CN103528056A - 一种富氧煤粉燃烧方法及燃烧器 - Google Patents

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王健东
高勇
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Abstract

本发明涉及一种煤粉富氧燃烧方法和一种广义的富氧煤粉燃烧器。其特征在于在将煤粉喷入燃烧器的同时，将纯氧喷入所述燃烧器入口，使燃烧器入口的氧气浓度大幅上升（比如达26%-32%），在所述燃烧器的入口形成富氧区，有助于煤粉着火燃烧；并在煤粉喷出口附近形成还原区域，防止喷入的氧过量产生氮氧化物（NOx）；所述富氧煤粉燃烧器，包括一次风管和燃烧器本体，还包括氧气喷入装置和氧气输入管，所述氧气喷入装置的喷入口设置在靠近所述一次风管的输入端的位置，所述氧气输入管连接在所述氧气喷入装置上。这样，只要调整喷入燃烧器的纯氧，就能使煤粉充分着火，提高煤粉燃烬率，从而降低锅炉飞灰可燃物，提高锅炉效率；同时控制NOx生成。

Description

一种富氧煤粉燃烧方法及燃烧器
技术领域
本发明涉及一种煤粉燃烧器，尤其涉及一种富氧煤粉燃烧器。
背景技术
目前国内外大型锅炉几乎都是煤粉锅炉，煤粉燃烧是一个典型的氧化过程，为了保证煤粉能充分燃烧，往往要靠风机鼓入大量的空气，这样将增加鼓风机电耗，增加厂用电；同时鼓入炉膛的风从炉膛排出将带走大量的锅炉热量，从而降低锅炉效率；更严重的是，如果煤质太差，煤粉进入炉膛后，不易着火燃烧，大量的余炭在锅炉上部燃烧，造成锅炉尾部超温，被迫多喷减温水；同时还会增加锅炉飞灰含碳量，造成上述四重能量损失。经过几十年的发展，煤粉锅炉的效率已达91%以上，但怎样进一步提高锅炉的效率，既是一项困难的技术问题，又是一项必须解决的经济问题。
进入21世纪，环保排放标准不断提高，尤其是对锅炉高温燃烧产生的氮氧化物（NOx）的排放控制严格,如何有效控制氮氧化物（NOx）的产生也是一个不能回避的问题。
发明内容
本发明提供一种高燃烬率的煤粉燃烧方法以及相应的煤粉燃烧器，其至少能够解决下述技术问题之一：有效提高锅炉效率；有效控制氮氧化物（NOx）的排放。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种煤粉富氧燃烧方法，其特征在于：在将煤粉喷入燃烧器内部的同时，将纯氧喷入所述燃烧器入口，在所述燃烧器的煤粉喷入口附近形成富氧区域，将所述富氧区域的氧气浓度调整为26%-32%，同时在所述燃烧器的煤粉喷出口附近形成还原区域。
进一步，测量所述还原区域的氧气含量，根据该还原区域的氧气含量调整氧气的喷入量。
本发明还提供一种富氧煤粉燃烧器，包括一次风管和燃烧器本体，所述一次风管连接在所述燃烧器本体的入口端，其特征在于：还包括氧气喷入装置和氧气输入管，所述氧气喷入装置的喷入口设置在所述燃烧器本体内，所述喷入口设置在靠近所述一次风管的输入端的位置，所述氧气输入管连接在所述氧气喷入装置上。
进一步，所述氧气喷入装置包括环形的喷入装置本体和固定装置，所述喷入装置本体在其面向燃烧器内部的内壁上设置有供氧气喷出的小孔，在所述喷入装置本体面向所述燃烧器本体外部的一侧设置有氧气输入孔，所述氧气输入管的一端固定在所述氧气输入孔上。
进一步，所述固定装置为固定翼，所述固定翼有多个，均布在所述喷入装置本体的外侧。
进一步，所述固定装置是法兰盘。
进一步，所述氧气输入管通过螺纹连接、焊接或者法兰连接之中的一种连接方式固定在所述氧气输入孔上。
进一步，所述氧气喷入装置是喷嘴。进一步，所述喷入装置本体是圆环形的或者多边形的，所述圆环形或者多边形的横截面是方形的或者圆形的或者多边形的。
进一步，所述喷入装置本体为开口的环形或开口的多边形。
进一步，还包括控制器。
进一步，在所述燃烧器本体的内壁上安装有测温传感器。
进一步，在所述燃烧器本体的末端设置传感器。
进一步，所述传感器为氧化锆，用于测量燃烧器出口的氧含量。
进一步，所述传感器用于测量燃烧器出口一氧化碳的含量。
进一步，在所述燃烧器本体的内壁上安装有火焰检测器。
本发明的有益效果在于无论在锅炉燃烧器中是喷入挥发分高、燃点低的电厂用煤，还是挥发分低，燃点高的无烟煤，只要调整喷入燃烧器的纯氧，就能使煤粉充分着火，提高煤粉燃烬率，从而降低锅炉飞灰可燃物，提高锅炉效率。
附图说明
图1为本发明一种富氧煤粉燃烧器的整体结构示意图；
