CN203052656U

CN203052656U - 重油燃烧器

Info

Publication number: CN203052656U
Application number: CN 201220633782
Authority: CN
Inventors: 陈灿; 谢佳; 张定海; 王军; 刘泰生; 张山鹰; 陈阳; 莫春鸿; 吉彦鹏; 倪刚; 李家全; 徐磊
Original assignee: Dongfang Boiler Group Co Ltd
Current assignee: Dongfang Boiler Group Co Ltd
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2022-11-27

Abstract

本实用新型公开了一种重油燃烧器，包括由内到外套设的雾化油枪、一次风管和二次风管，雾化油枪包括相连的油管和喷嘴，在二次风管内设有旋流器，其特征在于在喷嘴的前端面上同心的设有两圈喷孔，每圈喷孔均包括等间距设置的数个喷孔，两圈喷孔在圆周上间隔排列，且外圈喷孔的孔径和喷射角度均比内圈喷孔的孔径和喷射角度更大。本实用新型能大幅降低氮氧化物的产生，满足日益提高的环保要求，具有更广的市场前景。

Description

重油燃烧器

技术领域

本实用新型涉及一种用于锅炉的重油燃烧器。

背景技术

重油是一种液态化石燃料，与常规煤粉相比，燃烧净热值高；与天然气等气体燃料相比，系统更为简单安全、易于储存且不受地域限制，与轻油相比，由于制作工艺的区别更为经济便宜。近年来，随着优质燃油和天然气的价格不断上涨，重油在中东等产油国家作为替代动力燃料越来越受到的重视。在中东等重油储量较大的国家，以重油为主燃料的锅炉更是新建电站的首选，因此燃油机组在一些产油国家还有相当大的市场。

重油是原油经过加热精炼后分馏出汽油、煤油和柴油后剩下的残留物，其着火和燃尽特性比煤粉容易，它在燃烧过程中，氮氧化物的生成是燃烧反应的一部分，燃烧生成的氮氧化物主要是NO和NO2，统称为NOx。在锅炉燃料的燃烧过程中生成的NOx，其生成方式主要有三个：热力型、快速型和燃料型。

热力型：燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，其中的生成过程是一个不分支连锁反应,其生成机理称为扩大的捷里多维奇机理,随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律增加。当T<1500°C时，NO的生成量很少，而当T>1500°C时，T每增加100°C，反应速率增大6-7倍。温度对热力型NOX的影响是非常明显的，除此之外，过剩空气系数、停留时间、压力等对热力型有一定影响，一般油燃烧过程中热力型NOX生成量最多,占总量的70%-80%。

快速型

1971 年费尼莫尔提出了快速型NOx的生成反应机理。碳氢化合物燃料燃烧时，如果碳氢化合物的浓度较高，快速型NOx会在反应区域附近迅速生成， NO快速型NOx 多产生于氧气浓度较低的富燃料燃烧情况，同时快速型NOx对温度的依赖性较弱，仅在低温时才考虑，它占总量的15%-20%。；高温时热力型NOx较多，快速型可以忽略不计。燃料型氮氧化物所占比例较少。

目前，电站锅炉使用的燃油燃烧器，包括由内到外套设的雾化油枪、一次风管和二次风管，雾化油枪包括相连的油管和喷嘴，在喷嘴的前端面上设有一圈环形排列的数个等径的喷孔，各喷孔的喷射角度也相同，在二次风管内设有旋流器；该燃烧器为满足热力的要求，需尽可能设置较多的喷孔，这导致各喷孔的距离较近，在使用时，各喷孔中的火焰易相互点火，火焰的散热较差，燃烧温度高，产生较多的热力型氮氧化物，同时在燃烧中心区域还出现氧气浓度较低、重油浓度较高的燃料工况，也有相当一部分的快速型氮氧化物生成，导致现有的重油锅炉在燃烧中容易产生高氮氧化物（NOx）等污染物排放，氮氧化物的排放往往达到800mg/Nm³，无法满足环保要求。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述不足，提供一种重油燃烧器，它能大幅降低氮氧化物的产生，满足日益提高的环保要求，具有更广的市场前景。

