CN203478217U - 一种分级燃烧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分级燃烧系统，包括与锅炉连接的燃尽燃烧器、再燃燃烧器，所述燃尽燃烧器连接有燃尽风箱（32）；所述燃尽风箱（32）与所述再燃燃烧器可选择地通流或断流。当缺少再燃燃料时，实现燃尽风箱（32）和再燃燃烧器通流，燃尽风箱（32）输出的气体一部分空气进入再燃燃烧器，作为一级燃尽风进入锅炉内，使原有的再燃区变成了一级燃尽区，燃尽风箱（32）输出的另一部分空气进入燃尽燃烧器，作为二级燃尽风进入锅炉内，使原有的燃尽区变成了二级燃尽区。因此，锅炉内的燃料依次经过主燃区、一级燃尽区和二级燃尽区，通过调整一级燃尽风和二级燃尽风风量的大小，同样能够实现稳定燃烧，保证较好的燃烬率和较低的NOx含量。

Description

一种分级燃烧系统

技术领域

本实用新型涉及低氮燃烧技术领域，尤其涉及一种分级燃烧系统。

背景技术

氮氧化物（统称NOx）对人类赖以生存的环境以及人类自身的危害极其严重，燃煤电站锅炉作为NOx排放的第一大户，越来越多地引起社会的关注，国家环保部也加大了对火电厂NOx排放的控制力度。

低NOx燃烧技术是广泛应用于控制燃煤锅炉NOx排放的措施，包括低NOx燃烧器、空气和燃料分级、煤粉浓淡分离燃烧、尾部烟气再循环、低氧燃烧等。这些NOx减排技术或是抑制燃料中氮元素向NOx的转化，或是利用其携带的或者转化生成的HCN、NHi、CHi等还原性物质将主燃区煤粉燃烧生成的NOx部分还原。其中，分级燃烧（包括空气分级及燃料分级）技术是目前应用最广泛、效果最明显的炉内氮氧化物减排技术。

请参考图1，图1为现有技术中分级燃烧系统的结构示意图；下面简要介绍这种系统的工作原理及其存在的技术缺陷。

现有技术中，分级燃烧系统的锅炉从下到上依次连通有主燃烧器11′、再燃燃烧器21′和燃尽燃烧器31′，再燃燃烧器21′连接有再燃燃料风管22′，燃尽燃烧器31′连接有燃尽风箱32′，将锅炉分为主燃区1′、再燃区2′和燃尽区3′。燃烧过程中，将80%～85%的主燃料送入主燃区1′，在过量空气系数SR>1的条件下燃烧并生成NOx，其余15%～20%的再燃燃料则在主燃烧区的上部送入再燃区2′，在SR<1的条件下，主燃区1′和再燃区2′反应生成的部分NOx就会被还原成氮分子。最后，燃尽喷口吹出的燃尽风将主燃区1′未燃尽的煤粉和再燃区2′中未燃尽的再燃燃烧进一步燃烧以燃尽。

然而，对于上述分级燃烧系统来说，再燃燃料（如天然气、生物质等）收到运输条件的限制，往往会供不应求，导致再燃燃料风管22′停止使用，从而无法充分利用再燃燃料风管22′。这样，不同煤质运行时，在主燃区1′以一定的过量空气系数低氧状态燃烧后，直接进入上层的燃尽区3′进行燃烧，导致燃尽效率低、NOx含量高。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对现有的分级燃烧系统进行优化设计，提高在缺少再燃燃料的情况下的燃烬率、降低NOx含量。

实用新型内容

本实用新型的目的为提供一种分级燃烧系统，该系统能够实现再燃燃尽和双级燃尽的切换，使其在缺少再燃燃料的情况下也能保证燃烬率、降低NOx含量。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种分级燃烧系统，包括与锅炉连接的燃尽燃烧器、再燃燃烧器，所述燃尽燃烧器连接有燃尽风箱；所述燃尽风箱与所述再燃燃烧器可选择地通流或断流。

优选地，所述燃尽风箱与所述再燃燃烧器通过连接管连接，所述连接管内设有使其通流或断流的调节部件。

优选地，所述调节部件包括挡板和销轴，所述销轴径向插装于所述连接管内、且与所述连接管可转动连接，所述挡板的横截面积与所述连接管内空腔的横截面形状相同，所述挡板连接于所述销轴位于所述连接管内的部分。

优选地，所述调节部件为沿所述连接管径向设置的挡板，所述挡板与所述连接管插装、且可滑动连接。

优选地，所述再燃燃烧器连接有再燃燃料风管和一级燃尽风管，所述再燃燃料风管、所述一级燃尽风管和至少部分所述连接管三者从内向外依次套装，所述一级燃尽风管的端部在所述连接管的内部。

