CN209445351U - 一种可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器 - Google Patents
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Abstract
一种可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器，包括预燃室，预燃室连通有一次风管组件、内二次直流风组件、内二次风旋流组件和外二次风组件，所述内二次直流风组件包含竖直的直流风入口接管和水平的燃烧器内部通道，内二次直流风由直流风入口接管和燃烧器内部通道直接进入预燃室中的火焰焰心位置，所述内二次风旋流组件包含内二次风壳体、旋流叶片、调节装置、内部通道及出风扩口，与一次风、内二次直流风在预燃室的前部混合，形成旋转混合气流。本实用新型燃烧效率高，氮氧化物排放低，燃烧过程稳定，综合性能优越。
Description
技术领域
本实用新型属于燃烧器技术领域，特别涉及一种可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器。
背景技术
我国现有锅炉60多万台,每年消耗标准煤约4亿吨，约占我国煤炭消耗总量的四分之一，燃煤工业锅炉平均运行效率仅65％左右，比国际先进水平低15％～20％。
燃煤在燃烧过程中，氮氧化物的生成是燃烧反应的一部份：燃烧生成的氮氧化物主要是NO和NO2，统称为NOx。大气中的NOx溶于水后会生成为硝酸雨，酸雨会对环境带来广泛的危害，造成巨大的经济损失。
目前市场上的煤粉燃烧器，种类繁多，有直流式、旋流式、回转窑式、单通道式、四通道式等等，其基本原理是把煤粉和燃烧所需的空气送入炉膛，采用空气分级燃烧的方式，并组织合理的气流结构，使燃料迅速地着火，稳定地燃烧，减少氮氧化物生成。其中，以中国煤科院和其衍生的山西蓝天锅炉具有代表性。但是，其主要技术是引进德国的，对煤质要求高，技术上并无创新和突破。而国内开发的中小型煤粉工业锅炉普遍存在着排烟温度高、过量空气系数大、排烟热损失高的问题；另外，炉内结渣，燃料不完全燃烧，热损失也较高；环保方面存在的问题则主要是NOx初始排放量过高给锅炉脱硝带来巨大负担。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器，其燃烧效率高，氮氧化物排放低，燃烧过程稳定，综合性能优越。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器，包括预燃室8，预燃室8连通有一次风管组件4、内二次直流风组件5、内二次风旋流组件6和外二次风组件7，所述内二次直流风组件5包含竖直的直流风入口接管和水平的燃烧器内部通道，内二次直流风由直流风入口接管和燃烧器内部通道直接进入预燃室8中的火焰焰心位置，所述内二次风旋流组件6包含内二次风壳体61、旋流叶片62、调节装置63、内部通道64及出风扩口65，与一次风、内二次直流风在预燃室8的前部混合，形成旋转混合气流。
所述预燃室8连通有中心管3，点火枪1、介质雾化油枪2和紫外线火焰检测器10从中心管3中穿过，作用于预燃室8内部的前端。
所述一次风管组件4包括位于中心管3外的一次风管，一次风管内壁与中心管3外壁之间形成环状一次风通道，煤粉与一次风混合物从此通道进入预燃室8。
所述一次风管通道内设置有煤粉浓缩装置11。
所述内二次直流风组件5的燃烧器内部通道为水平管内壁与一次风管组件4的一次风管外壁之间的通道。
所述内二次直流风为循环烟气。
所述内二次风壳体61焊接于内二次直流风组件5外侧，包括竖直部分和水平部分，水平部分位于所述燃烧器内部通道外侧，作为内二次风旋流组件6的内部通道64，内部通道64的前端为出风扩口65，旋流叶片62有多个，呈环形分布在竖直部分内的同一高度处，旋流叶片62通过竖向的转轴连接连板67的一端，连板67的另一端固定于圆环68上，调节装置63位于内二次风壳体61外，包括与圆环68固定连接的转动手柄66，通过调节装置63改变旋流叶片62的切向角度，控制内二次旋流风的旋向。
所述预燃室8包含钢结构的预燃室外壳和耐火材料浇铸的预燃室内胆，所述外二次风组件7包含外二次风入口风管、与预燃室内胆组成的外二次风预热室及喷口，其中所述喷口的方向沿预燃室8端面切向旋流。