为达到上述目的，本实用新型的重油燃烧器，包括由内到外套设的雾化油枪、一次风管和二次风管，雾化油枪包括相连的油管和喷嘴，在二次风管内设有旋流器，其特征在于在喷嘴的前端面上同心的设有两圈喷孔，每圈喷孔均包括等间距设置的数个喷孔，两圈喷孔在圆周上间隔排列，且外圈喷孔的孔径和喷射角度均比内圈喷孔的孔径和喷射角度更大。

使用时：在燃烧器内雾化油枪的油管中通入重油，经油枪前端的喷嘴形成数股按内、外圈同心排列的且内淡外浓的喷雾，外圈喷雾的喷射角度大于内圈，并将内、外圈的喷雾在圆周上间隔设置，经点火器点燃后形成数股分割燃烧的火焰，且内圈的火焰小，外圈的火焰大，助燃气由内到外围绕燃烧器的油枪形成平流的一次风和旋流的二次风；分割燃烧的数股火焰在圆周上间隔设置，在数量相同的情况下其间距较大，可避免互相点火升温，又由于火焰小，火焰散热表面积增大，冷却条件改善，从而使火焰温度降低，另一方面，分股燃烧缩短了N和O等气体在火焰中的停留时间，使得热力型氮氧化物的生成量进一步降低；一次风为平流，二次风为旋流，内淡外浓的喷雾，形成内部低氧少油、外围富氧多油的燃烧状态，均可抑制快速型氮氧化物的生成；同时小火焰角度小，粒度细，能够形成稳定燃烧的火焰，不增加烟尘浓度和不完全燃烧损失；

作为本实用新型的进一步改进，在二次风管外还套设有三次风管，在三次风管内也设有旋流器，该旋流器的叶片角度比二次风管内旋流器的叶片角度更大；使用时，在各燃烧器的二次风外还形成旋流的三次风，且三次风的旋流强度大于二次风；小油孔出来的粒径细，而且细油粒能够只能进入一、二次风，从而能够形成稳定燃烧的火焰，大角度的油孔出来的粒径粗，能够穿透至三次风从而进一步促成形成分离火焰；增设三次风，可实现阶段性供氧，达到燃烧器区域中心欠氧、外围富氧的效果，能保证浓、淡两部分烟气离开炉膛前能完全混合，以防止产生不完全燃烧损失；三次风的旋流强度大于二次风，可推迟二、三次风的掺混，使得二次风内低氧燃烧的时间延长，燃烧温度更低，有利于抑制氮氧化物的生成；

作为本实用新型的进一步改进，所述外圈喷孔的喷射角度为80-100°，内圈喷孔的喷射角度为60-80°；该角度内圈火焰既能进入二次风，烟气混合均匀，又能实现内、外圈火焰分割，进一步降低火焰温度；

作为本实用新型的进一步改进，在一次风管的前端管口设有向外弯折的火焰分割环；火焰分割环改变二次风在通过火焰分割环时的送入方向，可推迟二次风与火焰的混合时间，即将火焰在直径方向分割为两部分，更好的实现火焰分割；

作为本实用新型的进一步改进，在一次风管内的前端设有稳燃器；可形成稳定燃烧的火焰。

综上所述，本实用新型能大幅降低氮氧化物的产生，满足日益提高的环保要求，具有更广的市场前景。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构简图。

图2为图1中雾化油枪喷嘴的端面视图。

图3为雾化油枪喷嘴喷射角度的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1至图3所示，该重油锅炉燃烧器6包括由内到外套设的雾化油枪7、一次风管8、二次风管9和三次风管10，相邻的风管之间通过连杆相连，雾化油枪7包括相连的油管71和喷嘴72，在一次风管8内的前端设有稳燃器11，在一次风管8的前端管口设有向外弯折的火焰分割环12，在二次风管9和三次风管10内均设有旋流器13或14，三次风管10内旋流器14的叶片角度比二次风管9内旋流器14的叶片角度更大，在喷嘴72的前端面上同心的设有两圈喷孔，每圈喷孔均包括等间距设置的三个喷孔15或16，两圈喷孔在圆周上间隔排列，且外圈喷孔15的孔径比内圈喷孔16的孔径更大，所述外圈喷孔15的喷射角度b为80-100°，内圈喷孔16的喷射角度a为60-80°；

