多次引射分级燃烧的方法及实现该方法的W火焰锅炉装置.pdf

多次引射分级燃烧的方法 
    【技术领域】

    本发明涉及一种分级燃烧的W火焰锅炉装置及方法，属于W火焰锅炉燃烧技术领域。 

    背景技术

    W火焰燃烧锅炉是一种专门为燃用无烟煤、贫煤而设计的锅炉，这种W火焰锅炉运行中普遍存在以下问题：NO_x排放量高达1600～1800mg/m³、飞灰可燃物含量高、下炉膛前墙和后墙水冷壁结渣严重、煤粉气流着火晚且火焰稳定性较差。 

    上述所述W火焰锅炉常见的截面流场和拱上燃烧器喷口布置方式如图3、图4所示。从结构上对以上所述三方面问题进行分析，NO_x排放量高的原因在于：①浓煤粉气流喷口10和二次风喷口20呈相间密集布置，风速远高于浓煤粉气流5的二次风23离开喷口后即混入浓煤粉气流5中，使浓煤粉气流5速度迅速升高并最终达到与二次风23风速相等而整体下行，这就使得锅炉运行时浓煤粉气流5长期处于富氧燃烧状态，从而生成了大量NO_x；②淡煤粉气流7靠近炉膛中心2‑1喷入，由于淡煤粉气流7动量小，在受到拱下回流区22内的高温回流烟气的挤压而偏转向浓煤粉气流5侧并与浓煤粉气流5混合，在根本上失去了原设想采用浓淡燃烧以降低NO_x生成的效果(说明：组织浓淡燃烧时将浓煤粉气流粉浓缩成煤粉含量高、空气量低的一股气流，使浓煤粉气流早期在贫氧条件下燃烧，从而在一定程度上限制NO_x生成)。 

    飞灰可燃物含量高，其主要原因在于拱下二次风9水平吹入，对下炉膛1内下行的浓煤粉气流5有拦截作用，使浓煤粉气流5在下炉膛1内下射深度较小，因而煤粉颗粒在下炉膛1内行程短而缩短了停留时间。此外，煤粉着火晚且火焰稳定性差也是引起飞灰可燃物含量高的一个因素，从燃烧器喷口布置结构上分析：①浓煤粉气流喷口10靠近下炉膛1的前墙水冷壁2‑2和后墙水冷壁2‑3布置而远离炉膛中心2‑1，而距离炉膛中心2‑1越远，烟气温度越低，因而加热浓煤粉气流5的烟气温度相对较低，对着火不利；②浓煤粉气流喷口10呈狭长型，这使得高温烟气加热浓煤粉气流5时浓煤粉气流5的受热面小， 从而影响煤粉气流的着火和火焰稳定性；③浓煤粉气流喷口10上沿没有与二次风喷口20上沿平齐，浓煤粉气流喷口10上沿与两侧二次风喷口20的突出部分之间的区域无其它气流，这使得突出的部分二次风23极易向此区域扩散，从而在浓煤粉气流5与靠近炉膛中心2‑1侧的高温烟气之间形成一道风膜，阻断了靠近炉膛中心2‑1侧的高温烟气与浓煤粉气流5的混合，从而引起着火延迟、燃烧不稳定；④淡煤粉气流7从拱上靠近炉膛中心区域喷入，一方面阻碍靠近炉膛中心2‑1侧的高温烟气与浓煤粉气流5混合，另一方面低温的淡煤粉气流7降低了靠近炉膛中心2‑1侧的高温烟气的温度，因而对着火和稳燃不利。 

    下炉膛前墙和后墙水冷壁结渣严重是因为：①浓煤粉气流5靠近下炉膛1的前墙水冷壁2‑2和后墙水冷壁2‑3侧喷入，且浓煤粉气流喷口10与前墙水冷壁2‑2和后墙水冷壁2‑3之间空隙处无其它气流，二次风23携带浓煤粉气流5下冲过程中易向前墙和后墙水冷壁扩散而冲刷水冷壁，从而导致结渣；②浓煤粉气流5在下行过程中随着温度升高而体积膨胀，且同时受炉膛中心区域高温烟气膨胀而施加的横向推力作用，因而浓煤粉气流5易向两侧的前墙和后墙水冷壁扩张，冲刷前墙和后墙水冷壁而引起结渣。 

