墻式對沖燃燒鍋爐的燃燒方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱力機械領域，特別涉及一種墻式對沖燃燒鍋爐的燃燒方法。
【背景技術】
[0002] 墻式對沖燃燒鍋爐以其沿爐膛寬度方向熱負荷及煙氣溫度分布均勻，可有效減輕 高溫區(qū)受熱面左右兩側熱偏差等原因，在現(xiàn)代大型燃煤電站得到了廣泛應用。但我國在役 的墻式對沖燃燒鍋爐基本為引進國外先進燃燒技術而后消化生成制造的，主要圍繞鍋爐的 高效燃燒來開展，未深入考慮鍋爐的NOx污染物排放等問題，因此墻式對沖燃燒鍋爐普遍 存在NOx排放量嚴重超標的問題，為解決此問題題常采用爐內空氣分級燃燒技術和低氮燃 燒器技術。
[0003] 圖1為現(xiàn)有技術中采用爐內空氣分級燃燒技術的鍋爐本體的原理示意圖。
[0004] 如圖1所示，將爐膛沿高度方向主要分為三個區(qū)域：主燃區(qū)A、還原區(qū)B和燃盡區(qū) C。主燃區(qū)A送入爐膛燃燒的全部燃料及燃料完全燃燒所需的部分空氣量，保證主燃區(qū)A的 過量空氣系數(shù)小于1，其中優(yōu)選主燃區(qū)A的過量空氣系數(shù)處于0. 75~0. 8的范圍之內。在 主燃區(qū)A使煤粉顆粒在富燃料的環(huán)境中燃燒，減緩了燃料的燃燒速率，降低了此區(qū)域內的 氧濃度和溫度水平，減少了燃料型及熱力型NOx的生成量。主燃區(qū)A的高溫煙氣以較低的 過量空氣系數(shù)進入還原區(qū)B，燃燒生成的NOx被進一步還原，濃度進一步降低。完成燃燒過 程所需的剩余的空氣則通過布置在燃燒器上方一定距離的燃盡風（Over Fired Air，0FA) 噴口送入爐膛，使主燃區(qū)A中未完全燃燒的燃料在過量空氣系數(shù)大于1的燃盡區(qū)C繼續(xù)燃 燒。
[0005] 以上爐內空氣分級燃燒技術雖可有效降低NOx的排放水平，但在實現(xiàn)本發(fā)明的過 程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)以上現(xiàn)有技術仍具有如下不足之處：
[0006] 由于整個主燃區(qū)A各部分過量空氣系數(shù)較為均勻，均處于較低的水平，煤粉顆粒 得不到燃燒所需的足夠的氧量，不能及時著火釋放熱量，阻礙煤粉集中燃燒放熱，導致主燃 區(qū)A的溫度水平較低，一次風黑龍區(qū)長度增長，著火點推遲，特別是對于難著火和燃盡的貧 煤和劣質煙煤。其中黑龍區(qū)是指一次風的風粉混合物從噴口到達著火點之前的射流區(qū)域， 可燃物氣流著火點以前區(qū)域通常稱為黑龍區(qū)，也稱未燃區(qū)。因此，利用以上爐內空氣分級燃 燒降低NOx的技術在很大程度上影響了煤粉顆粒的及時著火、穩(wěn)定燃燒和順利燃盡，尤其 是對于低揮發(fā)分、高水分和灰分的煤質。
[0007] 另外，著火推遲一方面導致煤粉顆粒在爐內的燃燒時間變短，使飛灰大渣含碳量 升高，影響鍋爐效率。同時，較低的溫度水平還會影響爐內燃燒火焰的穩(wěn)定性。另一方面 在爐膛內未來得及完全燃燒的高溫混合煙氣流經(jīng)爐膛上部及水平煙道的受熱面時繼續(xù)燃 燒放熱，往往引起這些受熱面減溫水量不足、增加這些受熱面高溫結渣、甚至超溫爆管的風 險。
[0008] 由于整個主燃區(qū)A的過量空氣系數(shù)均小于1，主燃區(qū)A的近壁區(qū)也處于強還原性氣 氛中，強還原性的氣氛使燃煤的灰熔點降低，當煤質的灰熔點較低時，往往還會使主燃區(qū)壁 面發(fā)生高溫結渣的現(xiàn)象，也影響鍋爐的有效換熱。
[0009]總之，在墻式對沖燃燒鍋爐中采用爐內空氣分級燃燒技術降低NOx排放會帶來煤 粉著火推遲、燃燒穩(wěn)定性差、燃盡率低及高溫結渣等一系列問題。

【發(fā)明內容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種墻式對沖燃燒鍋爐的燃燒方法，旨在使煤粉顆粒的及 時著火。
