CN108413436A - 预燃室装置及燃烧系统 - Google Patents

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宋林波
张坤
张一坤
朱新龙
龚泽儒
李冬
杨金杰
郑艳丽
张世凯
王晓娜
迟枫林
胡晓军
滕铭桥
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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Abstract

本发明公开了一种预燃室装置及燃烧系统，涉及燃烧设备领域，用以解决预燃室超温结渣问题。该预燃室装置包括预燃室以及降温装置，降温装置包括与腔室连通的流体输出结构，流体输出结构的输出口设于预燃室的侧壁附近，降温装置用于输出对预燃室侧壁降温的流体。上述技术方案，具有能够输出低温不可燃且不助燃流体的流体输出结构，通过该结构输出的低温流体，能降低预燃室侧壁的温度，避免预燃室侧壁出现超温结渣问题。进一步地，低温流体还能吹走预燃室侧壁上附着的灰尘。

Description

预燃室装置及燃烧系统
技术领域
本发明涉及燃烧设备领域，具体涉及一种预燃室装置及燃烧系统。
背景技术
常规预燃室通常用于燃烧贫煤、无烟煤等劣质煤，不仅可以在炉膛启动过程中节约大量燃油，而且还能使炉膛在更低负荷下不投油稳燃，提高机组的调峰能力。
发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：在实际运行中，常规预燃室仍存在若干问题：
首先，预燃室存在超温结渣和积粉问题。预燃室的原理是预燃室内壁采用绝热材料，维持室内高温度，同时利用射流作用卷吸高温烟气形成回流区，有利于煤粉提前着火，但是实际运行时往往受工况条件的波动，燃烧不稳定，容易出现局部超温现象，预燃室内壁易结渣，同时内壁也容易积累未燃尽煤粉。
对于有的燃煤工业炉膛，运行过程中，由于中心区域温度高，燃烧器中心喷管因超温出现不同程度的弯曲变形，燃烧器火焰偏离了预燃室轴向方向，火焰高温区直接接触预燃室内壁，也会造成严重结渣，甚至预燃室结构变形。
其次，存在NOx排放量大的问题。常规预燃室通常用于燃烧贫煤、无烟煤等劣质煤，而此种煤质属于难燃煤，一般燃烧温度较高，因此NOx排放量也较高。
发明内容
本发明提出一种预燃室装置及燃烧系统，用以解决预燃室超温结渣问题。
本发明提供了一种预燃室装置，包括
预燃室，包括用于与炉膛内部连通的腔室；以及
降温装置，包括与所述腔室连通的流体输出结构，所述流体输出结构的输出口设于所述预燃室的侧壁附近，所述降温装置用于输出对所述预燃室侧壁降温的流体。
在一个或一些实施例中，所述降温装置还包括：
容置腔体，设于所述预燃室外部，所述容置腔体与所述流体输出结构连通。
在一个或一些实施例中，所述流体输出结构包括两个或两个以上，且存在至少两个所述流体输出结构的输出口位于所述预燃室的轴向不同位置。
在一个或一些实施例中，存在至少两个所述流体输出结构在所述预燃室的周向方向间隔设置。
在一个或一些实施例中，预燃室装置还包括：
一次风装置，所述一次风装置的一端与所述预燃室内部连通。
在一个或一些实施例中，预燃室装置还包括：
壳体，设于所述预燃室外部，且所述壳体的内壁与所述预燃室的外壁之间有与炉膛内部连通的空隙。
在一个或一些实施例中，预燃室装置还包括：
二次风装置，与所述空隙连通。
本发明另一实施例提供一种燃烧系统，包括：
炉膛；以及
本发明任一技术方案所提供的预燃室装置，所述预燃室装置与所述炉膛连通。
在一个或一些实施例中，所述燃烧系统包括电站锅炉，所述流体输出结构的输入口与所述电站锅炉的烟气排出管道的以下位置其中之一连通：所述烟气排出管道对应再热器出口的位置、对应省煤器出口的位置或者对应空预器出口的位置连通。
