本实用新型公开了一种燃煤锅炉结构，包括燃烧结构，燃烧结构包括布置在锅炉炉膛内壁四周的水冷壁、锅炉炉膛，以及位于锅炉炉膛上部位置处的水平烟道；一种燃煤锅炉结构还包括进风结构，进风结构包括位于锅炉炉膛下侧靠近冷灰斗位置处的贴壁风入口，水冷壁远离贴壁风入口的一端顶部中心位置设有燃尽风入口；水冷壁分为第一侧和第二侧，第一侧尾部设有冷灰斗，第二侧连接有水平烟道；贴壁风入口设置在第一侧距离冷灰斗较近处；贴壁风入口的进风方式为沿锅炉炉膛侧壁切向进风；本实用新型提出的这种增加贴壁风、改变燃尽风喷口位置的结构形式

  (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 CN 213237491 U (45)授权公告日 2021.05.18 (21)申请号 8.8 (22)申请日 2020.08.11 (73)专利权人 上海电力大学 地址 200090 上海市杨浦区平凉路2103号 (72)发明人 郭开放曾卓雄徐晓东 (74)专利代理机构 南京禹为知识产权代理事务 所(特殊普通合伙) 32272 代理人 刘小莉 (51)Int.Cl. F23C 7/02 (2006.01) F23M 5/08 (2006.01) F22B 31/08 (2006.01) F22G 7/12 (2006.01) 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (54)实用新型名称 一种燃煤锅炉结构 (57)摘要 本实用新型公开了一种燃煤锅炉结构，包括 燃烧结构，燃烧结构包括布置在锅炉炉膛内壁四 周的水冷壁、锅炉炉膛，以及位于锅炉炉膛上部 位置处的水平烟道；一种燃煤锅炉结构还包括进 风结构，进风结构包括位于锅炉炉膛下侧靠近冷 灰斗位置处的贴壁风入口，水冷壁远离贴壁风入 口的一端顶部中心位置设有燃尽风入口；水冷壁 分为第一侧和第二侧，第一侧尾部设有冷灰斗， 第二侧连接有水平烟道；贴壁风入口设置在第一 侧距离冷灰斗较近处；贴壁风入口的进风方式为 沿锅炉炉膛侧壁切向进风；本实用新型提出的这 种增加贴壁风、改变燃尽风喷口位置的结构形式 U 能更加进一步提高燃烧效率、降低锅炉结渣现象、 1 防止水冷壁氧化腐蚀。 9 4 7 3 2 3 1 2 N C CN 213237491 U 权利要求书 1/1页 1.一种燃煤锅炉结构，其特征在于：包括， 燃烧结构(100)，包括位于锅炉炉膛四周内壁布置的水冷壁(101)、锅炉炉膛(102)，以 及位于锅炉炉膛(102)顶部上的水平烟道(103)； 进风结构(200)，包括位于锅炉炉膛(102)下侧的贴壁风入口(201)，所述水冷壁(101) 远离贴壁风入口(201)的一端顶部中心位置设有燃尽风入口(202)。 2.如权利要求1所述的燃煤锅炉结构，其特征在于：所述水冷壁(101)分为第一侧 (101a)和第二侧(101b)，所述第一侧(101a)尾部设有冷灰斗(104)，所述第二侧(101b)连接 有水平烟道(103)。 3.如权利要求2所述的燃煤锅炉结构，其特征在于：所述贴壁风入口(201)设置在第一 侧(101a)距离冷灰斗(104)较近处。 4.如权利要求3所述的燃煤锅炉结构，其特征在于：所述贴壁风入口(201)有两个，且设 置在同一水平线所述的燃煤锅炉结构，其特征在于：所述贴壁风入口(201)的进风方式 为沿锅炉炉膛(102)侧壁切向进风。 6.如权利要求5所述的燃煤锅炉结构，其特征在于：所述燃尽风入口(202)布置在水冷 壁(101)第二侧(101b)顶部中心位置处，所述燃尽风入口(202)正对锅炉炉膛(102)中心处。 7.如权利要求6所述的燃煤锅炉结构，其特征在于：所述水冷壁(101)与水平烟道(103) 的连接处向内凹陷，形成一个折焰角(105)。 8.如权利要求7所述的燃煤锅炉结构，其特征在于：所述水冷壁(101)的侧壁上设有水 冷槽(101c)，在所述水冷槽(101c)的首端和末端设有进水口(101d)和出水口(101e)。 9.如权利要求8所述的燃煤锅炉结构，其特征在于：所述冷灰斗(104)为三角形状。 10.如权利要求9所述的燃煤锅炉结构，其特征在于：所述水平烟道(103)与锅炉炉膛 (102)垂直连接，且二者连接处设有屏式过热器(103a)。 2 2 CN 213237491 U 说明书 1/4页 一种燃煤锅炉结构 技术领域 [0001] 本实用新型涉及锅炉零件加工改造技术领域，特别是一种燃煤锅炉结构。 