CN117490072A - 氨煤混燃燃烧器和氨煤混燃锅炉 - Google Patents
氨煤混燃燃烧器和氨煤混燃锅炉 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117490072A CN117490072A CN202311433213.9A CN202311433213A CN117490072A CN 117490072 A CN117490072 A CN 117490072A CN 202311433213 A CN202311433213 A CN 202311433213A CN 117490072 A CN117490072 A CN 117490072A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cylinder
- ammonia fuel
- ammonia
- mixed combustion
- nozzle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 136
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 95
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 451
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 224
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 196
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 16
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 9
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 4
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D17/00—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
- F23D17/005—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or pulverulent fuel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K3/00—Feeding or distributing of lump or pulverulent fuel to combustion apparatus
- F23K3/02—Pneumatic feeding arrangements, i.e. by air blast
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
- F23K5/002—Gaseous fuel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L9/00—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N3/00—Regulating air supply or draught
- F23N3/007—Regulating air supply or draught using mechanical means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
本发明涉及一种氨煤混燃燃烧器和氨煤混燃锅炉，燃烧器包括：第一筒体；点火源，设在所述第一筒体内并被配置成点燃所述煤粉；混燃腔体，设在所述第一筒体内且在所述第一筒体内的一次风的流动方向上位于所述点火源的下游，所述混燃腔体的沿所述一次风的流动方向的两端均开口，以将所述点火源点燃的煤粉向所述混燃喷口输送；第一氨燃料喷口，被配置成向所述混燃腔体内喷射氨燃料；第二氨燃料喷口，朝向所述第一筒体的内腔以向所述第一筒体内喷射氨燃料，所述第二氨燃料喷口在所述一次风的流动方向上位于所述混燃腔体和所述混燃喷口之间，所述燃烧器设有向所述混燃腔体的下游输送未点燃的一次风和煤粉的一次风粉通道。
