拱上沿炉膛宽度方向布置一排直流燃烧器，多个分级风喷口沿炉膛宽度方向安装在前墙上，多个分级风喷口沿炉膛宽度方向安装在后墙上。
本发明的有益效果：
本发明大幅度降低了飞灰可燃物含量。原W火焰锅炉后墙煤粉气流着火晚，下射深度小，仅到达乏气喷口处就折转向上，燃烧行程短，煤粉在下炉膛的停留时间短，飞灰可燃物含量高，锅炉经济性差。而本发明前炉拱上布置旋流煤粉燃烧器，后炉拱上布置直流煤粉燃烧器。前墙煤粉气流竖直方向的下冲动量减小，后墙煤粉气流竖直方向的下冲动量增大，削弱了前墙煤粉气流对后墙煤粉气流的挤压作用，延长了后墙煤粉气流在下炉膛的行程，前、后墙煤粉气流均能到达冷灰斗区域，炉内能够形成较为对称的“W”型火焰。另外，前、后炉拱下均能形成对称、稳定的回流区，煤粉气流着火提前，煤粉颗粒在高温的下炉膛停留时间延长，燃尽效果好，飞灰可燃物含量大幅度降低。
本发明还可以根据冷灰斗水冷壁内侧各测点的烟气温度值，调整前炉拱上旋流燃烧器二次风叶片角度，调大叶片角度时，煤粉气流旋流强度增大，下冲深度减小，对后墙煤粉气流的挤压作用减弱；调小叶片角度时，煤粉气流旋流强度减小，下冲深度增加，对后墙煤粉气流的挤压作用增强。因此，可以通过调整前炉拱上旋流燃烧器二次风叶片角度，逐渐优化炉内流场，直至炉内形成较为对称的“W”型火焰。
附图说明
图1是本发明一种布置有旋流燃烧器和直流燃烧器的W火焰锅炉的截面流场示意图，图中各股喷入炉内气流的速度方向均采用箭头标出，图中多个乏气喷口7布置于前墙12和后墙13上。
图2是图1中A向示意图。
图3是本发明一种布置有旋流燃烧器和直流燃烧器的W火焰锅炉的截面流场示意图，图中各股喷入炉内气流的速度方向均采用箭头标出，图中多个乏气喷口7布置于前炉拱3和后炉拱4上。
图4是图3中B向示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种布置有旋流燃烧器和直流燃烧器的W火焰锅炉，它包括上炉膛1、下炉膛2、前炉拱3、后炉拱4和多个分级风喷口8。它还包括多个旋流燃烧器5和多个直流燃烧器6，每个旋流燃烧器5包括一次风通道I 9、二次风通道I 10和叶片11，一次风通道I 9和二次风通道I 10同轴布置，二次风通道I 10套设在一次风通道I 9外部，叶片11布置二次风通道I 10内，每个直流燃烧器6包括一次风通道II 16和二次风通道II 17，一次风通道II 16和二次风通道II 17同轴设置，二次风通道II 17套设在一次风通道II 16外部。上炉膛1布置在下炉膛2上方，前炉拱3上沿炉膛宽度方向布置一排旋流燃烧器5，后炉拱4上沿炉膛宽度方向布置一排直流燃烧器6，多个分级风喷口8沿炉膛宽度方向安装在前墙12上，多个分级风喷口8沿炉膛宽度方向安装在后墙13上。
具体实施方式二：结合图3-4说明本实施方式，本实施方式所述一种布置有旋流燃烧器和直流燃烧器的W火焰锅炉，它还包括多个乏气喷口7，多个乏气喷口7沿炉膛宽度方向安装在前墙12上，多个乏气喷口7沿炉膛宽度方向安装在后墙13上，乏气喷口7布置在分级风喷口8上方。其它方法与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图3-4说明本实施方式，本实施方式所述一种布置有旋流燃烧器和直流燃烧器的W火焰锅炉，它还包括多个乏气喷口7，多个乏气喷口7沿炉膛宽度方向安装在前炉拱3上，前炉拱3上的多个乏气喷口7布置在多个旋流燃烧器5和前墙12之间，多个乏气喷口7沿炉膛宽度方向安装在后炉拱4上，后炉拱4上的多个乏气喷口7布置在多个直流燃烧器6和后墙13之间。其它方法与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种布置有旋流燃烧器和直流燃烧器的W火焰锅炉，旋流燃烧器5二次风通道I 10内的叶片11角度可调节，叶片11与旋流燃烧器5轴线的夹角的取值范围为0°-90°。调大叶片11角度时，煤粉气流旋流强度增大，下冲深度减小，对后墙13煤粉气流的挤压作用减弱；调小叶片11角度时，煤粉气流旋流强度减小，下冲深度增加，对后墙13煤粉气流的挤压作用增强。通过调整前炉拱3上旋流燃烧器二次风叶片11角度，逐渐优化炉内流场，直至炉内形成较为对称的“W”型火焰。其它方法与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式所述一种布置有旋流燃烧器和直流燃烧器的W火焰锅炉，前炉拱3上旋流燃烧器5和后炉拱4上的直流燃烧器6的二次风通道10喷口流通面积相同。二次风10和二次风17流通面积及风速相等，保证前炉拱3上燃烧器二次风10总风量等于后炉拱4上燃烧器二次风17总风量。其它方法与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种布置有旋流燃烧器和直流燃烧器的W火焰锅炉，它还包括两组热电偶15，一组热电偶15沿炉膛宽度方向安装在冷灰斗14的前墙上，另一组热电偶15沿炉膛宽度方向安装在冷灰斗14的后墙上，每组热电偶15是由多个热电偶15并排设置组成，且冷灰斗14的前墙上每个热电偶15安装高度与冷灰斗14的后墙上每个热电偶15安装高度相同。热电偶15沿炉膛宽度方向均匀的布置在冷灰斗14的前墙和冷灰斗14的后墙上，可以实时测量冷灰斗14的前墙和冷灰斗14的后墙测点附近的烟气温度，为具体实施方式二中叶片11角度的调整提供参数判据，两侧温度相等时，炉内燃烧基本对称。其它方法与具体实施方式一相同。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201910180605.6
申请日:2019-03-11
公开号:CN109931598A
公开日:2019-06-25
国家:CN
国家/省市:93(哈尔滨)
授权编号:CN109931598B
授权时间:20191022
主分类号:F23C 5/08
专利分类号:F23C5/08;F23C7/00;F23L9/00
范畴分类:35B;
申请人:哈尔滨工业大学
第一申请人:哈尔滨工业大学
申请人地址:150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
发明人:陈智超;王青祥;闫天舒;张鑫;曾令艳;李争起
第一发明人:陈智超
当前权利人:哈尔滨工业大学
代理人:牟永林
代理机构:23109
代理机构编号:哈尔滨市松花江专利商标事务所
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计