在一个或一些实施例中，所述燃烧系统包括燃煤锅炉，所述流体输出结构的输入口与所述燃煤锅炉的烟气排出口连通。
在一个或一些实施例中，所述流体包括不可燃且不助燃的气体。
在一个或一些实施例中，所述流体包括烟气或惰性气体。
在一个或一些实施例中，所述流体包括氮气。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
上述技术方案，具有能够输出流体的流体输出结构，通过该结构输出的低温流体不可燃且不助燃，该低温流体能降低预燃室侧壁的温度，避免预燃室侧壁出现超温结渣问题。进一步地，低温流体还能吹走预燃室侧壁上附着的灰尘。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一实施例提供的预燃室装置结构示意图；
图2为本发明另一实施例提供的预燃室装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1～图2对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
本实施例中需要用到的技术术语或名词解释。
预燃室：预燃室用作点火和低负荷稳燃,之所以能节油是因为喷入预燃室的煤粉空气混合物被点火源点着后,由于射流的旋转作用,在预燃室内形成一个回流区,卷吸高温烟气回到旋流器出口,源源不断地加热喷入预燃室的初态混合物。如果预燃室的结构尺寸合理,产生的回流区大小(指回流区最大直径和长度)合适,卷吸的烟气量足够,那么就能使煤粉气流及早着火燃烧,在预燃室1有限的长度内达到稳定燃烧温度,这样即使停掉点火源,煤粉仍可在预燃室1内稳定地燃烧,达到以煤代油的目的。
本发明实施例提供一种预燃室装置，包括预燃室1以及降温装置2，降温装置2包括流体输出结构，流体输出结构的输出口设于预燃室1的侧壁附近，降温装置2用于输出对预燃室1侧壁降温的流体，以控制预燃室1的侧壁温度。
在一些实施例中，流体是不可燃且不助燃的气体，比如氮气、烟气、惰性气体等。
在一些实施例中，流体输出结构包括管子，管子一端插入到预燃室1内壁上，烟气经过管子进入到预燃室1内，从而可以控制预燃室1内温度。低温流体包括烟气、氮气等不可燃且不助燃的气体。
上述技术方案，通过流体输出结构控制内壁面温度，解决局部超温问题，流体还可以作为吹扫风，防止内壁面积粉和结渣。
参见图1，预燃室装置还包括一次风装置4，一次风装置4的一端伸入到预燃室1内部，且位于预燃室1的侧壁附近。热源7伸入到壳体5中，且位于预燃室1内部。
热源7包括燃烧器、等离子体点火、油枪点火、气枪点火、高温空气等可以点燃或加热一次风粉的装置。通过调节热源7的功率可控制装置内部的燃烧强度，进而实现控制温度的目的，有效防止装置超温、结渣。
参见图1，预燃室装置还包括壳体5，壳体5设于预燃室1外部，且壳体5的内壁与预燃室1的外壁之间有空隙。流体输出结构的部分可位于该空隙中。
参见图1，预燃室装置还包括二次风装置6，二次风装置6与空隙连通。
参见图2，在一个或多个实施例中，降温装置2还包括容置腔体3，容置腔体3设于预燃室1外部，容置腔体3与流体输出结构连通。
如图2所示，容置腔体3可以储存烟气，以便于低温流体通往预燃室1内；根据实际情况，容置腔体3可以与预燃室1连接在一起，也可以分离。
在一个或多个实施例中，参见图2，流体输出结构包括两个或两个以上。
参见图2，存在至少两个流体输出结构在预燃室1的周向方向间隔设置，如此设置可对预燃室1的侧壁的周向不同位置降温。
参见图2，流体输出结构包括两个或两个以上，且存在至少两个流体输出结构的输出口位于预燃室1的轴向不同位置，如此设置可对预燃室1的侧壁的轴向不同位置降温。
在一些实施例中，预燃室装置还包括烟气流量调节阀，烟气流量调节阀与容置腔体3相连，可以控制进入容置腔体3的流体压力、流量等参数。
