CN204629471U - 一种顶部布置的水煤浆注汽锅炉旋流低NOx燃烧器 - Google Patents

Abstract

一种顶部布置的水煤浆注汽锅炉旋流低NOx燃烧器，其特征在于：包括由内至外依次同轴心布置的水煤浆枪套管、一次风管、内二次风管；内二次风管外层是环形布置的间设的数个外二次风管，内二次风管和外二次风管之间留有空隙，间隙中具有注料层；一次风管中安装高能点火器套管和燃气枪套管。本实用新型降低水煤浆燃烧过程中的NOx排放。

Description

一种顶部布置的水煤浆注汽锅炉旋流低NOx燃烧器

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧器，特点是一种顶部布置的水煤浆注汽锅炉旋流低NOx燃烧器。

背景技术

我国新疆油田稠油开采采用常规燃气注汽锅炉，随着天然气用量受限及价格上调两大不利因素的影响，将现有常规燃气注汽锅炉再制造升级为水煤浆过热油田注汽锅炉是以煤代气实现燃料转型的选择之一。我国煤炭储量丰富，煤种齐全，发展和应用水煤浆技术符合国家以煤代油能源政策，是推广洁净煤技术的一项重要内容。水煤浆作为一种石油燃料的替代品具有价格便宜、低污染、技术成熟等优点，但是相比于燃气锅炉，水煤浆燃烧过程中产生的NOx排放及灰渣污染问题是急需解决的关键，由于目前燃烧器自身结构的缺陷，导致现有水煤浆燃烧器NOx排放普遍较高。如何保证水煤浆在现有注汽锅炉中稳定着火、燃烧的同时降低NOx排放，同时辅以尾部脱硝，以达到与原有燃气注汽锅炉相当的水平，是水煤浆注汽锅炉低氮燃烧器急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种顶部布置的水煤浆注汽锅炉旋流低NOx燃烧器，其目的是克服现有技术中的不足，降低水煤浆燃烧过程中的NOx排放。

为解决技术问题，本实用新型提供了一种适用于注汽锅炉的燃水煤浆旋流低NOx燃烧器一种顶部布置的水煤浆注汽锅炉旋流低NOx燃烧器，其特征在于：包括由内至外依次同轴心布置的水煤浆枪套管、一次风管、内二次风管；内二次风管外层是环形布置的间设的数个外二次风管，内二次风管和外二次风管之间留有空隙，间隙中具有注料层；一次风管中安装高能点火器套管和燃气枪套管。

所述一次风管的喷口和内二次风管的喷口为环状，外二次风管的喷口为环形布置的间设的圆孔状。

所述一次风管的喷口比内二次风管的喷口缩进40mm。

所述外二次风管的喷口偏离中心轴角度为10°。

所述一次风管和内二次风管中分别设置了旋流器，一次风管的喷口和内二次风管喷口外扩，一次风管的喷口扩口角度要大于内二次风管喷口的扩口角度。

本实用新型的有益效果在于：

(1)传统的油田开采采用燃气注汽锅炉，其燃烧器以天然气为燃料，成本高，用量大，本实用新型所述水煤浆注汽锅炉低NOx燃烧器以水煤浆为燃料，价格便宜、NOx排放低，可提高注汽锅炉运行的经济性。

(2)本实用新型将水煤浆燃烧器所需的总风量分成了多股，并将各股风之间留有合理的间隙，有效控制各股风与水煤浆的混合，在保证燃烧效率的前提下大幅降低NOx排放。

附图说明

图1为水煤浆注汽锅炉低NOx燃烧器结构示意图。

图2为水煤浆注汽锅炉低NOx燃烧器喷口示意图。

附图标记：1：水煤浆枪套管；2：一次风管；3：内二次风管；4：外二次风管；5：一次风旋流器；6：内二次风旋流器；7：旋流强度调节装置；8一次风门调节装置；9：二次风门调节装置；10：浇筑料；11：高能点火器套管；12：点火气枪套管。