Description
技术领域
本发明涉及氨煤混燃技术领域，具体而言，涉及一种氨煤混燃燃烧器和氨煤混燃锅炉。
背景技术
氨(NH3)作为零碳燃料和良好的储氢介质，因具有代替传统化石燃料的潜力，在能源领域引起广泛关注。燃煤锅炉掺烧一定比例氨，实现氨煤耦合燃烧，可达到同比例削减二氧化碳(CO2)排放量的目的，为煤电机组提供了一条可行的碳减排技术路线。
然而，因NH3燃烧特性差着火温度高，火焰传播速度慢，存在稳定着火和完全燃烧的问题；NH3分子中含有氮原子，燃烧过程控制不当易生成大量燃料型NOx。可见，要实现大容量燃煤锅炉大比例掺氨技术推广应用，首要应攻克氨燃料燃烧过程存在的燃烧稳定性、难燃尽和污染物排放高等关键难点问题。
已有氨煤混燃技术主要涵盖3种技术路线，一种是为保证氨充分燃烧，使氨与空气混合，这种燃烧器因氨处于富氧状态下，易产生大量NOx排放；一种是通过将氨燃料与煤混合，加强氨的燃烧反应强度；第三种是通过将NH3裂解成易燃的氢(H2)，解决氨的难燃问题，但该方式设备复杂，造价高。
发明内容
本发明旨在提供一种氨煤混燃燃烧器和氨煤混燃锅炉，以改善现有技术中存在的氨燃料难燃烧及NOx控制问题。
根据本发明实施例的一个方面，本发明提供了一种氨煤混燃燃烧器，燃烧器包括：
第一筒体，一端设有引入一次风和煤粉的一次风粉进口，另一端设有喷射点燃的燃料的混燃喷口；
点火源，设在第一筒体内并被配置成点燃煤粉；
混燃腔体，设在第一筒体内且在第一筒体内的一次风的流动方向上位于点火源的下游，混燃腔体的沿一次风的流动方向的两端均开口，以将点火源点燃的煤粉向混燃喷口输送；
第一氨燃料喷口，被配置成向混燃腔体内喷射氨燃料；
第二氨燃料喷口，朝向第一筒体的内腔以向第一筒体内喷射氨燃料，第二氨燃料喷口在一次风的流动方向上位于混燃腔体和混燃喷口之间，燃烧器设有向混燃腔体的下游输送未点燃的一次风和煤粉的一次风粉通道。
在一些实施例中，在混燃腔体垂直于所述第一筒体的轴向的截面内，第一氨燃料喷口的朝向相对于第一筒体的径向倾斜。
在一些实施例中，沿第一筒体的周向布置有多个第一氨燃料喷口，在混燃腔体的垂直于所述第一筒体的轴向的截面内，多个第一氨燃料喷口的朝向相对于第一筒体的径向朝相同的方向倾斜。
在一些实施例中，第一氨燃料喷口的垂直于第一筒体的径向的截面相对于第一筒体的轴向倾斜。
在一些实施例中，在第一筒体的横截面内，第二氨燃料喷口的朝向相对于第一筒体的径向倾斜。
在一些实施例中，沿第一筒体的周向布置有多个第二氨燃料喷口，在第一筒体的横截面内，多个第二氨燃料喷口的朝向相对于第一筒体的径向朝相同的方向倾斜。
在一些实施例中，第二氨燃料喷口的垂直于第一筒体的径向的截面相对于第一筒体的轴向倾斜。
在一些实施例中，燃烧器还包括：
第一氨燃料调节部件，与第一氨燃料喷口连通且用于调节第一氨燃料喷口的喷射氨燃料的量；
第二氨燃料调节部件，与第二氨燃料喷口连通且用于调节第二氨燃料喷口的喷射氨燃料的量。
在一些实施例中，混燃腔体包括套设在第一筒体内的第二筒体，第二筒体在一次风的流动方向上位于第二氨燃料喷口和点火源之间，以将点燃的煤粉向混燃喷口输送，第一氨燃料喷口设在第二筒体内周面上以向第二筒体的内腔喷射氨燃料，第二筒体外周面和第一筒体的内周面之间具有间隙，以形成向第二氨燃料喷口输送未点燃的一次风和煤粉的第一通道，一次风粉通道包括第一通道。
在一些实施例中，燃烧器还包括套设在第一筒体内的第三筒体，在一次风的流动方向上第三筒体位于点火源和第二筒体之间，点火源被配置成点燃进入第三筒体的煤粉，第三筒体外周面和第一筒体的内周面之间具有间隙，以形成向第二筒体和第一筒体之间的第一通道输送一次风和煤粉的第二通道，一次风粉通道包括第二通道。
在一些实施例中，第三筒体的外径小于第二筒体的内径，第三筒体伸入到第二筒体的内部。
在一些实施例中，燃烧器还包括连接在第一筒体的内周面和第二筒体的外周面之间的连接部件，第二筒体、连接部件和第一筒体分别设有与第一氨燃料喷口依次相连的输送氨燃料的孔道。
在一些实施例中，第一筒体的内腔的靠近混燃喷口的一端套设有稳燃环，第二氨燃料喷口形成在稳燃环上。
