本發(fā)明屬于電站鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種塔式鍋爐出口導流方法、機構(gòu)及鍋爐。

背景技術(shù)：

四角切圓鍋爐是國內(nèi)燃煤機組最常見的爐型，其燃燒器布置在鍋爐四角，四股氣流從出口噴入爐內(nèi)，互相沖擊、卷吸，在爐膛中心形成假想切圓，使氣流在爐內(nèi)強烈旋轉(zhuǎn)。因而爐內(nèi)火焰充滿度較好，空氣及煤粉混合均勻，有利于形成良好的著火及燃燒條件。同時在引風機的牽引力下，氣流在爐內(nèi)呈螺旋狀上升一直到爐膛出口，延長了煤粉顆粒在爐內(nèi)的停留時間，有利于煤粉的燃盡。

四角切圓鍋爐有兩種布置方式，即π型布置和塔式布置。π型布置四角切圓鍋爐的煙氣流道呈π型，主要由上行煙道、水平煙道及下行煙道三部分組成，分別布置不同的受熱面。在上行煙道至水平煙道的轉(zhuǎn)彎處設(shè)有折焰角，以改善高溫煙氣氣流轉(zhuǎn)彎時的流場，使得各換熱器均能受到較強的輻射換熱和對流換熱。但由于π型布置的四角切圓鍋爐煙氣在上行煙道及水平煙道處仍具有將強的殘余旋轉(zhuǎn)，再加上煙氣的轉(zhuǎn)向，從而導致煙道左、右兩側(cè)煙氣流場分布不均，煙溫偏差較為嚴重。較大的煙溫偏差不但會引起過熱器、再熱器管壁超溫，長期運行還會導致爆管等嚴重危害鍋爐安全運行的現(xiàn)象出現(xiàn)。隨著國內(nèi)機組單機容量的增加而不斷擴大，π型鍋爐煙溫偏差的現(xiàn)象也越來越嚴重。因而近年來很多大型機組，尤其是1000MW超超臨界機組開始逐漸采用塔式布置方式。

塔式鍋爐的各受熱面均布置在一個上行煙道內(nèi)，與爐膛筆直相連，煙氣進入對流煙道布置的受熱面時不存在煙氣的轉(zhuǎn)向。塔式鍋爐高度較高，屏底的煙氣溫度一般要低于同等容量的π型鍋爐，因而一定程度上減小了受熱面的結(jié)渣風險。另一方面，由于煙氣在經(jīng)過受熱面時不轉(zhuǎn)向，也就不會產(chǎn)生二次渦，同時上行煙道內(nèi)布置的多層換熱器也能大大削弱煙氣在上升過程中的旋轉(zhuǎn)強度，使得煙氣在該區(qū)域分布均勻，受熱面受熱也更加均勻，能有效的降低煙溫偏差。

但由于塔式鍋爐爐膛出口在后墻側(cè)，即爐膛結(jié)構(gòu)不對稱，且出口煙道面積較小，在引風機牽引力的作用下，上爐膛換熱器區(qū)域的煙氣會向后墻偏斜，導致上爐膛換熱器煙氣分布不均，從而引起爐膛前、后兩側(cè)出現(xiàn)煙溫偏差，另一方面，由于煙氣在爐內(nèi)順時針旋轉(zhuǎn)，靠近上爐膛換熱器左側(cè)的煙氣會直接進入水平煙道，右側(cè)的煙氣則會由于殘余旋轉(zhuǎn)而先向爐膛前墻運動，再進入水平煙道，這樣上爐膛換熱器區(qū)域左右側(cè)的煙氣停留時間不同，放熱量也會不同，最終會左、右兩側(cè)出現(xiàn)煙溫偏差。同時煙氣的偏斜也會加劇后墻附近換熱器管壁的磨損，不利于機組的安全運行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有塔式鍋爐的缺點，本發(fā)明提供一種塔式鍋爐出口導流方法、機構(gòu)及鍋爐，其目的在于，使上爐膛換熱器區(qū)域煙氣必須經(jīng)過轉(zhuǎn)向，而不會直接從靠近后墻的一側(cè)直接進入水平煙道，煙氣分布會更加均勻，爐膛左、右兩側(cè)煙氣在爐內(nèi)的停留時間也更加接近，從而能夠大大降低上爐膛換熱器區(qū)域左、右側(cè)及前、后側(cè)的煙溫偏差，換熱器受熱更加均勻。同時能防止煙氣向后墻偏斜，減弱了煙氣中灰顆粒對后墻附近換熱器管壁的磨損，有利于機組的安全運行。

