一种带有增程二次风喷口的W型火焰锅炉 【技术领域】
本发明涉及一种W型火焰锅炉，具体涉及一种带有增程二次风喷口的W型火焰锅炉，属于W型火焰锅炉燃烧技术领域。
背景技术
W型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。从现有运行业绩来看，W型火焰锅炉普遍存在燃烧稳定性较差、下炉膛结渣严重和燃尽低等问题。国内对上述问题已有部分研究，如中国发明专利申请《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、专利号为200810137213.3、申请日为2008年9月27日)(以下简称“已申请专利”)提出将前后拱3′上的一次风喷口10′和乏气喷口12′靠向炉膛中心2′-1上移，从而使一次风喷口10′更靠近炉膛中心2′-1，同时将二次风喷口13′转移至乏气喷口12′与前后墙水冷壁4′之间区域(如附图3和图4所示)从而在拱上从炉膛中心向前后水冷壁方向形成了“浓、淡、风”的布置方式。燃烧器采用这种布置方式，含浓煤粉的一次风5′更靠近炉膛中心2′-1而易受高温烟气加热，从而提高了燃烧稳定性，同时二次风8′阻隔了含稀煤粉的乏气7′向前后水冷壁4′扩散，因而减轻了下炉膛结渣。实际应用表明燃烧器“浓、淡、风”布置方式有效解决了下炉膛易结渣、燃烧稳定性差的问题，而锅炉运行中一次风煤粉气流行程短、锅炉燃尽低、飞灰可燃物含量偏高的问题虽有所缓解，但仍需进一步改进。
【发明内容】
本发明的目的是为了解决背景技术提及的W型火焰锅炉装置存在运行中一次风煤粉气流行程短、锅炉燃尽率低的问题，进而提供了一种带有增程二次风喷口的W型火焰锅炉。本发明中设置增程二次风喷口目的是为增加一次风在下炉膛的下射深度，以延长一次风煤粉气流在锅炉内的行程和停留时间，从而提高燃尽，因而本发明将这种二次风喷口命名为“增程二次风喷口”，由此增程二次风喷口喷入炉内的二次风命名为“增程二次风”。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：本发明所述的一种带有增程二次风喷口的W型火焰锅炉包括由下炉体、上炉体和两个炉拱构成的炉体以及多个一次风喷口、多个乏气喷口和多个二次风喷口；所述W型火焰锅炉还包括多个增程二次风喷口；多个一次风喷口分成两组，在每个炉拱上于靠近炉膛中心线一侧沿炉拱长度方向平行设有一组一次风喷口；多个二次风喷口分成两组，在每个炉拱上于远离炉膛中心线一侧沿炉拱长度方向平行设有一组二次风喷口；多个乏气喷口分成两组，在每个炉拱上沿其长度方向平行设有一组乏气喷口且所述一组乏气喷口位于相应的一组一次风喷口和一组二次风喷口之间；每组一次风喷口由等间距设置的多个一次风喷口小组构成，每个一次风喷口小组由两个一次风喷口构成，每相邻两个一次风喷口小组之间的炉拱上设有一个增程二次风喷口；所述多个一次风喷口、多个乏气喷口、多个二次风喷口以及多个增程二次风喷口均与下炉体内的炉膛连通。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：“已申请专利”中“浓、淡、风”布置方式下风速高的二次风离一次风较远，不能及时携带一次风中未燃尽煤粉下行，风速仅约10m/s的一次风进入下炉膛后主要依靠自身动量下行，由于一次风着火早，着火后射流膨胀而速度衰减较快，一次风拐点处15′到一次风喷口出口处的距离h1(以下简称“下射深度”)较小(如图3和图4所示)，下射深度仅占下炉膛有效深度的45％左右，煤粉气流在高温的下炉膛停留时间短，引起燃尽差、飞灰可燃物含量高。