CN1082164A - 流化床煤粉预燃加热燃烧器 - Google Patents
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Abstract
一种流化床煤粉预燃加热燃烧器，属于煤粉燃烧
设备上的一种燃烧装置。其特点是在煤粉一次风喷
口1外设置一小型流化床煤粉预燃加热室2，该室由
流化床一次风室3，布风板4，流化二次风5，给煤口
6，播煤风7及流化床燃烧室8等组成。由于流化床
燃烧具有燃料适应性强以及可在低负荷下运行等特
点，故该燃烧器不仅可用来燃烧任何包括无烟煤在内
的难燃煤种，从根本上解决了在低负荷条件下不需油
或气体燃料的助燃问题，还具有负荷调节范围广(功
率可在25—100％范围内)，大气污染物排放水平低
等优点。
Description
本发明涉及一种煤粉燃烧设备，特别是涉及一种用于煤粉燃烧设备上的煤粉预燃室或燃烧器。
现有技术中，采用煤粉燃烧技术的燃烧设备，一般在点火升炉或低负荷运行时，燃烧会不稳定，需喷入大量的油或气体燃料助燃;同时在运行中，由于煤种多变，煤质下降，也会出现燃烧不稳定，着火推迟和飞灰可燃物较高等问题。为了解决这一问题，近年来已发展起来各种类型的煤粉预燃室或燃烧器，如中国专利1985年申请的《带根部二次风的煤粉预燃室燃烧器》（专利号：85100045）和不同结构的火焰稳定器，如《带船形火焰稳定器的煤粉燃烧器》（专利号85109436）以及带各种分离装置的煤粉燃烧器等，上述预燃室和燃烧器，无论是旋流或直流，其原理都是在煤粉一次风喷口处造成一负压回流区，并在该回流区边缘附近形成一个高温、高煤粉浓度的富氧区，以点燃火焰和稳定燃烧。这些燃烧器虽不同程度地节约了点火及助燃用油，扩大了不需油助燃条件下的负荷调节范围以及煤种的适应能力，但并没有从根本上解决低负荷助燃问题，且对于极难燃的无烟煤等燃料的低负荷稳定燃烧尚有诸多困难。这是因为不同的煤种，要求的回流量等参数就不同，另外锅炉的运行条件不同，即负荷高低不同，造成燃烧器喷入的煤量、风量及炉内烟气的温度等也不同，因此，按上述原理所设计的某一具体结构的燃烧器，往往很难做到既能在煤种多变、煤质下降时保持火焰稳定，又可在低负荷运行条件下不需油等液体或气体燃料助烧，特别是对于含挥发份极低的无烟煤等难燃煤种，目前尚缺乏成熟可靠的燃烧设备。
本发明的目的和任务正是为解决上述问题提供一种煤种适应性广，能燃无烟煤等难燃煤种，且具有在低负荷运行时不需油等液体或气体燃料助燃和负荷调节范围广等优点的低污染流化床煤粉预燃加热燃烧器。
本发明是这样实现的：它是在煤粉一次风喷口外设置一小型流化床煤粉预燃加热室，该室与煤粉一、二次风喷口一起组成流化床煤粉预燃加热燃烧器。流化床煤粉预燃加热室即为一小型流化床，送入床内的风量只有加入的煤粉燃烧所需空气量的很少一部分，加入床内的煤只有部分燃烧，热平衡由燃烧释热量与加入煤粉的吸热量决定。在正常运行时，流化床内为炽热的床料，煤粉进入后迅速与热床料混合，快速加热，很快达到着火温度而燃烧。由于扬折和夹带，热烟气携带着被加热点燃的煤粉离开流化床预燃加热室，与携带煤粉的煤粉一次风混合后一起喷入炉膛，与氧接触并加热点燃随煤粉一次风带入的煤粉颗粒，形成稳定的高温火焰。由于流化床燃烧具有极强的燃料适应性，任何难燃的煤进入后都可被快速加热和点燃，加之流化应标预燃加热室内的风量、煤量以及与煤粉一次风携带煤粉量的比例均可方便地调节，因而可燃烧包括无烟煤在内的任何难燃煤种，且有大幅度调节负荷的能力，即使在非常低的负荷下运行，也不需要油或气体燃料助燃，故该燃烧器从根本上解决了低负荷下不需油或气体燃料助燃的问题。