CN112833391A - 燃料喷口、预热燃烧器,固体燃料燃烧系统及其燃烧控制方法 - Google Patents

燃料喷口、预热燃烧器,固体燃料燃烧系统及其燃烧控制方法 Download PDF

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CN112833391A CN201911165308.0A CN201911165308A CN112833391A CN 112833391 A CN112833391 A CN 112833391A CN 201911165308 A CN201911165308 A CN 201911165308A CN 112833391 A CN112833391 A CN 112833391A
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Abstract

本发明涉及一种燃料喷口,包括:高温燃料单元,包括用于引导高温燃料流的一次风直管段;二次风单元,包括外二次风直管段和内二次风直管段,所述一次风直管段套于所述外二次风直管段内,所述内二次风直管段套于所述一次风直管段内,上述直管段同心嵌套设置。本发明还涉及具有上述燃料喷口的预热燃烧器,以及具有该预热燃烧器的固体燃料燃烧系统,以及固体燃料燃烧系统的燃烧控制方法。

Description

燃料喷口、预热燃烧器,固体燃料燃烧系统及其燃烧控制方法
技术领域
本发明的实施例涉及锅炉领域,尤其涉及一种燃料喷口,一种具有该燃料喷口的预热燃烧器,一种具有该预热燃烧器的固体燃料燃烧系统,以及一种固体燃料燃烧系统的燃烧控制方法。
背景技术
煤粉锅炉的主流氮氧化物排放控制技术主要有低氮燃烧器技术、SNCR脱硝技术和SCR脱硝技术。但是实现超低NOx燃烧排放仍然存在诸多技术经济性缺陷,主要方面如下:
1)针对一种典型煤粉锅炉超低排放技术工艺流程,其工艺路线为“低氮燃烧器+锅炉本体+SCR反应器+袋式除尘器+湿法脱硫洗涤塔+湿式电除尘+烟囱”,该系统尾部降低污染物排放增添的设备,尤显系统流程复杂且运行技术经济性明显偏低;
2)对于深度降低烟气NOx排放,采用SCR或SNCR技术,煤粉锅炉运行成本明显偏高,催化剂制备更换或再生、设备用电等消耗明显增多。
上述净化尾部烟气污染物排放,诸多选用燃烧过程中和燃烧后尾部烟气开展深度降氮,但运行维护成本过高,技术经济性过低。
基于此,已经提出一种基于循环流化床燃烧技术的粉状燃料自预热方法,在循环流化床预热室的底部设置有锥形部,利用风粉输送管将粉状燃料与一次风的风粉混合物经由锥形部输送到预热室内部,粉状燃料在预热室中部分燃烧而放热,实现燃料的自预热。经过预热后的燃料,通过喷口进入炉膛中燃烧,其着火稳定性大大提高、污染物排放显著下降。
但是,由于预热燃料通常具有750~1000℃的高温,显著不同于常规的例如不高于200℃的燃料。因此,存在开发出结合燃料预热技术或者适应燃料预热技术的高温燃料喷口的需求。
发明内容
根据本发明的实施例的一个方面,提出了一种燃料喷口,包括:
高温燃料单元,包括用于引导高温燃料流的一次风直管段;
二次风单元,包括二次风直管段,所述二次风直管段的至少一部分在高温燃料流的轴流方向上与所述高温燃料单元的一次风直管段同心嵌套设置。
可选的,所述二次风直管段包括外二次风直管段,所述一次风直管段套于所述外二次风直管段内;和/或所述二次风直管段包括内二次风直管段,所述内二次风直管段套于所述一次风直管段内。
可选的,所有直管段的喷口端设置有扩口部分;或二次风直管段在喷口端设置有扩口部分,而所述一次风直管段在喷口端没有设置扩口部分;或所述内二次风直管段在喷口端没有设置扩口部分,且所述内二次风直管段的喷口端相对于所述一次风直管段的喷口端内缩。
