CN214891135U - 对冲旋流低氧燃烧优化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了种对冲旋流低氧燃烧优化系统，包括对燃烧器进行冷却的二次风冷却系统、在炉膛中形成中心风墙的中心风墙形成系统；所述对燃烧器进行冷却的二次风冷却系统包括增压风机，其风源接二次风机出口冷风平衡管，引出二次风经手动或气动隔离风门；所述增压风机，其出口母管连接到燃烧器做冷却风；所述在炉膛中形成中心风墙的中心风墙形成系统，是设置将部分燃烬风或热二次风引到炉膛底部的通路，使两侧墙中部，形成一道中心风墙。本实用新型可以有效控制NOx、SO₂生成、减少CO生成。

Description

对冲旋流低氧燃烧优化系统

技术领域

本实用新型涉及一种对冲旋流低氧燃烧优化系统。

背景技术

大气污染越来越受到人们的关注，国家对火电锅炉烟气排放要求也越来越高。但现阶段降低雾霾主要手段还是停留在一物降一物简单过程中。例如，雾霾主要成分是NOx、SO₂和可吸入颗粒物。生成NOx主要来自燃煤时剩余O₂与空气的N₂在高温环境中化合生成。为了控制低NOx排放满足环保指标成为重中之重，在火力发电站锅炉尾部烟道中喷入大量液氨来降低NOx的排放。如果从NOx生成源头入手，降低炉膛燃烧中的剩余O₂，降低炉膛火焰中心烟温，强化炉膛低O₂燃烧，强化炉膛低氧及氧量分布均匀，NOx生成就会大幅减少，液氨用量也会同步大幅减少，真正实现清洁燃煤高效利用。

锅炉正常燃烧中，低O2燃烧是控制低NOx生成主要手段。低O₂燃烧往往受CO飙升的困惑，不得不放大剩余O₂量保障锅炉安全运行。这是一对矛盾体，一直影响低NOx燃烧控制。

随着四角切圆燃烧锅炉在燃烧器区域上方加装燃烬风改造，NOx生成明显大幅减少。因为它完善了切圆中心一个火焰三级燃烧。即卷吸着火、二次风助燃、燃烬风燃烬三级燃烧。四角切圆燃烧随着炉膛旋转向上，未燃烬煤粉颗粒不断惯性离心向外漂移，燃烬风横向与竖行火焰尾端形成十字交叉，又不会产生烟气流扰动，被外围燃烬风围绕燃烬。然而，前、后墙对冲旋流燃烧锅炉模仿四角切圆燃烧锅炉，也在燃烧器上方加装燃烬风装置。燃烬风风源是从二次风母管中抽出，燃烬风风压低，难以覆盖炉膛中心火焰尾端。它削弱了对冲旋流燃烧风包煤、分级燃烧的特点。而且燃烬风与旋流燃烧火焰是平行排列，没有交叉点，即没法消除CO生成，又控制不住NOx生成，故没有达到改造预期。

对冲旋流燃烧锅炉低NOx燃烧改造是，在锅炉燃烧器区域上部前、后墙新增燃烬风做法，事实证明效果不佳。也有电厂在两侧墙布置类似燃烬风，对炉膛中心火焰进行补风，因为与炉膛火焰悬浮向上有冲突，燃烧紊乱，效果不佳。

对冲旋流燃烧锅炉低NOx燃烧改造潜力很大，像四角切圆燃烧锅炉那样，实现真正意义上低氧燃烧，就能大幅降低NOx生成，从源头上控制了NOx产物，每日脱硝所用液氨必然减少。生产厂家生产一吨液氨耗电约1350度，电厂供一度电约CO₂排放是0.9kg，那么每天因减少氮氧化物生成而减少一吨液氨，就能每天减少CO₂排放1.2吨，一年减少CO₂排放是438吨。减少碳排放从源头点滴开始，与国家环保政策相得益彰。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可以有效控制NOx、SO₂生成、减少CO生成的对冲旋流低氧燃烧优化系统。

本实用新型的技术解决方案是：

一种对冲旋流低氧燃烧优化系统，其特征是：包括对燃烧器进行冷却的二次风冷却系统、在炉膛中形成中心风墙的中心风墙形成系统；所述对燃烧器进行冷却的二次风冷却系统包括增压风机，其风源接二次风机出口冷风平衡管，引出二次风经手动或气动隔离风门； 所述增压风机，其出口母管连接到燃烧器做冷却风；

所述在炉膛中形成中心风墙的中心风墙形成系统，是设置将部分燃烬风或热二次风引到炉膛底部的通路，使两侧墙中部，形成一道中心风墙，阻隔前、后墙狭长火焰对冲紊乱燃烧，实现炉内有序燃烧。

增压风机出口接电动或气动阀。

连接到燃烧器的冷却风管路，对每一层燃烧器再设置前/后墙供风管路，分别接入到各层燃烧器风箱。

所述将部分燃烬风或热二次风引到炉膛底部的通路，其前端与引入热一次风的通路相通，使燃烬风与热一次风合并后进入炉膛底部。

进入炉膛底部形成中心风墙的通路，布置在炉膛两侧墙中心横穿连接，两侧装有可调电动阀。

出口母管连接到燃烧器做冷却风时，每只燃烧器分上、下间隔180°喷嘴对燃烧器冷却。

增压风机有两台，增压后冷却风管路分二路分别从前、后墙两侧进入二次风箱，由电动调阀控制，可随时开停，不影响燃烧器工作性能。

本实用新型首先解决炉膛非燃烧用风。控制锅炉燃烧中非燃烧用风，就能实现低氧燃烧，就能同步减少NOx生成。将冷二次风引出一路，经增压风机加压后，送到各燃烧器做备用燃烧器冷却用风，替代热二次风冷却燃烧器金属温度。冷二次风加压的目的是冷风嘴喷出后能快速扩散冷却，有提高冷却效果，所减少的冷却风量就是减少炉膛剩余氧量。

其次对冲旋流燃烧锅炉低氧燃烧优化创新系统，在炉膛底部两侧墙中部布置一风母管，风管上均衡排布扁喷嘴，将部分燃烬风引入。同时，热一次风也引入小部分，用来提高风管风压。去除上部燃烬风装置（或关闭），将部分燃烬风和小部分热一次风形成炉膛中心墙式风(如图2)，阻隔狭长火焰越过炉膛中心线与对面同样狭长火焰紊乱燃烧，并为这一区域缺O2燃烧提供最低O₂保证。从低O₂燃烧入手，解决低O₂带来负作用，同时控制NOx、CO生成。

本实用新型针对低O₂出现CO飙升问题研发而成。锅炉正常运行中，首先从减少非燃烧用风开始，用冷二次风替代热二次风冷却备用燃烧器金属温度，这样可以大幅降低冷却用风，即降低炉膛剩余氧量。因为对冲旋流燃烧特性是独立着火，分级燃烧，风包煤狭长火焰，平行互不扰动。冷却风受风压低影响，没法将冷却风送到炉膛中心，大部分冷却风随炉内烟气漂浮变成剩余氧量。

其次解决锅炉总体用风，正常投用燃烧器应有足够风量保障旋流燃烧特性，而对冲旋流锅炉燃烬风布置与燃烧器布置是上下平行布置，也是受风压低影响，没法将燃烬风送到炉膛中心狭长火焰尾端，当低氧燃烧出现CO飙升时，只能放宽剩余氧量满足锅炉安全运行，NOx就没法进一步降低。本实用新型改变燃烬风进风方式，用部分上部燃烬风引入到炉膛底部两侧墙中部，同时接入小部分热一次风，用来提高燃烬风风压，形成一道中心风墙，一可以阻隔狭长火焰越过中心线与对面狭长火焰紊乱燃烧，二可以及时对欠氧燃烧区域补充风量，控制CO飙升。实现对冲旋流锅炉真正意义上做到低O₂燃烧，低NOx生成，同时还能控制低CO生成。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是二次风冷却系统结构示意图。

图2是中心风墙形成系统结构示意图。

具体实施方式

一种对冲旋流低氧燃烧优化系统，包括对燃烧器进行冷却的二次风冷却系统、在炉膛中形成中心风墙的中心风墙形成系统；所述对燃烧器进行冷却的二次风冷却系统包括增压风机4，其风源接二次风机1、2出口冷风平衡管3，引出二次风经手动或气动隔离风门10； 所述增压风机，其出口母管连接到燃烧器做冷却风；经增压风机加压后引到各层燃烧器6风箱，作为备用燃烧器冷却用风，替代热风冷却燃烧器金属温度，目的是减少非燃烧用风，降低炉膛燃烧剩余氧量，达到降低NOx生成。增压风机随二次风机保护联动，确保炉膛灭火保护动作一致。