本发明在“已申请专利”的“浓、淡、风”布置方式的基础上，再于每两个相邻小组的一次风喷口10所夹区域内均布置一个增程二次风喷口11，在原本仅靠自身动量下行的一次风5两侧由增程二次风喷口11引入35~45m/s风速喷入的增程二次风6，高速的增程二次风6进入炉内后夹携一次风5下行，在深入炉内一段深度后才与着火的一次风混合而整体下行，明显延迟了一次风着火后的动量衰减，从而使一次风拐点处15离一次风喷口出口处的距离h1(即下射深度)变大，下射深度增至占下炉膛有效深度的65％左右。对一台300MW带直流缝隙式燃烧器的W型火焰锅炉进行冷态试验，燃烧器采用“已申请专利”中“浓、淡、风”布置方式时测得下射深度h1＝5.2m，在采用本发明中带增程二次风喷口的布置方式后，在增程二次风的携带作用下，下射深度增大至h2＝7.6m，下炉膛利用率得到提高，煤粉气流在高温的下炉膛停留时间延长，从而提高了燃尽，飞灰可燃物含量降低。对该台锅炉进行的热态数值模拟结果表明：燃烧器采用“已申请专利”中“浓、淡、风”布置方式时飞灰可燃物含量为7.9％，在采用本发明中带增程二次风喷口的布置方式后，飞灰可燃物含量降至5.8％，锅炉运行的经济性得以提高。因此说，本发明有效解决了采用“浓、淡、风”布置方式型直流缝隙式燃烧器的W型火焰锅炉因一次风煤粉气流衰减快、行程短而引起的飞灰可燃物含量偏高的问题。
【附图说明】
图1是本发明的截面流场示意图(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(图中的拱上各喷口以炉膛中心2-1为对称面布置)，图3是采用“已申请专利”中“浓、淡、风”布置方式的W型火焰锅炉截面流场示意图，图4是图3的B向局部示意图。
【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，本实施方式所述的一种带有增程二次风喷口的W型火焰锅炉包括由下炉体1、上炉体2和两个炉拱3构成地炉体以及多个一次风喷口10、多个乏气喷口12和多个二次风喷口13；所述W型火焰锅炉还包括多个增程二次风喷口11；多个一次风喷口10分成两组，在每个炉拱3上于靠近炉膛中心线2-1一侧沿炉拱长度方向平行设有一组一次风喷口10；多个二次风喷口13分成两组，在每个炉拱3上于远离炉膛中心线2-1一侧沿炉拱长度方向平行设有一组二次风喷口13；多个乏气喷口12分成两组，在每个炉拱3上沿其长度方向平行设有一组乏气喷口12且所述一组乏气喷口12位于相应的一组一次风喷口10和一组二次风喷口13之间；每组一次风喷口10由等间距设置的多个一次风喷口小组构成，每个一次风喷口小组由两个一次风喷口10构成，每相邻两个一次风喷口小组之间的炉拱3上设有一个增程二次风喷口11；所述多个一次风喷口10、多个乏气喷口12、多个二次风喷口13以及多个增程二次风喷口11均与下炉体1内的炉膛连通。
以上所述各喷口均以炉膛中心2-1为对称面进行布置。以上所述各喷口与燃烧器连接。
经由所述一次风喷口10进入炉膛的一次风5的风速约为10m/s，经由所述增程二次风喷口11进入炉膛的增程二次风6风速为35～45m/s，利用高速的增程二次风6的夹携作用来提高一次风5在下炉体1的下炉膛内的下射深度以继续深入下炉膛，从而延长煤粉气流行程以提高燃尽率。增程二次风6为从经由二次风喷口13进入炉膛的二次风8中分出的一股二次风。经由所述乏气喷口12进入炉膛的风是乏气7。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述W型火焰锅炉还包括多个三次风喷口14，所述多个三次风喷口14分成两组，下炉体1的前墙水冷壁4、后墙水冷壁4-1上沿其长度方向各设有一组三次风喷口14。多个三次风喷口14设置在前墙水冷壁4、后墙水冷壁4-1的下部。经由三次风喷口14进入炉膛的风是三次风9。设置三次风喷口14是为了进一步提高燃尽率。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。