CN207599694U - 一种用于锅炉中的低NOx稳燃燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于锅炉中的低NOx稳燃燃烧器，包括与炉膛连通的一次风管道和周界风管道，所述一次风管道在其通入炉膛前的一段管道依次设有渐缩管、平直管和渐扩管，所述渐缩管的最大截面面积与渐扩管最大截面面积相同，所述周界风管道套设在一次风管道出口端外部。与现有技术相比，本实用新型燃烧器可延长火焰长度，降低中心燃区温度，从而降低热力型以及燃料型NOx的生成，有利于同层燃烧器相互引燃，降低点火造成的燃油费用，有利于整体炉膛温度的均匀分布，降低由局部高温引起的结焦结渣问题。

Description

一种用于锅炉中的低NOx稳燃燃烧器

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧器，具体涉及一种用于锅炉中的低NOx稳燃燃烧器。

背景技术

随着中国经济的发展与人们对美好生活的向往，环境污染问题已经越来越突出，受到的关注也越来越多。作为工业污染的大户——发电厂，在环境要求的压力下正在做各种技术创新以降低污染物的排放。我国目前发电量的85％以上都是燃煤发电，有着为数众多的燃煤发电厂，环境要求下对各个厂进行技术改造已在进行中，降低NOx，可以从各个方面抓起，如烟气区，例如SCR(选择性催化还原法)方法脱硝，该方法效率高，但带来的问题诸多，如温度要求高，氨气、液氨等还原剂储存难且有一定的危险性。在燃烧过程中控制NOx的生成可以降低成本，降低各种风险。目前，燃烧器的改造受到越来越多的重视。

现有的低NOx燃烧器，例如船型钝体燃烧器，该燃烧器在一次风喷口内装有一个火焰稳定船，并在火焰稳定船前面的一次风管内加装一个能使煤粉气流分成在向火面煤粉富集，而在背火面煤粉较少的气粉分离器，该燃烧器可以很好的降低NOx的排放。

一种降低NOx的方法是空气分级燃烧法，燃烧所用空气分二段供给燃烧系统。第一阶段供给燃烧所需理论空气量的50％左右，减少煤粉燃烧区域的空气量，使煤粉进入炉膛时就形成了一个富燃料区，以降低燃料型NOx的生成；第二阶段是不完全燃烧生成物由适当供给的二次空气达到完全燃烧，控制了火焰温度的上升，进而控制了热力型NOx及燃料型NOx的生成。

另一种低NOx轴流式燃烧器，通过设置中心管来增大回流量，强化混合，外围两层二次风都是用扩口来辅助燃烧器出口形成回流区，达到稳定燃烧。用稳燃环来强化混合，使煤粉稳定燃烧。此轴流燃烧器具有很好的稳燃作用，在一定程度上降低NOx的生成。

