一种四角切圆燃烧锅炉消除炉膛出口残余旋转的方法与流程

1.本发明涉及一种四角切圆燃烧锅炉消除炉膛出口残余旋转的方法，属于燃煤电站锅炉流场优化及烟温偏差治理的技术领域。


背景技术：

2.四角切圆燃烧方式的锅炉是燃煤电厂应用最广泛的炉型之一。其燃烧机理原因带来的问题是炉膛出口会产生一定的烟气残余旋转，在分隔屏处因流场差异导致锅炉两侧汽温产生偏差，造成机组安全性及经济性能下降。
3.目前解决残余旋转问题的方式是采用高位燃尽风反切的方式解决，即在主燃烧区域上部设置分离式燃尽风，燃尽风气流旋转角度与下部主燃烧区域射流的旋转方向相反，利用两者相抵消的因素消除残余旋转，达到减小锅炉两侧汽温偏差的作用。
4.现有这种解决方式，在实际应用中可以缓解汽温偏差的问题，但仍然会存在：1）两侧偏差不能彻底消除；2）部分锅炉的两侧偏差仍然较大，影响锅炉的安全经济运行；3）燃尽风多层布置，其配风情况难以兼顾炉内流场消旋和低氮燃烧效果同时最优。
5.基于以上原因，为有效地解决炉内残余旋转问题，需开发新的一种四角切圆燃烧锅炉消除炉膛出口残余旋转的方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了彻底解决四角切圆燃烧方式锅炉的炉膛出口的烟气残余旋转问题，而提供一种四角切圆燃烧锅炉消除炉膛出口残余旋转的方法。
7.本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种四角切圆燃烧锅炉消除炉膛出口残余旋转的方法，其特征是，采用炉内流场调节系统，所述炉内流场调节系统成对角方向布置，所述炉内流场调节系统包括风箱、分支风道、风门挡板、喷口和喷口隔板，所述分支风道连接在风箱上，所述风门挡板设置在分支风道内，所述喷口设置在分支风道上，所述喷口隔板设置在喷口上，所述分支风道设置有多个，多个相互独立的分支风道标高相同，即处于同一水平位置；所述炉内流场调节系统设置有数个，数个所述炉内流场调节系统均处于同一标高位置，并以炉膛的中心为中心对称分布。
8.进一步的，所采用的介质可选择热烟气，功能设计上可以只满足消旋功能，也可以兼顾炉内消旋功能及烟气再循环调节再热汽温。设计上需要兼顾烟气再循环调节再热汽温时，需要在炉膛的4个角均设置炉内流场调节系统，否则，仅在1个对角布置炉内流场调节系统(具体采用哪一组对角与炉内切圆的旋向相关)。
9.进一步的，所采用的介质可选择热二次风，替代目前的分离式燃尽风系统的消旋功能、部分或完全替代燃尽风在低氮燃烧中的空气分级作用。设计功能考虑部分或完全替代燃尽风在低氮燃烧中的空气分级作用时，需要炉膛4个角均设置炉内流场调节系统，否则，仅在1个对角布置炉内流场调节系统(具体采用哪一组对角与炉内切圆的旋向相关)。
10.进一步的，所述喷口的方向与水冷壁面垂直，也可以添加水平摆动机构调节喷口
的水平位置，使运行调节更加灵活。
11.进一步的，炉内流场调节系统布置于锅炉前墙和锅炉后墙水冷壁，在其他的特殊的应用场景中也可以布置在左、右侧墙实现功能。
12.上述四角切圆燃烧锅炉消除炉膛出口残余旋转的方法的步骤如下：炉内烟气旋转并同时向上移动，炉内任一高度上的截面内不同位置上烟气的水平速度大小不完全相同（从炉膛左侧墙到右侧墙）；炉内旋转烟气到达炉内流场调节系统标高时，炉内流场调节系统水平方向布置的多个喷口高速喷出的射流与炉内烟气方向相反，降低炉内烟气的整体旋转动量；根据横截面上的炉内烟气流场分布情况可以通过调节设置在分支风道上的风门挡板差异性的选择每个喷口的射流风速，达到最优调节性能；对于兼顾烟气再循环调节再热汽温的系统，先根据调温需求选择循环烟气量，速度分配上保证足够的锅炉前墙、锅炉后墙相对应位置喷口的射流速度差消除炉内烟气的整体旋转动量。
