CN204165044U - 一种逆流预混式煤粉低氮燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种逆流预混式煤粉低氮燃烧器，解决煤粉燃烧器点火时间长、稳定性和煤种适应性差、NO_X排放量大的问题。包括一次风中心管、内二次风管、外二次风管、钝体、扩口，一次风中心管、内二次风管、外二次风管由内至外依次并列套装，在内、外二次风管的入口处均设有开度可调的调节挡板，在外二次风管内呈圆周布置有轴向可调的旋流叶片，钝体为圆盘形结构，固定于一次风中心管的出口端前，其中迎风面的中间突起、外侧为弧形凹槽，而迎火面为平面，在燃烧器的末端设有扩口，将一次风中心管、内二次风管、外二次风管、钝体收缩于燃烧器内。本实用新型提高了煤种适应性和火焰稳定性，降低了NO_X的排放量。

Description

一种逆流预混式煤粉低氮燃烧器

技术领域

本实用新型涉及煤粉工业锅炉燃烧系统，具体涉及一种逆流预混式煤粉低氮燃烧器。

背景技术

截止目前，我国燃煤工业锅炉保有量约50万台，占工业锅炉总量的85%左右，主要用于工业生产和建筑采暖等领域，用户领域覆盖面广泛，年耗煤近7亿吨。然而我国的燃煤工业锅炉普遍存在燃烧效率低下，污染严重等问题。

首先，我国现有燃煤工业锅炉的平均运行效率仅为60%-65%，比国外先进水平低15-20个百分点，每年燃煤工业锅炉产生的SO₂约1000万吨、NO_X约200万吨、粉尘约100万吨，排放量仅次于燃煤发电。从现有研究成果来看，SO₂及粉尘控制技术已发展的较为成熟，但NO_X的控制技术依然是燃煤工业锅炉污染控制领域的难点，因此，如何改进燃烧技术及燃烧装置的性能，是解决NO_X污染的有效途径。

其次，我国贫煤、无烟煤等低挥发分煤的资源极其丰富，但这种煤极不易着火和燃尽，调峰运行十分困难，而现有燃煤装置在燃烧此类煤种时，存在点火困难及严重的稳燃问题，急需加以改进。

综上所述，我国现有的工业锅炉的煤粉燃烧器普遍存在点火时间长、耗油量大，火焰稳定性差，煤种适应性差等问题，且不能有效地控制NO_X的排放量，很难达到NO_X的排放要求，难以满足日益严苛的环保标准。

发明内容

本实用新型的目的在于解决煤粉燃烧器存在的点火时间长、稳定性差、煤种适应性差、以及NO_X的排放量大的问题，而提供了一种逆流预混式煤粉低氮燃烧器。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种逆流预混式煤粉低氮燃烧器，包括一次风中心管、内二次风管、外二次风管、钝体、扩口，所述一次风中心管、内二次风管、外二次风管由内至外依次并列套装，在所述内、外二次风管的入口处均设有开度可调的调节挡板，在所述外二次风管内呈圆周布置有轴向可调的旋流叶片，所述钝体为圆盘形结构，固定于一次风中心管的出口端前,其中迎风面的中间突起、外侧为弧形凹槽，而迎火面为平面，在所述燃烧器的末端设有扩口，将一次风中心管、内二次风管、外二次风管、钝体收缩于燃烧器内。

进一步地，所述的内二次风管内壁的喷口前端布置有导流环。

所述的旋流叶片的旋流角度为35-55^o。

所述的钝体以筋板固定方式固定于一次风中心管的出口端前。

上述燃烧器的燃烧方法为：

中低温循环烟气通过所述一次风中心管输送煤粉，一次风粉气流遇钝体后，形成逆向风粉气流，与经所述内二次风管输入的预混直流内二次风进行预混，混合后的粉气流经内二次风喷口喷出，送入炉膛；外二次风经所述外二次风管内的可调轴向旋流叶片后产生旋转射流，经外二次风扩口喷出，送入炉膛，其中以轴向流速为15～18m/s， 200～300℃的中低温循环烟气为一次风；以流速为18～30m/s，预热或不经预热的助燃空气为内二次风；以轴向流速为30～45m/s，预热或不经预热的助燃空气为外二次风。