可选的,所述二次风直管段包括外二次风直管段,所述一次风直管段套于所述外二次风直管段内;所述燃料喷口还包括助燃风射流单元,所述助燃风射流单元包括围绕外二次风直管段设置的助燃风直管段,所述助燃风直管段的延伸方向与所述外二次风直管段的延伸方向相同。
可选的,内二次风直管段、一次风直管段、外二次风直管段、助燃风直管段依次由内而外同心嵌套布置;每个直管段均与对应的风箱相通,内二次风风箱、燃料流风箱、外二次风风箱、助燃风风箱在燃料流在一次风直管段的轴向流动方向上依次设置。
可选的,所述燃料喷口还包括设置在外二次风箱内的旋流器,所述旋流器用于调整外二次风的旋向;或者所述燃料喷口还包括设置在外二次风箱内的旋流器,所述旋流器用于调整外二次风的旋向,所述旋流器所在的外二次风风箱的部分在所述轴向流动方向上与所述助燃风风箱存在重叠。
可选的,所述燃料喷口还包括调节杆,所述调节杆的上端与旋流器相连,用于调整旋流器的旋转角度;所述调节杆的延伸方向平行于所述一次风直管段,且调节杆的下端经由外二次风箱的下壁开孔延伸到外二次风箱之外,所述调节杆与所述下壁之间设置有密封单元。
可选的,所述密封单元包括设置于所述下壁的密封套,所述密封套设置有供所述调节杆穿过的开孔。
可选的,所述密封套设置有由石墨或橡胶制成的密封块,所述开孔穿过所述密封块,所述开孔的内径与所述调节杆的外径尺寸相同,或者所述开孔与所述调节杆形成螺纹配合。
可选的,所述开孔上侧和下侧的至少一侧设置有用于密封所述开孔的孔密封部。
可选的,所述孔密封部与所述调节杆形成螺纹配合;和/或所述孔密封部为密封环或者密封腔壁。
本发明的实施例还涉及一种预热燃烧器,包括:
燃料预热装置,具有高温燃料出口;
根据上述的燃料喷口,所述高温燃料出口与所述高温燃料单元相通。
可选的,所述燃料预热装置为循环流化床预热装置。
本发明的实施例也涉及一种固体燃料燃烧系统,包括:
炉膛;
至少一个上述的预热燃烧器。
本发明的实施例还涉及一种上述固体燃料燃烧系统的燃烧控制方法,包括步骤:
向燃料喷口通入进入炉膛的携带高温燃料的一次风;
向二次风直管段通入进入炉膛的二次风。
可选的,进入燃料喷口的总化学当量比为0.66-0.82,且进入燃料喷口的风率为0.55-0.68。
可选的,一次风化学当量比为0.12-0.17,对应一次风风率为0.10-0.14。
可选的,所述二次风直管段包括外二次风直管段,所述一次风直管段套于所述外二次风直管段内;所述燃料喷口还包括助燃风射流单元,所述助燃风射流单元包括围绕外二次风直管段设置的助燃风直管段,所述助燃风直管段的延伸方向与所述外二次风直管段的延伸方向相同;所述方法包括步骤:向内二次风直管段通入内二次风和外二次风直管段通入外二次风,以及向助燃风直管段通入进入炉膛的助燃风。
可选的,内二次风的化学当量比为0.13-0.20,对应内二次风风率为0.33-0.50;外二次风和助燃风的化学当量比为0.26-0.40,对应外二次风和助燃风风率为0.22-0.33。
可选的,所述方法还包括步骤:向炉膛内通入三次风,三次风的化学当量比为0.38-0.54,对应三次风风率为0.32-0.45。
可选的,通入到所述一次风直管段的高温燃料的温度在750-1000℃的范围内;通入到炉膛内的二次风和/或三次风的温度在20-300℃的范围内。
可选的,所述燃料预热装置为循环流化床预热装置;所述高温燃料为包括煤气与热焦的气固燃料,通入到所述一次风直管段的气固燃料的温度在800-980℃的范围内。
可选的,所述方法包括步骤:调整旋流器的旋转角度。
附图说明
图1A为根据本发明的一个示例性实施例的燃料喷口的示意图;
图1B为图1A中的一个示例性实施例的密封装置的示意图;
图1C为图1A中的一个示例性实施例的密封装置的示意图;
图1D为图1C中的密封装置的局部放大示意图;
图2为根据本发明的一个示例性实施例的预热燃烧器的示意图;
图3为根据本发明的一个示例性实施例的预热燃烧器的示意图;