还有一种类似的微油点火型燃烧器，由于也是渐缩后直接渐扩，有一定的浓淡分离作用。

以上四种方法都可以在一定程度上降低NOx的生成。提供钝体的方法，由于钝体增加了很大的阻力，后面的整流板也增加了燃烧器内部的复杂程度。空气分级燃烧技术理论上是好的，但是炉膛内部燃烧情况比较复杂，由于燃煤的品质不同，很难控制初始缺氧燃烧时的稳定燃烧。另轴流式内部复杂，技术难度高，很难应用到实际工业生产中。简单的渐缩渐扩管道，使一次风在炉膛入口处立即产生很大的扰动，对于四角切圆型锅炉，不利于延长火焰行程，进而不利于同层燃烧器之间的相互引燃效果，另浓淡分层效果不是很明显，不容易形成比较有序的速度场和浓度场。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题而提供一种用于锅炉中的低NOx稳燃燃烧器。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种用于锅炉中的低NOx稳燃燃烧器，包括与炉膛连通的一次风管道和周界风管道，所述一次风管道在其通入炉膛前的一段管道依次设有渐缩管、平直管和渐扩管，所述渐缩管的最大截面面积与渐扩管最大截面面积相同，所述周界风管道套设在一次风管道外部。本技术方案中，将燃烧器一次风管道设置为先缩后扩并在渐缩管和渐扩管之间设置平直管作为发展段，在燃烧器入口处将煤粉进行压缩，煤粉浓度提高，在管中有一段煤粉充分混合发展阶段后，在燃烧器出口渐扩，由于煤粉颗粒比空气质量大，根据惯性，煤粉在喷管中心浓度与压缩后的浓度保持不变，而靠近喷管管壁附近的煤粉浓度由于渐扩使煤粉浓度变淡，由此，在燃烧器炉膛进口处，一次风浓度被分成“淡—浓—淡”型浓淡分离，浓淡分离燃烧使其在不改变整体过量空气系数的情况下，在燃烧区域具有高浓度煤粉，低空气比，具有高还原性气氛，因此具有很好的低NOx燃烧特性，本燃烧器因管道中部煤粉浓度相对较高，具有很好的稳燃作用，尤其是在低负荷运行下，有利于火焰燃烧行程加长，避免煤粉集中燃烧，降低中心燃区火焰温度，增加燃烧扰动，进而更有降低热力型NOx生成的效果。

进一步地，所述渐缩管与渐扩管最大截面面积相同，以达到渐缩前和渐扩后一次风平均风速、质量流量相同，整体过量空气系数保持不变；其最大截面面积与最小截面面积之比为1.2-3：1，以保证阻力不要过大。

进一步地，所述一次风管道截面呈矩形或圆形，周界风管道截面呈“回”形或圆环形。

进一步地，所述周界风管道出口截面面积与一次风管道出口截面面积之比为1：2-3。

进一步地，所述周界风管道与一次风管道的风速之比为1.5-3：1，这样可使周界风射入炉膛烟气后，带走燃烧中心部分热量，降低燃烧中心温度。

进一步地，所述一次风管道出口设有具有导流作用的导流板，利于后面稳定燃烧。

进一步地，所述导流板采用格栅。

进一步地，所述周界风管道出口设有扩焰角，所述周界风管道连接周界风风箱。

进一步地，所述一次风管道的入口管上连接有可调节一次风入射角度的联动器，可调节一次风入射角度，从而控制火焰燃烧中心位置，在低负荷运行调控上具有很明显作用。

进一步地，所述一次风管道与周界风管道内壁光滑设置，减少燃烧器管道渐缩过程产生的阻力。

与现有技术相比，本实用新型燃烧器的一次风管道在简单压缩后，有一个煤粉速度场和浓度场的发展阶段，内部阻力相对较小，一次风入炉膛中形成的煤粉浓度为“淡-浓-淡”型，由于中间煤粉浓度高，可以形成一定的还原性氛围，中心风速度相对高，浓淡分离稳定，可延长火焰长度，降低中心燃区温度，从而降低热力型以及燃料型NOx的生成，有利于同层燃烧器相互引燃，降低点火造成的燃油费用，另相应的增加了用于污染物处理的催化剂的使用寿命。另配合周界风可以有效防止火焰贴壁，降低由局部高温引起的结焦结渣问题。

附图说明

图1为本实用新型低NOx稳燃燃烧器的结构示意图；

图2为一次风管道和周界风管道简化示意图；

图3为实施例中一次风管道和周界风管道截面示意图；

图中：1-一次风管道；11-渐缩管；12-平直管；13-渐扩管；2-周界风管道；3-导流板；4-扩焰角；5-联动器；6-周界风风箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

