CN106594718A - 一种用于煤粉锅炉平流式富氧燃烧器装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于煤粉锅炉平流式富氧燃烧器装置，包括纯氧燃烧通道、一次风通道、周界风通道、稳燃钝体、紊流强化板。纯氧燃烧通道用纯氧气作为点火源以及助燃剂，提高煤粉燃烧温度以及燃烧稳定性；一次风作为燃料与纯氧以及二次风混合；稳燃钝体提高了煤粉射流扩散角，有效与空气混合；周界风补充氧量以及提高一次风的射流刚性，强化煤粉燃烧的强度；紊流强化板使得氧气在出口处形成强大的旋流，有效的与煤粉混合，提高煤粉的燃点。该燃烧装置能稳定燃用挥发份在10％以下的贫煤；可以实现高温流体回流量、回流区、回流区位置的精准控制和调整，使得火力发电厂煤粉锅炉的稳燃性能大大增强，防止锅炉灭火，有效提高锅炉运行的安全性及经济性。

Description

一种用于煤粉锅炉平流式富氧燃烧器装置

技术领域

本发明涉及火力发电厂电站锅炉以及化工、冶金等行业动力煤粉锅炉的低氮燃烧系统中的煤粉锅炉式富氧燃烧器装置技术领域，具体属于一种适用于供热、发电厂锅炉、玻璃窑在燃用劣质煤种时，能够有效改善燃烧工况并强化劣质煤种在燃烧中出现的燃烧不稳、氮氧化物高、燃尽效率差诸多问题的一种用于煤粉锅炉式富氧燃烧器装置。

背景技术

富氧燃烧是将助燃剂中的氧气含量提高，通过减少N2的含量来减少烟气带走的热损失、提高理论燃烧温度、增加热设备的产量，并且可以通过富集烟气中的CO2来降低对其的捕集能耗。富氧燃烧的研究始于20世纪30年代，至70～80年代由于石油等能源价格飞涨，富氧燃烧因为其温度高、节能显著等特点得到了重视，并在玻璃炉窑、搪瓷熔炉等设备上进行了利用并取得了良好的效果。20世纪90年代以后，由于温室效应而唤起全球工业对CO2气体减排的重视，使得富氧(纯氧)燃烧技术重新成为各国能源科学家研究的重点。而富氧(纯氧)燃烧器是富氧燃烧技术能否成功应用的关键性设备，不仅决定了燃料燃烧过程中的能源转化效率，而且对炉膛内部的传质、传热等过程均有较大的影响。

根据目前的工业利用情况，可以将富氧燃烧分为3类:助燃剂中氧浓度在21％～30％范围内称为低浓度富氧；氧浓度在30％～95％为高浓度富氧；而氧浓度在95％～100％则可近似的认为是纯氧燃烧

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供对煤种煤质适应范围宽、防 灭火稳燃能力强、防烧损及磨损使用寿命长、结构简单、改装布置方便、能有效降低NOX排放的用于平流式富氧燃烧器装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

该种用于平流式富氧燃烧器装置，由纯氧燃烧通道、一次风通道、周界风通道、稳燃钝体、紊流强化板五部分组成。

所述纯氧燃烧通道装置由所述燃烧器中心部位设有纵截面为圆形结构的喷口通道组成，外壁贴有防磨陶瓷。

所述一次风通道装置包括方部的煤粉喷口组成，全部采用金属耐热钢喷口。

所述周界风通道装置为一体式铸造成型结构，分为向火侧与背火侧周界风，根据布置不同进行设计；

所述稳燃钝体装置设在一次风通道中心位置。采用锯齿形结构，材料采用耐磨材料铸造外加陶瓷贴片；

所述紊流强化板装置设在纯氧通道中心位置。采用旋转叶片结构，材料采用耐磨材料铸造；

本发明的优点在于：本发明通过纯氧燃烧通道、一次风通道、周界风通道、稳燃钝体、紊流强化板五部分结合，使得该燃烧装置能稳定燃用挥发份在10％以下的贫煤；可以实现对平流式预燃室内的高温流体回流量、回流区、回流区位置的精准控制和调整，使该燃烧装置对链条锅炉的稳燃性能大大增强，可以防止锅炉灭火和防止燃烧器烧损，同时有效提高锅炉运行的安全性及经济性；锅炉采用该燃烧装置运行能有效减少NO_X排放40％。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明用于平流式富氧燃烧器装置的纵截面结构示意图。

图2为本发明用于平流式富氧燃烧器装置的横截面结构示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图所示，该种用于平流式富氧燃烧器装置，包括纯氧燃烧通道、一次风通道、周界风通道、稳燃钝体、紊流强化板五部分组成。

所述纯氧燃烧通道装置由所述燃烧器中心部位设有纵截面为圆形结构的喷口通道组成，外壁贴有防磨陶瓷。

所述一次风通道装置包括方部的煤粉喷口组成，全部采用金属耐热钢喷口。

所述周界风通道装置为一体式铸造成型结构，分为向火侧与背火侧周界风，根据布置不同进行设计；

所述稳燃钝体装置设在一次风通道中心位置。采用锯齿形结构，材料采用耐磨材料铸造外加陶瓷贴片；

所述紊流强化板装置设在纯氧通道中心位置。采用旋转叶片结构，材料采用耐磨材料铸造；

纯氧燃烧通道用于煤粉锅炉平流式富氧燃烧器装置，布置在煤粉锅炉燃烧室内，在燃烧室内布置平流式富氧燃烧器，用纯氧气作为点火源以及助燃剂，提高煤粉燃烧温度以及燃烧稳定性；