优选地，所述再燃燃料风管、所述一级燃尽风管与至少部分所述连接管三者同心设置。

优选地，所述一级燃尽风管内设有可使流经的空气产生旋流的多个叶片。

本实用新型提供一种分级燃烧系统，其燃尽风箱与再燃燃烧器可选择地通流或断流。

采用上述结构，当再燃燃料充足时，可以将燃尽风箱和再燃燃烧器断流。这样，载有再燃燃料的空气从再燃燃料风管进入再燃燃烧器，燃烧过程与现有技术相同，即锅炉内的燃料依次经过主燃、再燃和燃尽三个过程，保证较好的燃烬率、降低NOx含量。

当缺少再燃燃料时，实现燃尽风箱和再燃燃烧器通流，这样，燃尽风箱输出的气体一部分空气进入再燃燃烧器，作为一级燃尽风进入锅炉内，使原有的再燃区变成了一级燃尽区，燃尽风箱输出的另一部分空气进入燃尽燃烧器，作为二级燃尽风进入锅炉内，使原有的燃尽区变成了二级燃尽区。因此，锅炉内的燃料依次经过主燃、一级燃尽和二级燃尽，通过合理调整一级燃尽风和二级燃尽风风量的大小，同样能够实现稳定燃烧，保证较好的燃烬率和较低的NOx含量。

由此可见，上述结构的分级燃烧系统能够实现再燃燃尽和双级燃尽的切换，即使缺少再燃燃料，也能保证较好的燃烬率和较低的NOx含量。

在另一种具体实施方式中，所述燃尽风箱与所述再燃燃烧器通过连接管连接，所述连接管内设有使其通流或断流的调节部件，调节部件包括挡板和销轴，所述销轴径向插装于所述连接管内、且与所述连接管可转动连接，所述挡板与所述连接管横截面形状相同，所述挡板连接于所述销轴位于所述连接管内的部分。

采用这种结构，当需要燃尽风箱和再燃燃烧器断流时，转动销轴以使挡板沿连接管的径向设置，此时连接管的流量为零；当需要燃尽风箱和再燃燃烧器通流时，转动销轴以使挡板与连接管的横截面保持一定的夹角，夹角越大，连接管的流量越大。由此可见，采用这种连通方式能够通过简单、方便的操作实现连接管的通流或断流，并在通流情况下实现燃尽风箱和再燃燃烧器的通流流量的调节。

附图说明

图1为现有技术中分级燃烧系统的结构示意图；

图2为本实用新型所提供分级燃烧系统的一种具体实施方式的结构示意图。

其中，图1中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

主燃区1′；主燃烧器11′；

再燃区2′；再燃燃烧器21′；再燃燃料风管22′；

燃尽区3′；燃尽燃烧器31′；燃尽风箱32′；

图2中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

主燃区1；主燃烧器11；

再燃区2；再燃燃烧器21；连接管22；调节部件221；再燃燃料风管23；一级燃尽风管24；

燃尽区3；燃尽燃烧器31；燃尽风箱32。

具体实施方式

本实用新型的核心为提供一种分级燃烧系统，该系统通过可选择地实现燃尽风箱和再燃燃烧器通流或断流，能够在缺少再燃燃料时切换至双级燃尽状态，保证燃烬率、降低NOx含量。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本实用新型所提供分级燃烧系统的一种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体实施方式中，如图2所示，本发明提供一种分级燃烧系统。该分级燃烧系统包括主燃区1、再燃区2和燃尽区3。再燃区2设有与锅炉连通的再燃燃烧器21，再燃燃烧器21连接有再燃燃料风管23，再燃燃料风管23用于输送载有再燃燃料的空气。燃尽区3设有与锅炉连通的燃尽燃烧器31，燃尽燃烧器31连接有用于输送燃尽风的燃尽风箱32，该燃尽风箱32和再燃燃烧器21可选择地通流或断流。

采用上述结构，当再燃燃料充足时，可以将燃尽风箱32和再燃燃烧器21断流。这样，载有再燃燃料的空气从再燃燃料风管23进入再燃燃烧器21，燃烧过程与现有技术相同，即锅炉内的燃料依次经过主燃、再燃和燃尽三个过程，保证较好的燃烬率、降低NOx含量。

当缺少再燃燃料时，实现燃尽风箱32和再燃燃烧器21通流，这样，燃尽风箱32输出的气体一部分空气进入再燃燃烧器21，作为一级燃尽风进入锅炉内，使原有的再燃区2变成了一级燃尽区。燃尽风箱32输出的另一部分空气进入燃尽燃烧器31，作为二级燃尽风进入锅炉内，使原有的燃尽区3变成了二级燃尽区。因此，锅炉内的燃料依次经过主燃、一级燃尽和二级燃尽，通过合理调整一级燃尽风和二级燃尽风风量的大小，同样能够实现稳定燃烧，保证较好的燃烬率和较低的NOx含量。

由此可见，上述结构的分级燃烧系统能够实现再燃燃尽和双级燃尽的切换，即使缺少再燃燃料，也能保证较好的燃烬率和较低的NOx含量。

还可以具体设置上述燃尽风箱32和再燃燃烧器21通流或断流的方式。

在另一种具体实施方式中，上述再燃燃烧器21和所述燃尽风箱32通过连接管22连接，所述连接管22内设有使其通流或断流的调节部件221。

具体的方案中，上述调节部件221可以包括挡板和销轴，销轴径向插装于所述连接管22内、且与所述连接管22可转动连接，所述挡板与所述连接管22横截面形状相同，该挡板连接于所述销轴位于所述连接管22内的部分。