图4为根据本发明的一个示例性实施例的固体燃料燃烧系统的示意图,其中示出了预热燃烧器相对于锅炉炉膛的示例性布置;
图5为根据本发明的一个示例性实施例的固体燃料燃烧系统的示意图,其中示出了预热燃烧器相对于锅炉炉膛的示例性布置;
图6为根据本发明的一个示例性实施例的固体燃料燃烧系统的示意图,其中示出了预热燃烧器相对于锅炉炉膛的示例性布置。
具体实施方式
下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释,而不应当理解为对本发明的一种限制。
本发明涉及到一种高温燃料喷口。如图1A所示,该高温燃料喷口由内向外依次包括内二次风单元1、高温燃料单元2、外二次风单元3、高速射流单元4。
对于内二次风单元1,如图1A所示,内二次风进气段11可采用切向蜗壳方式,经过内二次风风箱12、内二次风直管段13和内二次风扩口段14喷出。内二次风介质可为常温空气、预热空气(100-300℃)、空气和部分水蒸气、空气和再循环烟气等。内二次风温度范围为20-300℃。
对于高温燃料单元2,如图1A所示,其包括高温燃料流进气段、高温燃料流风箱21、直管段22、高温燃料流扩口23。高温燃料单元2设置在内二次风单元外层且同轴安装,其直管段22内部通道与内二次风单元的内二次风直管段13 内部通道处于大致同轴的安装定位关系。高温燃料流通过高温燃料流进气段喷入高温燃料流风箱,经过直管道段和高温燃料流扩口喷出。
对于外二次风单元3,如图1A所示,包括外二次风连接管31、外二次风箱 32、旋流器33、外二次风直管段34、外二次风扩口35。
在本发明的一个实施例中,旋流器上设置有旋流器叶片,适于将外二次风气流从直流调整为旋流,旋流器可为可推拉结构,可沿着外二次风直管段的轴线方向推拉,如图1A所示,在旋流器上设置有推拉杆装置36,其适于沿着外二次风直管段轴线方向改变旋流器的位置,通过调节推拉杆361的位置,可使外二次风处在旋流或直流状态。在本发明中,推拉杆是调节杆的一种具体形式,如后面所述的,调节杆可以部分是螺杆,从而可以与外二次风风箱形成螺纹连接,通过螺纹连接实现调节杆的位移变化。
在具体的实施例中,外二次风旋流器与推拉杆361相固定连接,推拉杆361 沿着喷口中轴线方向推拉,其中,推拉杆361穿过外二次风箱底板处设置有密封装置362。
图1B为图1A中的一个示例性实施例的密封装置362的示意图。在图1B 中,361为螺纹拉杆,363为密封橡胶,364为密封套,365密封套内橡胶环。
图1C为图1A中的一个示例性实施例的密封装置362的示意图。在图1C 中,363与364为与旋流器叶片相连的固定件,365为密封室,366为石墨块, 367为螺纹丝扣。
图1D进一步示出了图1C中的推拉杆361与固定框架368的螺纹配合,图 1C中的密封室365、石墨块366与推拉杆361之间的配合,以及密封室365与外二次风室的下壁之间的连接配合。
在本发明中,外二次风可经由外二次风连接管送入外二次风箱,经过可动旋流器,沿着外二次风直管段旋转运动经由外二次风扩口喷出。外二次风介质可为空气、空气和水蒸气、空气和再循环烟气等。外二次风温度范围为20-300℃。
对于高速射流单元4,包括助燃风进口41、高速射流风箱41、射流支管42 组成,所述高速射流风箱为圆柱状结构,并且与内二次风直管段基本同轴,射流支管42一端安装在射流风箱的壁面上,与高速射流风箱41内部空间连通。射流支管大致沿一假想圆柱的侧壁的母线方向布置,可选的,在圆周方向上均匀分布。所述高速射流单元4用于喷射助燃风,助燃风依次经过高速射流风箱、射流支管,以较高的速度喷射进入燃烧空间,形成辅助燃烧。助燃风可为空气、空气和水蒸气等。助燃风的温度范围为20-300℃。
下面参照图1A详细论述内二次风单元1、高温燃料单元2、外二次风单元 3、高速射流单元4之间的配合关系。
