一种生物质燃烧炉的再燃喷口系统

技术领域

本发明涉及生物质燃烧技术领域，具体来说，是一种生物质燃烧炉的再燃喷口系统。

背景技术

生物燃气作为生物质直燃发电锅炉再燃技术的再燃燃料，对降低直燃发电锅炉NOx原始排放具有显著作用，但这种作用建立在再燃喷口应合理布置的基础上。当前，再燃技术在生物质直燃发电锅炉上的应用鲜有报道，而生物燃气作为再燃燃料在生物质直燃发电锅炉上应用更是史无前例。再燃喷口在炉膛高度方向和截面上布置不佳，会使再燃降氮效果大打折扣，还可能会引起锅炉出口CO偏高和降低锅炉效率；也可能引起过热汽温及再热汽温超温和炉膛出口烟温偏高，尤其是后者会使布袋除尘器有烧毁的风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物质燃烧炉的再燃喷口系统，以改善喷口的布局。

本发明的目的是这样实现的：一种生物质燃烧炉的再燃喷口系统，包括顶部一侧设有炉膛出口的、水平截面结构为矩形的直立的直燃锅炉，所述直燃锅炉内腔中从下到上依次间隔布置有主燃区、再燃区、燃尽区，炉膛出口处于燃尽区的上方；

所述再燃区至少设置有两个从下到上间隔布置的再燃层，每个再燃层均布置有若干等高设置的、固定插接直燃锅炉侧壁的再燃喷嘴，所述再燃喷嘴与生物质燃气输送管路接通，从直燃锅炉的水平截面视角观察，相邻两个再燃层的再燃喷嘴错开布置；

所述燃尽区布置有若干等高设置的、固定插接直燃锅炉侧壁的燃尽喷嘴，所述燃尽喷嘴与燃尽风输送管路接通，所述燃尽喷嘴分为两排并分别固定于两相对侧壁面，从直燃锅炉的水平截面视角观察，两排燃尽喷嘴错开布置，且喷出方向相反。

本发明的有益效果在于：

1、再燃喷嘴分两层布置(不仅限于两层)，且两层再燃喷嘴错开布置，最大限度地覆盖了炉膛截面，能够在整个炉膛截面内实现再燃降氮效果；

2、两组燃尽喷嘴分别布置在直燃锅炉的前后墙，且错开布置，相当于后墙的燃尽喷嘴的射流恰好处于前墙的燃尽喷嘴的间隙，使燃尽风覆盖整个炉膛截面且使各喷口不会相互干扰，燃尽风的存在一方面让再燃气中未及时燃尽的可燃气体尽快燃尽，另一方便其本身也有空气分级降氮的效果。

附图说明

图1是本发明的总体布局图。

图2是一级再燃喷嘴的布局示意图。

图3是二级再燃喷嘴的布局示意图。

图4是燃尽喷嘴的布局图。

具体实施方式

下面结合附图1-4和具体实施例对本发明进一步说明。

本实施例提及的直燃锅炉1的炉膛截面尺寸为4530mm

直燃锅炉1的炉膛中安装有屏式过热器6，既接受炉内的直接辐射热,又吸收烟气的对流热。

如图1所示，一种生物质燃烧炉的再燃喷口系统，包括顶部一侧设有炉膛出口104的、水平截面结构为矩形的直立的直燃锅炉1，直燃锅炉1内腔中从下到上依次间隔布置有主燃区101、再燃区102、燃尽区103，炉膛出口104处于燃尽区103的上方。

上述再燃区102至少设置有两个从下到上间隔布置的再燃层，每个再燃层均布置有若干等高设置的、固定插接直燃锅炉1侧壁的再燃喷嘴，再燃喷嘴与生物质燃气输送管路接通，从直燃锅炉1的水平截面视角观察，相邻两个再燃层的再燃喷嘴错开布置。

作为优选方案之一，再燃区102设有下再燃层102a和上再燃层102b，所述上再燃层102b处于下再燃层102a之上并与下再燃层102a之间留有高度间隙。

如图2所示，从直燃锅炉1的水平截面视角观察，下再燃层102a布置有若干等间距排布于直燃锅炉1前墙的一级再燃喷嘴，左右分布的两个一级再燃喷嘴分别与直燃锅炉1左右墙保持间距C，间距C满足如下条件：使得一级再燃喷嘴仅向炉内空间喷射且不会向临近的直燃锅炉1左墙/右墙喷射。

现有技术中会存在再燃火焰冲墙贴壁导致水冷壁受热不均的现象，上述一级再燃喷嘴分为左右分布的侧一级再燃喷嘴2，以及处于两个侧一级再燃喷嘴2之间的数个中一级再燃喷嘴3，从直燃锅炉1的水平截面视角观察，侧一级再燃喷嘴2的喷射覆盖面小于中一级再燃喷嘴3的喷射覆盖面，且侧一级再燃喷嘴2的喷射方向仅朝向炉内空间，以免产生“火焰贴壁”现象，具体是侧一级再燃喷嘴2的喷射角度为θ(5°-65°)，其相对临近左墙/右墙的一边保持平行，使得侧一级再燃喷嘴2的喷出的再燃气流不会产生冲击壁面的现象，解决现有技术中存在的“使再燃火焰冲墙贴壁导致水冷壁受热不均”的问题。中一级再燃喷嘴3的喷射角度为2θ(10°-130°)。

