[其他]低過量空氣切向燃燒方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101987000002205
• 申請日: 1987-03-18
• 公開（公告）號: CN1005589B
• 公開（公告）日: 1989-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 約瑟夫·戴維·比安卡;戴維·肯尼思·安德森
• 申請（專利權(quán)）人: 燃燒工程有限公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 宋敏

本發(fā)明爐子１０公開了一種燃燒煤粉的方法。一次空氣和二次空氣沿著一個假想圓４２的切向一起導(dǎo)入爐內(nèi)。輔助空氣是沿著一個在一次空氣和二次空氣正上面的假想圓４４并與一次和二次空氣旋轉(zhuǎn)方向相反的方向?qū)霠t內(nèi)。輔助空氣沿其切向?qū)氲膱A的直徑大于一次空氣導(dǎo)入圓的直徑。爐內(nèi)有多個用于導(dǎo)入一次空氣、二次空氣和輔助空氣的噴嘴３８、３６和４０的交替排列層。

本發(fā)明涉及一種煤粉鍋爐中低過量空氣切向燃燒方法。在本發(fā)明之前，在先有技術(shù)中公開了另一種煤粉鍋爐中切向燃燒方法。這種煤粉鍋爐切向燃燒方法公開于美國專利4，501，204中。正如其中公開的，煤粉鍋爐切向燃燒的實驗方法包括在燃燒器層內(nèi)沿某一假想圓把燃料和低壓空氣切向引入爐中的幾個步驟，因此，產(chǎn)生的火球在爐子中以螺旋旋轉(zhuǎn)的方式向上移動，并且沿著假想圓的切向逆著火球轉(zhuǎn)動方向?qū)⑸喜恳氲娜紵諝鈱?dǎo)入爐子的上部，這樣，從爐子流到后部煙道的排氣很少或根本不帶螺旋轉(zhuǎn)動流入一直通道內(nèi)，所述從上部引入燃燒空氣由低壓空氣和足夠容積與壓力的高壓空氣的混合物組成，高壓空氣使火球的螺旋轉(zhuǎn)動失效。

懸浮狀的煤粉采用切向燃燒方法成功地在爐內(nèi)進(jìn)行燃燒已用了很久了。該項技術(shù)包括把煤和空氣從四個角上導(dǎo)入爐內(nèi)，使其方向與一個位于爐中央的假想圓相切。這種燃燒方法具有很多優(yōu)點，煤和空氣的混合良好，火焰狀態(tài)穩(wěn)定并且煙氣在爐內(nèi)停留時間長。近來，盡量減少空氣污染已成為重要的事情。因此，人們提出了改變一般切向燃燒方法的一些建議。其中一種這類的裝置在此之前已經(jīng)提出申請，其申請?zhí)枮?86，432號，申請日為1985年10月11日，名稱是“用于操縱切向燃燒煤粉爐的控制系統(tǒng)和方法”，現(xiàn)已放棄。在該專利申請中建議，將煤粉和空氣從多個下部燃燒器層以相同的切線方向?qū)霠t內(nèi)，并將煤和空氣從多個上部燃燒器層處以相反的切線方向?qū)霠t內(nèi)。借助這種裝置能夠?qū)崿F(xiàn)煤和空氣較好的混合，這樣就能允許使用的過量空氣比一般的切向燃燒爐少，而一般的切向點火燃燒爐要求20～30%的過量空氣。過量空氣的減少有助于降低NOx的形成量，這種化合物則是燃煤鍋爐的空氣污染的主要成分。新的裝置還可以提高系統(tǒng)的效率。雖然上述燃燒技術(shù)可以降低NOx，但它存在一些缺點。由于爐內(nèi)的煙氣的反向旋轉(zhuǎn)造成抵消，煙氣流在某種程度上呈直線通過爐的上部，由于減少了爐內(nèi)上部的旋流和混合，就會增加未經(jīng)燃燒的煤粒離開爐子的可能性。此外，熔渣和未燃燒的碳就會沉積在爐壁上。這些爐壁沉積物就會降低襯裝在爐壁上的水冷管道的傳熱效率，增加吹灰的要求，并降低管道的使用壽命。

根據(jù)本發(fā)明，煤粉爐中燃燒的煤粉與上述專利申請中所述情況一樣是經(jīng)過煤粉-空氣良好混合的懸浮狀態(tài)。此外通過在爐內(nèi)具有一個旋流的，轉(zhuǎn)動的火球，所有上述與切向燃燒方法相關(guān)的優(yōu)點都可以得到。靠空氣的覆蓋層降低壁上的熔渣，使?fàn)t壁得到保護(hù)。本發(fā)明的實現(xiàn)是通過將一次空氣和第二次空氣在第一層沿切向?qū)霠t內(nèi)，并將一定數(shù)量的輔助空氣，至少要等于一次空氣和二次空氣總和的兩倍，沿切向在第一層正上面的第二層導(dǎo)入爐內(nèi)，但與一次空氣和二次空氣的方向相反，并且有多個這種第一和第二層，一個高于一個。由于輔助空氣具有較大的量和速度，因此在爐內(nèi)的最終旋轉(zhuǎn)將按照那些輔助空氣所引導(dǎo)的方向。由于這個原因，導(dǎo)入方向與爐內(nèi)旋流方向相反的一次空氣在進(jìn)入爐內(nèi)之后，被強(qiáng)迫改變方向至爐內(nèi)的整個混合氣體的流動方向上。一次空氣巨大的旋流混合就在這一過程中產(chǎn)生。這種加強(qiáng)了的混合降低了對爐內(nèi)高過量空氣的需求。這種加強(qiáng)了的混合也增強(qiáng)了碳的轉(zhuǎn)換從而改善了系統(tǒng)的熱釋放率，同時降低了爐內(nèi)上部的積渣和結(jié)圬。輔助空氣是在一個比一次空氣的導(dǎo)入圓的直徑更大的圓上導(dǎo)入，這樣在爐壁附近形成一個空氣層。此外，上部引入的燃燒空氣，基本上包括所有進(jìn)入爐內(nèi)的過量空氣，在比所有的一次、二次和輔助空氣導(dǎo)入高度要高出很多的高度上導(dǎo)入爐內(nèi)，并且這種上部引入的燃燒空氣沿著一個假想圓的切向并與輔助空氣相反的方向上導(dǎo)入爐內(nèi)。

圖1是按照本發(fā)明的切向燃燒煤粉鍋爐的剖面透視圖;

圖2是燃燒器一個角的局部放大圖;

圖3是一個沿圖1的3-3線截取的剖視圖;

圖4是一個沿圖1的4-4線截取的剖視圖。