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：1.由于流化床内的热物料有较大的热容量，任何难燃煤种进入后都可被快速加热和点燃，故该燃烧器具有极宽的燃料适应性，可燃烧包括贫煤、无烟煤等各种难燃煤种。2.由于运用流化床燃烧技术对任何煤种均可在25%甚至更低的负荷条件下运行，故该燃烧器从根本上解决了低负荷下不需油等液体或气体燃料助燃的问题，因而可大幅度降低低负荷下的运行费用。3.锅炉调节性能好。该燃烧器与传统的燃烧器不同，传统的燃烧器是靠调节回流量和煤粉浓度来间接控制燃烧强度的，而流化床预燃加热燃烧器是通过改变进入流化床预燃加热室的风量和煤量以及它与煤粉一次风携带煤的比例来直接控制燃烧强度，其功率可在25-100%范围内调节。4.流化床燃烧还具有大气污染物排放水平低的特点，因而该燃烧器可明显降低NOx等有害物质的排放量。
附图为流化床煤粉预燃加热燃烧器的主视图（示意图），该图表示出本发明的结构及其在煤粉燃烧设备上的安装位置。
下面结合附图详细说明本发明的原理、结构及实施方式。
本发明是在煤粉一次风喷口1外设置一小型流化床煤粉预烧加热室2，该室由流化床一次风室3，布风板4，流化床二次风口5，给煤口6，播煤风7，流化床燃烧室8以及导管9等组成。运行时，流化床一次风从风室3经布风板4上的风帽进入流化床燃烧室，将布风板上的固体物料流化，在流化床燃烧室8的下部形成密相床，在其上部则为稀相的悬浮段。正常运行时，流化床内为炽热的床料，煤粉进入后迅速与热床料混合，快速加热，很快达到着火温度而燃烧。由于扬析和夹带，热烟气携带着被加热点燃的煤粉离开流化床燃烧室，以10-30m/s的速度从导管9喷出，射入煤粉炉炉膛10;携带部分煤粉的煤粉一次风从导管周围以30-60m/s的速度喷入，二者的流动方向之间应有一夹角α，其值为0°-45°，以加速混合，使炽热的煤粉热烟气混合物快速燃烧升温，形成稳定的高温火焰。在煤粉一次风喷口周围应布置煤粉二次风11，为煤粉的充分燃烧提供氧气。为减小对顶部的磨损，可使煤粉一次风的一部分从预燃加热室的顶部喷入炉膛。对于煤粉预燃加热燃烧器的燃煤量，可全部加入流化床燃烧室，也可部分加入，其余煤粉则随煤粉一次风送入。流化床预热加热室内是贫氧燃烧，室内控制为还原性气氛，送入的风量只是加入的煤粉燃烧所需空气量的很少一部分，故加入的煤量中只有部分燃烧，热平衡由燃烧释热量与加入煤粉的吸热量决定。燃烧的煤量由给风量控制，通过改变风量和给煤量以及它与煤粉一次风携带煤粉的比例来调节燃烧强度。床温可根据煤种和运行负荷来控制，一般流化床预燃加热室内的床温可控制在700°-1050℃，对于软化温度较高的煤种，床温可达1100℃或更高。
在流化床正常运行条件下，由于床层内的热物料有较大的热容量，任何加入的包括无烟煤在内的煤种颗粒都可被快速加热而点燃，故该燃烧器不需油等液体或气体燃料助燃，只是在点火启动时用少量油或可燃性气体点燃流化床，故该燃烧器不仅具有燃料适应性强的特点，且从根本上解决了低负荷条件下不需油或气体燃料助燃的问题。
该流化床煤粉预燃加热燃烧器既可用于直流煤粉燃烧设备，又适用于旋流煤粉燃烧设备。既有煤粉预燃室的功能，又能作为主燃烧器长期连续运行。
Claims (2)
1、一种用于煤粉燃烧设备的预燃室或燃烧器，包括煤粉一次风喷口(1)，二次风口(11)，其特征是在煤粉一次风喷口(1)外设置一小型流化床煤粉预燃加热室(2)。
2、按照权利要求1所述的预燃室或燃烧器，其特征是从煤粉一次风喷口（1）喷出的射流方向与从流化床燃烧室经导管（9）喷出的热烟气的流动方向之间有一交角，其值为0°-45°。
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