背景技术 [0002] 传统的燃煤锅炉由于气流速度偏差而造成残余旋转，使烟气流场、温度场分布不 均匀，会出现较大烟温偏差的现象。同时传统燃煤锅炉燃烧过程中气流偏斜而导致火焰贴 墙，引起结渣以及燃烧不稳定的现象。燃煤锅炉的结渣问题对锅炉运行的经济性和安全性 具有重大的影响，是一个传统而长期需要解决的问题。燃煤锅炉结渣问题之所以难以解决， 是因为结渣过程中伴随着流动、传热、燃烧和化学等复杂过程，所以对其进行研究有一定的 必要性，尤其是大型电站燃煤锅炉的结渣问题。 实用新型内容 [0003] 本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳 实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避 免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本 实用新型的范围。 [0004] 鉴于上述和/或现有的燃煤锅炉结构中存在的结渣问题，提出了本实用新型。 [0005] 因此，本实用新型其中的一个目的是提供一种燃煤锅炉结构，其进一步提升锅炉 燃烧效率，降低锅炉结渣，降低水冷壁表面氧化腐蚀。 [0006] 为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种燃煤锅炉结构，其包括 燃烧结构，包括位于锅炉炉膛四周的水冷壁、锅炉炉膛，以及位于锅炉炉膛顶部的水平烟 道；进风结构，包括位于锅炉炉膛底部附近的贴壁风入口，所述远离贴壁风入口的一端顶部 中心位置设有燃尽风入口。 [0007] 作为本实用新型所述燃煤锅炉结构的一种优选方案，其中：所述水冷壁分为第一 侧和第二侧，所述第一侧尾部设有冷灰斗，所述第二侧连接有水平烟道。 [0008] 作为本实用新型所述燃煤锅炉结构的一种优选方案，其中：所述贴壁风入口设置 在第一侧距离冷灰斗较近处。 [0009] 作为本实用新型所述燃煤锅炉结构的一种优选方案，其中：所述贴壁风入口有两 个，且设置在同一水平线] 作为本实用新型所述燃煤锅炉结构的一种优选方案，其中：所述贴壁风入口的进 风方式为沿锅炉炉膛侧壁切向进风。 [0011] 作为本实用新型所述燃煤锅炉结构的一种优选方案，其中：所述燃尽风入口布置 在水冷壁第二侧顶部中心位置处，所述燃尽风入口正对锅炉炉膛中心处。 [0012] 作为本实用新型所述燃煤锅炉结构的一种优选方案，其中：所述水冷壁与水平烟 道的连接处向内凹陷，形成一个凹槽形状的折焰角。 [0013] 作为本实用新型所述燃煤锅炉结构的一种优选方案，其中：所述水冷壁的侧壁上 3 3 CN 213237491 U 说明书 2/4页 设有水冷槽，在所述水冷槽的首端和末端设有进水口和出水口。 [0014] 作为本实用新型所述燃煤锅炉结构的一种优选方案，其中：所述冷灰斗为三角形 状。 [0015] 作为本实用新型所述燃煤锅炉结构的一种优选方案，其中：所述水平烟道与水冷 壁垂直连接，且二者连接处设有屏式过热器。 [0016] 本实用新型的有益效果：本实用新型提出的这种增加贴壁风、改变燃尽风喷口位 置的结构形式可以进一步提升燃烧效率、降低锅炉结渣现象、防止水冷壁氧化腐蚀。 附图说明 [0017] 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要 使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还能够准确的通过这些附图 获得其它的附图。其中： [0018] 图1为燃煤锅炉结构三维图。 [0019] 图2为燃煤锅炉结构正面剖视图。 [0020] 图3为燃煤锅炉结构截面剖视图。 [0021] 图4为基于涡流冷壁思想的燃煤锅炉双旋涡效果图。 具体实施方式 [0022] 为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下面结合说明书附 图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。 [0023] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新 型还能够使用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人能在不违背本实 用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。 [0024] 其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实 现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书里面不同地方出现的“在一个实施例中”并非 均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。 [0025] 实施例1 [0026] 参照图1～2，该实施例提供了一种燃煤锅炉结构，通过设计特定的进风口位置，产 生一种可提升锅炉燃烧效率，降低锅炉结渣，降低水冷壁表面氧化腐蚀的效果。 [0027] 一种燃煤锅炉结构包括燃烧结构100，燃烧结构100包括布置在锅炉炉膛四周内壁 面上的水冷壁101、锅炉炉膛102，以及位于锅炉炉膛102上的水平烟道103，其中水冷壁101 优选为光管式水冷壁，锅炉炉膛102，用于燃料的燃烧，所使用的燃料为煤粉，锅炉炉膛102 上的水平烟道103设在其顶部，方便烟气的排出；一种燃煤锅炉结构还包括进风结构200，包 括位于锅炉炉膛102下侧靠近冷灰斗104附近处的贴壁风入口201，贴壁风入口201数目可设 为多个，贴壁风入口201的设置形式有多种，可采用垂直单进口、垂直双进口和倾斜双进口 等形式，锅炉炉膛102远离贴壁风入口201的一端顶部中心位置设有燃尽风入口202，燃尽风 入口202贯穿水冷壁101，其形状优选为空心圆筒状，其位置位于上部中心处，正对锅炉炉膛 102中心位置。 4 4 CN 213237491 U 说明书 3/4页 [0028] 当对一种燃煤锅炉结构可以进行使用时，首先燃烧煤粉燃料，然后向锅炉炉膛  102贴 壁风入口201通入贴壁风，再向燃尽风入口202通入燃尽风，在风力的作用下，锅炉炉膛102 内的燃烧过程会更充分，燃烧效率更加高，从而较少燃烧残余，降低锅炉结渣的情况。 [0029] 本实施例通过设计一种燃煤锅炉结构，通过向锅炉炉膛102中通入贴壁风、燃尽风 提高了锅炉炉膛102中燃料的燃烧效率，实现了降低锅炉结渣，提高燃煤锅炉的燃烧效率。 [0030] 实施例2 [0031] 参照图1～4，本实施例与上述实施例的不同之处在于，本实施例增加了冷灰斗  104等 结构，并对贴壁风入口201和燃尽风入口202的具置进行设计，当燃料在锅炉炉膛102内 燃烧时，能在通入贴壁风和燃尽风时，在炉膛内部形成强烈的旋涡流动，旋转的贴壁风在炉 膛底部压差的作用下，逆向流到炉膛顶部后，向下转折与煤粉混合后然后向冷灰斗方向流 动，构成双旋涡结构，来提升了锅炉炉膛102中燃料的燃烧效率，实现了降低锅炉结渣的 效果。 [0032] 在20世纪90年代，OrbitalTechnologies公司在发动机燃烧室中切向喷注氧气以 提高固体燃料的推移速率，发现在燃烧室中形成双旋涡结构，将高温燃气约束在核心区域， 而低温气体则在高温燃气和壁面之间起隔离作用，贴近壁面的较冷推进剂不仅隔离了热传 导，而且减少了高温燃气对壁面材料的氧化。 [0033] 本实用新型基于上述原理，对所设计的一种燃煤锅炉结构，作出进一步的设计。其 中水冷壁101分为第一侧101a和第二侧101b，第一侧101a尾部设有冷灰斗104，第二侧101b 连接有水平烟道103，冷灰斗104优选为三角形，其内部设有凹槽，方便容纳燃烧残余物，水 平烟道103与锅炉炉膛102垂直连接，二者连接处设有屏式过热器103a；贴壁风入口201设置 在第一侧101a距离冷灰斗104较近处，贴壁风入口201数目优选为两个，且设置在同一水平 线的进风方式为沿锅炉炉膛102侧壁切向进风，即采用垂直双进口的进 风方式，如图3所示；燃尽风入口202布置在锅炉炉膛102顶部中心位置处，燃尽风入口202正 对锅炉炉膛102中心处；水冷壁101与水平烟道103  的连接处向内凹陷，形成一个折焰角 105，为三角状；水冷壁101的侧壁上设有水冷槽101c，在水冷槽101c的首端和末端设有进水 口101d和出水口101e，通过向水冷槽101c不断送入水，使得水冷壁101吸收的热量加热送入 的水，将产生的水蒸气送入汽轮机，使得汽轮机运作。 [0034] 向贴壁风入口201吹入贴壁风，贴壁风沿锅炉炉膛102侧壁面切向送入到锅炉炉膛 内部102内，在锅炉炉膛102内部形成强烈的旋涡流动，旋转的贴壁风在锅炉炉膛102底部压 差的作用下，逆向流到锅炉炉膛102顶部后，向下转折与煤粉混合后然后向冷灰斗方向流 动，构成双旋涡结构。在双旋涡的内旋涡区内形成高煤粉浓度、高压、高温的“三高”区域，在 此区域煤粉进行剧烈的燃烧反应。此时锅炉炉膛102顶部中心位置处的燃尽风入口202通入 燃尽风，燃尽风通过沿轴线直流射流的形式进入锅炉炉膛内部，能增加煤粉气流的混合 度，和增加煤粉气流抗偏转的能力也是所谓的增加煤粉气流的刚性，进一步卷吸四周 的高温烟气，使得内旋涡区的燃烧更加剧烈。贴壁风形成的外部旋涡起到防止气流偏斜而 导致火焰贴墙而造成锅炉结渣，和防止水冷壁氧化腐蚀的作用。 [0035] 本实施例通过本实施例增加了冷灰斗104等结构，并对贴壁风入口201和燃尽风入 口202的具置进行设计，实现了在锅炉炉膛102内部产生双旋涡结构，提高燃烧效率，降 低锅炉结渣，降低水冷壁表面氧化腐蚀。 5 5 CN 213237491 U 说明书 4/4页 [0036] 重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅 是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员 应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改 型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力 等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件能由多 个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目 或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本实用新型的范围内。可以根 据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任 何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构 等同而且还是等同结构。在不背离本实用新型的范围的前提下，可以在示例性实施方案的 设计、运作状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本实用新型不限制于特定 的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。 [0037] 此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特 征(即，与当前考虑的执行本实用新型的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本实用新型 不相关的那些特征)。 [0038] 应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可 做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对那些得益 于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和 生产的常规工作。 [0039] 应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照 较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实 用新型的技术方案做修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围， 其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。 6 6 CN 213237491 U 说明书附图 1/3页 图1 7 7 CN 213237491 U 说明书附图 2/3页 图2 图3 8 8 CN 213237491 U 说明书附图 3/3页 图4 9 9

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