在一些实施例中，燃烧器还包括套设在第一筒体外的二次风筒，二次风筒和第一筒体之间形成有环形的二次风道，二次风道延伸至第一筒体的靠近混燃喷口的一端，二次风道的靠近混燃喷口的一端形成输出二次风的二次风口。
在一些实施例中，燃烧器还包括被配置成调节二次风口的出风量的二次风调节部件。
在一些实施例中，燃烧器还包括；
环形的氨燃料管，套设在二次风筒外；
第一支管，连通氨燃料管和第一氨燃料喷口；
第二支管，连通氨燃料管和第二氨燃料喷口。
根据本申请的另一方面，还提供了一种氨煤混燃锅炉，锅炉包括：
炉膛；以及
上述的燃烧器，被配置成向炉膛内输送燃料
应用本申请的技术方案，第一氨燃料喷口在混燃腔体内与燃烧的煤粉混合作为第一级氨燃料混入，第二氨燃料喷口与一次风通道输出的未点燃的煤粉和混燃腔体输出的点燃的煤粉作为第二级氨燃料混入，煤粉在进入到混燃腔体前初步燃烧，利用煤对氧的消耗来调节氨燃料喷口喷出的氨燃料的燃烧环境，缺氧状态下抑制氨产生NOx；通过逐级掺氨，也能使后续掺入的氨发挥自身还原特性，对已生成的NOx起到还原作用。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明的实施例的氨煤混燃燃烧器的结构示意图；
图2示出了本发明的实施例的燃烧器的第二筒体的立体结构示意图；
图3示出了本发明的实施例的燃烧器的第二筒体的主视结构示意图；
图4示出了本发明的实施例的燃烧器的第二筒体的横截面积的结构示意图；
图5示出了本发明的实施例的燃烧器的第一筒体的纵截面积的结构示意图；
图6示出了本发明的实施例的燃烧器的第一筒体的横截面积的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，在本实施例中，氨煤混燃燃烧器包括第一筒体103、点火源401、混燃腔体102、第一氨燃料喷口203和第二氨燃料喷口205。
第一筒体103的一端设有引入一次风和煤粉A的一次风粉进口，另一端设有喷射点燃的燃料的混燃喷口104。点火源401设在第一筒体103内并被配置成点燃煤粉。
混燃腔体102设在第一筒体103内且在第一筒体103内的一次风的流动方向上位于点火源401的下游，混燃腔体102的沿一次风的流动方向的两端均开口，以将点火源401点燃的煤粉向混燃喷口104输送。
第一氨燃料喷口203被配置成向混燃腔体102内喷射氨燃料。第二氨燃料喷口205朝向第一筒体103的内腔以向第一筒体103内喷射氨燃料，第二氨燃料喷口205在一次风的流动方向上位于混燃腔体102和混燃喷口104之间，燃烧器设有向混燃腔体102的下游输送未点燃的一次风和煤粉的一次风粉通道。
第一氨燃料喷口203在混燃腔体102内与燃烧的煤粉混合作为第一级氨燃料混入，第二氨燃料喷口205与一次风通道输出的未点燃的煤粉和混燃腔体102输出的点燃的煤粉作为第二级氨燃料混入。
在点火源401的作用下，煤粉在进入到混燃腔体102前被点燃，由此使煤粉燃烧初期热解析出大量挥发分含活性物质CH4/H2等；进而，携带活性基团的初级煤粉着火气流进入混燃腔体102引燃氨与煤的混合物，在初级煤粉着火热及活性基团的促进下，增强了氨燃料燃烧强度，有利于氨快速着火与自持燃烧；接着，处于燃烧状态的氨煤气流，引燃第二氨燃料喷口205输出的氨燃料以及与一次风通道输出的未点燃的煤粉的混合物；最后，由混燃喷口104喷入炉膛，参与炉膛整体燃烧。
在本实施例中，将具有难着火、燃烧稳定性差的氨燃料逐级混入燃烧器中的煤粉气流中，实现氨燃料分级混入，及实现氨煤充分混合，在点火源401的作用下逐级燃烧。该方法首先使煤粉在进入到混燃腔体102前初步燃烧，利用煤对氧的消耗来调节氨燃料喷口喷出的氨燃料的燃烧环境，缺氧状态下抑制氨产生NOx；通过逐级掺氨，也能使后续掺入的氨发挥自身还原特性，对已生成的NOx起到还原作用。
进一步地，本实施例的燃烧器也有利于借助煤挥发分中活性富氢成分，强化氨的着火与燃尽。
燃烧器的点火源401可为等离子体点火、燃气枪、油枪等各种形式的煤粉燃烧器点火设备。
