一种700℃超超临界切圆燃烧器布置结构

一种700
℃
超超临界切圆燃烧器布置结构
技术领域
1.本发明涉及锅炉燃烧技术领域，尤其是涉及一种700℃超超临界切圆燃烧器布置结构。

背景技术：

2.700℃级别超超临界发电技术是指主蒸汽温度和再热蒸汽温度达到700℃及以上的高参数超超临界燃煤发电技术。蒸汽温度达到700℃以上水平，其主蒸汽压力也相应的会达到36mpa左右。随着超超临界机组蒸汽参数的提高，其热效率比国内现有机组平均水平提高近10％。700℃发电技术是目前国内外火电机组的主要发展方向，但是目前该技术尚未发展成熟，开发700℃发电技术，面临许多重大技术问题，其主要的技术难点之一是燃烧锅炉左右两侧热偏差较大，锅炉燃烧热均匀性较低，且难以调节锅炉负荷。

技术实现要素：

3.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种700℃超超临界切圆燃烧器布置结构，以实现提高锅炉燃烧热均匀性、易于调节锅炉负荷的目的。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种700℃超超临界切圆燃烧器布置结构，包括布置在锅炉前后墙的分层燃烧器，所述分层燃烧器中，同一层燃烧器包括布置在锅炉前墙的四个燃烧器以及对称地布置在锅炉后墙的四个燃烧器，同一层燃烧器之间形成一个八角双切圆，所述八角双切圆包括相互反向的两个切圆，同一层燃烧器连接至一台磨煤机。
5.进一步地，所述同一层燃烧器中，布置在锅炉前墙的四个燃烧器包括布置在锅炉前墙左侧的两个燃烧器以及对称地布置在锅炉前墙右侧的两个燃烧器，布置在锅炉后墙的四个燃烧器包括布置在锅炉后墙左侧的两个燃烧器以及对称地布置在锅炉后墙右侧的两个燃烧器。
6.进一步地，所述布置在锅炉前墙左侧的两个燃烧器与布置在锅炉后墙左侧的两个燃烧器之间形成第一切圆，布置在锅炉前墙右侧的两个燃烧器与布置在锅炉后墙右侧的两个燃烧器之间形成第二切圆，所述第一切圆与第二切圆相互反向。
7.进一步地，所述分层燃烧器具体为沿炉膛高度方向自上而下依次设置的六层燃烧器，每一层燃烧器设置有两个喷口。
8.进一步地，所述六层燃烧器包括燃烬风燃烧器、浓煤粉燃烧器、淡煤粉燃烧器、辅助风燃烧器、无油点火燃烧器和油燃烧器。
9.进一步地，所述同一层燃烧器中，每一个燃烧器设置有两个喷口。
10.进一步地，所述分层燃烧器中，第二层燃烧器对应于锅炉满负荷的40％。
11.进一步地，所述分层燃烧器中，第二层燃烧器和第三层燃烧器共同对应于锅炉满负荷的60％。
12.进一步地，所述分层燃烧器中，第二层、第三层和第四层燃烧器共同对应于锅炉满
负荷的80％。
13.进一步地，所述分层燃烧器中，第一层至第六层燃烧器共同对应于锅炉满负荷。
14.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
15.一、本发明通过在锅炉前后墙布置相互对称的单层八个燃烧器，沿炉膛高度方向布置六层燃烧器，每一层燃烧器中均形成一个包含两个反向切圆的八角双切圆，从而获得沿炉膛水平断面较为均匀的空气动力场，这种反向双切圆的燃烧方式能够使燃烧更加稳定、热负荷分配更加均匀，左右墙对称的切圆结构可减少炉膛出口的旋转残余偏差，有利于减小锅炉炉内燃烧左右侧烟气温度偏差，由于增加了燃烧器喷口层数，同时还可以减小前后墙烟气温度偏差。
16.二、本发明在每一层燃烧器向火侧设置浓煤粉喷口，便于邻角燃烧器加热稳燃；背火侧设置淡煤粉喷口有利于控制污染区生成，通过增加喷口数量使得炉膛内热负荷沿炉膛宽度分配更加均匀。
17.三、本发明将分层燃烧器中不同层燃烧器连接至不同磨煤机，并将不同层燃烧器的开启状态对应于不同锅炉负荷量，由于每一层燃烧器连接同一台磨煤机，使得用户能够根据锅炉负荷的不同，方便地选择需要开启工作的燃烧器组及相应的磨煤机，大大简化了锅炉的负荷调节。
附图说明
18.图1为本发明的布置结构水平示意图；
19.图2为本发明的布置结构垂直示意图；
20.图3a为实施例中采用传统四角切圆单层燃烧器布置结构对应的数值模拟示意；
