CN108413386A - 燃烧器喷口和燃烧器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能源领域，公开了一种燃烧器喷口和燃烧器系统，该燃烧器喷口包括用于形成喷口区的安装框体(10)和设置在所述安装框体(10)中的多个钝体(20)，该多个钝体(20)能够将所述喷口区划分为中心浓相区(N)和围绕在所述中心浓相区(N)周围的多个分散淡相区(M)，从而能够在燃烧的初始阶段提供稳定燃烧所需适量的氧，还能够维持一个低氧量区域，以大限度地减少NOx生成。从而有效地控制浓淡分区，均衡燃烧过程，满足日益严格大气污染物控制标准要求。

Description

燃烧器喷口和燃烧器系统
技术领域
本发明涉及能源领域，具体地，涉及一种燃烧器喷口和燃烧器系统。
背景技术
随着日益严格的大气污染物控制标准对火力发电厂的氮氧化物的排放提出了更高的要求。特别是对于NOx，不仅是造成酸雨的原因，而且和影响人们的健康。
现有燃煤电厂的脱硝方式主要包括炉内低NOx燃烧技术，非选择性催化还原系统(SNCR系统)和选择性催化还原系统(SCR系统)。而由于SNCR系统和SCR系统运行费用较高，副作用较多。目前厂采用炉内低NOx燃烧技术，该技术通过改变燃烧条件以降低NOx的排放，没有额外运行费用，并且该过程不会污染环境。
而实现炉内低氮燃烧，现在主要有以下几种方式：
1)低过量空气系数燃烧，通过使燃烧过程尽可能地接近理论空气量的条件下进行，随着烟气中过量氧的减少，可以抑制NOx的产生，但是当炉内氧浓度过低，例如3％以下时，燃烧效率下降。
2)低NOx燃烧器，从NOx的生成机理看，占NOx绝大部分的燃料型NOx是在煤粉的着火阶段生成的，通过设计燃烧器结构以及改变燃烧器的风煤比例，以尽可能地降低着火氧的浓度适当降低着火区的温度达到最大限度地抑制NOx生成的目的。
3)空气分级燃烧，是将燃料的燃烧过程分阶段完成，在低氮燃烧器内部，先贫氧富燃料条件下燃烧，从而减低燃烧速度和温度，形成还原性气氛，从而降低NOx的反应率。然后在低氮燃烧器上部设置还原区还原，在还原区上部设置燃尽风喷口用于进行完全燃烧的空气送入上述贫氧燃烧形成的烟气中，完成全部燃烧。
而燃烧器喷口位于离着火点较近的区域，其结构直接影响着燃烧的安全性和稳定性，同时燃烧器内部结构能否有效燃烧初期的燃料分级及燃烧过程中的NOx浓度控制是实现进一步控制氮氧化物的基础。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃烧器喷口，该燃烧器喷口能够有效保护烟气氛围，从而抑制NOx的产生。
为了实现上述目的，本发明提供一种燃烧器喷口，包括用于形成喷口区的安装框体和设置在所述安装框体中的多个钝体，该多个钝体能够将所述喷口区划分为中心浓相区和围绕在所述中心浓相区周围的多个分散淡相区。
优选地，所述多个钝体包括至少一对钝体，该对钝体包括一个上淡下浓钝体和一个下淡上浓钝体，所述上淡下浓钝体位于所述下淡上浓钝体的上方。
优选地，所述多个钝体包括交错设置的第一对钝体和第二对钝体，所述第一对钝体包括一个上淡下浓钝体和一个下淡上浓钝体，所述上淡下浓钝体位于所述下淡上浓钝体的上方；所述第二对钝体包括一个左淡右浓钝体和一个右淡左浓钝体，所述左淡右浓钝体位于所述右淡左浓钝体的左侧。
优选地，所述安装框体为矩形框架，所述第一对钝体平行于所述矩形框架的长度方向，所述第二对钝体平行于所述矩形框架的宽度方向。
优选地，所述多个钝体与所述安装框体一体成型。
