CN103062764A - 一种低氮粉体燃料燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低氮粉体燃料燃烧器，为一燃烧器本体，该燃烧器本体上设有由内到外依次套置的送粉管、调节风管、助燃风管及回流风管，所述调节风管的入风口连接一调风室，所述助燃风管和回流风管分别引一小管道至调风室，所述调风室上安装有分别控制二所述小管道通断的二开关阀。本发明低氮粉体燃料燃烧器相比传统技术增设三次风、四次风，整体设计合理，对二次风、三次风及四次风的风量风压进行有效且灵活控制，采用浓淡层燃方式，有效地发挥了再循环燃烧技术的优势，实现氮氧化物排放量极低同时，还能够使煤粉的燃尽率和锅炉热效率都得到全面提升。

Description

一种低氮粉体燃料燃烧器

技术领域

本发明属于工业煤粉锅炉领域，涉及一种工业煤粉锅炉用的低氮粉体燃料燃烧器。

背景技术

我国以燃煤为主的能源消费结构造成严重的大气污染，大气污染物中90％的SO2和67％的NOX来自煤炭的燃烧，大气中的SO2和NOX是引起酸雨的主要成份。“十一五”期间，我国的SO2排放得到有效控制，国内的酸雨污染已经由硫酸型转移为硫酸型/硝酸型的复合型。据统计，2003年NOX的排放量＞1600万吨，2005年为2200万吨，2010年达到2400万吨。酸雨中[NO3-]/[SO42-]比值逐年上升，2003年仅为1/8，2006年为1/3，部分地区达到1/2。削减NOX的排放量已被列入国家“十二五”约束性指标。由此从技术成熟性和成本节约性的角度来看，低氮燃烧技术更加适合我国燃煤锅炉的现状。

目前煤粉燃烧器的送风通道主要由一次风、二次风组成，其燃烧火焰局部温度高，火焰在锅炉内不均匀，氮氧化物生成量大。烟气再循环技术是目前解决氮氧化物生成量大的一种主要方式，然而所述现有烟气再循环技术不够成熟，对部分煤种还必须用到脱硝设备，虽然能够起到一定降低氮氧化物生成量的问题，但是煤粉的燃尽率不佳、燃烧火焰局部高温、火焰分布不均、锅炉热效率低仍无法得到有效解决。

有鉴于此，本发明人针对现有燃烧器低氮及燃烧性能技术存在的问题进行了深入研究，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低氮粉体燃料燃烧器，其氮氧化物排放量极低，并且实现锅炉低温燃烧，锅炉内温度分布均衡，使煤粉的燃尽率和锅炉热效率都得到全面提升。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种低氮粉体燃料燃烧器，为一燃烧器本体，该燃烧器本体上设有由内到外依次套置的送粉管、调节风管、助燃风管及回流风管，所述调节风管的入风口连接一调风室，所述助燃风管和回流风管分别引一小管道至所述调风室，所述调风室上安装有分别控制二所述小管道通断的二开关阀。

所述送粉管、助燃风管及回流风管的出风口分别设有送粉管导流片、助燃风导流片、回流风导流片。

所述送粉管导流片、助燃风导流片、回流风导流片均与受远程操控的电动机连接，并且均构成活动可调的导流片。

所述送粉管导流片的角度调节范围控制在30°-90°，所述助燃风导流片的角度调节范围控制在45°-60°，所述回流风导流片的角度调节范围控制在40°-65°。

采用上述方案后，本案低氮粉体燃料燃烧器，燃烧器本体上由内到外依次套置构成有送粉管、调节风管、助燃风管及回流风管，以此对应构成一次风、四次风、二次风及三次风。工作时，在锅炉刚点火时，关闭回流风管和调节风管，打开助燃风管送出助燃风，以确保煤粉顺利被点燃，点火成功后，开启回流风管和调节风管，通过调节各风管出风量实现浓淡层燃，根据炉膛燃烧情况通过调节助燃风和回流风的混合比例，达到控制调节风管调节风的氧含量，所述浓淡层燃首先通过调节风管的四次风使煤粉在缺氧条件下不完全燃烧，然后富氧燃烧，再通过回流风管的三次风淡相燃烧，从而实现了降低火焰温度、防止局部高温、拉长火焰、降低氮氧化物生产量的目的，炉膛内温度分布也极为均匀，燃烧热效率极高，燃烧三次风和四次风利用回流低温烟气，回流再循环率高，也提高了煤粉的燃尽率。所述调节风从送粉管外围鼓进，主要用于直接调节煤粉周边的氧含量，可对燃烧状态进行微调，能够提高燃烧器对不同品质煤粉的适应性。

附图说明

图1是本发明燃烧器的侧面结构示意图。

标号说明

送粉管        1     送粉管导流片   11

调节风管      2     调风室         21

开关阀        22    助燃风管       3

助燃风导流片  31    回流风管       4

回流风导流片  41

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1所示为本发明涉及的一种低氮粉体燃料燃烧器，为一燃烧器本体，该燃烧器本体上设有由内到外依次套置的送粉管1、调节风管2、助燃风管3及回流风管4，送粉管1用于输送煤粉，为燃烧器的一次风送粉管，助燃风管3用于输送助燃风，为燃烧器的二次风送风管，回流风管4用于输送烟气回流风，为燃烧器的三次风送风管，调节风管2用于输送调节风，为燃烧器的四次风送风管。

所述调节风管2输送的调节风为助燃风和烟气回流风的混合风，对应燃烧器的结构设计方式为在调节风管2的入风口连接一调风室21，所述助燃风管3和回流风管4分别引一小管道(图中未示出)至调风室21，调风室21上安装有二开关阀22，用于分别控制助燃风管3和回流风管4的小管道的连通或关闭。所述开关阀22由远程控制器进行远程操控，根据炉膛燃烧情况，通过操控二开关阀22，调节助燃风和烟气回流风的混合比例，从而控制调节风管2的调节风的氧含量。

燃烧器工作时，在锅炉刚点火时，关闭回流风管4和调节风管2，打开助燃风管3送出二次风(即助燃风)，以确保煤粉顺利被点燃，点火成功后，开启回流风管4和调节风管2，通过调节各风管出风量实现浓淡层燃，首先通过调节风管2的四次风(即调节风)使煤粉在缺氧条件下不完全燃烧，然后富氧燃烧，再通过回流风管4的三次风(即烟气回流风)淡相燃烧，从而实现了降低火焰温度、防止局部高温、拉长火焰、降低氮氧化物生产量(降低率达40％-60％)的目的，炉膛内温度分布也极为均匀，燃烧热效率极高，燃烧的三次风和四次风均利用回流低温烟气，回流再循环率高(可达10％-20％)，提高了煤粉的燃尽率。

所述调节风管2的调节风从送粉管1外围鼓进，主要用于直接调节煤粉周边的氧含量，可对燃烧状态进行微调，从而还能够提高燃烧器对不同品质煤粉的适应性。

故而本发明低氮粉体燃料燃烧器相比传统技术增设三次风、四次风，整体设计合理，对二次风、三次风及四次风的风量风压进行有效且灵活控制，采用浓淡层燃方式，有效地发挥了再循环燃烧技术的优势，实现氮氧化物排放量极低同时，还能够使煤粉的燃尽率和锅炉热效率都得到全面提升。

较佳的，所述送粉管1、助燃风管3及回流风管4的出风口分别设有送粉管导流片11、助燃风导流片31、回流风导流片41，进一步，该送粉管导流片11、助燃风导流片31、回流风导流片41均与受远程操控的电动机连接，由此均构成活动可调的导流片。

所述送粉管导流片11的角度调节范围较佳地控制在30°-90°，工作时根据锅炉负荷的变化调节送粉管导流片11角度，可调节煤粉在炉膛内停留时间和火焰形状，可实现炉膛内温度的均匀分布，提高锅炉热效率，防止锅炉炉膛结焦。并且所述送粉管导流片11角度可调有利于锅炉点火，以20蒸吨/小时的吸热锅炉为例，可实现40秒内完成锅炉点火工作。

所述助燃风导流片31的角度调节范围较佳地控制在45°-60°，工作时通过调节助燃风导流片31角度和助燃风风量可实现对锅炉燃烧状态的调节，在锅炉的额定负荷内，锅炉负荷可实现稳定调节。

所述回流风导流片41的角度调节范围较佳地控制在40°-65°，工作时通过回流风导流片41角度调节，使回流风在炉膛底部和二次风充分混合，降低炉膛底部氧气含量，使煤粉在炉膛底部区域燃烧65％-70％，控制炉膛底部温度在1200℃以下，有效地降低氮氧化物的生成。烟气内的氮氧化物通过再循环进入高温炉膛发生还原反应，进一步降低烟气内氮氧化物含量，实现低氮低温燃烧、降低锅炉烟气20％的排放量。在炉膛的中上部添加足量的热空气，保证煤粉在炉膛中上部区域完全燃烬。

以上送粉管导流片11、助燃风导流片31及回流风导流片41的调节角度是以各风管的出口所在的横截面方向为准。对应的较佳的角度控制范围是在实际应用中经过反复试验、分析得到的。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (4)

1.一种低氮粉体燃料燃烧器，为一燃烧器本体，其特征在于：该燃烧器本体上设有由内到外依次套置的送粉管、调节风管、助燃风管及回流风管，所述调节风管的入风口连接一调风室，所述助燃风管和回流风管分别引一小管道至所述调风室，所述调风室上安装有分别控制二所述小管道通断的二开关阀。

2.如权利要求1所述的一种低氮粉体燃料燃烧器，其特征在于：所述送粉管、助燃风管及回流风管的出风口分别设有送粉管导流片、助燃风导流片、回流风导流片。

3.如权利要求2所述的一种低氮粉体燃料燃烧器，其特征在于：所述送粉管导流片、助燃风导流片、回流风导流片均与受远程操控的电动机连接，并且均构成活动可调的导流片。

4.如权利要求3所述的一种低氮粉体燃料燃烧器，其特征在于：所述送粉管导流片的角度调节范围控制在30°-90°，所述助燃风导流片的角度调节范围控制在45°-60°，所述回流风导流片的角度调节范围控制在40°-65°。

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