一种用于锅炉中的低NOx稳燃燃烧器，包括与炉膛连通的一次风管道1和周界风管道2，如图1所示，一次风管道1在其通入炉膛前的一段管道依次设有渐缩管11、平直管12和渐扩管13，周界风管道2套设在一次风管道1外部。渐缩管11与渐扩管13最大截面面积相同，如图2、3所示，其最大截面面积与最小截面面积之比约为1.2-3：1，一次风管道1截面呈矩形或圆形，周界风管道截面呈“回”形或圆环形，周界风管道出口截面面积与一次风管道出口截面面积之比为1：2-3。周界风管道与一次风管道的风速之比为1.5-3：1，一次风管道出口设有具有导流作用的格栅，周界风管道出口设有扩焰角，周界风管道连接周界风风箱，一次风管道的入口管上连接有可调节一次风入射角度的联动器，可调节一次风入射角度，从而控制火焰燃烧中心位置，在低负荷运行调控上具有很明显作用，一次风管道与周界风管道内壁光滑，减少燃烧器管道渐缩过程产生的阻力。

一次风主要起到输送煤粉作用另外提供引燃时所需要的氧量，周界风助燃作用，在主燃烧器上部通常设有SOFA风，用于调节过量空气系数，其中一次风风率约占总风量的27％，周界风风率约占总风量的8％，SOFA风风率占总风量的33％，其它二次风风率约占总风量的32％。本燃烧器为直流燃烧器，一次风在燃烧器喷管渐缩段先进行压缩，经过浓缩后发展管道后渐扩，在喷管扩口后进入炉膛燃烧，由于特殊内部结构，形成浓淡分离。由于中心的一次风速度相对管道周围的一次风速度大一点，相应的周界风与内部燃烧区没有充分混合，使燃烧时间推迟，形成还原性气氛，此时主燃烧区没有集中燃烧，故温度没有达到热力型NOx大量生成的温度区间，从而实现抑制NOx生成。SOFA风的布置，可更好的控制过量空气系数与还原性氛围区间，更好的抑制NOx生成。

以上所述，仅是本实用新型的一个实施案例，并未对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实施案例只是相对较好的方案之一，在不脱离本实用新型燃烧器内部结构技术方案范围内，可适当利用本实用新型中的结构或内容做出适当的优化，或修饰为等同变化效果的等效实施方案。但凡未脱离本实用新型中的结构技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对上述案例进行简单的修改、优化，等同变化与修饰，均属本实用新型方案技术范围内。

Claims (9)

1.一种用于锅炉中的低NOx稳燃燃烧器，包括与炉膛连通的一次风管道和周界风管道，其特征在于，所述一次风管道在其通入炉膛前的一段管道依次设有渐缩管、平直管和渐扩管，所述渐缩管的最大截面面积与渐扩管最大截面面积相同，所述周界风管道套设在一次风管道外部。

2.根据权利要求1所述的一种用于锅炉中的低NOx稳燃燃烧器，其特征在于，所述渐缩管与渐扩管最大截面面积相同，渐缩管与渐扩管的最大截面面积与最小截面面积之比为1.2-3：1。

3.根据权利要求1所述的一种用于锅炉中的低NOx稳燃燃烧器，其特征在于，所述一次风管道截面呈矩形或圆形，周界风管道截面呈“回”形或圆环形。

4.根据权利要求3所述的一种用于锅炉中的低NOx稳燃燃烧器，其特征在于，所述周界风管道出口截面面积与一次风管道出口截面面积之比为1：2-3。

5.根据权利要求1所述的一种用于锅炉中的低NOx稳燃燃烧器，其特征在于，所述一次风管道出口设有具有导流作用的导流板。

6.根据权利要求5所述的一种用于锅炉中的低NOx稳燃燃烧器，其特征在于，所述导流板采用格栅。

7.根据权利要求1所述的一种用于锅炉中的低NOx稳燃燃烧器，其特征在于，所述周界风管道出口设有扩焰角，所述周界风管道连接周界风风箱。

8.根据权利要求1所述的一种用于锅炉中的低NOx稳燃燃烧器，其特征在于，所述一次风管道的入口管上连接有可调节一次风入射角度的联动器。

9.根据权利要求1所述的一种用于锅炉中的低NOx稳燃燃烧器，其特征在于，所述一次风管道与周界风管道内壁光滑设置。