在一些实施例中，如图2至4所示，在混燃腔体102垂直于所述第一筒体103的轴向的截面内，第一氨燃料喷口203的朝向相对于第一筒体103的径向倾斜，有利于使得氨燃料在混燃腔体102内形成旋转的涡流，有利于氨煤充分混合，强化燃烧。射流喷出后形成一面旋转，一面扩散前进的状态，旋转射流使得轴向和径向建立压力梯度，在旋流射流内部建立涡流区，从而加强扰动促进氨/煤混合，增加与空气的接触面积，有利于强化燃烧和组织火焰。氨燃料射流喷出速度应保证射流在一次风粉中的穿透深度。
可选地，第一氨燃料喷口203的朝向与第一筒体的径向之间的夹角为0～80°
在一些实施例中，沿第一筒体103的周向布置有多个第一氨燃料喷口203，在混燃腔体102垂直于所述第一筒体103的轴向的截面内，多个第一氨燃料喷口203的朝向相对于第一筒体103的径向朝相同的方向倾斜。多个第一氨燃料喷口203相对于第一筒体103的径向均朝顺时针方向或均朝逆时针方向倾斜，以在混燃腔体102内形成旋转的涡流，有利于氨煤充分混合，强化燃烧。
在一些实施例中，沿第一筒体103的轴向布置有多组第一氨燃料喷口203，每组第一氨燃料喷口203包括沿周向布置的多个第一氨燃料喷口203。可选地，每组第一氨燃料喷口203为2至32个。
在一些实施例中，如图2至4，第一氨燃料喷口203的垂直于第一筒体103的径向的截面相对于第一筒体103的轴向倾斜，以增大第一氨燃料喷口203的流通面积。第一氨燃料喷口203采用斜槽方式增大了氨燃料射流与煤粉气流及高温火燃流的接触面积，斜槽角度越大，强化混合效果越好；而氨射流背风面，形成局部回流区，有利于稳燃。
在一些实施例中，第一氨燃料喷口203的朝向相对于第一筒体103的横截面(垂直于第一筒体的轴向)朝向一次风的流动方向的上游，以与一次风和煤粉通过对撞冲击而充分混合。可选地，第一氨燃料喷口203的朝向与第一筒体的轴线之间的夹角为20°～120°。
当然，第一氨燃料喷口203的朝向相对于第一筒体103的横截面朝向一次风的流动方向的下游，或者第一氨燃料喷口203的朝向垂直于第一筒体的轴线。
在一些实施例中，如图5至6，在第一筒体103的横截面内，第二氨燃料喷口205的朝向相对于第一筒体103的径向倾斜。有利于使得氨燃料在第一筒体103内形成旋转的涡流，有利于氨煤充分混合，强化燃烧。射流喷出后形成一面旋转，一面扩散前进的状态，旋转射流使得轴向和径向建立压力梯度，在旋流射流内部建立涡流区，从而加强扰动促进氨/煤混合，增加与空气的接触面积，有利于强化燃烧和组织火焰。氨燃料射流喷出速度应保证射流在一次风粉中的穿透深度。
可选地，第二氨燃料喷口205的朝向与第一筒体的径向之间的夹角为0～80°。
在一些实施例中，沿第一筒体103的周向布置有多个第二氨燃料喷口205，在第一筒体103的横截面内，多个第二氨燃料喷口205的朝向相对于第一筒体103的径向朝相同的方向倾斜。多个第二氨燃料喷口205相对于第一筒体103的径向均朝顺时针方向或均朝逆时针方向倾斜，以在第一筒体103内形成旋转的涡流，有利于氨煤充分混合，强化燃烧。
在一些实施例中，沿第一筒体103的轴向布置有多组第二氨燃料喷口205，每组第二氨燃料喷口205包括沿周向布置的多个第二氨燃料喷口205。可选地，每组第二氨燃料喷口205为2至32个。
在一些实施例中，如图5至6，第二氨燃料喷口205的垂直于第一筒体103的径向的截面相对于第一筒体103的轴向倾斜，以增大第二氨燃料喷口205的流通面积。第二氨燃料喷口205采用斜槽方式增大了氨燃料射流与煤粉气流及高温火燃流的接触面积，斜槽角度越大，强化混合效果越好；而氨射流背风面，形成局部回流区，有利于稳燃。
一些实施例中，第二氨燃料喷口205的朝向相对于第一筒体103的横截面(垂直于第一筒体的轴向)朝向一次风的流动方向的上游，以与一次风和煤粉通过对撞冲击而充分混合。可选地，第二氨燃料喷口205的朝向与第一筒体的轴线之间的夹角为20°～120°。
当然，第二氨燃料喷口205的朝向相对于第一筒体103的横截面朝向一次风的流动方向的下游，或者第二氨燃料喷口205的朝向垂直于第一筒体的轴线。
燃烧器还包括第一氨燃料调节部件206，第一氨燃料调节部件206与第一氨燃料喷口203连通且用于调节第一氨燃料喷口203的喷射氨燃料的量。通过流量调节实现氨燃料精准分级，分时段营造有效抑制NOx生成及还原的环境。精准调控燃烧器局部小空间氨/煤燃料逐级掺混，实现氨燃料分级，控制NOx生成。
