CN205897132U - 一种煤粉低氮燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤粉低氮燃烧器，包括主风道和周界风道；主风道和周界风道的出口均与燃烧器的喷口相连通；周界风道位于主风道前段的四周，周界风道的内壁即为主风道前段的外壁。主风道的横截面为方形；周界风道的横截面为回字形。周界风道的上下两侧设有多片周界风旋流片。本实用新型的煤粉低氮燃烧器能有效防止煤粉对燃烧器水冷壁的刷壁现象，保障煤粉在燃烧器中稳定燃烧。

Description

一种煤粉低氮燃烧器

技术领域

本实用新型特别涉及一种煤粉低氮燃烧器。

背景技术

由于近几年京津唐地区，空气质量不好的天气越来越频繁发生，全国各大中城市均出现不同时期的雾霾天气，严重影响到人们的生产与生活。国务院于2013年9月10日发布了《大气污染防治行动计划》(2013.9.10)。其中提到加快重点行业脱硫、脱硝、除尘改造工程建设。严格实施污染物排放总量控制，将二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘和挥发性有机物排放是否符合总量控制要求作为建设项目环境影响评价审批的前置条件。这就为锅炉的脱硝市场，提供了政策支持，并提出了行业的技术指导性规范意见。

现有的煤粉燃烧器在燃烧过程，容易发生刷壁现象从而对水冷壁容易造成损害；其原因是，煤粉颗粒的温度较高，且流速快，通过水冷壁时对水冷壁形成冲刷，从而能显著降低燃烧器水冷壁的使用寿命。

另外，现有燃烧器的喷口采用侧边风(来自一次风)加稳燃齿的结构为了解决水冷壁刷壁的问题，一方面，侧边风对水冷壁形成保护，另一方面，稳燃齿能有效的保障燃烧的稳定，但是，由于燃烧器喷口处于高温环境中，且一次风中含有大量的煤粉，对稳燃齿形成长期冲刷，降低燃烧器的寿命。

另外，原有电厂锅炉，一般只考虑到了锅炉的热效率，并没有考虑氮氧化物的排放，在保证锅炉热效率的同时，造成氮氧化物的初始排放浓度过高。实际运行过程中煤粉锅炉的氮氧化物初始浓度在800mg/Nm³左右。有必要设计一种新的煤粉低氮燃烧器以降低氮氧化物的排放浓度。低氮燃烧器是指氮氧化物的浓度在500mg/Nm³以下。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种煤粉低氮燃烧器，该煤粉低氮燃烧器能有效避免煤粉对燃烧器水冷壁的刷壁现象，保障煤粉在燃烧器中的稳定燃烧。

实用新型的技术解决方案如下：

一种煤粉低氮燃烧器，包括主风道和周界风道；主风道和周界风道的出口均与燃烧器的喷口相连通；周界风道位于主风道前段的四周，周界风道的内壁即为主风道前段的外壁。

主风道的横截面为方形；周界风道的横截面为回字形。

周界风道的相对两侧设有多片周界风旋流片；

不可以左右两侧设置周界风旋流片，因为两侧的周界风要保证一次风不能刷壁，延长水冷壁的使用寿命，减少锅炉燃烧过程中的结焦结渣现象。

周界风旋流片的表面为平面或曲面；风旋流片的表面为平面时，周界风旋流片均相对于喷口平面的法线方向倾斜布置。

周界风旋流片的表面为平面时，位于同一侧的多片周界风旋流片平行布置；第一侧的周界风旋流片倾斜角度为a；第二侧的周界风旋流片倾斜角度为-a；a为30-60°。优选值是45°。

