本發(fā)明涉及煤粉鍋爐。尤其是涉及一種用于火力發(fā)電廠1000mw容量等級超超臨界煤粉鍋爐的w火焰鍋爐爐膛結構。

背景技術：

w火焰鍋爐主要用于燃燒低反應特性的無煙煤和劣質貧煤，爐膛由下部燃燒室和上部冷卻室組成，燃料燃燒過程基本都在下部燃燒室內進行。上下爐膛之間采用拱形過渡，燃燒器布置在爐拱位置，煤粉氣流從拱頂向下噴射著火燃燒。著火后的煤粉氣流中的煤粉顆粒下沖至爐膛下部后，煤粉顆粒由于燃燒失重重量減輕，高溫煙氣被燃燒室下部分級風的托起，在爐膛內通風上拔力的作用下向上轉折流動，在下部燃燒室內形成w型火焰。此種爐膛結構設計可保證低反應特性的無煙煤和劣質貧煤在爐內穩(wěn)定著火和后續(xù)高效燃燒。

對于600mw等級及以下w火焰鍋爐，爐膛前、后爐拱頂部各布置一排燃燒器。當w火焰鍋爐容量增加到1000mw等級時，受單只燃燒器熱功率限制，燃燒器數(shù)量需增加至48只左右，如果爐膛前、后爐拱頂部還是各布置一排燃燒器，爐膛寬度需大幅度增加，爐寬方向上對鍋爐起懸吊作用的大板梁和對鍋爐起支撐和防爆作用的剛性梁，以及負責為燃燒系統(tǒng)供風的二次風風箱構架和鍋爐吹灰系統(tǒng)等部件的結構設計均會遇到不可克服的技術問題。因此要想將w火焰鍋爐在600mw等級容量向更大容量發(fā)展，必須解決在可接受的爐膛寬度內如何容納更多燃燒器的問題。并且新的爐膛和燃燒系統(tǒng)的結構形式必須滿足煤粉在爐內穩(wěn)定著火和后續(xù)高效燃燒的要求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種新型雙拱形w火焰鍋爐爐膛結構，該結構不改變傳統(tǒng)w火焰鍋爐的雙拱形結構，燃燒器的布置方式更加靈活，能夠有效解決機組容量增大至1000mw及以上等級后燃燒器的布置問題，同時將爐膛寬度控制在可接受的33~37米范圍內，從而避免鍋爐鋼結構大板梁和對鍋爐起支撐和防爆作用的剛性梁，以及負責為燃燒系統(tǒng)供風的二次風風箱構架和鍋爐吹灰系統(tǒng)等部件的結構設計因爐膛過寬而出現(xiàn)不可克服的技術障礙。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，提出以下技術方案：

一種新型雙臺階拱形w火焰鍋爐爐膛結構，所述爐膛結構從上至下分為上爐膛7和下爐膛1兩部分，上下爐膛中間通過上下爐膛過渡管組8連接。下爐膛1的前、后墻通過彎管形成臺階形的爐拱2，在臺階形的爐拱2每級臺階上各布置一排主燃燒器3，所述燃燒器采用錯列布置。

所述下爐膛爐拱2每級臺階的高度留有足夠的空間可做水平支撐，滿足爐拱強度要求。

所述主燃燒器3、爐膛配備的乏氣風噴口5和分級風噴口6布置于下爐膛1的前、后墻水冷壁上。

所述下爐膛1的四角為切角式結構形式，切角結構通過水冷壁管子彎制后構成。

所述鍋爐爐膛的上爐膛7爐拱2坡度向上傾斜15°~20°，在爐拱2上各布置兩排主燃燒器3，用于1000mw及以上等級w火焰鍋爐爐膛。

通過采用新型雙臺階拱形w火焰鍋爐爐膛結構設計，可將原w火焰鍋爐典型的前后墻拱上單排燃燒器布置形式改為前后墻臺階拱上的雙排燃燒器布置形式。采用這種臺階拱形w火焰鍋膛結構和拱上雙排燃燒器布置形式后，1000mw及以上等級w火焰鍋爐的爐膛寬度可大幅降低。

本雙臺階拱形w火焰鍋爐爐膛結構同時具備經濟性和安全性特點，適用于1000mw及以上等級w火焰鍋爐。

附圖說明

圖1為爐膛結構側視圖；

圖2為爐膛結構前視圖；

圖3為下爐膛拱上燃燒器布置示意圖；

其中：1下爐膛、2爐拱、3主燃燒器、4爐膛剛性梁、5乏氣風噴口、6分級風噴口、7上爐膛、8上下爐膛過渡管組。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖和具體實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。