如图1A所示,内二次风单元1、高温燃料单元2、外二次风单元3、高速射流单元4的直管段由内而外依次嵌套布置。在本发明中,在内二次单元直管段13的轴线上,靠近内二次风扩口段14的方向为上,靠近内二次风风箱12的方向为下。以内二次风单元为基准,高温燃料单元2嵌套在内二次风单元1外,且高温燃料单元的环形直管段22与内二次风单元1的内二次风直管段大致同轴布置,同时,高温燃料单元2的高温燃料流风箱21高于内二次风进气段11和内二次风风箱12,即内二次风直管段13穿过高温燃料流风箱的下部壁面。
类似的,以高温燃料单元2为基准,外二次风单元3嵌套在高温燃料单元2 外,且外二次风单元3的外二次风直管段与高温燃料单元的环形直管段22大致同轴布置,同时,外二次风连接管31和外二次风箱32高于高温燃料单元2的高温燃料流风箱21,即高温燃料单元的环形直管段22穿过外二次风单元的外二次风箱下壁面。
类似的,以二次风单元3为基准,高速射流单元4嵌套在外二次风单元3 外,且高速射流单元4的大致同轴布置,同时,射流支管大致分布所在的假想圆柱与外二次风单元的外二次风直管段34同轴布置,高速射流风箱41高于外二次风箱32,即外二次风单元的外二次风直管段34穿过高速射流风箱41。
在一种可选的实施例中,内二次风单元1的内二次风扩口段、高温燃料单元2的高温燃料扩口段23、外二次风单元3的外二次风扩口35和高速射流单元4的射流支管42最高点大致不在同一平面上。在一种可选的实施例中,射流支管42高于其他扩口所在的平面。
在一种可选的实施例中,内二次风扩口段、高温燃料扩口段23、外二次风扩口段35,可以采用将全部扩口段取消,或者取消高温燃料扩口段23,或者取消外二次风扩口段35。
在可选的实施例中,高温燃料喷口前端的内二次风扩口段14、高温燃料流扩口23、外二次风扩口35,其各层扩口全部取消,仅保留内二次风直管道、一次风直管道、外二次风直管道喷射形式,这有利于喷射气流扩散减弱,保持高速直流喷射和减少燃烧火焰扩散、防止火焰刷壁的作用,适用于燃烧性能良好的燃料及炉膛截面积小的炉膛。
在可选的实施例中,高温燃料喷口前端可以保留内二次风管道扩口5和外二次风管道扩口7,而将一次风管道扩口6去掉的形式。这有利于增强外二次风和燃料快速混合,提前混合,有利于维持初期燃烧稳定性,适用于燃烧性能较差的燃料。
在可选的实施例中,高温燃料喷口的内二次风管道扩口5还可以去掉,同时将内二次风管道扩口5内缩一段距离。这有利于增强内二次风提前供入少量助燃气体,使得难燃燃料初期形成预混燃烧,维持高温难燃燃料更加稳定初期燃烧,更加有利于低负荷运行的稳定燃烧。
在可选的实施例中,二次风单元3旋流器也可以采用蜗壳式旋流器,其中,外二次风入口采用切向进入外二次风箱,也可以采用弯曲叶片和扭曲叶片,布置方式可以采用轴向布置和径向布置方式。通过改善旋流叶片的形状,有利于减少叶片背压和阻力。蜗壳式旋流器结构简单,利用蜗壳结构更加有促进形成中高旋转气流。
在一种可选的实施例中,外二次风箱32的旋流器构件所在部分可以内嵌在高速射流风箱内,形成更加紧凑的外二次风箱结构,并能够降低喷口高度。
还需要指出的是,在本发明中,燃料喷口的结构不限于图1A,例如,除了设置一次风直管段之外,可以仅设置外二次风直管段和/或内二次风直管段,而不设置射流直管段。
在本发明的一个实施例中,高温燃料喷口包括内二次风单元1,高温燃料单元2,外二次风单元3和高速射流单元4这四个部分,高温燃料单元2是由大量煤气(CO、H2、CH4等)和高温热焦组成,高温燃料流温度范围为800-950℃,远不同于常规一次风携粉温度,常规一次风携粉温度为25-120℃,以及燃料为固体粉状燃料。这种一次风携粉是高温燃料流,有利于提高难燃常规燃料的高效稳定燃烧,同时煤气更加促进初期燃烧稳定性,热焦粉更加有利于连续稳定充分燃烧。减少了燃料燃尽时间和提高了燃烧效率。