另外，本发明的另一方面是提供一种燃烧器，所述燃烧器包括一次风燃烧器，所述一次风燃烧器中设置有根据上述技术方案中任意一项所述的燃烧器喷口。
优选地，所述一次风燃烧器中设置有多组导流板，所述多组导流板分别对应于所述多个钝体设置。
优选地，所述多组导流板均朝向所述中心浓相区倾斜。
优选地，每组导流板至少包括3个依次设置的导流单板，距离所述燃烧器喷口越近的所述导流单板越靠近所述中心浓相区的中心。
所述燃烧器系统具有：层叠设置有所述一次风燃烧器、二次风燃烧器、点火燃烧器的主燃烧区，层叠设置有燃尽风燃烧器的燃尽区，和间隔在所述主燃烧区和燃尽区之间的还原区。
另外，本发明的另一发明是提供另一种燃烧器，所述燃烧器包括一次风燃烧器，所述一次风燃烧器中设置有根据上述技术方案中任意一项所述的燃烧器喷口，所述一次风燃烧器中设置有多组导流板，所述多组导流板包括：对应于所述上淡下浓钝体的第一组导风板，该第一组导风板包括第一近位导风板，第一中位导风板、第一后位导风板；对应于所述下淡上浓钝体的第二组导风板，该第二组导风板包括第二近位导风板，第二中位导风板、第二后位导风板；对应于所述左淡右浓钝体的第三组导风板，该第三组导风板包括第三近位导风板，第三中位导风板、第三后位导风板；和对应于所述右淡左浓钝体的第四组导风板，该第四组导风板包括第四近位导风板，第四中位导风板、第四后位导风板。
通过上述技术方案，能够利用多个钝体将燃烧器喷口的喷口区划分为中心浓相区，和围绕在中心浓相区的多个分散淡相区，不但能够在燃烧的初始阶段提供稳定燃烧所需适量的氧，还能够维持一个低氧量区域，以大限度地减少NOx生成。从而有效地控制浓淡分区，均衡燃烧过程，满足日益严格大气污染物控制标准要求。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明所述燃烧器喷口的一种具体实施方式的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图1的B-B剖视图。
图4是本发明所述燃烧器系统的一种具体实施方式的结构示意图。
附图标记说明
1、一次风燃烧器 2、二次风燃烧器
3、点火燃烧器 4、燃尽风燃烧器
5、还原区
10、安装框体 20、钝体
21、第一对钝体 211、上淡下浓钝体
212、下淡上浓钝体 22、第二对钝体
221、左淡右浓钝体 222、右淡左浓钝体
40、导流板 41、第一组导风板
411、第一近位导风板 412、第一中位导风板
413、第一后位导风板 42、第二组导风板
421、第二近位导风板 422、第二中位导风板
423、第二后位导风板 43、第三组导风板
431、第三近位导风板 432、第三中位导风板
433、第三后位导风板 44、第四组导风板
441、第四近位导风板 442、第四中位导风板
443、第四后位导风板
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在本发明中，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
如图1所示，本发明提供一种燃烧器喷口，该燃烧器喷口包括用于形成喷口区的安装框体10和设置在安装框体10中的多个钝体20，该多个钝体20能够将喷口区划分为中心浓相区N和围绕在中心浓相区N周围的多个分散淡相区M。