    中国发明专利《一种拱下二次风向下偏置的W型火焰炉》(中国专利号为ZL 2006100100895、授权公告日为2009年6月24日、专利申请日为2006年5月26日，下称“文件一”)、中国发明专利申请《一种稳燃防结渣缝隙式W型火焰锅炉装置》(公开日为2009年2月18日、申请号为200810137213.3、申请日为2008年9月27日，下称“文件二”)和中国发明专利申请《一种带有增程二次风喷口的W型火焰锅炉》(公开日为2010年3月10日、申请号为200910309100.1、申请日为2009年10月30日，下称“文件三”)对W火焰锅炉运行中普遍存在的问题均提出了相应措施，使这些存在的问题得到了一定程度的缓解，但是尚未能够全面解决存在的问题。 

    中国发明专利申请《一种带有增程二次风喷口的W型火焰锅炉》(专利申请号为200910309100.1、公开号为CN101666491A、公开日为2010年3月10日)的技术方案存在以下问题： 

    1、增程二次风与一次风喷口相间布置，导致这两股扁平射风(即增程二次风与相邻的一次风)在离开喷口后即迅速混合稀释了一次风中的煤粉浓度，对及时着火、稳燃和抑制NO_x生成产生不利影响，飞灰可燃物含量较高； 

    2、由于二次风喷口远离一次风喷口设置，浓煤粉气流靠向炉膛中心侧升温膨胀快，二次风靠向低温的前后水冷壁侧升温膨胀慢，煤粉气流着火后二次风不能及时供给煤粉继续燃烧所需氧气，进而影响煤粉燃尽效果； 

    3、由于在一次风喷口与乏气喷口之间未布置有任何气流，浓煤粉气流与淡煤粉气流之间不存在气流阻隔，因而这两股煤粉气流在进入炉内后因射流受热膨胀而很快混合，一方面对浓煤粉气流着火产生影响，另一方面削弱了采用浓淡燃烧以抑制NO_x生成的效果。 

    【发明内容】

    本发明的目的是为解决背景技术中提及的W型火焰锅炉存在NO_x排放量高、飞灰可燃物含量高、煤粉气流着火晚且火焰稳定性较差的问题，进而提供一种实现多次引射分级燃烧的W火焰锅炉装置及方法。 

    为便于理解，先就“引射”的定义进行阐述：对于两股风速不同的气流，风速高的气流其静压小，而风速低的气流其静压大，当这两股气流相隔一定间距平行喷入炉内时，在这两股气流之间存在静压差，在静压差的作用下，风速低的那股气流偏向风速高的那股气流流动并与风速高的那股气流逐渐混合。由于风速低的气流在风速高的气流带动下流动，风速较低的气流在炉内的行程得以延长。 

    本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明的多次引射分级燃烧的方法是这样实现的：在炉膛的前炉拱上从炉膛中心侧到炉膛的前墙水冷壁之间以及在炉膛的后炉拱上从炉膛中心侧到炉膛的后墙水冷壁之间各依次布置有多个浓煤粉气流喷口、多个内二次风喷口、多个淡煤粉气流喷口以及多个外二次风喷口，浓煤粉气流由多个浓煤粉气流喷口喷入下炉膛内，内二次风由多个内二次风喷口喷入下炉膛内，淡煤粉气流由多个淡煤粉气流喷口喷入下炉膛内，外二次风由多个外二次风喷口喷入下炉膛内，由风速为35～65m/s的内二次风和风速为35～65m/s的外二次风逐级引射并携带风速为10～20m/s的浓煤粉气流下射，实现了第一级和第二级分级燃烧，风速为35～65m/s的拱下二次风由设置在下炉膛的前墙水冷壁上和后墙水冷壁上的多个拱下二次风喷口喷入下炉膛1内，进一步引射煤粉气流下行，实现了第三级分级燃烧，拱下二次风喷口的中心线与水平面之间的夹角为25°～45°，浓煤粉气流喷口、淡煤粉气流喷口、拱下二次风喷口、内二次风喷口和外二次风喷口的形状均为矩形或圆形， 形状为矩形的浓煤粉气流喷口的长宽比为4～5∶1。 