21.图3b为实施例中采用八角双切圆单层燃烧器布置结构对应的数值模拟示意；
22.图4a为实施例中采用传统四角切圆单层燃烧器布置结构对应的炉膛出口区域温度场示意图；
23.图4b为实施例中采用传统四角切圆单层燃烧器布置结构对应的炉膛出口区域速度场示意图；
24.图4c为实施例中采用八角双切圆单层燃烧器布置结构对应的炉膛出口区域温度场示意图；
25.图4d为实施例中采用八角双切圆单层燃烧器布置结构对应的炉膛出口区域速度场示意图。
具体实施方式
26.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
27.实施例：
28.如图1所示，一种700℃超超临界切圆燃烧器布置结构，包括布置在锅炉前后墙的分层燃烧器，分层燃烧器中，同一层燃烧器包括布置在锅炉前墙的四个燃烧器(图1中的1号～4号燃烧器)以及对称地布置在锅炉后墙的四个燃烧器(图1中5号～8号燃烧器)，同一层燃烧器之间形成一个八角双切圆，八角双切圆包括相互反向的两个切圆，同一层燃烧器连接至一台磨煤机。
29.具体的，同一层燃烧器中，位于前墙的四个燃烧器包括布置在锅炉前墙左侧的两个燃烧器(图1中3号和4号燃烧器)以及对称地布置在锅炉前墙右侧的两个燃烧器(图1中1号和2号燃烧器)，位于锅炉后墙的四个燃烧器包括布置在锅炉后墙左侧的两个燃烧器(图1中7号和8号燃烧器)以及对称地布置在锅炉后墙右侧的两个燃烧器(图1中5号和6号燃烧器)，其中，3号、4号、7号和8号燃烧器之间形成第一切圆，1号、2号、5号和6号燃烧器形成第二切圆，第一切圆与第二切圆相互反向，在锅炉内共同形成两个切圆，能够有效提高锅炉燃烧时热均匀性。同一层燃烧器中，每一个燃烧器设置有两个喷口，因此，每一层燃烧器设有16个喷口。
30.如图2所示，分层燃烧器具体为沿炉膛高度方向自上而下依次设置的六层燃烧器(图2中a～f层)，每一层燃烧器设置有两个喷口，整个布置结构共有12层喷口，六层燃烧器包括燃烬风燃烧器(ofa)、浓煤粉燃烧器、淡煤粉燃烧器、辅助风燃烧器、无油点火燃烧器和油燃烧器，图2中aa表示炉膛本体。
31.由于前后墙同一层燃烧器连接至同一台磨煤机，所以六层燃烧器对应连接六台磨煤机，根据锅炉所需负荷不同，调节燃烧器及其附带磨煤机开启数量，当锅炉负荷为满负荷百分之四十时，开启第2层燃烧器；锅炉负荷为满负荷百分之六十时，开启第2、3层燃烧器；锅炉负荷为满负荷百分之八十时，开启第2、3、4层燃烧器；锅炉满负荷运行时候，开启全部燃烧器；此种燃烧器布置方式可以有效根据锅炉所需负荷调节燃烧器及磨煤机数量，使得锅炉负荷调节更为简单。
32.本实施例将传统四角切圆布置结构与本技术方案提出的八角双切圆布置结构进行对比，以单层燃烧器为例进行仿真模拟，得到的结果分别如图3a和3b所示，图3a中水平方向为炉宽，图3b中竖直方向为炉宽，由图3a和图3b可知，在八角双切圆燃烧方式下，炉膛火焰充满度更好，锅炉燃烧热均匀性更高，以此能够有效降低高温腐蚀现象的发生，本实施例还对两种布置结构下锅炉炉内炉膛出口截面温度场和速度场进行仿真模拟，得到结果如图4a～图4d(图4a和图4b中，水平方向为炉宽，图4c和图4d中，竖直方向为炉宽)所示，对比图4a和图4c、对比图4b和图4d可知，八角双切圆燃烧方式尾部烟道内布置的受热面区域热偏差较小，以此能够有效减少由于高温受热面热偏差引起的高温爆管等情况。
33.将本发明应用于实际，燃烧器采用无分隔墙的八角双切圆燃烧方式，全摆动燃烧器。整个燃烧器与水冷壁固定连接，并随水冷壁一起向下膨胀，燃烧器共48只燃烧器，形成二个反向双切圆，以获得沿炉膛水平断面较为均匀的空气动力场。燃烧更加稳定、热负荷分配更加均匀、防结渣性能良好的反向双切圆燃烧方式能保证沿炉膛水平方向均匀的热负荷分配。由于采用双切圆使燃烧器数目倍增，降低了单只燃烧器的热功率，该种燃烧器布置方式适用于新型锅炉的特殊要求，该布置方式不仅便于调节锅炉运行负荷，还有利于减小锅炉炉内燃烧左右侧烟气温度偏差，增加了燃烧器喷口层数，同时还可以减小前后墙烟气温度偏差。本发明值得在切圆燃烧系统锅炉中推广应用。