燃烧器还包括第二氨燃料调节部件，第二氨燃料调节部件与第二氨燃料喷口205连通且用于调节第二氨燃料喷口205的喷射氨燃料的量。通过流量调节实现氨燃料精准分级，分时段营造有效抑制NOx生成及还原的环境。
在一些实施例中，混燃腔体102包括套设在第一筒体103内的第二筒体，第二筒体在一次风的流动方向上位于第二氨燃料喷口205和点火源401之间，以将点燃的煤粉向混燃喷口104输送，第一氨燃料喷口203设在第二筒体内周面上以向第二筒体的内腔喷射氨燃料，第二筒体外周面和第一筒体103的内周面之间具有间隙，以形成向第二氨燃料喷口205输送未点燃的一次风和煤粉的第一通道，一次风粉通道包括第一通道。
在一些实施例中，燃烧器还包括套设在第一筒体103内的第三筒体101，在一次风的流动方向上第三筒体101位于点火源401和第二筒体之间，点火源401被配置成点燃进入第三筒体101的煤粉，第三筒体101外周面和第一筒体103的内周面之间具有间隙，以形成向第二筒体和第一筒体103之间的第一通道输送一次风和煤粉的第二通道，一次风粉通道包括第二通道。第一筒体103和第三筒体101之间设置有支撑筋107。
第一筒体103的一次风粉进口引入的一次风和煤粉部分进入到第三筒体103内并被点燃，另一部分未被点燃且经上述的第二通道和第一通道输送至混燃筒体102的下游与第二氨燃料喷口205输出的氨燃料混合，并被混燃筒体102输出的火燃流点燃。
在一些实施例中，第三筒体101的外径小于第二筒体的内径，第三筒体101伸入到第二筒体的内部。
在一些实施例中，燃烧器还包括连接在第一筒体103的内周面和第二筒体的外周面之间的连接部件105，第二筒体、连接部件105和第一筒体103分别设有与第一氨燃料喷口203依次相连的输送氨燃料的孔道。在一些实施例中，连接部件105为设在第二筒体的外周面上的支撑筋板。
借助燃烧器多级筒间的连接部件105(支撑筋板)设置进氨通道，不占据煤粉通道，减少阻力，节省燃烧器空间材料，减少氨管道磨损，提高燃烧器寿命。
在一些实施例中，第一筒体103的内腔的靠近混燃喷口104的一端套设有稳燃环106，第二氨燃料喷口205形成在稳燃环106上。第二氨燃料喷口205设置于燃烧器外筒稳燃环106处，利用此处低压流场，加强氨煤混合。
在一些实施例中，燃烧器还包括套设在第一筒体103外的二次风筒301，二次风筒201和第一筒体103之间形成有环形的二次风道，二次风道延伸至第一筒体103的靠近混燃喷口104的一端，二次风道的靠近混燃喷口104的一端形成输出二次风B的二次风口303。燃烧器设置高速周界风，一方面用于冷却混燃喷口104，另一方面在炉膛内引射高温烟气，加强燃烧。
燃烧器还包括被配置成调节二次风口303的出风量的二次风调节部件302。
燃烧器还包括氨燃料管201、第一支管202和第二支管204。环形的氨燃料管201套设在二次风筒301外。第一支管202连通氨燃料管201和第一氨燃料喷口203。第二支管204连通氨燃料管201和第二氨燃料喷口205。
参与燃烧的一次风粉混合物分级依次进入第一筒体101、混燃腔体102、第一筒体103，及相应各级筒外侧。参与燃烧的氨燃料由氨燃料管201经两级氨燃料(第一支管202及第二支管204)分级引入混燃腔体102及第一筒体103内。以上结构设置，实现氨与煤粉的燃料分级。在点火源401的作用下，煤粉首先在第三筒体101内部点燃，由此使煤粉燃烧初期热解析出大量挥发分含活性物质CH4/H2等；进而，携带活性基团的初级煤粉着火气流进入混燃腔体102，引燃氨与煤的切圆旋转混合物，在初级煤粉着火热及活性基团的促进下，增强了氨燃料燃烧强度，有利于氨快速着火与自持燃烧；接着，处于燃烧状态的氨煤气流，逐级引燃二级氨与煤的切圆旋转混合物；最后，由混燃喷口104喷入炉膛，参与炉膛整体燃烧。二次风筒301送入周界风，通过周界风喷口303设置高速周界风，一方面用于冷却喷口，另一方面在炉膛内引射高温烟气，加强燃烧。
以上燃烧器工作过程使煤粉与氨燃料在内部被逐级点燃，能够在燃烧器内部实现深度燃料分级，有利于抑制NOx生成。
燃烧器的第三筒体101用于初级煤粉气流点燃，尤其对于使用等离子体点火源情况下，当对已有燃烧器进行掺氨改造时不对该中心筒进行改造，能够保证等离子体最佳点火性能。