使用时：在燃烧器内雾化油枪7的油管71中通入重油，经油枪前端喷嘴72上两圈排列的六个大、小喷孔15或16，形成六股按内、外圈同心排列的且内淡外浓的喷雾，外圈喷雾的喷射角度为80-100°，内圈喷雾的喷射角度为60-80°，内、外圈的喷雾在圆周上间隔设置，经点燃后形成六股分割燃烧的火焰，由于孔径不同，内圈的火焰小，外圈的火焰大，混合气由内到外围绕各燃烧器6的油枪7形成平流的一次风和旋流的二次风和三次风，由于三次风管10内旋流器14的叶片角度比二次风管9内的为大，三次风的旋流强度大于二次风；

在圆周上间隔设置的内、外圈的喷雾及喷射角度的不同，形成分割燃烧的数股火焰，火焰分割环12改变二次风在通过火焰分割环12时的送入方向，可推迟二次风与火焰的混合时间，即将火焰在直径方向分割为两部分，更好的实现火焰分割，其间距较大，可避免互相点火升温，又由于火焰小，火焰散热表面积增大，冷却条件改善，从而使火焰温度降低，另一方面，分股燃烧缩短了N和O等气体在火焰中的停留时间，使得热力型NOx生成量进一步降低；一次风为平流，二、三次风为旋流，内淡外浓的喷雾，形成内部低氧少油、外围富氧多油的燃烧状态，均可抑制快速型氮氧化物的生成；小油孔出来的粒径细，而且细油粒能够只能进入一、二次风，同时小火焰角度小，从而能够形成稳定燃烧的火焰，不增加烟尘浓度和不完全燃烧损失，稳燃器11在一次风管8中的占空比为50%-80%，可提高稳燃效果；大角度的喷孔15出来的粒径粗，能够穿透至三次风从而进一步促成形成分离火焰；二、三次风的形成还可实现阶段性供氧，达到燃烧区域中心欠氧、外围富氧的效果，能保证浓、淡两部分烟气离开炉膛前能完全混合，以防止产生不完全燃烧损失；三次风的旋流强度大于二次风，可推迟二、三次风的掺混，使得二次风内低氧燃烧的时间延长，燃烧温度更低，有利于抑制氮氧化物的生成；外圈喷孔15的喷射角度为80-100°，内圈喷孔16的喷射角度为60-80°，该角度内圈火焰既能进入二次风，烟气混合均匀，又能实现内、外圈火焰分割，进一步降低火焰温度；能够使得NOx排放下降至250mg/Nm³以下，远低于早期油燃烧系统800mg/Nm³以上的氮氧化物排放量。

Claims

1.一种重油燃烧器，包括由内到外套设的雾化油枪、一次风管和二次风管，雾化油枪包括相连的油管和喷嘴，在二次风管内设有旋流器，其特征在于在喷嘴的前端面上同心的设有两圈喷孔，每圈喷孔均包括等间距设置的数个喷孔，两圈喷孔在圆周上间隔排列，且外圈喷孔的孔径和喷射角度均比内圈喷孔的孔径和喷射角度更大。

2.如权利要求1所述的重油燃烧器，其特征在于在二次风管外还套设有三次风管，在三次风管内也设有旋流器，该旋流器的叶片角度比二次风管内旋流器的叶片角度更大。

3.如权利要求1或2所述的重油燃烧器，其特征在于所述外圈喷孔的喷射角度为80-100°，内圈喷孔的喷射角度为60-80°。

4.如权利要求3所述的重油燃烧器，其特征在于在一次风管的前端管口设有向外弯折的火焰分割环。

5.如权利要求4所述的重油燃烧器，其特征在于在一次风管内的前端设有稳燃器。