所述预燃室8中设置有热电偶9。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.煤粉炉燃烧更加稳定，并保证燃烧效率达到98％以上。
2.能够将煤粉炉燃烧过程中产生的氮氧化物降低30％以上。
3.可以针对煤质及锅炉负荷变化调整燃烧器内二次风旋流叶片方向，维持最佳燃烧状态。
4.能够通过火焰直径和长度尺寸的调节，防止燃烧过程中炉膛结焦现象的产生。
5.通过预燃室的预热作用，缩短点火时间，节省点火燃料消耗。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型内二次风组件结构示意图。
图3是本实用新型内旋流叶片以及调整装置的连接结构示意图(安装旋流叶片的竖直部分的横截面图)。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。
如图1所示，一种可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器，包括带热电偶9的预燃室8，预燃室8包含钢结构的预燃室外壳和耐火材料浇铸的预燃室内胆，预燃室8由于容积较小，点火时温度能够迅速上升煤粉着火点以上，快速点燃煤粉，使煤粉锅炉的点火过程缩短，节约点火燃料；本实用新型预燃室采用了预热式SOFA燃尽风沿预燃室端面切向旋流射入的煤粉预燃室结构，提高了外二次风的温度，强化了SOFA风和主燃射流的湍动混合，促进煤粉的稳定高效燃烧。热电偶9能实时监测预燃室8的温度，为锅炉运行控制提供依据。
预燃室8连通有自内而外的中心管3、一次风管组件4、内二次直流风组件5、内二次风旋流组件6和外二次风组件7，点火枪1、介质雾化油枪2和紫外线火焰检测器10从中心管3中穿过，作用于预燃室8内部的前端，点火枪1通过高能点火器实现电子打火，点燃燃料；介质雾化油枪2通过空气介质雾化，使燃油以雾状进入预燃室8，雾化状态易于着火，并能够提高燃烧效率，达到节油效果，紫外线火焰检测器10通过中心管3监测到预燃室8内火焰，实时准确获取着火情况，为远程控制提供火焰信号。
一次风管组件4的一次风管位于中心管3外，一次风管内壁与中心管3外壁之间形成环状一次风通道，煤粉与一次风混合物从此通道进入预燃室8，该通道内设置有煤粉浓缩装置11，实现燃烧室局部高煤粉浓度、高回流烟气温度、低氧浓度的径向煤粉浓淡燃烧，即浓淡分离技术，可以提高煤粉着火、燃烧的稳定性，同时减少污染物NOX的生成。
内二次直流风组件5包含竖直的直流风入口接管和水平的燃烧器内部通道，由直流风入口接管和燃烧器内部通道直接进入预燃室8中的火焰焰心位置，其中燃烧器内部通道为水平管内壁与一次风管组件4的一次风管外壁之间的通道。直流风是直接进入火焰焰心的配风之一，燃烧器内部通道可以直接引入循环烟气，达到降低火焰焰心氧气含量和温度的效果，从而抑制氮氧化物生产。
内二次风旋流组件6包含内二次风壳体61、旋流叶片62、调节装置63、内部通道64及出风扩口65，内二次旋流风是燃烧器的第三级配风，与一次风、内二次直流风在预燃室8的前部混合(即早期混合)，提供燃烧初期氧量的同时，形成旋转混合气流，实现空气与煤粉湍动混合，可以使燃煤挥发分有效释放，同时也使燃烧过程中产生的HCN、NH3等含氮中间络合物中氮进行还原，减少了NOX的转化和生成。
参考图2和图3，内二次风壳体61焊接于内二次直流风组件5外侧，包括竖直部分和水平部分，水平部分位于所述燃烧器内部通道外侧，作为内二次风旋流组件6的内部通道64，内部通道64的前端为出风扩口65，旋流叶片62有多个，呈环形分布在竖直部分内的同一高度处，旋流叶片62通过竖向的转轴连接连板67的一端，连板67的另一端固定于圆环68上，调节装置63位于内二次风壳体61外，包括与圆环68固定连接的转动手柄66，根据燃煤品质、燃烧状况以及锅炉运行负荷需要，通过转动手柄66带动圆环68转动，进而带动连板67转动，改变旋流叶片62的切向角度，控制内二次旋流风的旋向，从而达到调节旋流强度的效果。内二次直流风与内二次旋流风通过比例和旋流强度调节，可以达到改变火焰尺寸和形状的目的，使煤粉炉燃烧运行调节更加灵活。