氨煤混燃燃烧筒可设置采用单极或多级，使氨煤混合燃烧火焰逐级放大。一级氨燃料及多级氨燃料通道，通过燃烧器多级筒间支撑筋板开孔，将氨燃料引入多级筒内；末级进氨通道设置于燃烧器外筒稳燃环处，利用此处低压流场，加强氨煤混合。
视情况，可设置多级氨煤混燃筒，多级氨燃料喷口在一次风的流动方向上依次布置，以形成多级氨煤混燃。
氨燃料管201设计为环形管路，引出多级支管，例如第一支管202穿过二次风筒，通过在混燃腔体102的支撑筋板上加工斜槽，即一级切向进氨槽203，将一级氨燃料送至混燃腔体102内壁，斜槽增加了迎风面氨与风粉混合物的接触面积，背风面形成局部回流区，有利于稳燃，且该方式不占据煤粉通道，减少阻力，节省燃烧器空间材料，减少氨管道磨损，提高燃烧器寿命；第二支管204，将二级氨燃料引入设置于第一筒体103稳燃环处，在稳燃环106上加工斜槽，形成二级切向的第二氨燃料喷口205，借助此处低压流场，加强氨煤混合。氨燃料支管上设置进氨调节阀206，通过调节各级氨燃料比例，实现不同程度的氨燃料分级，营造有利于降低NOx的氛围。
在燃烧器内部，为营造富燃强还原气氛抑制NOx生成，需控制氨煤气流中燃烧所需的氧量，过量空气系数应低于0.98。
以上燃烧器工作过程使煤粉与氨燃料在内部被逐级点燃，能够在燃烧器内部实现深度燃料分级，有利于抑制NOx生成。
根据本发明的另一方面，还公开了一种氨煤混燃锅炉，该锅炉包括炉膛以及上述的燃烧器，燃烧器被配置成向炉膛内输送燃料。
以上仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种氨煤混燃燃烧器，其特征在于，包括：
第一筒体(103)，一端设有引入一次风和煤粉(A)的一次风粉进口，另一端设有喷射点燃的燃料的混燃喷口(104)；
点火源(401)，设在所述第一筒体(103)内并被配置成点燃所述煤粉；
混燃腔体(102)，设在所述第一筒体(103)内且在所述第一筒体(103)内的一次风的流动方向上位于所述点火源(401)的下游，所述混燃腔体(102)的沿所述一次风的流动方向的两端均开口，以将所述点火源(401)点燃的煤粉向所述混燃喷口(104)输送；
第一氨燃料喷口(203)，被配置成向所述混燃腔体(102)内喷射氨燃料；
第二氨燃料喷口(205)，朝向所述第一筒体(103)的内腔以向所述第一筒体(103)内喷射氨燃料，所述第二氨燃料喷口(205)在所述一次风的流动方向上位于所述混燃腔体(102)和所述混燃喷口(104)之间，所述燃烧器设有向所述混燃腔体(102)的下游输送未点燃的一次风和煤粉的一次风粉通道。
2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，在所述混燃腔体(102)的垂直于所述第一筒体(103)的轴向的截面内，所述第一氨燃料喷口(203)的朝向相对于所述第一筒体(103)的径向倾斜。
3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，沿所述第一筒体(103)的周向布置有多个所述第一氨燃料喷口(203)，在所述混燃腔体(102)的垂直于所述第一筒体(103)的轴向的截面内，多个所述第一氨燃料喷口(203)的朝向相对于所述第一筒体(103)的径向朝相同的方向倾斜。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述第一氨燃料喷口(203)的垂直于所述第一筒体(103)的径向的截面相对于所述第一筒体(103)的轴向倾斜。
5.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，在所述第一筒体(103)的横截面内，所述第二氨燃料喷口(205)的朝向相对于所述第一筒体(103)的径向倾斜。
6.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，沿所述第一筒体(103)的周向布置有多个所述第二氨燃料喷口(205)，在所述第一筒体(103)的横截面内，多个所述第二氨燃料喷口(205)的朝向相对于所述第一筒体(103)的径向朝相同的方向倾斜。
7.根据权利要求1、5和6中任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述第二氨燃料喷口(205)的垂直于所述第一筒体(103)的径向的截面相对于所述第一筒体(103)的轴向倾斜。
