W型火焰鍋爐結(jié)構(gòu)

主要技術(shù)是燃燒室敷設(shè)衛(wèi)燃帶和煤粉濃縮燃燒器。W型火焰爐膛是由下部燃燒室和上部冷卻室所組成，下部燃燒室容積擴(kuò)大一倍左右，燃料燃燒過程基本上是在下部燃燒室內(nèi)進(jìn)行。上下爐膛之間有一縮腰，燃燒器布置在縮腰上，煤粉氣流從縮腰處的拱頂向下噴射，并著火燃燒。

著火后的煤粉氣流到爐膛下部后煤粉顆粒重量減輕，此時(shí)火焰受到燃燒室下部分級風(fēng)的托起作用，向上轉(zhuǎn)折流動，在下部燃燒室內(nèi)形成W型火焰。

W型火焰鍋爐主要燃燒低揮發(fā)份煤種，因此鍋爐的爐膛結(jié)構(gòu)，燃燒器布置、送風(fēng)方式、粉風(fēng)配比等因素都按照符合低揮發(fā)份煤的燃燒特點(diǎn)來設(shè)計(jì)。

1、W型火焰鍋爐的燃燒器布置在前、后墻的拱上，上部爐膛深度小，火焰流向與W型火焰鍋爐平行，不旋轉(zhuǎn)，爐膛出口煙氣溫度場與速度場較均勻，因此爐膛不易結(jié)焦，而且過熱器與再熱器的熱偏差較小。并且通過前后墻二次風(fēng)對撞增加爐內(nèi)的擾動，既加強(qiáng)了爐內(nèi)的混合，又克服了火焰刷墻等缺點(diǎn)

2、煤粉著火后向下自由伸展，在距一次風(fēng)口數(shù)米處才開始轉(zhuǎn)彎向上流動，不易產(chǎn)生煤粉分離現(xiàn)象，并且火焰行程較長，爐內(nèi)充滿度好，延長了煤粉在爐內(nèi)的停留時(shí)間，符合無煙煤燃燒速度較慢的特點(diǎn)，有利于煤粉的燃燼。

3、 切圓燃燒方式是四角互燃，因此著火穩(wěn)定性與整個(gè)爐膛負(fù)荷有關(guān)，當(dāng)負(fù)荷較低時(shí)，難以保證四角風(fēng)粉均勻，所以容易燃燒不穩(wěn)定。W型火焰鍋爐各燃燒器之間關(guān)聯(lián)度相對較小，而且調(diào)節(jié)手段較多，如改變煤粉濃度、風(fēng)溫、衛(wèi)燃帶的數(shù)量與位置以及燃燒器自身的調(diào)節(jié)等。因此，W型火焰鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍較大。國內(nèi)W型火焰鍋爐較多采用旋流煤粉濃縮燃燒器，提高了一次風(fēng)中的煤粉濃度，降低了一次風(fēng)進(jìn)入爐膛的風(fēng)速，增強(qiáng)了煤粉氣流卷吸高溫?zé)煔獾哪芰?，有利于煤粉著火?

4、在著火區(qū)，設(shè)計(jì)較小的送風(fēng)量，提高了火焰根部的溫度，有利于低揮發(fā)份無煙煤的著火和穩(wěn)定燃燒。一般一次風(fēng)率較低，約為15%-20%。由干一次風(fēng)本身的風(fēng)量和風(fēng)率無法獲得足夠的穿透深度，所以必須在拱部送人大量的二次風(fēng)，利用二次風(fēng)的引射，保證一次風(fēng)具有較好的穿透深度。一般二次風(fēng)率約為75%-85%。當(dāng)配風(fēng)不當(dāng)時(shí)，會造成火焰短路，火焰直接進(jìn)人輻射爐室，引起飛灰含碳量較高，影響鍋爐經(jīng)濟(jì)性。

1、能適用于用于雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)正壓直吹系統(tǒng)或鋼球磨中儲式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)；

2、依據(jù)煤質(zhì)著火特性可選配適當(dāng)類型的旋流燃燒器,具有很強(qiáng)的燃煤適應(yīng)性；

3、采用雙拱半絕熱爐膛,下爐膛具有良好的火焰充滿度；

4、合理的衛(wèi)燃帶敷設(shè)區(qū)域和面積,可實(shí)現(xiàn)較高的燃燒效率；

5、可合理組織燃燒并有效避免爐內(nèi)結(jié)焦及高溫腐蝕,并達(dá)到低NOx 排放要求。

優(yōu)點(diǎn)

1、煤粉著火后向下自由伸展，在距一次風(fēng)口數(shù)米處才起頭轉(zhuǎn)彎向上流動，這樣不容易發(fā)生煤粉分手現(xiàn)象，而且火焰行程較長，爐內(nèi)布滿度好，延長了煤粉在爐內(nèi)的停留時(shí)間，合適無煙煤燃燒速度較慢的特點(diǎn),有益于煤粉的燃盡；

2、火焰在爐膛下部轉(zhuǎn)彎180°，使煙氣中的部門粗灰粒分手，減輕了對流受熱面的飛灰磨損；

3、可以采用旋風(fēng)分手式燃燒器器，提高一次風(fēng)中的煤粉濃度；

4、負(fù)荷調(diào)理范圍年夜，可經(jīng)由過程各類手段進(jìn)行調(diào)理，汽鍋不投油穩(wěn)燃負(fù)荷可到達(dá)40～55的額定負(fù)荷；

5、火焰標(biāo)的目的與水冷壁平行，有益于避免風(fēng)粉氣流沖洗水冷壁，不容易結(jié)焦；

6、著火區(qū)風(fēng)量小，避免了溫度的較著下降，使煤粉氣流較多的接觸到高溫回流煙氣，提高了火焰根部的溫度水平，著火條件好，穩(wěn)定性好，燃燒效率高，這對劣質(zhì)煤，出格是低揮發(fā)分無煙煤的著火出格有益；