    本发明的多次引射分级燃烧的W火焰锅炉装置包括由下炉膛、上炉膛和两个炉拱所构成的炉膛以及多个浓煤粉气流喷口、多个淡煤粉气流喷口和多个拱下二次风喷口，两个炉拱分别是前炉拱和后炉拱；所述装置还包括多个分级布置的二次风喷口，多个分级布置的二次风喷口分别是多个内二次风喷口和多个外二次风喷口；在前炉拱上从炉膛中心侧到炉膛的前墙水冷壁之间以及在后炉拱上从炉膛中心侧到炉膛的后墙水冷壁之间各依次布置有多个浓煤粉气流喷口、多个内二次风喷口、多个淡煤粉气流喷口和多个外二次风喷口，在下炉膛的前墙上和后墙上各沿炉膛宽度方向设有多个拱下二次风喷口，且每个拱下二次风喷口的中心线与水平面之间的夹角为25°～45°；多个浓煤粉气流喷口由多个浓煤粉气流喷口组构成，每组浓煤粉气流喷口由两个紧靠在一起的浓煤粉气流喷口构成，多个浓煤粉气流喷口组沿炉膛宽度方向呈一字形等间距设置；多个淡煤粉气流喷口由多个淡煤粉气流喷口组构成，每组淡煤粉气流喷口由两个紧靠在一起的淡煤粉气流喷口构成，多个淡煤粉气流喷口组沿炉膛宽度方向呈一字形等间距设置；多个内二次风喷口在炉膛宽度方向呈一字形等间距设置；多个外二次风喷口在炉膛宽度方向呈一字形等间距设置；多个浓煤粉气流喷口、多个淡煤粉气流喷口、多个拱下二次风喷口、多个内二次风喷口以及多个外二次风喷口均与下炉膛连通，浓煤粉气流喷口、淡煤粉气流喷口、拱下二次风喷口、内二次风喷口和外二次风喷口的形状均为矩形或圆形，形状为矩形的浓煤粉气流喷口的长宽比为4～5∶1。 

    本发明与现有技术相比具有以下有益效果：NO_x排放大幅度降低、飞灰可燃物含量降低、炉膛的前墙水冷壁和后墙水冷壁结渣减轻、着火提前且燃烧稳定性增强，下面进行逐一介绍： 

    (1)NO_x排放大幅度降低 

    ①在前炉拱3上由炉膛中心2‑1向炉膛的前墙水冷壁2‑2及在后炉拱15上由炉膛中心2‑1向炉膛的后墙水冷壁2‑3方向各依次布置浓煤粉气流5、内二次风6、淡煤粉气流7和外二次风8，由风速为35～65m/s的内二次风6和风速为35～65m/s的外二次风8逐级引射并携带风速为10～20m/s的浓煤粉气流5下射，实现了第一级和第二级分级燃烧，避免了二次风过早混入浓煤粉气流5中，使浓煤粉气流5长时间处于贫氧气氛下燃烧，抑制了NO_x的生成。紧贴浓煤粉气流5 的内二次风6先引射并携带浓煤粉气流5下射一段深度，同时提供煤粉前期燃烧所需空气，靠近炉膛的前墙水冷壁2‑2和后墙水冷壁2‑3的外二次风8在向下射入下炉膛较远深度后才与浓煤粉气流5、内二次风6和淡煤粉气流7的混合气流相混并携带煤粉气流在下炉膛1内继续深入；②在浓煤粉气流5和淡煤粉气流7之间由于有内二次风6阻隔，浓煤粉气流5和淡煤粉气流7的混合得以明显延迟，实现了浓淡燃烧，从而减少了NO_x的生成；③风速为35～65m/s的拱下二次风9由拱下二次风喷口14喷入下炉膛1内，拱下二次风喷口14的中心线与水平面之间的夹角α为25°～45°，向下偏置的拱下二次风9进一步引射煤粉气流下行，实现了第三级分级燃烧；此外，向下偏置的拱下二次风9还推迟了煤粉气流与拱下二次风9的混合，延长了煤粉气流在贫氧气氛下的燃烧时间，减少了NO_x生成。由于在炉拱上形成浓煤粉气流5与二次风分离，浓煤粉气流5受炉拱上内、外二次风逐级引射和拱下二次风9的进一步引射下行，从而在炉膛内形成多次引射分级燃烧，浓煤粉气流5长时间处于贫氧燃烧状态，抑制了NO_x的生成，同时浓、淡两股煤粉气流实现了浓淡燃烧，因而NO_x排放大幅度减少。 