8.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，还包括：
第一氨燃料调节部件(206)，与所述第一氨燃料喷口(203)连通且用于调节所述第一氨燃料喷口(203)的喷射氨燃料的量；
第二氨燃料调节部件，与所述第二氨燃料喷口(205)连通且用于调节所述第二氨燃料喷口(205)的喷射氨燃料的量。
9.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述混燃腔体(102)包括套设在所述第一筒体(103)内的第二筒体，所述第二筒体在所述一次风的流动方向上位于所述第二氨燃料喷口(205)和所述点火源(401)之间，以将点燃的煤粉向所述混燃喷口(104)输送，所述第一氨燃料喷口(203)设在所述第二筒体内周面上以向所述第二筒体的内腔喷射氨燃料，所述第二筒体外周面和所述第一筒体(103)的内周面之间具有间隙，以形成向所述第二氨燃料喷口(205)输送未点燃的一次风和煤粉的第一通道，所述一次风粉通道包括所述第一通道。
10.根据权利要求9所述的燃烧器，其特征在于，还包括套设在所述第一筒体(103)内的第三筒体(101)，在所述一次风的流动方向上所述第三筒体(101)位于所述点火源(401)和所述第二筒体之间，所述点火源(401)被配置成点燃进入所述第三筒体(101)的煤粉，所述第三筒体(101)外周面和所述第一筒体(103)的内周面之间具有间隙，以形成向所述第二筒体和所述第一筒体(103)之间的第一通道输送一次风和煤粉的第二通道，所述一次风粉通道包括所述第二通道。
11.根据权利要求10所述的燃烧器，其特征在于，所述第三筒体(101)的外径小于所述第二筒体的内径，所述第三筒体(101)伸入到所述第二筒体的内部。
12.根据权利要求9所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器还包括连接在所述第一筒体(103)的内周面和所述第二筒体的外周面之间的连接部件(105)，所述第二筒体、所述连接部件(105)和所述第一筒体(103)分别设有与所述第一氨燃料喷口(203)依次相连的输送氨燃料的孔道。
13.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述第一筒体(103)的内腔的靠近所述混燃喷口(104)的一端套设有稳燃环(106)，所述第二氨燃料喷口(205)形成在所述稳燃环(106)上。
14.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，还包括套设在所述第一筒体(103)外的二次风筒(301)，所述二次风筒(201)和所述第一筒体(103)之间形成有环形的二次风道，所述二次风道延伸至所述第一筒体(103)的靠近所述混燃喷口(104)的一端，所述二次风道的靠近所述混燃喷口(104)的一端形成输出二次风(B)的二次风口(303)。
15.根据权利要求14所述的燃烧器，其特征在于，还包括被配置成调节二次风口(303)的出风量的二次风调节部件(302)。
16.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，还包括；
环形的氨燃料管(201)，套设在所述二次风筒(301)外；
第一支管(202)，连通所述氨燃料管(201)和所述第一氨燃料喷口(203)；
第二支管(204)，连通所述氨燃料管(201)和所述第二氨燃料喷口(205)。
17.一种氨煤混燃锅炉，其特征在于，包括：
炉膛；以及
权利要求1至16中任一项所述的燃烧器，被配置成向所述炉膛内输送燃料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311433213.9A CN117490072A (zh) | 2023-10-31 | 2023-10-31 | 氨煤混燃燃烧器和氨煤混燃锅炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311433213.9A CN117490072A (zh) | 2023-10-31 | 2023-10-31 | 氨煤混燃燃烧器和氨煤混燃锅炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117490072A true CN117490072A (zh) | 2024-02-02 |