圖1為爐膛結構側視圖；圖2為爐膛結構前視圖。如圖所示，本新型雙拱形w火焰鍋爐爐膛從上至下分為上爐膛7和下爐膛1兩部分，上下爐膛中間通過上下爐膛過渡管組8連接。主燃燒器3、乏氣風噴口5和分級風噴口6等主要燃燒系統(tǒng)設備布置于下爐膛1的前后墻水冷壁上。下爐膛1前后墻通過彎管形成臺階形爐拱2，在臺階爐拱2每級臺階上各布置一排主燃燒器3，同時臺階留有足夠高度，留有足夠的空間可做水平支撐，滿足爐拱強度要求。

圖3為下爐膛拱上燃燒器布置示意圖，雙拱形w火焰鍋爐爐膛下爐膛四角為切角式結構形式，切角結構通過水冷壁管子彎制后構成。通過下爐膛橫截面視圖示出前后墻主燃燒器3布置形式和爐膛四角切角結構。燃燒器采用錯列雙排布置。

該結構解決了鍋爐容量增加至1000mw及以上等級后，燃燒器的布置問題。每排主燃燒器之間的間距根據(jù)煤種的實際燃燒和結焦特性按標準選取。本設計主燃燒器水平間距根據(jù)煤制特性定為2090m，根據(jù)1000mw鍋爐容量要求需布置48只主燃燒器，如按傳統(tǒng)的前后墻單排燃燒器布置方式，每排需布置24只主燃燒器，再考慮最邊上主燃燒器至爐膛側水冷壁的安全距離，爐膛寬度將達到57585mm，如此寬度的爐膛為鍋爐鋼結構、頂板（大板梁）和對鍋爐起支撐和防爆作用的剛性梁，以及負責為燃燒系統(tǒng)供風的二次風風箱構架和鍋爐吹灰系統(tǒng)等部件的結構設計因爐膛過寬而出現(xiàn)不可克服的技術障礙。

新型的雙拱爐膛結構，主燃燒器可以采用前后水冷壁拱上雙排配置方式，每排主燃燒器數(shù)量由原來的24只減少為12只，在維持原主燃燒器水平間距2090mm不變的前提下，可將爐膛寬度大幅降低至34595mm，有效縮短了爐膛寬度方向的尺寸，能夠更加合理布置大板梁、剛性梁和風箱構架等鍋爐支撐，使鍋爐支撐結構與常規(guī)600mw等級鍋爐相似，克服了爐寬大幅度增加引起的技術瓶頸。同時，臺階拱上主燃燒器采用雙排錯列的布置形式，可以有效避免燃燒器之間在煤粉氣流著火初期的互相干擾，可保證每只燃燒器的著火穩(wěn)定性。本發(fā)明適合1000mw及以上容量等級w火焰鍋爐爐膛結構。

以1000mw容量w火焰鍋爐爐膛為例，上部爐膛深度為13420mm，下部爐膛深度為26620mm，上、下爐膛寬度為34595mm，爐拱坡度向上傾斜15°~20°，主燃燒器3在下爐膛1的爐拱2上各布置兩排，每排12只，每臺爐共48只主燃燒器

本鍋爐爐膛結構解決了鍋爐容量增加后，燃燒器的布置問題，同時，有效縮短了爐膛寬度方向的尺寸，能夠更加合理布置大板梁、剛性梁和風箱構架等鍋爐支撐，使鍋爐支撐結構與常規(guī)600mw等級鍋爐相似，克服了爐寬大幅度增加引起的技術瓶頸。臺階拱上雙排錯列燃燒器的布置形式，可以有效避免燃燒器之間在煤粉氣流著火初期的互相干擾，可保證每只燃燒器的著火穩(wěn)定性。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步的詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明是一種新型雙臺階拱形W火焰鍋爐爐膛結構，所述爐膛結構從上至下分為上爐膛（7）和下爐膛（1）兩部分，上下爐膛中間通過上下爐膛過渡管組（8）連接。下爐膛（1）的前、后墻通過彎管形成臺階形的爐拱（2），在臺階形的爐拱（2）每級臺階上各布置一排主燃燒器（3），所述燃燒器采用錯列布置。本技術方案通過采用新型雙臺階拱形W火焰鍋爐爐膛結構設計，可將原W火焰鍋爐典型的前后墻拱上單排燃燒器布置形式改為前后墻臺階拱上的雙排燃燒器布置形式。采用這種臺階拱形W火焰鍋膛結構和拱上雙排燃燒器布置形式后，1000MW及以上等級W火焰鍋爐的爐膛寬度可大幅降低，同時具備經濟性和安全性特點。

技術研發(fā)人員：潘挺;王賢
受保護的技術使用者：北京巴布科克·威爾科克斯有限公司
技術研發(fā)日：2017.07.04
技術公布日：2017.10.03