燃烧时，一次风粉气流在出口处受钝体的作用，发生流向逆转，形成与内二次风流向相反的风粉流，强化了煤粉与助燃空气混合的同时，又能在燃烧器前端中心较大区域保持较低的氧势； 逆向流动的一次风粉流和内二次风气流的对冲作用，可将两股气流的喷出流速降低到比较低的水平，有利于煤粉火焰扩散和稳定；内二次风通道前端内壁设置有导流环，强化内二次风与逆流一次风粉的混合；外二次风流经轴向旋流叶片后以较高强度的旋转气流形式由燃烧器喷口喷出，在燃烧器前端中心区域形成一定体积的炉膛高温烟气回流区，强化回流高温烟气与风粉气流的混合，稳定煤粉火焰，加速煤粉的燃烧。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

（1）提高煤种适应性：低挥发份煤的不足之处是着火和稳燃存在较大困难，本实用新型通过调节预混内二次风风量，实现煤粉着火前不同煤种具有不同的混合气流浓度，保证不同煤种的点火和稳燃，可提高煤种的适应性；

（2）降低NO_X的排放量：通过调节预混的内二次风风量，实现火焰中心较大区域的低空气过剩系数（≤0.75），保证燃烧室的燃烧器轴线方向较长范围内的还原性气氛，控制燃料型NO_X的生成；

（3）提高煤粉的火焰稳定性：通过调节预混内二次风风量，控制着火距离，保证煤粉在燃烧器出口200-500mm范围内稳定燃烧；

（4）强化一次风粉与内二次风的混合效果：实现煤粉着火及初期燃烧能及时获得氧气的适量供应，提高煤粉火焰温度，克服中小型煤粉工业锅炉水冷度高、火焰温降梯度大的缺陷，为燃烧中后期外二次风的混入和燃烧反应创造良好的温度条件，保证煤粉能够燃烧充分；

（5）可实现微油短暂点火：通过调节预混内二次风风量，调控不同煤种的煤粉出口浓度，尽量减少着火热，使之在回流区的中心处实现快速微油点火。

附图说明

图1为本实用新型燃烧器的结构示意图；

图中：1—次风中心管、2—内二次风管、3—外二次风管、4—调节挡板、5—旋流叶片、6—导流环、7—钝体、8—扩口。

具体实施方式

为更好地说明本实用新型的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现参照附图1对本实用新型的技术方案进行如下详细说明，但不能理解为对本实用新型的可实施范围的限定。

如图1所示的一种逆流预混式煤粉低氮燃烧器，包括一次风中心管1、内二次风管2、外二次风管3、钝体7、扩口8，所述一次风中心管1、内二次风管2、外二次风管3由内至外依次并列套装，在所述内、外二次风管的入口处均设有开度可调的调节挡板4，在所述外二次风管内呈圆周布置有轴向可调的旋流叶片5，所述钝体7为圆盘形结构，固定于一次风中心管1的出口端前，其中迎风面的中间突起、外侧为弧形凹槽，而迎火面为平面，在燃烧器的末端设有扩口8，将一次风中心管1、内二次风管2、外二次风管3、钝体7收缩于燃烧器内。

其中内二次风管2内壁的喷口前端布置有导流环6，旋流叶片5的旋流角度为35-55^o。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种逆流预混式煤粉低氮燃烧器，其特征在于，包括一次风中心管（1）、内二次风管（2）、外二次风管（3）、钝体（7）、扩口（8），所述一次风中心管（1）、内二次风管（2）、外二次风管（3）由内至外依次并列套装，在所述内、外二次风管的入口处均设有开度可调的调节挡板（4），在所述外二次风管内呈圆周布置有轴向可调的旋流叶片（5），所述钝体（7）为圆盘形结构，固定于一次风中心管（1）的出口端前，其中迎风面的中间突起、外侧为弧形凹槽，而迎火面为平面，在燃烧器的末端设有扩口（8），将一次风中心管（1）、内二次风管（2）、外二次风管（3）、钝体（7）收缩于燃烧器内。

2.根据权利要求1所述的一种逆流预混式煤粉低氮燃烧器，其特征在于，所述的内二次风管（2）内壁的喷口前端布置有导流环（6）。

3.根据权利要求1或2所述的一种逆流预混式煤粉低氮燃烧器，其特征在于，所述的旋流叶片（5）的旋流角度为35-55^o。

4.根据权利要求1或2所述的一种逆流预混式煤粉低氮燃烧器，其特征在于，所述的钝体（7）以筋板方式固定于一次风中心管（1）的出口端前。