其中钝体即非流线体，在其边界上会形成流动分离，后部会产生宽阔的尾流，并伴有旋涡脱落现象，通过将多个钝体配置在喷口区中，从而完成烟气的卷吸，使煤粉在喷口区的小范围内形成中心浓相区，该中心浓相区N由多个钝体20围成，而由钝体20和安装框体10围成的区域为分散淡相区M。分散淡相区M围绕在中心浓相区N的四周，从而能够有效地控制浓淡分区，而且能够使周围八个分散淡相区M的风量均匀，从而有效保护着火点周围的烟气氛围，使分散淡相区M形成一个较低氧量水平的区域，以最大限度地减少NOx生成，防止该区域产生高温腐蚀，实现均衡燃烧。
作为本发明的一种具体实施方式，多个钝体20包括至少一对钝体，该对钝体包括一个上淡下浓钝体和一个下淡上浓钝体，上淡下浓钝体位于下淡上浓钝体的上方。即通过在喷口区的中部位置配置上淡下浓钝体和下淡上浓钝体这两层钝体，在喷口区中形成一个中心浓相区N，并在上方和下方分别形成分散淡相区M。
作为本发明的优选实施方式，多个钝体20包括交错设置的第一对钝体21和第二对钝体22，第一对钝体21包括一个上淡下浓钝体211和一个下淡上浓钝体212，上淡下浓钝体211位于下淡上浓钝体212的上方；第二对钝体22包括一个左淡右浓钝体221和一个右淡左浓钝体222，左淡右浓钝体221位于右淡左浓钝体222的左侧。即通过在喷口区的中部位置配置上淡下浓钝体、下淡上浓钝体、左淡右浓、右淡左浓这四层钝体，同时在在喷口区中形成一个中心浓相区N，并在左右上下分别形成分散淡相区M，即8个分散淡相区M。
在上述技术方案的基础上，安装框体10能够形成为各种形状，优选为矩形框架，第一对钝体21平行于矩形框架的长度方向，第二对钝体22平行于所述矩形框架的宽度方向。多个钝体20与所述安装框体10一体成型。
另外，如图4所示，本发明还提供一种燃烧器，所述燃烧器包括一次风燃烧器1，一次风燃烧器1中设置有根据上述技术方案中任意一项所述的燃烧器喷口。通过将本技术方案所述燃烧器喷口和相邻而二次风喷口配合，即设置有本发明所述燃烧器喷口的一次风喷口与二次风喷口交替设置，使煤粉能够在锅炉内能对燃烧过程中的过量空气系数、还原性氛围、燃烧温度进行有效控制，以最大限度地减少NOx生成；增加煤焦粒子在燃料富集区域的驻留时间，以减少煤焦粒子中氮氧化物释出形成NOx的可能；及时补充燃尽所需要的其余的风量，以确保充分燃尽。
如图2和图3所示，一次风燃烧器1中设置有多组导流板40，多组导流板40分别对应于多个钝体20设置。
优选多组导流板40均朝向中心浓相区N倾斜，从而能够更有效地利用离心力，是煤粉集中到中心浓相区N附近。具体地，每组导流板40至少包括3个依次设置的导流单板，距离所述燃烧器喷口越近的导流单板越靠近中心浓相区N的中心。
如图4所示，燃烧器系统具有：层叠设置有所述一次风燃烧器1、二次风燃烧器2、点火燃烧器3的主燃烧区，层叠设置有燃尽风燃烧器4的燃尽区，和间隔在所述主燃烧区和燃尽区之间的还原区5。其中，点火燃烧器3为带油枪或者等离子点火的一次风燃烧器。
具体地，作为一种优选实施方式，本发明提供一种燃烧器，所述燃烧器包括一次风燃烧器1，一次风燃烧器1中设置有根据上述技术方案中任意一项所述的燃烧器喷口，具体地，一次风燃烧器1中设置有多组导流板40，所述多组导流板40包括：对应于所述上淡下浓钝体211的第一组导风板41，该第一组导风板41包括第一近位导风板411，第一中位导风板412、第一后位导风板413；对应于所述下淡上浓钝体212的第二组导风板42，该第二组导风板42包括第二近位导风板421，第二中位导风板422、第二后位导风板423；对应于所述左淡右浓钝体221的第三组导风板43，该第三组导风板42包括第三近位导风板431，第三中位导风板432、第三后位导风板433；和对应于所述右淡左浓钝体222的第四组导风板44，该第四组导风板44包括第四近位导风板441，第四中位导风板442、第四后位导风板443。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种燃烧器喷口，其特征在于，包括用于形成喷口区的安装框体(10)和设置在所述安装框体(10)中的多个钝体(20)，该多个钝体(20)能够将所述喷口区划分为中心浓相区(N)和围绕在所述中心浓相区(N)周围的多个分散淡相区(M)。