本发明也提出了一种基于上述的高温燃料喷口的组织燃烧方法,这种方法有别于常规燃烧喷口配风燃烧方法,而是结合本发明的高温燃料喷口,该组织燃烧方法有助于实现超低NOx原始排放及高效燃尽性能。在一个实施例中,具体的配风燃烧方法如下:
使得高温燃料喷口的总化学当量比为0.66-0.82,对应进入喷口的风率为 0.55-0.68。炉膛沿程三次风和燃尽风的总化学当量比为0.38-0.54,对应三次风率和燃尽风的风率为0.32-0.45。
一次风经由预热燃烧器与燃料预热,形成高温预热燃料并通入超低NOx高温燃料喷口,其一次风化学当量比为0.12-0.17,对应一次风风率为0.10-0.14。
高温燃料喷口的内二次风的化学当量比为0.13-0.20,对应内二次风风率为0.33-0.50,内二次风温度为20-300℃。
高温燃料喷口的外二次风和补燃风的化学当量比为0.26-0.40,对应外二次风和补燃风风率为0.22-0.33,外二次风和补燃风温度为20-300℃。
炉膛内设置有三次风入口,用于向炉膛内通入三次风以保证燃料燃尽。在采用以上超低NOx高温燃料喷口的煤粉锅炉中,三次风的化学当量比为 0.38-0.54,对应三次风风率为0.32-0.45,三次风温度为20-300℃。
在本发明中,化学当量比指的是燃料燃烧时实际供入的空气量与燃料完全燃烧的理论空气量之比,风率是指某一风量(如一次风,,二次风,补燃风,和三次风)占进入锅炉总风量的比例,如,一次风率为一次风占进入锅炉总风量比例,类似的,可以定义出二次风率、补燃风率和三次风率。
高温燃料流是来自于相连接的循环流化床预热燃烧器送出的高温气固燃料,其中,高温气固燃料包括煤气和高温热焦,煤气主要包括CO、H2、CH4等气体混合物,高温热焦是煤粉部分气化后的热焦粉。高温气固燃料中,煤气质量比为35-55%,高温焦粉为45-65%。高温燃料温度为800-980℃。
在具体实施过程中,高温燃料喷口可以单独使用,直接将冷煤粉和内、外二次风、助燃风通入,如图1A所示,也可以与燃料预热装置联用,如图2所示。通过燃料预热装置将固体燃料预热,获得高温燃料,高温燃料通过一次风管道输送,从高温燃料单元2的高温燃料风箱进入该高温燃料喷口,通过高温燃料喷口中内二次风、外二次风和高速射流的助燃风作用下,充分组织燃烧,达到固体燃料高效超低燃尽。
在一个具体实施例中,如图2所示,高温燃料喷口与燃料预热装置相连接。在该实施例中,预热装置是循环流化床预热装置,燃料在循环流化床中部分燃烧放热,燃料放出的热量加热自身,使燃料在循环流化床预热装置中发生气化/ 燃烧反应,生成含有大量煤焦和煤气的高温气固混合物,即高温燃料。在一种可选的实施例中,燃料预热装置为循环流化床预热装置。该实施方案能够使得常规难燃燃料难以点火稳定燃烧问题,同时,对于不同程度的固体燃料,通过该高温燃料喷口燃烧,NOx原始排放的降低幅度大,通过调配最佳设计和组织燃烧参数,燃料可以达到超低NOx排放。通过预热装置和本发明所述喷口的联合使用,可以将燃烧的氮氧化物原始排放控制在100mg/Nm3以下,进一步优化控制,可使排放控制在50mg/Nm3以下。
在本发明另外一些实施例中,预热装置可以是鼓泡床,也可以是其他预热手段(例如等离子体预热、高温烟气预热、小型电加热、炉内自预热等)。
与高温燃料喷口相连接的预热燃烧装置,可以采用流态化原理的循环床预热燃烧器装置,也可以为利用离心分离原理、颗粒撞击返料原理等的预热燃烧装置。
根据本发明另一个方面的实施例,提出一种固体燃料燃烧系统,该燃烧系统包括前述的高温燃料喷口、锅炉和预热装置。燃料喷口可以布置在锅炉底部,或者布置在锅炉侧壁上,如图4-6所示。图5中为燃料喷口的对冲布置。