在一些实施例中，设置一根或者多根流体输出结构，以达到局部控温的目的。流体输出结构可以插入到预燃室1内壁的不同位置：可以插到一次风装置4根部，用于控制火焰区域燃烧强度，降低燃烧反应温度，维持燃烧的稳定状态；或者插到预燃室1内壁面附近，作为吹扫风，防止内壁面超温结焦，且实现了局部控温；可以插入到预燃室1出口，防止卷吸烟气引起的预燃室1出口超温。具体位置并不限于图2中所示。
上述技术方案，预燃室装置结构紧凑，温度调节范围广，所涉及的设备少，成本低。利用烟气控温，实现了对预燃室1内火焰温度整体或者局部的控制，改善预燃室1内温度场、流场，提高燃烧稳定性，能够将预燃室1内温度控制在稳燃的温度范围内，从而达到防止局部超温、提高燃烧效率的目的，同时还能拓宽燃烧器的负荷调节范围。另外，由于气化过程中产生的大量还原性气体可还原煤粉燃烧时产生的NOx，实现了预燃室装置出口产生的NOx为0或趋于0。
本发明另一实施例提供一种燃烧系统，包括炉膛以及本发明任一实施例提供的预燃室装置，预燃室装置与炉膛连通。
本实施例既可以应用在前后墙或者四角切圆布置的电站燃煤炉膛，也可以用在燃煤工业炉膛上。二者应用的区别在于抽取烟气的位置差异，对于电站炉膛，可以从炉膛尾部的烟气排出管道对应再热器出口的位置、对应省煤器出口的位置或者对应空预器出口的位置抽取烟气。而燃煤工业炉膛则可以直接从炉膛尾部抽取烟气。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种预燃室装置，其特征在于，包括
预燃室(1)，包括用于与炉膛内部连通的腔室(11)；以及
降温装置(2)，包括与所述腔室(11)连通的流体输出结构，所述流体输出结构的输出口设于所述预燃室(1)的侧壁附近，所述降温装置(2)用于输出对所述预燃室(1)侧壁降温的流体。
2.根据权利要求1所述的预燃室装置，其特征在于，所述降温装置(2)还包括：
容置腔体(3)，设于所述预燃室(1)外部，所述容置腔体(3)与所述流体输出结构连通。
3.根据权利要求1所述的预燃室装置，其特征在于，所述流体输出结构包括两个或两个以上，且存在至少两个所述流体输出结构的输出口位于所述预燃室(1)的轴向不同位置。
4.根据权利要求3所述的预燃室装置，其特征在于，存在至少两个所述流体输出结构在所述预燃室(1)的周向方向间隔设置。
5.根据权利要求1所述的预燃室装置，其特征在于，还包括：
一次风装置(4)，所述一次风装置(4)的一端与所述预燃室(1)内部连通。
6.根据权利要求1所述的预燃室装置，其特征在于，还包括：
壳体(5)，设于所述预燃室(1)外部，且所述壳体(5)的内壁与所述预燃室(1)的外壁之间有与炉膛内部连通的空隙。
7.根据权利要求6所述的预燃室装置，其特征在于，还包括：
二次风装置(6)，与所述空隙连通。
8.一种燃烧系统，其特征在于，包括：
炉膛；以及
权利要求1-7任一所述的预燃室装置，所述预燃室装置与所述炉膛连通。
9.根据权利要求8所述的燃烧系统，其特征在于，所述燃烧系统包括电站锅炉，所述流体输出结构的输入口与所述电站锅炉的烟气排出管道的以下位置其中之一连通：所述烟气排出管道对应再热器出口的位置、对应省煤器出口的位置或者对应空预器出口的位置连通。
10.根据权利要求8所述的燃烧系统，其特征在于，所述燃烧系统包括燃煤锅炉，所述流体输出结构的输入口与所述燃煤锅炉的烟气排出口连通。
11.根据权利要求8所述的燃烧系统，其特征在于，所述流体包括不可燃且不助燃的气体。
12.根据权利要求8所述的燃烧系统，其特征在于，所述流体包括烟气或惰性气体。
13.根据权利要求8所述的燃烧系统，其特征在于，所述流体包括氮气。
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