    (2)飞灰可燃物含量降低 

    ①浓煤粉气流5靠近炉膛中心2‑1侧布置，因靠近炉膛中心区域温度高，浓煤粉气流5喷入炉膛后能与拱下高温回流烟气混合，可及时着火和稳定燃烧而提高燃尽；②浓煤粉气流喷口10由现有技术中长宽比为10～12∶1的狭长缝隙形变换成长宽比为4～5∶1的矩形，这种结构变化一方面使得浓煤粉气流5受高温回流烟气加热时受热面大，有利于及时着火和稳定燃烧而提高燃尽率，另一方面使浓煤粉气流5在宽度方向更集中而延缓了射流衰减，因而浓煤粉气流5在下炉膛1内的行程得以延长而提高燃尽率；③在炉拱上，风速为10～20m/s的浓煤粉气流5由风速为35～65m/s的内二次风6和外二次风8逐级引射并携带下射，在煤粉气流到达拱下二次风喷口14的附近区域时，再由风速为35～65m/s的拱下二次风9进一步引射下行，浓煤粉气流5在下炉膛1的下射深度加大，煤粉颗粒在炉内停留时间延长，燃烧更加充分，飞灰可燃物含量降低，锅炉效率提高。 

    (3)前墙和后墙水冷壁结渣减轻 

    浓煤粉气流5靠近炉膛中心2‑1侧，淡煤粉气流7靠近前墙水冷壁2‑2和后墙水冷壁2‑3一侧且位于内二次风6和外二次风8之间，外二次风8一方面阻隔了淡煤粉气流7和浓煤粉气流5中的煤粉颗粒冲刷水冷壁，另一方面降低了水冷壁附 近区域温度，因而减轻了炉膛的前墙水冷壁2‑2和后墙水冷壁2‑3结渣。 

    (4)浓煤粉气流着火提前且燃烧稳定性增强 

    ①浓煤粉气流喷口10靠近炉膛中心2‑1侧布置，在浓煤粉气流5与炉膛中心2‑1之间再无二次风或淡煤粉气流布置，一方面浓煤粉气流5下方区域烟气温度高，另一方面浓煤粉气流5在着火前无二次风或淡煤粉气流的稀释，从而在浓煤粉气流5下方区域形成了高温、高煤粉浓度区域，而煤粉浓度高，着火热减小，着火温度低，因而煤粉气流着火提前且火焰稳定性提高；②浓煤粉气流喷口10由现有技术中长宽比10～12∶1的狭长缝隙形变换成长宽比为4～5∶1的矩形，这种结构变化一方面使得浓煤粉气流5受高温回流烟气加热的受热面大，另一方面使浓煤粉气流5在宽度方向更集中而延缓了射流衰减，因而煤粉气流着火提前且火焰稳定性提高。 

    【附图说明】

    图1是本发明的多次引射分级燃烧的W火焰锅炉装置的截面流场示意图 

    (图中流场分布以炉膛中心2‑1为对称面，图中各股喷入炉内气流的速度方向均采用箭头标出)，图2是图1的A向局部示意图，图3是现有W型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4是图3的B向局部示意图，图5是“文件二”中布置在前炉拱3上的燃烧器喷口示意图，图6是“文件三”中布置在前炉拱3上的燃烧器喷口示意图。 

    【具体实施方式】

    具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的一种多次引射分级燃烧的方法是这样实现的：在炉膛的前炉拱3上从炉膛中心2‑1侧到炉膛的前墙水冷壁2‑2之间以及在炉膛的后炉拱15上从炉膛中心2‑1侧到炉膛的后墙水冷壁2‑3之间各依次布置有多个浓煤粉气流喷口10、多个内二次风喷口11、多个淡煤粉气流喷口12以及多个外二次风喷口13，浓煤粉气流5由多个浓煤粉气流喷口10喷入下炉膛1内，内二次风6由多个内二次风喷口11喷入下炉膛1内，淡煤粉气流7由多个淡煤粉气流喷口12喷入下炉膛1内，外二次风8由多个外二次风喷口13喷入下炉膛1内，由风速为35～65m/s的内二次风6和风速为35～65m/s的外二次风8逐级引射并携带风速为10～20m/s的浓煤粉气流5下射，实现了第一级和第二级分级燃烧，风速为35～65m/s的拱下二次风9由设置在下炉膛1的前墙水冷壁2‑2上和后墙水冷壁2‑3上的多 个拱下二次风喷口14喷入下炉膛1内，进一步引射煤粉气流下行，实现了第三级分级燃烧，拱下二次风喷口14的中心线与水平面之间的夹角α为25°～45°，浓煤粉气流喷口10、淡煤粉气流喷口12、拱下二次风喷口14、内二次风喷口11和外二次风喷口13的形状均为矩形或圆形，形状为矩形的浓煤粉气流喷口10的长宽比为4～5∶1。对于大容量的煤粉锅炉(如600MW等级)，由于下炉膛深度约16m，采用拱上内、外二次风逐级引射和拱下二次风进一步引射可保证浓煤粉气流在下炉膛有足够的下射深度，从而实现高效燃尽。 