第一侧为上侧，第二侧为下侧；周界风道包括周界风风室和周界风喷口。

主风道包括依次对接的浓淡偏转段、浓淡方圆节和浓淡分离段；

浓淡偏转段采用弯头结构。

浓淡分离段内部设置百叶窗式分离叶片。

主风道的出口处设有波形钝体。

周界风道包括周界风风室和周界风喷口，周界风取自锅炉燃烧系统中的二次风，风室的作用主要是用来平衡风压的，保证周界风的每一侧的出口风压一致。

浓淡偏转段与浓淡方圆节相连接，浓淡方圆节与浓淡分离段相连接，浓淡分离段的出口与浓淡喷口相连接，在燃烧器的外侧设置周界风系统。

煤粉在离心力的作用下实现第一次浓淡分离；

浓淡偏转段材质为耐磨铸钢材质或者碳钢结构内衬耐磨陶瓷。

浓淡方圆节采用耐磨铸钢材质。

浓淡分离段内部设置百叶窗式分离叶片，通过煤粉与分离叶片的碰撞，使得煤粉在分离器内实现再一次浓淡分离。

浓淡分离段采用耐磨铸钢材质。

浓淡喷口由浓一次风喷口、淡一次风喷口组成。

浓淡喷口整体材质采用：耐磨铸钢。

在燃烧器的外侧设置周界风系统，用于引入周界风，保证锅炉燃烧的稳定，防止煤粉刷壁，避免水冷壁结焦结渣等现象。

周界风道包括周界风风室和周界风喷口两部分；

周界风喷口的上下侧设置旋流片，形成旋流气流，加强一次风的扰动，从而达到稳燃的作用；

周界风喷口整体材质采用：耐磨铸钢。

低氮燃烧器的浓淡偏转段与一次风管路连接，在离心力的作用下，一次风在浓淡偏转段实现煤粉与空气的第一次分离，气流方向是水平方向，可由左到右也可由右到左；浓淡偏转段通过浓淡方圆节与浓淡分离段相连；浓淡分离段的内部设置百叶窗式分离叶片(百叶窗式分离叶片的具体结构为长方形的合金铁块，按照图1所示呈不同角度进行布置，分离原理是通过不同角度的碰撞，煤粉的运行轨道进行改变，而空气的运行轨道保持不变，从而形成浓淡分离。)一次风在分离叶片的作用下，煤粉和空气进行第二次分离；煤粉集中到一侧，形成浓侧，另一侧为淡侧；浓侧和淡侧的一次风分别进入到浓淡喷口(浓淡喷口水平布置，可左右布置也可右左布置)，进而喷入炉膛，在炉膛内煤粉燃烧区域形成富煤缺氧燃烧区域和富氧缺煤燃烧区域，降低锅炉燃烧的峰值温度，从而达到降低氮氧化物的初始浓度的作用，减少后续烟气脱硝系统的还原剂消耗指标。富煤缺氧燃烧区域煤粉不完全燃烧，产生的热量大大降低，在富氧缺煤燃烧区域由于燃料的缺少，从而燃烧产生的热量也大大降低，最终达到降低锅炉燃烧峰值的目的。主要降低的是热力型的NOx，降低原理详见氮氧化物的产生机理。

在燃烧器的外侧设置周界风系统，与锅炉系统的二次风相连，二次风通过周界风室，进入周界风喷口，周界风在上下侧旋流片的作用下，加强一次风的扰动，从而达到稳燃和助燃的效果；左右侧的周界风在锅炉正常燃烧时，能有效的保护锅炉的水冷壁，同时避免水冷壁结焦结渣。

波形钝体起到的作用主要是实现严格意义上的浓淡分离及稳燃的作用

波形钝体为现有技术，主要作用是实现严格意义上的浓淡分离及稳燃的作用。

有益效果：

本实用新型的煤粉低氮燃烧器，通过引入周界风能够有效地解决原有燃烧燃烧器燃烧过程中煤粉对锅炉水冷壁的刷壁现象，大大减少锅炉的结焦结渣，最大程度的保证锅炉的正常燃烧和热效率；周界风喷口上设置的旋流片，能更加有效的增加一次风燃烧过程中的扰动，能有效的提高锅炉的稳燃特性。

本实用新型的核心在于引入二次风形成周界风，在保护水冷壁的同时，很好的解决稳燃这一问题，因为侧边风取自二次风，二次风中不含有煤粉颗粒。相比侧边风的方案具有显著的技术效果。

周界风的作用：周界风是二次风，温度较低，120摄氏度左右，周界风吹到水冷壁上，会起到对水冷壁的保护作用，避免水冷壁温度过高；另外周界风吹到水冷壁上，还起到隔离作用，一次风中煤粉不容易吹到水冷壁上；最终能有效避免或减弱刷壁现象。

本燃烧器涉及浓淡偏转段、浓淡方圆节、浓淡分离段、浓淡喷口和周界风系统五个部分，各部分之间和内部进行科学设计和布局，组成简单实用的双气流风道。该燃烧器能实现锅炉燃烧时一次风中煤粉浓淡的分离，在炉膛内煤粉燃烧区域形成富煤缺氧燃烧区域和富氧缺煤燃烧区域，降低锅炉燃烧的峰值温度，从而达到降低氮氧化物的初始浓度的作用，减少后续烟气脱硝系统的还原剂消耗指标，减少脱硝系统的运行费用。本燃烧器结构简单实用，设计巧妙，脱硝效果显著，脱硝系统运行成本低，系统维护简单，使用寿命长。

该燃烧器能在保证锅炉热效率的同时，能降低锅炉的氮氧化物初始浓度。

本低氮燃烧器的特点是：结构简单、设计巧妙、一次性投资小、后续脱硝系统运行成本低、运行维护简单。使用寿命长，在15年以上。

经过使用本燃烧器，结合燃尽风系统，能使煤粉锅炉的氮氧化物初始浓度降低到350-400mg/Nm³。锅炉烟气中氮氧化物初始浓度的降低，能降低后续烟气脱硝系统还原剂的消耗量，从而产生巨大的经济效益，降低脱硝系统运行成本，减少脱硝系统对现有锅炉运行的影响。既能保证锅炉热效率，又能降低锅炉氮氧化物初始浓度是目前锅炉燃烧过程中急需解决的问题。