从直燃锅炉1的水平截面视角观察，上再燃层102b布置有若干二级再燃喷嘴4，并将二级再燃喷嘴4分为三组，每组均具有若干个。

其中一组的二级再燃喷嘴4等间距排布于直燃锅炉1前墙，左右分布的两个二级再燃喷嘴4与直燃锅炉1左右墙保持间距F，使得直燃锅炉1前墙的二级再燃喷嘴4主要向炉内空间喷射。

另外两组二级再燃喷嘴4分别排布于直燃锅炉1左右墙，其喷出方向与排布于直燃锅炉1前墙的二级再燃喷嘴4的喷出方向相垂直，另外两组二级再燃喷嘴4与直燃锅炉1前墙保持间距J，使得直燃锅炉1左右墙的二级再燃喷嘴4主要向炉内空间喷射。

上述燃尽区103布置有若干等高设置的、固定插接直燃锅炉1侧壁的燃尽喷嘴5，燃尽喷嘴5与燃尽风输送管路接通，燃尽喷嘴5分为两排并分别固定于两相对侧壁面，从直燃锅炉1的水平截面视角观察，两排燃尽喷嘴5错开布置，且喷出方向相反。每一排的燃尽喷嘴5等间距排布。

本实施例中相关的参数设定如下：

在直燃锅炉1内距离主燃区101以上A的位置(A＝0.5～3.5米)布置一级再燃喷嘴(下再燃层102a)，在一级再燃喷嘴以上B的位置(B＝0.1～2.5米)布置二级再燃喷嘴4(上再燃层102b)，一级再燃喷嘴和二级再燃喷嘴4的数量可不同，且相互错开(如下图2和图3所示)，以便达到再燃气对炉膛截面的大面积覆盖。

侧一级再燃喷嘴2距离左墙/右墙的间距为C，C＝0.01～0.06W，W为炉膛两侧墙间的宽度，在两个侧一级再燃喷嘴2间布置n1个中一级再燃喷嘴3，一级再燃喷嘴的间距为E(E＝(W-2C)/(n1+1))，侧一级再燃喷嘴2的喷射角度均为θ(θ＝5～65°)，中一级再燃喷嘴3的喷射角度均为2θ(具体的布置参考下图2)。

在上再燃层102b中，前墙的二级再燃喷嘴4距离左墙/右墙为F，F＝0.1～0.2W，W为炉膛宽度，前墙的二级再燃喷嘴4的间距为G，G＝(W-2F)/(n2+1)，左右墙的最靠前的二级再燃喷嘴4与前墙相距J，J＝0.2～0.4D，D为炉膛深度，依次布置n3个Ⅱ型再燃喷口，各喷口间的距离为K，K＝(D-J)/n3，n3个二级再燃喷嘴4的喷射角度均为2θ。

如图4所示，在上再燃层102b以上0.1～0.5H(H为上层再燃标高至炉膛出口标高的距离，如图1所示)处布置一层燃尽区103，在前墙布置n4个燃尽喷嘴5，其中左右两个燃尽喷嘴5分别与左右墙相距L，L＝0.1～0.2W，W为炉膛宽度，前墙的燃尽喷嘴5的间距均为M，M＝(W-2L)/(n4+1)，各喷口的喷射角度均为α(α＝30～60°)；针对后墙的燃尽喷嘴5，与左右墙的距离均为N，N＝W/(n5+1)，且间距也是N，后墙的燃尽喷嘴5的喷射角度均为β(β＝20～60°)。

本实施例产生的技术效果是：

再燃喷嘴分两层布置(不仅限于两层)，且两层再燃喷嘴错开布置，最大限度地覆盖了炉膛截面，能够在整个炉膛截面内实现再燃降氮效果；

侧一级再燃喷嘴2的喷射角度5～65°(相当于喷嘴的左右侧壁的相对夹角)，单侧射流且仅向炉内空间喷射(一边平行于左墙/右墙，另一边则是向炉内空间倾斜的斜边)，不会向临近的炉壁喷射，在保障炉膛角落的再燃降氮效果的同时避免产生火焰冲墙贴壁的现象；

中一级再燃喷嘴3和二级再燃喷嘴4的喷射角度10～130°(相当于喷嘴的左右侧壁的相对夹角)，角度大小适当，既能保证喷流刚度，在炉膛深度方向有一定的穿透性，又能兼具一定的覆盖面积，尽量减少炉膛上的开孔；

两组燃尽喷嘴5分别布置在直燃锅炉1的前后墙，布置于前墙的燃尽喷嘴5的喷射角度是30～60°，布置于后墙的燃尽喷嘴5的喷射角度是20～60°，且错开布置，相当于后墙的燃尽喷嘴5的射流恰好处于前墙的燃尽喷嘴5的间隙，使燃尽风覆盖整个炉膛截面且使各喷口不会相互干扰，燃尽风的存在一方面让再燃气中未及时燃尽的可燃气体尽快燃尽，另一方便其本身也有空气分级降氮的效果。

本实施例能够科学合理地在炉膛一定高度上分散布置各层再燃喷嘴和燃尽风喷嘴，且各个喷嘴结构可有不同。高度方向上，使再燃区102与主燃区101保持一定距离，不会对主燃区101的温度场和速度场造成不利影响，同时再燃区102与炉膛出口104或上部汽冷屏受热面也保持一合理高度，使再燃气能与主燃区101形成的NO

文中所提的喷嘴的气流速度均可调节，调节相应的阀门即可。

以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护范围之内。