一種塔式鍋爐出口導流方法，在塔式鍋爐爐膛前墻靠近爐膛頂部和爐膛后墻靠近水平煙道的位置均向爐內(nèi)偏折一定角度形成出口導流機構(gòu)，使得上爐膛換熱器區(qū)域的煙氣經(jīng)過導流機構(gòu)轉(zhuǎn)向后才能進入水平煙道。

一種實現(xiàn)所述方法的塔式鍋爐出口導流機構(gòu)，其特征在于，所述塔式鍋爐出口導流機構(gòu)包括兩部分，分別設(shè)置在塔式鍋爐爐膛前墻靠近爐膛頂部和爐膛后墻靠近水平煙道的位置；其中，第一部分為連接爐膛前墻的斜板，第二部分為連接爐膛后墻的水平板與斜板，所述前墻與斜板、所述后墻與斜板、水平板與斜板之間的夾角均為40°～50°。

進一步地，所述前墻與斜板、后墻與斜板、水平板與斜板之間的夾角均為45°。

一種可降低煙溫偏差的塔式鍋爐，包括爐體、位于爐體上端且與爐體連通的水平煙道以及與水平煙道相連通的下行煙道，所述爐體包括由下往上依次安裝的冷灰斗、主燃區(qū)和上爐膛換熱器區(qū)域，在塔式鍋爐爐膛前墻靠近爐膛頂部和爐膛后墻靠近水平煙道的位置設(shè)有出口導流機構(gòu)，所述上爐膛換熱器區(qū)域的煙氣經(jīng)過出口導流機構(gòu)轉(zhuǎn)向后才能進入水平煙道。

導流機構(gòu)使得上爐膛換熱器區(qū)域煙氣在進入水平煙道前必須經(jīng)過轉(zhuǎn)向，爐膛左側(cè)的煙氣在爐內(nèi)的停留時間相應(yīng)增加，其放熱量相應(yīng)增加，縮小了與爐膛右側(cè)煙氣放熱量的差距。同時有效地防止了氣流向后墻偏斜，煙氣在上爐膛換熱器的分布也更加均勻，這樣一方面可以大大降低上爐膛換熱器區(qū)域的煙溫偏差，使得換熱器受熱更加均勻，另一方面也減小了煙氣內(nèi)灰顆粒對換熱器管壁的磨損，有利于機組的安全運行。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益技術(shù)效果體現(xiàn)在：

(1)相比于現(xiàn)有的塔式鍋爐，布置出口導流機構(gòu)后，煙氣進入水平煙道前必須要經(jīng)過轉(zhuǎn)向，從而增加了爐膛左側(cè)的煙氣在爐內(nèi)的停留時間，其放熱器也相應(yīng)增加，縮小了與右側(cè)煙氣放熱量的差距，有效改善了上爐膛換熱器區(qū)域左、右兩側(cè)的煙溫偏差。

(2)由于煙氣必須經(jīng)過轉(zhuǎn)向，而不會從靠近后墻的一側(cè)直接進入水平煙道，因而煙氣在上爐膛換熱器區(qū)域的分布更加均勻，有效降低了前、后兩側(cè)的煙溫偏差。

(3)出口導流機構(gòu)防止了煙氣向后墻偏斜，相比于現(xiàn)有的塔式鍋爐，可以大大降低煙氣內(nèi)灰顆粒對后墻附近換熱器管壁的磨損，有利于機組的安全運行。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的塔式鍋爐結(jié)構(gòu)；