[0011] 本發(fā)明提供一種墻式對沖燃燒鍋爐的燃燒方法，所述墻式對沖燃燒鍋爐的前墻和 后墻分別設置有多個燃燒器和位于所述多個燃燒器上方的燃盡風噴口，或者僅前墻設置有 多個燃燒器和位于所述多個燃燒器上方的燃盡風噴口，所述多個燃燒器呈矩陣狀排列，從 下向上排列成M行且從左到右排列成N列，其中，M為大于或等于2的整數(shù)，N為大于或等 于1的整數(shù)，所述燃燒方法包括：控制所述多個燃燒器所在的主燃區(qū)的平均過量空氣系數(shù) 小于1，控制所述燃盡風噴口至所述鍋爐的爐膛出口之間的燃盡區(qū)的平均過量空氣系數(shù)大 于1以實現(xiàn)爐內空氣分級燃燒，并且，控制所述多個燃燒器的第1行燃燒器的平均過量空氣 系數(shù)大于第2行燃燒器至第M行燃燒器的平均過量空氣系數(shù)。
[0012] 進一步地，所述第1行燃燒器的平均過量空氣系數(shù)大于1。
[0013] 進一步地，所述第1行燃燒器中各燃燒器的過量空氣系數(shù)均大于或等于1。
[0014] 進一步地，M大于或等于3,所述第1行燃燒器至所述第M行燃燒器之間的各行燃 燒器中每一行燃燒器的平均過量空氣系數(shù)小于或等于前一行燃燒器的平均過量空氣系數(shù) 而大于或等于后一行燃燒器的平均過量空氣系數(shù)。
[0015] 進一步地，所述第1行燃燒器至所述第M行燃燒器之間的各行燃燒器中至少一行 燃燒器的平均過量空氣系數(shù)小于第1行燃燒器的平均過量空氣系數(shù)而大于第M行燃燒器的 平均過量空氣系數(shù)。
[0016] 進一步地，在所述第1行燃燒器所在的區(qū)域送入的、一次風以外的其余空氣作為 二次風以能夠承托所述一次風中的煤粉的流速供入爐內。
[0017] 進一步地，M大于或等于3,所述多個燃燒器從下向上按行分為三組燃燒器，其中， 第一組燃燒器的平均過量空氣系數(shù)為I. 1~1. 3,第二組燃燒器的平均過量空氣系數(shù)為 I. 0~1. 05,第三組燃燒器的平均過量空氣系數(shù)為小于0. 85。
[0018] 進一步地，在所述第一組燃燒器所在的區(qū)域送入的、一次風以外的其余空氣作為 二次風以能夠承托所述一次風中的煤粉的流速供入爐內。
[0019] 進一步地，同組所述燃燒器內的同列不同行的燃燒器的過量空氣系數(shù)相同。
[0020] 進一步地，其中，N大于或等于3,所述燃燒方法還包括控制所述多個燃燒器的爐 膛中心列燃燒器的平均過量空氣系數(shù)小于第1列燃燒器的平均過量空氣系數(shù)并且小于第N 列的平均過量空氣系數(shù)，其中，N為奇數(shù)時，所述爐膛中心列燃燒器為位于呈矩陣狀排列的 多個燃燒器中間位置的一列燃燒器，N為偶數(shù)時，所述爐膛中心列燃燒器為位于呈矩陣狀排 列的多個燃燒器中間位置的兩列燃燒器。
[0021] 進一步地，所述第1列燃燒器的平均過量空氣系數(shù)大于1和/或所述第N列燃燒 器的平均過量空氣系數(shù)大于1。
[0022] 進一步地，所述第1列燃燒器和所述第N列中各燃燒器的過量空氣系數(shù)均大于1 或等于1。
[0023] 進一步地，相對于所述爐膛中心列燃燒器位置左右對稱的每兩個所述燃燒器的過 量空氣系數(shù)相同。
[0024] 進一步地，所述爐膛中心列燃燒器的平均過量空氣系數(shù)為小于0. 85,所述第1列 燃燒器的平均過量空氣系數(shù)為1. 05~1. 1，第N列燃燒器的平均過量空氣系數(shù)為1. 05~ Ll0
[0025] 進一步地，N大于或等于5,位于所述爐膛中心列燃燒器和所述第1列燃燒器之間 的各列燃燒器中每一列燃燒器的平均過量空氣系數(shù)小于或等于前一列燃燒器的平均過量 空氣系數(shù)而大于或等于后一列燃燒器的平均過量空氣系數(shù)；位于所述爐膛中心列燃燒器和 所述第N列燃燒器之間的各列燃燒器中每一列燃燒器的平均過量空氣系數(shù)大于或等于前 一列燃燒器的平均過量空氣系數(shù)而小于或等于后一列燃燒器的平均過量空氣系數(shù)。
[0026] 基于本發(fā)明