外二次风组件7包含外二次风入口风管、与预燃室内胆组成的外二次风预热室及喷口，其中喷口的方向沿预燃室8端面切向旋流。外二次风与一次风和内二次风形成燃烧器的分级配风层次，使煤粉与空气充分混合，不仅提高了煤粉的燃烧效率，同时结合浓度分离技术，有效降低了煤粉燃烧过程中燃料型和温度型NOX型的生成，也抑制了预燃室8和炉膛结焦。
该新型燃烧器结构简单，综合运用了最新煤粉燃烧技术，在燃烧器的关键部位对零部件结构、空气分级燃烧方式、预燃室设计等都进行了优化设计，能有效地提高煤粉着火燃烧的稳定性，减少NOX的生成，满足节能环保和为社会及企业创造效益的要求。
Claims (9)
1.一种可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器，包括预燃室(8)，其特征在于，预燃室(8)连通有一次风管组件(4)、内二次直流风组件(5)、内二次风旋流组件(6)和外二次风组件(7)，所述内二次直流风组件(5)包含竖直的直流风入口接管和水平的燃烧器内部通道，内二次直流风由直流风入口接管和燃烧器内部通道直接进入预燃室(8)中的火焰焰心位置，所述内二次风旋流组件(6)包含内二次风壳体(61)、旋流叶片(62)、调节装置(63)、内部通道(64)及出风扩口(65)，与一次风、内二次直流风在预燃室(8)的前部混合，形成旋转混合气流。
2.根据权利要求1所述可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器，其特征在于，所述预燃室(8)连通有中心管(3)，点火枪(1)、介质雾化油枪(2)和紫外线火焰检测器(10)从中心管(3)中穿过，作用于预燃室(8)内部的前端。
3.根据权利要求1所述可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器，其特征在于，所述一次风管组件(4)包括位于中心管(3)外的一次风管，一次风管内壁与中心管(3)外壁之间形成环状一次风通道，煤粉与一次风混合物从此通道进入预燃室(8)。
4.根据权利要求3所述可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器，其特征在于，所述一次风管通道内设置有煤粉浓缩装置(11)。
5.根据权利要求1所述可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器，其特征在于，所述内二次直流风组件(5)的燃烧器内部通道为水平管内壁与一次风管组件(4)的一次风管外壁之间的通道。
6.根据权利要求1或5所述可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器，其特征在于，所述内二次直流风为循环烟气。
7.根据权利要求1所述可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器，其特征在于，所述内二次风壳体(61)焊接于内二次直流风组件(5)外侧，包括竖直部分和水平部分，水平部分位于所述燃烧器内部通道外侧，作为内二次风旋流组件(6)的内部通道(64)，内部通道(64)的前端为出风扩口(65)，旋流叶片(62)有多个，呈环形分布在竖直部分内的同一高度处，旋流叶片(62)通过竖向的转轴连接连板(67)的一端，连板(67)的另一端固定于圆环(68)上，调节装置(63)位于内二次风壳体(61)外，包括与圆环(68)固定连接的转动手柄(66)，通过调节装置(63)改变旋流叶片(62)的切向角度，控制内二次旋流风的旋向。
8.根据权利要求1所述可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器，其特征在于，所述预燃室(8)包含钢结构的预燃室外壳和耐火材料浇铸的预燃室内胆，所述外二次风组件(7)包含外二次风入口风管、与预燃室内胆组成的外二次风预热室及喷口，其中所述喷口的方向沿预燃室(8)端面切向旋流。
9.根据权利要求1所述可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器，其特征在于，所述预燃室(8)中设置有热电偶(9)。
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