Family
ID=89675622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311433213.9A Pending CN117490072A (zh) | 2023-10-31 | 2023-10-31 | 氨煤混燃燃烧器和氨煤混燃锅炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117490072A (zh) |
-
2023
- 2023-10-31 CN CN202311433213.9A patent/CN117490072A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI272357B (en) | NOx-reduced combustion of concentrated coal streams | |
| US9822967B2 (en) | Apparatus for burning pulverized solid fuels with oxygen | |
| EP1537362B1 (en) | Low nox combustion | |
| CN102305415B (zh) | 一种富氧环境下的等离子无油点火系统 | |
| CA2410725A1 (en) | Solid fuel burner, burning method using the same, combustion apparatus and method of operating the combustion apparatus | |
| EP0976977B1 (en) | Pulverized coal burner | |
| US20120129111A1 (en) | Premix for non-gaseous fuel delivery | |
| ITTO940510A1 (it) | Bruciatore a combustibile liquido o gassoso avente un'emissione molto ridotta di ossidi d'azoto. | |
| CN113864775A (zh) | 掺氨多相燃料分级旋流燃烧器 | |
| KR20150083001A (ko) | 고체 연료 버너 | |
| CN217329793U (zh) | 燃烧器和燃烧系统 | |
| CN117490072A (zh) | 氨煤混燃燃烧器和氨煤混燃锅炉 | |
| CN114278940A (zh) | 燃烧器和燃烧系统 | |
| CN112189113A (zh) | 燃料喷嘴系统 | |
| CN201363716Y (zh) | 一种实现低氮氧化物排放的锅炉 | |
| CN115875663A (zh) | 氨煤混燃的火力发电锅炉 | |
| US20140182491A1 (en) | Biomass combustion | |
| CN115419893A (zh) | 一种利用mild燃烧的多级氨气燃烧器 | |
| CN211146455U (zh) | 等离子低氮燃烧装置 | |
| CN209960476U (zh) | 一种煤粉耦合式燃烧装置 | |
| CN101440955B (zh) | 低氮燃烧装置及方法 | |
| CN216744355U (zh) | 燃烧器和燃烧系统 | |
| CN220186814U (zh) | 一种工业炉用燃烧器 | |
| KR100376619B1 (ko) | 저 질소산화물 미분탄 석탄 버너 | |
| CN114278939A (zh) | 燃烧器和燃烧系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |