CN105526585A - 一种注汽锅炉原油旋流低氮燃烧器 - Google Patents

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耿荐
胡春雷
苏林
李宁建
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Abstract

本发明公开了一种燃用原油的注汽锅炉旋流原油燃烧器，该原油旋流低氮燃烧器按照空气流向，依次为：空气入口、调节风门、中心风室、二次风室、周界风室、二次风喷口、周界风喷口。中心风依次流经中心风室、中心风管、稳燃器。二次风依次流经二次风室、二次风旋流片、二次风管、二次风喷口。周界风依次流经周界风室、周界风管、周界风喷口。油枪、火焰检测器及稳燃器均置于中心风管内。本发明提供的燃烧器经过合理分级组织燃烧用风，实现原油的分级燃烧，可有效降低氮氧化物的生成，降低氮排放，而且系统简单，易维护，维护成本低，使用寿命长。

Description

一种注汽锅炉原油旋流低氮燃烧器
技术领域
本发明涉及一种促使原油旋转燃烧的注汽锅炉原油旋流低氮燃烧器，具体涉及一种能实现注汽锅炉采用原油低氮燃烧的燃烧器。
背景技术
2013年7月，山东省发布《山东省区域性大气污染物综合排放标准》，规定到2017年1月1日，燃油锅炉氮氧化物排放标准在250mg/Nm3以内，到2020年1月1日，燃油锅炉氮氧化物排放标准在200mg/Nm3以内。但是由于现有注气炉燃烧器均采用高过量空气系数燃烧，且其结构简单，组织风单一，导致氮氧化物排放超标；提高注气锅炉燃烧效率和降低氮氧化物的排放成为注气锅炉行业的当务之急。近年来，电力行业对电站锅炉常规点火方式进行了大量技术改进，出现了如等离子、气化小油枪、双强等装置。但是，上述各装置由于其内在机理等原因，在应用到注汽锅炉中时都存在一定的局限性。如等离子燃烧器：一次投资高，燃料适用性差，电力消耗高，使用寿命短，系统复杂及维护费用高。如北美燃烧器：进口燃烧器，一次投入高，不能降低氮氧化物排放，维护保养费用高。如双强燃烧器：系统复杂，燃油消耗量大，投资高。
综上所述，此类技术适用于大容量高参数的电力行业锅炉或者适用于燃煤锅炉，在注汽锅炉使用中存在极大的局限性。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种不仅能够实现原油点火和燃烧，还能够借助旋转气流实现高效低氮燃烧的注汽锅炉原油旋流低氮燃烧器。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种注汽锅炉原油旋流低氮燃烧器，其特征在于：燃烧器中空气流向经空气入口依次包括空气入口、设在空气入口内的调节风门、中心风室、二次风室、周界风室、二次风喷口、周界风喷口；中心风依次流经中心风室、与中心风室相连的中心风管、设在中心风管内的稳燃器；二次风依次流经二次风室、设在二次风室内的二次风旋流片二次风管、设在二次风管管外的二次风喷口；周界风依次流经周界风室、周界风管、周界风喷口；所述中心风管设在二次风管内，二次风管设在周界风管内，中心风管、二次风管、周界风管三者中心轴均在中心风管轴心线上，所述中心风管内设有输油点火装置。
进一步地，所述输油点火装置包括油枪、点火装置以及稳燃器，所述油枪轴心线在中心风管轴心线上，稳燃器位于中心风管出口内部，油枪通过中心风管将点火装置送到稳燃器位置，同时保证点火装置前端在稳燃器之前即在穿过中心风管。
进一步地，所述中心风管内设有火焰检测器。
进一步地，所述二次风旋流片与一二次风调节器相连，可以调节二次风风量和旋流角度。可以通过调节风门来调整进入燃烧器的总风量和风速。
点火装置为小型燃气燃烧器。稳燃器位于中心风管出口内部，为安装于中心风管壳体内壁的旋流叶片组件；二次风喷口位于稳燃器之后，为安装于二次风管末端的缩口锥形管；周界风喷口位于周界风管末端、二次风喷口外侧，为扩散喷口，二者均可调整火焰形状及强度。
油枪轴心线在中心风管轴心线上，其出口在二次风管中心。油枪通过中心风管将点火装置送到稳燃器位置，同时保证点火装置轴心线与中心风管轴心线相交于点火位置。通过火焰检测器监测燃烧情况。
本发明的原理和特点在于：锅炉点火启动时，利用原油流经油枪喷嘴时被充分雾化，进而被点燃产生的高温火焰，使穿过该火焰的原油颗粒快速裂解燃烧，燃烧火焰经过稳燃器，由于空气量得到提高，燃烧更加强烈；随后，燃烧火焰经过二次风喷口，在此受到二次风旋转气流影响而被动旋转，同时吸收二次风补充的氧气，燃烧更加强烈，燃烧温度更高；最后，燃烧火焰经过周界风喷口，在此受到周界风气流影响而火焰得到加强，同时吸收周界风补充的氧气，燃烧更加强烈和彻底。通过一系列的强化燃烧，保证了原油在低过量空气系数的情况下正常燃烧，实现原油点火稳燃和低氮燃烧。