2.根据权利要求1所述的燃烧器喷口，其特征在于，所述多个钝体(20)包括至少一对钝体，该对钝体包括一个上淡下浓钝体和一个下淡上浓钝体，所述上淡下浓钝体位于所述下淡上浓钝体的上方。
3.根据权利要求1所述的燃烧器喷口，其特征在于，所述多个钝体(20)包括交错设置的第一对钝体(21)和第二对钝体(22)，
所述第一对钝体(21)包括一个上淡下浓钝体(211)和一个下淡上浓钝体(212)，所述上淡下浓钝体(211)位于所述下淡上浓钝体(212)的上方；
所述第二对钝体(22)包括一个左淡右浓钝体(221)和一个右淡左浓钝体(222)，所述左淡右浓钝体(221)位于所述右淡左浓钝体(222)的左侧。
4.根据权利要求3所述的燃烧器喷口，其特征在于，所述安装框体(10)为矩形框架，所述第一对钝体(21)平行于所述矩形框架的长度方向，所述第二对钝体(22)平行于所述矩形框架的宽度方向。
5.根据权利要求3所述的燃烧器喷口，其特征在于，所述多个钝体(20)与所述安装框体(10)一体成型。
6.一种燃烧器系统，所述燃烧器包括一次风燃烧器(1)，其特征在于，所述一次风燃烧器(1)中设置有根据权利要求1-5中任意一项所述的燃烧器喷口，所述一次风燃烧器(1)中设置有多组导流板(40)，所述多组导流板(40)分别对应于所述多个钝体(20)设置。
7.根据权利要求6所述的燃烧器系统，其特征在于，所述多组导流板(40)均朝向所述中心浓相区(N)倾斜。
8.根据权利要求6所述的燃烧器系统，其特征在于，每组导流板(40)至少包括3个依次设置的导流单板，距离所述燃烧器喷口越近的所述导流单板越靠近所述中心浓相区(N)的中心。
9.根据权利要求6所述的燃烧器系统，其特征在于，所述燃烧器系统具有：层叠设置有所述一次风燃烧器(1)、二次风燃烧器(2)、点火燃烧器(3)的主燃烧区，层叠设置有燃尽风燃烧器(4)的燃尽区，和间隔在所述主燃烧区和燃尽区之间的还原区(5)。
10.一种燃烧器系统，所述燃烧器包括一次风燃烧器(1)，其特征在于，所述一次风燃烧器(1)中设置有根据权利要求3-5中任意一项所述的燃烧器喷口，所述一次风燃烧器(1)中设置有多组导流板(40)，所述多组导流板(40)包括：
对应于所述上淡下浓钝体(211)的第一组导风板(41)，该第一组导风板(41)包括第一近位导风板(411)，第一中位导风板(412)、第一后位导风板(413)；
对应于所述下淡上浓钝体(212)的第二组导风板(42)，该第二组导风板(42)包括第二近位导风板(421)，第二中位导风板(422)、第二后位导风板(423)；
对应于所述左淡右浓钝体(221)的第三组导风板(43)，该第三组导风板(42)包括第三近位导风板(431)，第三中位导风板(432)、第三后位导风板(433)；和
对应于所述右淡左浓钝体(222)的第四组导风板(44)，该第四组导风板(44)包括第四近位导风板(441)，第四中位导风板(442)、第四后位导风板(443)。
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