图2为本发明一种富氧煤粉燃烧器中的氧气喷入装置的结构示意图；
图3为图2的A-A截面图；
图4为煤粉着火温度和氧气含量的关系图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明所述的煤粉燃烧器如图1所示，包括一次风管11、氧气喷入装置12、氧气输入管13、燃烧器本体14和控制器（图中未示出）。所述一次风管11连接在燃烧器本体14的入口端，氧气喷入装置12呈环状，安装在一次风管11的输入端所在的位置，这样，氧气喷入装置12的喷入口设置在燃烧器本体14内，其喷入口设置在靠近一次风管11的输入端的位置，所述氧气输入管13连接在所述氧气喷入装置12上，所述控制器用于控制氧气的喷入量。
如图2、图3所示，所述氧气喷入装置12包括环形的喷入装置本体121、固定装置，所述喷入装置本体121可以是圆环形的（如图2中所示），也可以为多边形的，圆环形的横截面可以是方形的（如图3所示），也可以为圆形的或者为多边形的，在喷入装置本体121面向燃烧器内部的内壁上设置有供氧气通过的小孔124，小孔124的数量有多个；喷入装置本体121亦可为开口的环形或开口的多边形，即在面向燃烧器内部的内壁上设置有开口，供氧气通过。在一个实施例中，所述固定装置为固定翼122，固定翼122对称的设置在喷入装置本体121的两侧，所述固定翼122的数量可以是两个（如图2所示），也可以为多个，只要能够牢固的将喷入装置本体121固定在燃烧器的内壁上即可；在所述固定翼122上设置有通孔123，使螺栓穿过该通孔123，可将氧气喷入装置12固定到燃烧器本体14的内壁上；在其它的实施例中，所述固定装置可以是法兰盘或者其它结构。
在所述喷入装置本体121面向燃烧器外部的一侧设置有氧气输入孔125，在该氧气输入孔的内壁上可以设置内螺纹，所述氧气输入管13的一端设置有相应的外螺纹，通过内外螺纹的相互配合，所述氧气输入管13连接在所述喷入装置本体121上，用于对燃烧器提供氧气；所述氧气输入管13还可以通过焊接或者法兰连接等方式连接在喷入装置本体121上。
在其它的实施例中，为了节约空间，所述氧气喷入装置12可以是喷嘴，该喷嘴与氧气输入管13相连，该喷嘴与所述燃烧器的连接方式可以是***式的。
在煤粉通过一次风管11喷入燃烧器内的同时，一定量的氧气通过氧气输入管13喷入氧气喷入装置12中，进而进入燃烧器内部，在所述燃烧器靠近一次风管的位置形成富氧区域141，由于在该区域的氧气含量比较高，煤粉在此区域发生强烈的氧化反应，在煤粉移动线路的富氧区域141的下游形成过渡区域142，在该区域，煤粉的氧化反应进一步进行，随着煤粉在燃烧器本体内的进一步移动，煤粉进入到燃烧器本体的下游区域，既煤粉反应的还原区143，在该区域，氧气含量有所减少，发生氧化反应的煤粉部分发生还原反应，但经过在燃烧器内的富氧点火过程，喷入燃烧器内的煤粉大部分已经点着，在煤粉喷出燃烧器本体的一瞬间，进入二次风环境，已经点着的煤粉则进行快速的氧化反应，接着进入炉膛内进行充分的燃烧。
由于燃烧器内部的温度非常高，一般为600-800，在燃烧器本体的过渡区域142的内壁上安装测温传感器15，该测温传感器15与控制器电连接，所述测温传感器15可以只设置一个，也可以在燃烧器本体的内壁上对称的设置两个或多个，在燃烧器正常工作时，如果测温传感器检测到燃烧器内壁超温（超过测温传感器15的设定值），则在控制器的控制下适当减少喷入燃烧器的纯氧，以保护燃烧器不被烧损。
喷氧有利于煤粉快速燃烧，但是，当燃烧环境中的氧气浓度比较高时，会增加氮氧化物（NOx）的产生，为此，优选的，在燃烧器本体14的末端设置传感器16，该传感器16与控制器电连接，所述传感器16优选为氧化锆，也可以为其它的测氧传感器，该传感器16可以用来检测喷出燃烧器已着火的煤粉气流的含纯氧量，并将该信号反馈到控制器，控制器通过调控喷入燃烧器的纯氧使燃烧器出口形成可调还原范围，从而防止过量的NOx生成。该传感器16还可以用来测量燃烧器出口已着火的煤粉气流中的一氧化碳的含量，从而来控制喷入燃烧器的纯氧量。当燃烧器正常工作时，通过该传感器反馈过来的氧含量或者一氧化碳含量信号，调控喷入燃烧器的纯氧，本发明中，将喷入燃烧器中的纯氧控制在26%-32%，以保证喷入燃烧器的煤粉既能充分着火，又不超标产生NOx。
优选的，在所述燃烧器本体内设置火焰检测器，当燃烧器的火焰检测器检测不到火焰并延时一个时间△t后，控制器将立即停止工作，防止事故发生。