在根据本发明的一个实施例的高温燃料喷口中,一次风输送高温预热燃料,化学当量比0.12-0.17,对应一次风率0.10-0.14;内二次风化学当量比为0.13-0.20,对应内二次风率为0.33-0.50;外二次风化学当量比,0.26-0.40,对应外二次风率为0.22-0.33;三次风当量比为0.38-0.54,对应三次风率为0.32-0.45。该高温燃料喷口的组织燃烧配风方法,完全不同于常规组织燃烧方法,对应的常规喷口通常配风是一次风率0.20-0.30,内二次风率为0.2-0.30,外二次风率为0.40-0.60。该配风方法有利于深度降氮,促使高温预热燃料通过高温燃料喷口燃烧NOx原始排放可达0-100mg/Nm3,在通过深度组织燃烧,NOx原始排放可达低于 50mg/Nm3
根据本发明的高温燃料喷口结合燃料预热装置,可以深度降低NOx原始排放,同时燃料燃烧效率大幅度提升,燃料适应性明显提高。相对于传统通过尾部脱硝装置等工艺方式,大幅度减少了设备和工艺的复杂性,减少了投资成本。
根据本发明的高温燃料喷口结合预热燃烧装置,通过燃烧深度组织参数和喷口设计参数,深度降低NOx原始排放。可减少了SCR脱硝的催化剂投入成本,只存在运行成本和初期的低投资成本。
在本发明中,所谓的高温是相对于燃料性质而言的一个温度,高温是指高于燃料着火点但低于燃料熔点的温度,高温燃料即为将燃料的温度提升至燃料着火点以上、熔点以下,例如,对于加入系统的燃料是煤粉的情况,高温表示其温度在650-1350℃左右。
基于以上,本发明提出了如下技术方案:
1、一种燃料喷口,包括:
高温燃料单元,包括用于引导高温燃料流的一次风直管段;
二次风单元,包括二次风直管段,所述二次风直管段的至少一部分在高温燃料流的轴流方向上与所述高温燃料单元的一次风直管段同心嵌套设置。
2、一种预热燃烧器,包括:
燃料预热装置,具有高温燃料出口;
上述的燃料喷口,所述高温燃料出口与所述高温燃料单元相通。
3、一种固体燃料燃烧系统,包括:
炉膛;
至少一个上述的预热燃烧器。
4、一种上述固体燃料燃烧系统的燃烧控制方法,包括步骤:
向燃料喷口通入进入炉膛的携带高温燃料的一次风;
向二次风直管段通入进入炉膛的二次风。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化、要素组合,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (23)

1.一种燃料喷口,包括:
高温燃料单元,包括用于引导高温燃料流的一次风直管段;
二次风单元,包括二次风直管段,所述二次风直管段的至少一部分在高温燃料流的轴流方向上与所述高温燃料单元的一次风直管段同心嵌套设置。
2.根据权利要求1所述的燃料喷口,其中:
所述二次风直管段包括外二次风直管段,所述一次风直管段套于所述外二次风直管段内;和/或
所述二次风直管段包括内二次风直管段,所述内二次风直管段套于所述一次风直管段内。
3.根据权利要求2所述的燃料喷口,其中:
所有直管段的喷口端设置有扩口部分;或
二次风直管段在喷口端设置有扩口部分,而所述一次风直管段在喷口端没有设置扩口部分;或
所述内二次风直管段在喷口端没有设置扩口部分,且所述内二次风直管段的喷口端相对于所述一次风直管段的喷口端内缩;或
所有直管段的喷口端的端面齐平而处于同一平面上。
4.根据权利要求2所述的燃料喷口,其中:
所述二次风直管段包括外二次风直管段,所述一次风直管段套于所述外二次风直管段内;
所述燃料喷口还包括助燃风射流单元,所述助燃风射流单元包括围绕外二次风直管段设置的助燃风直管段,所述助燃风直管段的延伸方向与所述外二次风直管段的延伸方向相同。
5.根据权利要求4所述的燃料喷口,其中:
内二次风直管段、一次风直管段、外二次风直管段、助燃风直管段依次由内而外同心嵌套布置;
每个直管段均与对应的风箱相通,内二次风风箱、燃料流风箱、外二次风风箱、助燃风风箱在燃料流在一次风直管段的轴向流动方向上依次设置。