13.本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：原有燃尽风系统角部单一射流相对于炉内流场作用面积小，依赖于其射流形成强烈的反向强风环（风速最高的风环），通过气体的内摩擦力水平方向上逐步传导其反向动量，期望最终扭转气流，由于炉内高度空间有限，通过内摩擦力低效率传导不易有充足时间消除原炉内烟气的旋转动量，并且最终会保留一定水平方向上的速度梯度；本发明采用水平方向上多喷口均匀布置，与炉内流场的作用面积大，抑制旋转的作用力比较直接，多个喷口形成的多个速度相对均匀的反向风环，通过气体的内摩擦力水平方向上逐步传导其反向动量，通过多区域分散作用极大的降低了对炉内消旋高度空间的限制要求，使得在现有的炉内高度空间下，气流间混合作用时间充足，表现为炉膛出口处最终水平方向上的速度小且速度梯度不大。通过此途径可以解决四角切圆燃烧方式锅炉的炉膛出口的烟气残余旋转问题。
附图说明
14.图1是本发明实施例中系统的布置结构示意图。
15.图2是本发明实施例中角部炉内流场调节系统的局部结构示意图。
16.图3是图2中a方向的喷口结构示意图。
17.图中：一号炉内流场调节系统1、二号炉内流场调节系统2、三号角流场炉内调节系统3、四号炉内流场调节系统4、风门挡板5、风箱6、分支风道7、锅炉前墙8、锅炉后墙9、切圆10、喷口11、喷口隔板12。
具体实施方式
18.下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
19.实施例。
20.参见图1至图3，本实施例中，一种四角切圆燃烧锅炉消除炉膛出口残余旋转的方法，采用炉内流场调节系统，炉内流场调节系统成对角方向布置，炉内流场调节系统包括风箱6、分支风道7、风门挡板5、喷口11和喷口隔板12，分支风道7连接在风箱6上，风门挡板5设置在分支风道7内，喷口11设置在分支风道7上，喷口隔板12设置在喷口11上，分支风道7设
置有多个，多个相互独立的分支风道7标高相同，即处于同一水平位置；炉内流场调节系统设置有数个，数个炉内流场调节系统均处于同一标高位置，并以炉膛的中心为中心对称分布。
21.本实施例中，所采用的介质可选择热烟气，功能设计上可以只满足消旋功能，也可以兼顾炉内消旋功能及烟气再循环调节再热汽温。设计上需要兼顾烟气再循环调节再热汽温时，需要在炉膛的4个角均设置炉内流场调节系统，否则，仅在1个对角布置炉内流场调节系统(具体采用哪一组对角与炉内切圆10的旋向相关)。
22.本实施例中，所采用的介质可选择热二次风，替代目前的分离式燃尽风系统的消旋功能、部分或完全替代燃尽风在低氮燃烧中的空气分级作用。设计功能考虑部分或完全替代燃尽风在低氮燃烧中的空气分级作用时，需要炉膛4个角均设置炉内流场调节系统，否则，仅在1个对角布置炉内流场调节系统(具体采用哪一组对角与炉内切圆10的旋向相关)。
23.本实施例中，喷口11的方向与水冷壁面垂直，也可以添加水平摆动机构调节喷口11的水平位置，使运行调节更加灵活。
24.本实施例中，炉内流场调节系统布置于锅炉前墙8和锅炉后墙9水冷壁，在其他的特殊的应用场景中也可以布置在左、右侧墙实现功能。
25.上述四角切圆燃烧锅炉消除炉膛出口残余旋转的方法的步骤如下：炉内烟气围绕虚拟切圆10旋转并同时向上移动，炉内任一高度上的截面内不同位置上烟气的水平速度大小不完全相同（从炉膛左侧墙到右侧墙）；炉内旋转烟气到达炉内流场调节系统标高时，炉内流场调节系统水平方向布置的多个喷口11高速喷出的射流与炉内烟气方向相反，降低炉内烟气的整体旋转动量；根据横截面上的炉内烟气流场分布情况可以通过调节设置在分支风道7上的风门挡板5差异性的选择每个喷口11的射流风速，达到最优调节性能；对于兼顾烟气再循环调节再热汽温的系统，先根据调温需求选择循环烟气量，速度分配上保证足够的锅炉前墙8、锅炉后墙9相对应位置喷口11的射流速度差消除炉内烟气的整体旋转动量。
26.本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
27.虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。