由于煤粉的着火温度随着氧含量的增加会有所降低，以烟煤为例，如图4所示，图4中，横轴为烟煤着火时空气中的氧含量百分比，纵轴为烟煤的着火温度，从该图中可以看出，当氧含量由21%增加到29%时，烟煤的着火温度由通常的740度左右下降到600度左右，降幅达140度左右，随着氧含量的进一步增加，着火温度的降幅趋缓，经济性有所下降。本发明将煤粉着火时的氧含量控制在29%左右，能够取得最佳的经济效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种煤粉富氧燃烧方法，其特征在于：在将煤粉喷入燃烧器内部的同时，将纯氧喷入所述燃烧器入口，在所述燃烧器的煤粉喷入口附近形成富氧区域，将所述富氧区域的氧气浓度调整为26%-32%，同时在所述燃烧器的煤粉喷出口附近形成还原区域。
2.根据权利要求1所述的一种煤粉富氧点火方法，其特征在于：测量所述还原区域的氧气含量，根据该还原区域的氧气含量调整氧气的喷入量。
3.一种富氧煤粉燃烧器，包括一次风管和燃烧器本体，所述一次风管连接在所述燃烧器本体的入口端，其特征在于：还包括氧气喷入装置和氧气输入管，所述氧气喷入装置的喷入口设置在所述燃烧器本体内，所述喷入口设置在靠近所述一次风管的输入端的位置，所述氧气输入管连接在所述氧气喷入装置上。
4.根据权利要求3所述的一种富氧煤粉燃烧器，其特征在于：所述氧气喷入装置包括环形的喷入装置本体和固定装置，所述喷入装置本体在其面向燃烧器内部的内壁上设置有供氧气喷出的小孔，在所述喷入装置本体面向所述燃烧器本体外部的一侧设置有氧气输入孔，所述氧气输入管的一端固定在所述氧气输入孔上。
5.根据权利要求4所述的一种富氧煤粉燃烧器，其特征在于：所述固定装置为固定翼，所述固定翼有多个，均布在所述喷入装置本体的外侧。
6.根据权利要求4所述的一种富氧煤粉燃烧器，其特征在于：所述固定装置是法兰盘。
7.根据权利要求4所述的一种富氧煤粉燃烧器，其特征在于：所述氧气输入管通过螺纹连接、焊接或者法兰连接之中的一种连接方式固定在所述氧气输入孔上。
8.根据权利要求3所述的一种富氧煤粉燃烧器，其特征在于：所述氧气喷入装置是喷嘴。
9.根据权利要求4所述的一种富氧煤粉燃烧器，其特征在于：所述喷入装置本体是圆环形的或者多边形的，所述圆环形或者多边形的横截面是方形的或者圆形的或者多边形的。
10.根据权利要求4所述的一种富氧煤粉燃烧器，其特征在于：所述喷入装置本体为开口的环形或开口的多边形。
11.根据权利要求3所述的一种富氧煤粉燃烧器，其特征在于：还包括控制器。
12.根据权利要求3-11任一所述的一种富氧煤粉燃烧器，其特征在于：在所述燃烧器本体的内壁上安装有测温传感器。
13.根据权利要求3-11任一所述的一种富氧煤粉燃烧器，其特征在于：在所述燃烧器本体的末端设置传感器。
14.根据权利要求13所述的一种富氧煤粉燃烧器，其特征在于：所述传感器为氧化锆，用于测量燃烧器出口的氧含量。
15.根据权利要求13所述的一种富氧煤粉燃烧器，其特征在于：所述传感器用于测量燃烧器出口一氧化碳的含量。
16.根据权利要求3-11任一所述的一种富氧煤粉燃烧器，其特征在于：在所述燃烧器本体的内壁上安装有火焰检测器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114764091A (zh) * 2021-01-15 2022-07-19 宝山钢铁股份有限公司 一种降低锅炉飞灰含碳量的方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2099132A (en) * 1981-04-16 1982-12-01 Boc Ltd Fuel burners and their operation
WO1987003065A1 (en) * 1985-11-15 1987-05-21 Nippon Sanso Kabushiki Kaisha Oxygen temperature raising device, and high-temperature oxygen lance and burner for finely powdered solid fuel, each equipped with said device