采用这种结构，当需要燃尽风箱32和再燃燃烧器21断流时，转动销轴以使挡板沿连接管22的径向设置，此时连接管22的流量为零；当需要燃尽风箱32和再燃燃烧器21通流时，转动销轴以使挡板与连接管22的横截面保持一定的夹角，夹角越大，连接管22的流量越大。由此可见，采用这种连通方式能够通过简单、方便的操作实现连接管22的通流或断流，并在通流情况下实现燃尽风箱32和再燃燃烧器21的通流流量的调节。

可以想到，上述调节部件221并不仅限上述挡板和销轴的结构。在另一种具体实施方式中，上述调节部件221可以包括径向设置的挡板，如图2所示，该挡板与所述连接管22插装、且可滑动连接。当需要燃尽风箱32和再燃燃烧器21通流时，只需拉动挡板使其向外滑动，以使挡板的一侧边缘与连接管22内壁形成通道，即可实现对连接管22的流量的控制。当需要燃尽风箱32和再燃燃烧器21断流时，只需拉动挡板使其箱内滑动，以使挡板径向封堵连接管22。

进一步的方案中，挡板的外侧还可以设有密封圈，当挡板向外滑动时，密封圈能够移动至连接管22的外侧，对连接管22进行密封，避免连接管22泄漏。

在另一种具体实施方式中，再燃燃烧器21还连接有一级燃尽风管24，上述再燃燃料风管23、一级燃尽风管24和至少部分连接管22三者从内向外依次套装，一级燃尽风管24的端部设于连接管22的内部。

这样，当再燃燃料充足时，再燃燃料随载气经再燃燃料风管23进入再燃燃烧器21。当缺少再燃燃料时，从燃尽风箱32中吹出的燃尽风流经连接管22进入一级燃尽风管24，燃尽风在一级燃尽风管24中形成再燃燃烧器21需要的一级燃尽风，再进入再燃燃烧器21。再燃燃料风管23、一级燃尽风管24和连接管22三者套装使得分级燃烧系统的结构更加简单、紧凑。

可以想到，上述三者并不仅限套装的结构，还可以将再燃燃料风管23单独设置，将一级燃尽风管24与连接管22二者套装。

进一步的方案中，上述再燃燃料风管23、一级燃尽风管24和部分连接管22三者同心设置。这样，保证分级燃烧系统的再燃部分结构对称，进入再燃燃烧器21的气流稳定。

具体的方案中，上述一级燃尽风管24内可以设置使流经的空气产生旋流的多个叶片。这样，从燃尽风箱32经连接管22进入一级燃尽风管24后形成旋流的一级燃尽风，再进入再燃燃烧器21，这种一级燃尽风管适合旋流燃烧器。

当然，上述一级燃尽风管24也可以为最常用的直筒空管，这样，从燃尽风箱32中流出的气体为直流风。

以上对本实用新型所提供的一种分级燃烧系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种分级燃烧系统，包括与锅炉连接的燃尽燃烧器（31）、再燃燃烧器（21），所述燃尽燃烧器（31）连接有燃尽风箱（32）；其特征在于，所述燃尽风箱（32）与所述再燃燃烧器（21）可选择地通流或断流。 

2.根据权利要求1所述的分级燃烧系统，其特征在于，所述燃尽风箱（32）与所述再燃燃烧器（21）通过连接管（22）连接，所述连接管（22）内设有使其通流或断流的调节部件（221）。 

3.根据权利要求2所述的分级燃烧系统，其特征在于，所述调节部件（221）包括挡板和销轴，所述销轴径向插装于所述连接管（22）内、且与所述连接管（22）可转动连接，所述挡板与所述连接管（22）横截面形状相同，所述挡板连接于所述销轴位于所述连接管（22）内的部分。

4.根据权利要求2所述的分级燃烧系统，其特征在于，所述调节部件（221）为沿所述连接管（22）径向设置的挡板，所述挡板与所述连接管（22）插装、且可滑动连接。 

5.根据权利要求2-4任一项所述的分级燃烧系统，其特征在于，所述再燃燃烧器（21）连接有再燃燃料风管（23）和一级燃尽风管（24），所述再燃燃料风管（23）、所述一级燃尽风管（24）和至少部分所述连接管（22）三者从内向外依次套装，所述一级燃尽风管（24）的端部设于所述连接管（22）内。 

6.根据权利要求5所述的分级燃烧系统，其特征在于，所述再燃燃料风管（23）、所述一级燃尽风管（24）与至少部分所述连接管（22）三者同心设置。 

7.根据权利要求5所述的分级燃烧系统，其特征在于，所述一级燃尽风管（24）内设有可使流经的空气产生旋流的多个叶片。 

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