6.根据权利要求5所述的燃料喷口,其中:
所述燃料喷口还包括设置在外二次风箱内的旋流器,所述旋流器用于调整外二次风的旋向;或者
所述燃料喷口还包括设置在外二次风箱内的旋流器,所述旋流器用于调整外二次风的旋向,所述旋流器所在的外二次风风箱的部分在所述轴向流动方向上与所述助燃风风箱存在重叠。
7.根据权利要求6所述的燃料喷口,其中:
所述燃料喷口还包括调节杆,所述调节杆的上端与旋流器相连,用于调整旋流器的旋转角度;
所述调节杆的延伸方向平行于所述一次风直管段,且调节杆的下端经由外二次风箱的下壁开孔延伸到外二次风箱之外,所述调节杆与所述下壁之间设置有密封单元。
8.根据权利要求7所述的燃料喷口,其中:
所述密封单元包括设置于所述下壁的密封套,所述密封套设置有供所述调节杆穿过的开孔。
9.根据权利要求8所述的燃料喷口,其中:
所述密封套设置有由石墨或橡胶制成的密封块,所述开孔穿过所述密封块;
所述开孔的内径与所述调节杆的外径尺寸相同,或者所述开孔与所述调节杆形成螺纹配合。
10.根据权利要求8或9所述的燃料喷口,其中:
所述开孔上侧和下侧的至少一侧设置有用于密封所述开孔的孔密封部。
11.根据权利要求10所述的燃料喷口,其中:
所述孔密封部与所述调节杆形成螺纹配合;和/或
所述孔密封部为密封环或者密封腔壁。
12.一种预热燃烧器,包括:
燃料预热装置,具有高温燃料出口;
根据权利要求1-11中任一项所述的燃料喷口,所述高温燃料出口与所述高温燃料单元相通。
13.根据权利要求12所述的预热燃烧器,其中:
所述燃料预热装置为循环流化床预热装置。
14.一种固体燃料燃烧系统,包括:
炉膛;
至少一个根据权利要求12或13所述的预热燃烧器。
15.一种根据权利要求14所述的固体燃料燃烧系统的燃烧控制方法,包括步骤:
向燃料喷口通入进入炉膛的携带高温燃料的一次风;
向二次风直管段通入进入炉膛的二次风。
16.根据权利要求15所述的方法,其中:
进入燃料喷口的总化学当量比为0.66-0.82,且进入燃料喷口的风率为0.55-0.68。
17.根据权利要求16所述的方法,其中:
一次风化学当量比为0.12-0.17,对应一次风风率为0.10-0.14。
18.根据权利要求17所述的方法,其中:
所述二次风直管段包括外二次风直管段,所述一次风直管段套于所述外二次风直管段内;
所述燃料喷口还包括助燃风射流单元,所述助燃风射流单元包括围绕外二次风直管段设置的助燃风直管段,所述助燃风直管段的延伸方向与所述外二次风直管段的延伸方向相同;
所述方法包括步骤:向内二次风直管段通入内二次风和外二次风直管段通入外二次风,以及向助燃风直管段通入进入炉膛的助燃风。
19.根据权利要求18所述的方法,其中:
内二次风的化学当量比为0.13-0.20,对应内二次风风率为0.33-0.50;
外二次风和助燃风的化学当量比为0.26-0.40,对应外二次风和助燃风风率为0.22-0.33。
20.根据权利要求19所述的方法,还包括步骤:
向炉膛内通入三次风,三次风的化学当量比为0.38-0.54,对应三次风风率为0.32-0.45。
21.根据权利要求15-20中任一项所述的方法,其中:
通入到所述一次风直管段的高温燃料的温度在750-1000℃的范围内;
通入到炉膛内的二次风和/或三次风的温度在20-300℃的范围内。
22.根据权利要求21所述的方法,其中:
所述燃料预热装置为循环流化床预热装置;
所述高温燃料为包括煤气与热焦的气固燃料,通入到所述一次风直管段的气固燃料的温度在800-980℃的范围内。
23.根据权利要求15-20中任一项所述的方法,其中:
所述燃料喷口为根据权利要求5-11中任一项所述的燃料喷口;
所述方法包括步骤:调整旋流器的旋转角度。
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