    具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的拱下二次风喷口14的中心线与水平面之间的夹角α为45°。拱下二次风9向下偏置角度过大时，将造成煤粉气流下射深度过大而冲刷冷灰斗4，从而引起冷灰斗4结渣，拱下二次风9向下偏置45°既可保证浓煤粉气流5在下炉膛1内有足够的下射深度，又能避免冷灰斗4结渣。其它与实施方式一相同。 

    具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的多次引射分级燃烧的W火焰锅炉装置包括由下炉膛1、上炉膛2和两个炉拱所构成的炉膛以及多个浓煤粉气流喷口10、多个淡煤粉气流喷口12和多个拱下二次风喷口14，两个炉拱分别是前炉拱3和后炉拱15；本实施方式的装置还包括多个分级布置的二次风喷口，多个分级布置的二次风喷口分别是多个内二次风喷口11和多个外二次风喷口13；在前炉拱3上从炉膛中心2‑1侧到炉膛的前墙水冷壁2‑2之间以及在后炉拱15上从炉膛中心2‑1侧到炉膛的后墙水冷壁2‑3之间各依次布置有多个浓煤粉气流喷口10、多个内二次风喷口11、多个淡煤粉气流喷口12和多个外二次风喷口13，在下炉膛1的前墙上和后墙上各沿炉膛宽度方向设有多个拱下二次风喷口14，且每个拱下二次风喷口14的中心线与水平面之间的夹角α为25°～45°；多个浓煤粉气流喷口10由多个浓煤粉气流喷口组16构成，每组浓煤粉气流喷口由两个紧靠在一起的浓煤粉气流喷口10构成，多个浓煤粉气流喷口组16沿炉膛宽度方向呈一字形等间距设置；多个淡煤粉气流喷口12由多个淡煤粉气流喷口组17构成，每组淡煤粉气流喷口由两个紧靠在一起的淡煤粉气流喷口12构成，多个淡煤粉气流喷口组17沿炉膛宽度方向呈一字形等间距设置；多个内二次风喷口11在炉膛宽度方向呈一字形等间距设置；多个外二次风喷口13在炉膛宽度方向呈一字形等间距设置；多个浓煤粉气流喷口10、多个淡煤粉气流喷口12、多个拱下二次风喷 口14、多个内二次风喷口11以及多个外二次风喷口13均与下炉膛1连通，浓煤粉气流喷口10、淡煤粉气流喷口12、拱下二次风喷口14、内二次风喷口11和外二次风喷口13的形状均为矩形或圆形，形状为矩形的浓煤粉气流喷口10的长宽比为4～5∶1。对于大容量的煤粉锅炉(如600MW等级)，由于下炉膛深度约16m，采用拱上内、外二次风逐级引射和拱下二次风进一步引射可保证浓煤粉气流在下炉膛有足够的下射深度，从而实现高效燃尽。 

    具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式的形状为圆形的多个浓煤粉气流喷口10的总面积与形状为矩形的多个浓煤粉气流喷口10的总面积相等；形状为圆形的多个淡煤粉气流喷口12的总面积与形状为矩形的多个淡煤粉气流喷口12的总面积相等；形状为圆形的多个拱下二次风喷口14的总面积与形状为矩形的多个拱下二次风喷口14的总面积相等；形状为圆形的多个内二次风喷口11的总面积与形状为矩形的多个内二次风喷口11的总面积相等；形状为圆形的多个外二次风喷口13的总面积与形状为矩形的多个外二次风喷口13的总面积相等。附图2中只画出了形状为矩形的多个浓煤粉气流喷口10、内二次风喷口11、淡煤粉气流喷口12及外二次风喷口13。由圆形的多个浓煤粉气流喷口10喷入炉内的圆形浓煤粉气流、圆形的多个淡煤粉气流喷口12喷入炉内的圆形淡煤粉气流、形状为圆形的多个内二次风喷口11喷入炉内的圆形内二次风、形状为圆形的多个外二次风喷口13喷入炉内的圆形外二次风和由形状为圆形的多个拱下二次风喷口14喷入炉内的圆形拱下二次风的流射刚性强而不易衰减，可确保圆形浓煤粉气流在下炉膛有足够的下射深度。其它与具体实施方式三相同。 