淡侧喷口和浓侧喷口为左右布置。

附图说明

图1为煤粉低氮燃烧器的总体结构示意图(俯视图)；

图2为煤粉低氮燃烧器的喷口结构示意图。

标号说明：1：波形钝体 2：浓淡喷口 3：浓淡分离段 4：周界风道 5：百叶窗式分离叶片 6：浓淡方圆节 7：浓淡偏转段 8：淡侧喷口 9：周界风旋流片 10：浓侧喷口 11：周界风喷口。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文实用新型做更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本实用新型的保护范围。

实施例1：

图1-2，一种煤粉低氮燃烧器，包括主风道和周界风道4；主风道和周界风道的出口均与燃烧器的喷口相连通；周界风道位于主风道前段的四周，周界风道的内壁即为主风道前段的外壁。

主风道的横截面为方形；周界风道的横截面为回字形。

周界风道的上下两侧设有多片周界风旋流片；不可以左右两侧设置周界风旋流片，因为两侧的周界风要保证一次风不能刷壁，延长水冷壁的使用寿命，减少锅炉燃烧过程中的结焦结渣现象；

周界风旋流片的表面为平面，周界风旋流片均相对于喷口平面的法线方向倾斜布置。

周界风旋流片的表面为平面时，位于同一侧的多片周界风旋流片等间距平行布置；第一侧的周界风旋流片倾斜角度为a；第二侧的周界风旋流片倾斜角度为-a；a为30-60°。优选值是45°。

第一侧为上侧，第二侧为下侧；周界风道包括周界风风室和周界风喷口。

主风道包括依次对接的浓淡偏转段7、浓淡方圆节6和浓淡分离段3；

浓淡偏转段采用弯头结构。

浓淡分离段内部设置百叶窗式分离叶片5。

主风道的出口处设有波形钝体1。

低氮燃烧器的浓淡偏转段与一次风管路连接，在离心力的作用下，一次风在浓淡偏转段实现煤粉与空气的第一次分离；浓淡偏转段通过浓淡方圆节与浓淡分离段相连；浓淡分离段的内部设置百叶窗式分离叶片，一次风在分离叶片的作用下，煤粉和空气进行第二次分离；煤粉集中到一侧，形成浓侧，另一侧为淡侧；浓侧和淡侧的一次风分别进入到浓淡喷口2，进而喷入炉膛，在炉膛内煤粉燃烧区域形成富煤缺氧燃烧区域和富氧缺煤燃烧区域，降低锅炉燃烧的峰值温度，从而达到降低氮氧化物的初始浓度的作用，减少后续烟气脱硝系统的还原剂消耗指标，降低脱硝系统的运行成本。

在燃烧器的外侧设置周界风系统，与锅炉系统的二次风相连，二次风通过周界风室，进入周界风喷口11，周界风在上下侧旋流片的作用下，加强一次风的扰动，从而达到稳燃的效果；左右侧的周界风在锅炉正常燃烧时，能有效的保护锅炉的水冷壁，同时避免水冷壁结焦结渣。

通过本专利产品的实施，能够在保证锅炉热效率的同时，降低锅炉氮氧化物的初始浓度。锅炉脱硝系统一次性投资小、后续脱硝系统运行成本低、运行维护简单。产生巨大的经济效益。

Claims (8)

1.一种煤粉低氮燃烧器，其特征在于，包括主风道和周界风道；主风道和周界风道的出口均与燃烧器的喷口相连通；周界风道位于主风道前段的四周，周界风道的内壁即为主风道前段的外壁。

2.根据权利要求1所述的煤粉低氮燃烧器，其特征在于，主风道的横截面为方形；周界风道的横截面为回字形。

3.根据权利要求2所述的煤粉低氮燃烧器，其特征在于，周界风道的相对两侧设有多片周界风旋流片；

周界风旋流片的表面为平面或曲面；风旋流片的表面为平面时，周界风旋流片均相对于喷口平面的法线方向倾斜布置。

4.根据权利要求3所述的煤粉低氮燃烧器，其特征在于，周界风旋流片的表面为平面时，位于同一侧的多片周界风旋流片平行布置；第一侧的周界风旋流片倾斜角度为a；第二侧的周界风旋流片倾斜角度为-a；a为30-60°。

5.根据权利要求4所述的煤粉低氮燃烧器，其特征在于，第一侧为上侧，第二侧为下侧；周界风道包括周界风风室和周界风喷口。

6.根据权利要求1-5任一项所述的煤粉低氮燃烧器，其特征在于，主风道包括依次对接的浓淡偏转段、浓淡方圆节和浓淡分离段；

浓淡偏转段采用弯头结构。

7.根据权利要求6所述的煤粉低氮燃烧器，其特征在于，浓淡分离段内部设置百叶窗式分离叶片。

8.根据权利要求7所述的煤粉低氮燃烧器，其特征在于，主风道的出口处设有波形钝体(1)。