圖2(a)為布置了出口導流機構(gòu)的塔式鍋爐結(jié)構(gòu)圖，圖2(b)為出口導流機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

結(jié)合圖1、圖2說明現(xiàn)有的塔式鍋爐及一種塔式鍋爐出口導流機構(gòu)。塔式鍋爐包括冷灰斗1，主燃區(qū)2，上爐膛換熱器區(qū)域3，水平煙道4和下行煙道5。主燃區(qū)采用低NO_x同軸燃燒系統(tǒng)(LNCFS)，配備了12層共48只強化著火(EI)煤粉噴嘴。上爐膛換熱器區(qū)域由下至上分別布置了一級過熱器3-1、三級過熱器3-2、二級再熱器3-3、二級過熱器3-4、一級再熱器3-5和省煤器3-6。水平煙道在省煤器上方與下行煙道相連，長度較短，通流面積為爐膛橫截面面積的30％。

圖1現(xiàn)有的塔式鍋爐水平煙道與爐膛夾角約為90°。圖2所示的一種塔式鍋爐出口導流機構(gòu)，其特征是將塔式鍋爐前墻靠近爐膛頂部和后墻靠近水平煙道的位置向爐內(nèi)偏折，再與水平煙道相連，進而形成出口導流機構(gòu)6。。由于該裝置與水平煙道之間夾角相同，因而爐膛高度并未增加太多。出口導流機構(gòu)6的較佳實施方式為：包括兩部分，分別設(shè)置在塔式鍋爐爐膛前墻靠近爐膛頂部和爐膛后墻靠近水平煙道的位置；其中，第一部分為連接爐膛前墻的斜板，第二部分為連接爐膛后墻的水平板與斜板，所述前墻與斜板、所述后墻與斜板、水平板與斜板之間的夾角均為40°～50°，優(yōu)選45°。

現(xiàn)有的塔式鍋爐運行中煙氣順時針在爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)，因而靠近上爐膛換熱器左側(cè)的煙氣會直接進入水平煙道，右側(cè)的煙氣則會由于殘余旋轉(zhuǎn)而先向爐膛前墻運動，再進入水平煙道，這樣爐膛上爐膛換熱器左側(cè)的煙氣停留時間就會小于右側(cè)的煙氣，放熱量也會減小，相應(yīng)的煙氣溫度就更高，最終左、右兩側(cè)出現(xiàn)了煙溫偏差；同時由于爐膛前、后兩側(cè)結(jié)構(gòu)不對稱，且水平煙道及下行煙道通流面積較小，因而上爐膛換熱器區(qū)域煙氣會因引風機的牽引力會向后墻嚴重偏斜，導致煙氣分布不均，因而鍋爐前、后側(cè)也會出現(xiàn)煙溫偏差。煙溫偏差會導致?lián)Q熱器受熱不均，長期運行則會導致?lián)Q熱器超溫。爆管等現(xiàn)象的發(fā)生。此外，現(xiàn)有塔式鍋爐下顆粒的運動也會向后墻偏斜，由于后墻附近煙氣流速較快，大量灰顆粒向后墻偏斜會導致后墻附近換熱器的管壁嚴重磨損，大大減小了換熱器的使用壽命。

增加出口導流機構(gòu)后，左側(cè)煙氣在進入水平煙道前會經(jīng)過轉(zhuǎn)向，從而增加了其在爐內(nèi)的停留時間，即增加了煙氣與換熱器之間的放熱量，因而左、右兩側(cè)的煙溫偏差得到了顯著的改善，另一方面，上爐膛換熱器的煙氣也不會從靠近后墻這一側(cè)直接進入水平煙道，而是要經(jīng)過轉(zhuǎn)向才能進入水平煙道，從而有效的防止了煙氣向后墻偏斜，減小了前、后側(cè)的煙溫偏差，同時還能大大減小煙氣中灰顆粒對換熱器管壁的磨損。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。