7、二次風(fēng)可沿火焰行程慢慢加進(jìn)，到達(dá)分級配風(fēng)的目的，不僅彌補(bǔ)燃燒所需的空氣，還可迫使氣流轉(zhuǎn)彎，阻止火焰靠近爐墻，減輕了結(jié)渣和侵蝕，而且分級燃燒下降了燃燒進(jìn)程中的NOx生成；

8、可憑據(jù)燃煤的分歧揮發(fā)分含量調(diào)理一次風(fēng)煤粉濃度、熱風(fēng)溫度和煤粉細(xì)度，并可改變配風(fēng)，因而具有較年夜的煤種順應(yīng)性；

9、前后拱將燃燒室與燃盡室屏障起來，負(fù)荷變化對燃燒室溫度影響不年夜，有益于穩(wěn)定燃燒和低負(fù)荷運(yùn)行。

缺點(diǎn)

1、有些結(jié)構(gòu)的W 型火焰鍋爐配風(fēng)不當(dāng)時(shí)火焰容易短路并易引起拱部區(qū)域結(jié)渣火焰直接進(jìn)入燃盡室造成飛灰含碳量高降低了煤粉燃盡率；

2、空氣和煤粉的后期混合較差影響燃盡；

3、盡管分級燃燒降低了燃燒過程中的NOx 生成但由于燃燒無煙煤的需要爐膛內(nèi)的溫度水平較高導(dǎo)致NOx的生成量較大高于國內(nèi)四角切圓燃燒鍋爐的一般水平；

4、由于爐膛下部斷面約為水平燃燒方式的兩倍為防止火焰溫度降低而使可燃物損失增加必須敷設(shè)衛(wèi)燃帶這就增加了結(jié)渣的可能性；

5、鍋爐結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜爐拱的設(shè)計(jì)安裝困難燃燒器風(fēng)粉管道布置困難整體體積大鋼耗量大制造工作量大周期長造價(jià)高調(diào)試復(fù)雜。

中文名稱

U型火焰鍋爐

英文名稱

U-flame boiler

定　　義

采用拱式燃燒形成U形火炬的鍋爐。

應(yīng)用學(xué)科

電力（一級學(xué)科），鍋爐（二級學(xué)科）

圖1（1—燃燒室；2—燃燒器；3—冷卻室；4—集中下降管；5—高溫過熱器；6—大屏過器；7—鍋筒；8—高溫再熱器；9—低溫過熱器垂直管組；10—低溫過熱器水平管組；11—低溫再熱器；12—省煤器；13—回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器）是東方鍋爐廠引進(jìn)FW技術(shù)后設(shè)計(jì)制造的亞臨界壓力自然循環(huán)鍋爐，與300 MW汽輪發(fā)電機(jī)配套。尾部雙煙道結(jié)構(gòu)，采用擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫，固態(tài)排渣，全鋼結(jié)構(gòu)，全懸吊結(jié)構(gòu)，平衡通風(fēng)，半露天布置。鍋爐的額定參數(shù)為蒸發(fā)量1025 t/h、過熱蒸汽壓力17.38 MPa、過熱蒸汽和再熱蒸汽溫度均為540℃，再熱蒸汽流量851.37 t/h，再熱蒸汽出口壓力3.73 MPa和給水溫度273℃，燃用陽泉無煙煤和壽陽貧煤的混煤，兩種煤的比例為1∶1。

爐前后墻水冷壁向外擴(kuò)展成爐拱，拱頂布置燃燒器。爐拱下部為燃燒室，上部為冷卻室，兩者組成W型火焰的爐膛。全爐膛高度42000 mm，爐膛寬度26822 mm，燃燒室的寬深比為1.63，燃盡室與燃燒室的深度比為0.52，即上爐膛的深度僅為下爐膛的52%。燃燒室敷有763 m的衛(wèi)燃帶，約占下爐膛輻射受熱面的40%。

過熱器包括大屏過熱器、低溫過熱器、高溫過熱器和頂棚過熱器。大屏過熱器布置在爐膛上部，高溫過熱器在折焰角的上方，低溫過熱器由三個(gè)水平管組和一個(gè)垂直管段組成，布置在后部豎井煙道內(nèi)。蒸汽的流程為汽水分離器→頂棚過熱器→各部包墻管→低溫過熱器→大屏過熱器→高溫過熱器→汽輪機(jī)高壓缸。過熱汽溫用兩級噴水減溫調(diào)節(jié)，噴水減溫器布置在大屏過熱器的前后。

再熱器由低溫再熱器和高溫再熱器組成，前者布置在尾部豎井的前煙道中，后者布置在水平煙道末端，兩級再熱器用過渡管連接。再熱蒸汽溫度用煙氣擋板調(diào)節(jié)，并設(shè)事故噴水減溫器。煙氣擋板位于尾部豎井煙道的底部。

(1)可以在運(yùn)行狀態(tài)對針鍋爐水進(jìn)在行定期排污和連續(xù)排污，以保證鍋爐爐水品質(zhì)，對給水品質(zhì)要求不太高。(2)由于配備有汽水容積較大的汽包，因此蓄熱能力大，對外界負(fù)荷與壓力的擾動（外擾）不太敏感，自動化程度要求相對較低。(3)蒸發(fā)受熱面的循環(huán)阻力不需給水泵來克服，因此比給水泵電耗較求小，與強(qiáng)制循環(huán)鍋爐相比，不需要在高溫條件下工作的循環(huán)泵工作較可靠。