EP0763692A2 (en) * 1995-09-15 1997-03-19 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Oxy-fuel burner having coaxial fuel and oxidant outlets
CN1324999A (zh) * 2000-05-19 2001-12-05 普莱克斯技术有限公司 利用基于煤的再燃烧还原氮氧化物的方法
CN1668877A (zh) * 2002-07-11 2005-09-14 普莱克斯技术有限公司 加入氧气来增强sncr辅助燃烧
CN1668876A (zh) * 2002-07-11 2005-09-14 普莱克斯技术有限公司 低级燃料的增氧燃烧
CN1802536A (zh) * 2003-04-04 2006-07-12 麦克森公司 用氧燃烧粉状固体燃料的装置
US20120006239A1 (en) * 2010-05-28 2012-01-12 Nowak Richard A Process for operating a coal-fired utility boiler
CN102834666A (zh) * 2008-09-26 2012-12-19 气体产品与化学公司 带有预燃室的燃烧***
CN203489262U (zh) * 2013-10-11 2014-03-19 王龙陵 一种富氧煤粉燃烧器

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2099132A (en) * 1981-04-16 1982-12-01 Boc Ltd Fuel burners and their operation
WO1987003065A1 (en) * 1985-11-15 1987-05-21 Nippon Sanso Kabushiki Kaisha Oxygen temperature raising device, and high-temperature oxygen lance and burner for finely powdered solid fuel, each equipped with said device
EP0763692A2 (en) * 1995-09-15 1997-03-19 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Oxy-fuel burner having coaxial fuel and oxidant outlets
CN1324999A (zh) * 2000-05-19 2001-12-05 普莱克斯技术有限公司 利用基于煤的再燃烧还原氮氧化物的方法
CN1668877A (zh) * 2002-07-11 2005-09-14 普莱克斯技术有限公司 加入氧气来增强sncr辅助燃烧
CN1668876A (zh) * 2002-07-11 2005-09-14 普莱克斯技术有限公司 低级燃料的增氧燃烧
CN1802536A (zh) * 2003-04-04 2006-07-12 麦克森公司 用氧燃烧粉状固体燃料的装置
CN101551104A (zh) * 2003-04-04 2009-10-07 麦克森公司 用氧燃烧粉状固体燃料的装置
CN102834666A (zh) * 2008-09-26 2012-12-19 气体产品与化学公司 带有预燃室的燃烧***
US20120006239A1 (en) * 2010-05-28 2012-01-12 Nowak Richard A Process for operating a coal-fired utility boiler
CN203489262U (zh) * 2013-10-11 2014-03-19 王龙陵 一种富氧煤粉燃烧器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王春波等: "微富氧条件下煤粉燃烧及NO生成特性的研究", 《动力工程学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114764091A (zh) * 2021-01-15 2022-07-19 宝山钢铁股份有限公司 一种降低锅炉飞灰含碳量的方法

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