一次风通道用于煤粉锅炉平流式富氧燃烧器装置，在平流式富氧燃烧器内布置，作为燃料与纯氧以及二次风混合；

稳燃钝体用于煤粉锅炉富氧燃烧器装置，在一次风出口布有均流装置，提高了燃烧器出口的一次风速，提高了煤粉射流扩散角，有效的的与空气混合， 提高燃烧效率，同时可以效针对不同燃烧区域进行不同的燃烧方式调整；

周界风通道用于煤粉锅炉平流式富氧燃烧器装置，作为煤粉燃烧的后期补充氧量以及提高一次风的射流刚性，强化了煤粉燃烧的强度；

紊流强化板平流式富氧燃烧器装置，紊流强化板采用金属耐热钢喷口，布置在一次风喷口出口处，使得氧气在出口处形成强大的旋流，有效的与煤粉混合，提高煤粉的燃点。

本发明为解决了目前针对其他低氮燃烧器结构复杂、布置困难、不适应目前电煤情况的变化，对煤质的适应范围小；(由于来煤杂乱，想要均匀掺配十分困难，这就造成了进入炉膛的燃煤时好时坏)由此而带来的锅炉经常有燃烧不稳灭火、结焦、燃烧器烧坏、过热器超温爆管、飞灰可燃物异常升高、制粉系统爆炸等事故和异常情况的发生，影响锅炉生产正常进行等问题，

其主要作用是：

1、氮氧化物生成量大幅减少；

2、锅炉燃烧效率提高；

该燃烧装置安装于煤粉锅炉主燃烧器区域，主要针对一次煤粉的使用区域及范围；通过纯氧燃烧通道、一次风通道、周界风通道、稳燃钝体、紊流强化板五部分技术结合，使得该燃烧装置能稳定燃用劣质煤；可以实现对燃烧室内的高温流体回流量、回流区、回流区位置的精准控制和调整，使该燃烧装置对煤粉锅炉的稳燃性能大大增强，可以防止锅炉灭火和防止燃烧器烧损，同时有效提高锅炉运行的安全性及经济性；火力发电厂煤粉锅炉采用该燃烧装置运行能大幅效减少NOX排放。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于煤粉锅炉的平流式富氧燃烧器燃烧装置，其特征在于：通过整体燃烧系统的布置改造，通过富氧燃烧将助燃剂中的氧气含量提高，通过减少N2的含量来减少烟气带走的热损失、提高理论燃烧温度、增加热设备的产量，并且可以通过富集烟气中的CO2来降低对其的捕集能耗。

燃料的燃烧速度加快，可以大幅度提高燃烧器的功率和热设备的生产率；节约燃料的消耗量，由于富氧条件下燃烧产生的烟气量减少，从而降低了排烟带走的热损失；减少污染物的排放，一方面由于燃料消耗量的降低从而减少了污染物生成，另一方面由于单位燃料的烟气量减少以及烟气中污染物浓度的提高降低了污染物的处理成本；提高燃料的燃烧温度，从而增加了燃料的转化效率并提高了燃料的品位。

整体设备系统包括平流式富氧燃烧装置，空气分离装置，高温风机，双金属管道，烟气混合装置；

本平流式富氧燃烧装置由纯氧燃烧通道、一次风通道、周界风通道、稳燃钝体、紊流强化板五部分组成。

2.纯氧燃烧通道如权利要求1所述的用于煤粉锅炉平流式富氧燃烧器装置，布置在煤粉锅炉燃烧室内，其特征在于：在燃烧室内布置平流式富氧燃烧器，用纯氧气作为点火源以及助燃剂，提高煤粉燃烧温度以及燃烧稳定性。

3.一次风通道如权利要求1所述的用于煤粉锅炉平流式富氧燃烧器装置，其特征在于：在平流式富氧燃烧器内布置，作为燃料与纯氧以及二次风混合。

4.稳燃钝体如权利要求1所述的用于煤粉锅炉富氧燃烧器装置，其特征在于：在一次风出口布有均流装置，提高了燃烧器出口的一次风速，提高了煤粉射流扩散角，有效的的与空气混合，提高燃烧效率，同时可以效针对不同燃烧区域进行不同的燃烧方式调整。

5.周界风通道如权利要求1所述的用于煤粉锅炉平流式富氧燃烧器装置，其特征在于：作为煤粉燃烧的后期补充氧量以及提高一次风的射流刚性，强化了煤粉燃烧的强度。

6.紊流强化板如权利要求1任一项所述的煤粉锅炉平流式富氧燃烧器装置，其特征在于：所述紊流强化板采用金属耐热钢喷口，布置在一次风喷口出口处，使得氧气在出口处形成强大的旋流，有效的与煤粉混合，提高煤粉的燃点。