技术特征：

1.一种700℃超超临界切圆燃烧器布置结构，其特征在于，包括布置在锅炉前后墙的分层燃烧器，所述分层燃烧器中，同一层燃烧器包括布置在锅炉前墙的四个燃烧器以及对称地布置在锅炉后墙的四个燃烧器，同一层燃烧器之间形成一个八角双切圆，所述八角双切圆包括相互反向的两个切圆，同一层燃烧器连接至一台磨煤机。2.根据权利要求1所述的一种700℃超超临界切圆燃烧器布置结构，其特征在于，所述同一层燃烧器中，布置在锅炉前墙的四个燃烧器包括布置在锅炉前墙左侧的两个燃烧器以及对称地布置在锅炉前墙右侧的两个燃烧器，布置在锅炉后墙的四个燃烧器包括布置在锅炉后墙左侧的两个燃烧器以及对称地布置在锅炉后墙右侧的两个燃烧器。3.根据权利要求2所述的一种700℃超超临界切圆燃烧器布置结构，其特征在于，所述布置在锅炉前墙左侧的两个燃烧器与布置在锅炉后墙左侧的两个燃烧器之间形成第一切圆，布置在锅炉前墙右侧的两个燃烧器与布置在锅炉后墙右侧的两个燃烧器之间形成第二切圆，所述第一切圆与第二切圆相互反向。4.根据权利要求1所述的一种700℃超超临界切圆燃烧器布置结构，其特征在于，所述分层燃烧器具体为沿炉膛高度方向自上而下依次设置的六层燃烧器，每一层燃烧器设置水平方向浓淡分离块。5.根据权利要求4所述的一种700℃超超临界切圆燃烧器布置结构，其特征在于，所述六层燃烧器包括燃烬风燃烧器、煤粉燃烧器、辅助风燃烧器、无油点火燃烧器和油燃烧器。6.根据权利要求1所述的一种700℃超超临界切圆燃烧器布置结构，其特征在于，所述同一层燃烧器中，每一个燃烧器设置有两个喷口。7.根据权利要求4所述的一种700℃超超临界切圆燃烧器布置结构，其特征在于，所述分层燃烧器中，第二层燃烧器对应于锅炉满负荷的40％。8.根据权利要求7所述的一种700℃超超临界切圆燃烧器布置结构，其特征在于，所述分层燃烧器中，第二层燃烧器和第三层燃烧器共同对应于锅炉满负荷的60％。9.根据权利要求8所述的一种700℃超超临界切圆燃烧器布置结构，其特征在于，所述分层燃烧器中，第二层、第三层和第四层燃烧器共同对应于锅炉满负荷的80％。10.根据权利要求9所述的一种700℃超超临界切圆燃烧器布置结构，其特征在于，所述分层燃烧器中，第一层至第六层燃烧器共同对应于锅炉满负荷。

技术总结

本发明涉及一种700℃超超临界切圆燃烧器布置结构，包括布置在锅炉前后墙的分层燃烧器，在分层燃烧器中，同一层燃烧器包括布置在锅炉前墙的四个燃烧器以及对称地布置在锅炉后墙的四个燃烧器，同一层燃烧器之间形成一个八角双切圆，其中，八角双切圆包括相互反向的两个切圆，同一层燃烧器连接至一台磨煤机。与现有技术相比，本发明提出的布置结构能够形成八角双切圆燃烧方式，使得炉膛内热负荷沿炉膛宽度分配更加均匀、可减少炉膛出口的旋转残余偏差，降低炉膛出口左右侧烟气温度偏差，同时采用分层结构，将同一层燃烧器连接一台磨煤机，能够简化锅炉负荷调节。能够简化锅炉负荷调节。能够简化锅炉负荷调节。