具体实施方式

下面结合附图1和附图2，对本实用新型的具体实施方式加以阐述。

燃水煤浆低NOx燃烧器布置在注汽锅炉顶部，图1箭头为风向。从内至外依次为水煤浆枪套管1、一次风管2、内二次风管3，同轴心布置，中心为水煤浆通道，外围为旋流一次风通道，再外层为旋流内二次风通道，最外层为环形布置的间设的8个外二次风管4，所有喷口朝下。其中：一次风管出口处安装一次风旋流器5，旋流强度固定，通过一次风门调节装置8可调节风量；二次风管中部安装内二次风旋流器6，调节方式采用现有可调旋流结构，通过旋流强度调节装置7调节旋流强度，可调整火焰长度，保证燃烧效率。内二次风管3与外二次风管4之间留有圆环空隙，其中打浇注料10，避免内外二次风过早混合。一次风管2中布置高能点火器套管11和燃气枪套管12，用以布置高能点火器和燃气枪，供水煤浆点火用。外二次风管4型式为直流，可阻隔外二次风与水煤浆的过早混合；一次风、二次风各风管的喷口出口均设计成扩口形状，扩角不同，一次风扩口角度要大于二次风，以合理控制各层风的混合和火焰长度。

水煤浆从燃水煤浆低NOx燃烧器中喷射出来着火预燃所需的风量分为三股，包括旋流一次风、旋流内二次风和直流外二次风。一次风管2喷口比内二次风管3喷口缩进40mm，8个外二次风管4喷口偏离中心轴角度为10度。一次风管2喷口和内二次风管3喷口为环状，外二次风管4喷口为环形布置的间设的圆孔状。这样各股风之间留有合理的间隙，有效控制各股风与水煤浆的混合，在保证燃烧效率的前提下大幅降低NOx排放。

水煤浆燃烧所需的总风量分成了三部分：水煤浆从燃烧器中喷射出来着火预燃所需的风量、水煤浆在炉膛中稳燃所需的风量以及燃尽区的SOFA风，通过这样的空气分级配风设计可以起到两方面作用：一是使着火预燃区燃烧前期阶段总氧量处于最佳氧浓度，实现燃烧初期NOx生成的抑制；二是在为水煤浆燃烧中期适时补充氧量，保证燃烧速率不因空气分级燃烧而受到影响。各层风入口设置风门，调节各股风量，以适应水煤浆低氮燃烧的需要。

通过以上措施有效控制低氮燃烧器中各股风与水煤浆的混合，保证水煤浆整个燃烧过程都在最佳氧浓度下进行，在保证燃烧效率的前提下大幅降低NOx排放。

本实用新型的优势是：水煤浆注汽锅炉低NOx燃烧器，采用水煤浆作燃料，替代了昂贵的天然气，可实现低NOx排放，有效实现了水煤浆代气清洁燃烧和节能减排，提高了注汽锅炉的运行经济性，对新疆油田稠油开采具有很好的应用前景。

Claims (5)

1.一种顶部布置的水煤浆注汽锅炉旋流低NOx燃烧器，其特征在于：包括由内至外依次同轴心布置的水煤浆枪套管、一次风管、内二次风管；内二次风管外层是环形布置的间设的数个外二次风管，内二次风管和外二次风管之间留有空隙，间隙中具有注料层；一次风管中安装高能点火器套管和燃气枪套管。

2.根据权利要求1所述的一种顶部布置的水煤浆注汽锅炉旋流低NOx燃烧器，其特征在于：所述一次风管的喷口和内二次风管的喷口为环状，外二次风管的喷口为环形布置的间设的圆孔状。

3.根据权利要求2所述的一种顶部布置的水煤浆注汽锅炉旋流低NOx燃烧器，其特征在于：所述一次风管的喷口比内二次风管的喷口缩进40mm。

4.根据权利要求2所述的一种顶部布置的水煤浆注汽锅炉旋流低NOx燃烧器，其特征在于：所述外二次风管的喷口偏离中心轴角度为10°。

5.根据权利要求2所述的一种顶部布置的水煤浆注汽锅炉旋流低NOx燃烧器，其特征在于：所述一次风管和内二次风管中分别设置了旋流器，一次风管的喷口和内二次风管喷口外扩，一次风管的喷口扩口角度要大于内二次风管喷口的扩口角度。