有益效果：本发明相对于现有技术而言，具有以下优点：本发明提供的燃烧器经过合理分级组织燃烧用风，实现原油的分级燃烧，可有效降低氮氧化物的生成，降低氮排放，而且系统简单、结构紧凑、易维护、维护成本低、使用寿命长、一次投入低、资金回收期短。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中：1-油枪；2-中心风室；3-二次风调节器；4-二次风室；5-二次风旋流片；6-周界风室；7-二次风喷口；8-周界风喷口；9-稳燃器；10-周界风室；11-调节风门；12-中心风管；13-二次风室；15-点火装置；16-火焰检测器。
具体实施方式
下面结合说明书与图1对原油旋转燃烧的注汽锅炉原油旋流低氮燃烧器做进一步说明。
原油旋转燃烧的注汽锅炉原油旋流低氮燃烧器，燃用原油时，该原油燃气旋流低氮燃烧器按照空气流向，依次为：空气入口、调节风门11、中心风室2、二次风室4、周界风室6、二次风喷口7、周界风喷口8。其中，中心风依次流经中心风室2、中心风管12、稳燃器9。二次风依次流经二次风室4、二次风旋流片5、二次风管13、二次风喷口7。周界风依次流经周界风室6、周界风管10、周界风喷口8。油枪1、火焰检测器16及稳燃器9均置于中心风管12内；中心风管12置于二次风管13内；二次风管13置于周界风管10内。三者中心轴均在中心风管12轴心线上；中心风管12外依次是二次风管13、周界风管10。油枪1上平行安装有点火装置15及火焰检测器16。
二次风室4设计有二次风调节器3，可以调节二次风风量和旋流角度，可以通过调节风门11来调整进入燃烧器的总风量和风速。
点火装置15为小型燃气燃烧器。稳燃器9位于中心风管12出口内部，为安装于中心风管12壳体内壁的旋流叶片组件；二次风喷口7位于稳燃器9之后，为安装于二次风管13末端的缩口锥形管；周界风喷口8位于周界风管10末端、二次风喷口7外侧，为扩散喷口，二者均可调整火焰形状及强度。
油枪1轴心线在中心风管12轴心线上，其出口在二次风管13中心。油枪1通过中心风管12将点火装置15送到稳燃器9位置，同时保证点火装置15轴心线与中心风管12轴心线相交于点火位置。通过火焰检测器16监测燃烧情况。
点火时，在油枪1的油路管道中加入原油，原油经过油嘴时被压缩空气或蒸汽雾化，在稳燃器9出口处形成油雾，然后由点火装置15点燃油雾。通过火焰检测器16看到明亮火焰后，从中心风管12通入定量的中心风，中心风与油雾在稳燃器9出口处充分混合，使原油充分燃烧，形成火核；这时的油火焰动量大、刚性强、传播速度快、中心温度高。经过二次风喷口7时被旋转的二次风带动旋转，同时补入氧气，燃烧加强。最后经过周界风喷口8，在此通入一定量的周界风，燃烧更急强烈彻底。
随后，根据着火情况通过二次风调节器3调节二次风通道开度，进而调节二次风风量和旋流角度，通过调节风门11调整总进风量和风速，最终调整火焰形状和强度，使之在满足运行负荷的条件下充分燃烧，降低氮氧化物生成量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种注汽锅炉原油旋流低氮燃烧器，其特征在于：燃烧器中空气流向经空气入口依次包括空气入口、设在空气入口内的调节风门(11)、中心风室(2)、二次风室(4)、周界风室(6)、二次风喷口(7)、周界风喷口(8)；中心风依次流经中心风室(2)、与中心风室(2)相连的中心风管(12)、设在中心风管(12)内的稳燃器(9)；二次风依次流经二次风室(4)、设在二次风室(4)内的二次风旋流片(5)、与二次风室(4)相连的二次风管(13)、设在二次风管(13)管外的二次风喷口(7)；周界风依次流经周界风室(6)、与周界风室(6)相连的周界风管(10)、设在周界风管(10)端口的周界风喷口(8)；所述中心风管(12)设在二次风管(13)内，二次风管(13)设在周界风管(10)内，中心风管(12)、二次风管(13)、周界风管(10)三者中心轴均在中心风管(12)轴心线上，所述中心风管(12)内设有输油点火装置。
2.根据权利要求1所述的注汽锅炉原油旋流低氮燃烧器，其特征在于：所述输油点火装置包括油枪(1)、点火装置(15)以及稳燃器(9)，所述油枪(1)轴心线在中心风管(12)轴心线上，稳燃器(9)位于中心风管(12)出口内部，油枪(1)通过中心风管(12)将点火装置(15)送到稳燃器(9)位置，同时保证点火装置(15)前端在稳燃器(9)之前。
3.根据权利要求2所述的注汽锅炉原油旋流低氮燃烧器，其特征在于：所述中心风管(12)内设有火焰检测器(16)。
4.根据权利要求1所述的注汽锅炉原油旋流低氮燃烧器，其特征在于：所述二次风旋流片(5)与一二次风调节器(3)相连。
5.根据权利要求1所述的注汽锅炉原油旋流低氮燃烧器，其特征在于：所述稳燃器为设置在中心风管(12)壳体内壁的旋流叶片组件。
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