所述在炉膛中形成中心风墙的中心风墙形成系统，是设置将部分燃烬风或热二次风引到炉膛7底部的通路8（使用时，将原有燃烬风关闭或去除，没有燃烬风就取热二次风），使两侧墙中部，形成一道中心风墙9，一可以阻隔狭长火焰越过中心线与对面狭长火焰紊乱燃烧，实现炉内有序燃烧；二可以及时对欠氧燃烧区域补充风量，控制CO飙升。实现对冲旋流锅炉真正意义上做到低O₂燃烧，低NOx生成，同时还能控制低CO生成。

增压风机出口接电动或气动阀5。

连接到燃烧器的冷却风管路，对每一层燃烧器再设置前/后墙供风管路，分别接入到各层燃烧器风箱。

所述将部分燃烬风或热二次风引到炉膛底部的通路，其前端与引入热一次风的通路11相通，使燃烬风与热一次风合并后进入炉膛底部。热一次风由小管径与燃烬风相连，就是利用一次风风压高补充燃烬风风压低，完善燃烬风对CO补充用风，强化中心风墙阻隔前、后墙紊乱对冲。热一次风开度大小，可根据炉内燃烧情况由可调电动阀控制。

进入炉膛底部形成中心风墙的通路，布置在炉膛两侧墙中心横穿连接，两侧装有可调电动阀12、13。

出口母管连接到燃烧器做冷却风时，每只燃烧器分上、下间隔180°喷嘴对燃烧器冷却。每只喷嘴形状为扁鼓型，目的是利用一次风高压，将压能转换成动能，虽然风量不大，却带动燃烬风形成一道中心墙式风墙，起到阻隔狭长火焰未燃颗粒越过中心线紊乱燃烧，又能对该区域欠氧燃烧起到适量氧量补充，最大限度阻止CO生成。是强化最佳锅炉风煤比燃烧；强化旋流对冲燃烧器特性，燃料分级燃烧、风量分级供给，从NOx、CO生成条件入手，实现超低NOx、CO生成。满足当今环保对环境的要求，满足人类对环境的要求，真正意义上实现燃料清洁燃烧，高效利用。

增压风机有两台，增压后冷却风管路分二路分别从前、后墙两侧进入二次风箱，由电动调阀控制，可随时开停，不影响燃烧器工作性能。两端可调电动阀随时对炉膛中心区域CO显现进行补充风量，真正意义上做到炉膛低氧燃烧，满足控制NOx生成，又防止CO失控飙升。每层燃烧器入口均匀电动调阀（6/7）控制风量。（如图1所示）增压风机启动条件是送风机运行正常，增压风机冷却风量开度大小由燃烧器金属温度需要确定。增压风机与送风机保持联动，即炉膛灭火保护动作，送风机跳闸，增压风机联动跳闸。

Claims (7)

1.一种对冲旋流低氧燃烧优化系统，其特征是：包括对燃烧器进行冷却的二次风冷却系统、在炉膛中形成中心风墙的中心风墙形成系统；所述对燃烧器进行冷却的二次风冷却系统包括增压风机，其风源接二次风机出口冷风平衡管，引出二次风经手动或气动隔离风门； 所述增压风机，其出口母管连接到燃烧器做冷却风；

所述在炉膛中形成中心风墙的中心风墙形成系统，是设置将部分燃烬风或热二次风引到炉膛底部的通路，使两侧墙中部，形成一道中心风墙。

2.根据权利要求1所述的对冲旋流低氧燃烧优化系统，其特征是：增压风机出口接电动或气动阀。

3.根据权利要求1或2所述的对冲旋流低氧燃烧优化系统，其特征是：连接到燃烧器的冷却风管路，对每一层燃烧器再设置前/后墙供风管路，分别接入到各层燃烧器风箱。

4.根据权利要求1或2所述的对冲旋流低氧燃烧优化系统，其特征是：所述将部分燃烬风或热二次风引到炉膛底部的通路，其前端与引入热一次风的通路相通，使燃烬风与热一次风合并后进入炉膛底部。

5.根据权利要求1或2所述的对冲旋流低氧燃烧优化系统，其特征是：进入炉膛底部形成中心风墙的通路，布置在炉膛两侧墙中心横穿连接，两侧装有可调电动阀。

6.根据权利要求1或2所述的对冲旋流低氧燃烧优化系统，其特征是：出口母管连接到燃烧器做冷却风时，每只燃烧器分上、下间隔180°喷嘴对燃烧器冷却。

7.根据权利要求1或2所述的对冲旋流低氧燃烧优化系统，其特征是：增压风机有两台，增压后冷却风管路分二路分别从前、后墙两侧进入二次风箱。

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