    具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式的前炉拱3上的多个浓煤粉气流喷口10与后炉拱15上的多个浓煤粉气流喷口10相对于炉膛中心2‑1对称设置；前炉拱3上的多个内二次风喷口11与后炉拱15上的多个内二次风喷口11相对于炉膛中心2‑1对称设置；前炉拱3上的多个淡煤粉气流喷口12与后炉拱15上的多个淡煤粉气流喷口12相对于炉膛中心2‑1对称设置；前炉拱3上的多个外二次风喷口13与后炉拱15上的多个外二次风喷口13相对于炉膛中心2‑1对称设置。浓煤粉气流5、淡煤粉气流7、内二次风6、外二次风8和拱下二次风9按炉膛中心2‑1对称喷入炉内，使下炉膛1内前炉拱3和后炉拱15下的下行气流能按炉膛中心2‑1形成对称W型流场，保证了 前炉拱3和后炉拱15下的煤粉气流按炉膛中心2‑1进行对称燃烧。其它与具体实施方式三或四相同。 

    实施例：本实例是对一台300MW的W火焰锅炉建立冷态模化试验台，对原锅炉结构下和燃烧器喷口分别采用现有技术中的三种布置方式(即“文件一”、“文件二”和“文件三”)以及本发明中的引射分级燃烧布置方式，进行冷态模化试验测量浓煤粉气流的下射深度，测得原锅炉结构下(即背景技术中提及的W火焰燃烧锅炉)、“文件一”、“文件二”和“文件三”的浓煤粉气流下射深度(即浓煤粉气流拐点A′到浓煤粉气流喷口的出口中心的垂直距离L₁，如附图3所示)分别为7.5m、9.5m、9.1m和8.8m，在采用本发明中引射分级燃烧布置方式后，浓煤粉气流5与内二次风6的混合点距浓煤粉气流喷口10出口的距离h₁＝1.8m，浓煤粉气流5与淡煤粉气流7的混合点距浓煤粉气流喷口10出口的距离h₂＝3.0m，浓煤粉气流5与外二次风8的混合点距浓煤粉气流喷口10出口的距离h₃＝5.0m，实现了内、外二次风及淡煤粉气流7与浓煤粉气流5逐级混合；浓煤粉气流5下射深度L₂增加，浓煤粉气流5下射深度L₂＝12.5m。对该台锅炉进行的热态数值模拟结果表明：原锅炉结构下及燃烧器喷口采用现有技术中的三种布置方式时，锅炉NO_x排放量分别为1882mg/m³、1817mg/m³、1723mg/m³和1321mg/m³，飞灰可燃物含量分别为11.2％、8.3％、5.4％和5.8％，采用本发明中引射分级燃烧布置方式后，锅炉NO_x排放量降为600mg/m³、飞灰可燃物含量为4.5％，在大幅度降低NO_x排放的同时锅炉运行经济性也得到了保持。热态数值模拟结果还得出了原锅炉结构下和燃烧器喷口采用现有技术中的三种布置方式时，锅炉在靠近前墙或后墙水冷壁区域内烟气的平均温度分别为792℃、807℃、703℃和628℃，平均O₂浓度分别为3.9％、3.2％、6.4％和7.8％，在采用本发明中引射分级燃烧布置方式后，该区域内烟气平均温度降至620℃、平均O₂浓度升至8％，由于在靠近炉膛的前墙水冷壁2‑2和后墙水冷壁2‑3处形成了低温、高氧浓度区，故而炉膛的前墙水冷壁2‑2和后墙水冷壁2‑3结渣减轻。 

    本发明的工作原理：在炉拱上由高风速的内、外两股二次风逐级引射并携带低风速的浓煤粉气流下射，再在炉拱下由风速高且向下偏置一定角度的拱下二次风进一步引射携带煤粉气流下行，从而实现多次引射分级燃烧，降低了NO_x生成；浓煤粉气流靠近炉膛中心而淡煤粉气流靠近前墙水冷壁和后墙水冷 壁的布置方式一方面有效组织了浓淡燃烧而降低NO_x生成，另一方面有利于浓煤粉气流的着火和稳定燃烧；外二次风最靠近前墙水冷壁和后墙水冷壁布置避免了水冷壁和后墙水冷壁结渣。