CN108361690B - 一种带远程燃尽风的防结渣型低NOx燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带远程燃尽风的防结渣型低NOx燃烧器，包括燃烧器本体、预燃室及远程燃尽风风管，其中，远程燃尽风风管内设置有远程燃尽风挡板，燃烧器本体与预燃室的入口相连通，远程燃尽风风管的出口及预燃室的出口与炉膛的入口相连通，该燃烧器防治燃烧器预燃室喷口结渣。

Description

一种带远程燃尽风的防结渣型低NOx燃烧器
技术领域
本发明属于煤粉燃烧技术领域，涉及一种带远程燃尽风的防结渣型低NOx燃烧器。
背景技术
煤作为我国一种主导性能源资源在中长期内不会改变，燃煤电站与工业锅炉作为主导性煤炭燃烧利用方式也不会改变。但随着环境污染日益严重，煤炭燃烧过程中排放的氮氧化物、硫氧化物、与颗粒物受到世界各国的广泛关注。
燃煤电厂与工业锅炉是燃煤大气污染物的主要排放源，尤其是氮氧化物。因此，优化燃烧器设计作为降低NOx最直接经济的方法是当前煤粉燃烧与NOx减排研究的热点。低的一次风率携带煤粉进入燃烧器，在低氧低温条件下热解脱挥发份并缺氧燃烧，形成局部低温还原性气氛，将NOx前驱体还原为N2，降低燃料型和热力型NOx生成。同时，煤粉浓淡分离可进一步促进煤粉气流着火与降低NOx生成。
市场经济条件下，煤质多变是煤粉锅炉面临的一个重要挑战。煤质多变直接影响煤粉着火、稳定燃烧、NOx生成等特性。内二次风旋流使得燃烧器后部高温烟气回流至其根部，促进煤粉气流着火和后续稳定燃烧。煤质变差则需增大旋流强度，促进高温烟气卷吸并保证煤粉着火和稳定燃烧；煤质好则可适当降低旋流强度或者含氧量，形成低氧低温环境，降低NOx生成。因此，在煤质多变条件下，内二次风量及旋流强度可调可显著强化燃烧器的煤种适应性，保证锅炉效率和可靠性以及电厂经济性。
生物质与准东煤等碱金属富集型燃料均含高挥发分，预燃可显著降低NOx生成；但高的碱金属含量致使灰熔点较低、结渣严重。随生物质混燃政策的颁布、低价高储量准东煤的开发应用，以及煤质多变条件下，燃烧器根部结渣频繁出现。在保证煤粉着火和低NOx生成的同时，在燃烧器预燃室喷口外周通入冷的直流远程燃尽风隔绝四周高温烟气回流，并起到冷却作用，可显著降低燃烧器喷口温度并防止结渣。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种带远程燃尽风的防结渣型低NOx燃烧器，该燃烧器防治燃烧器预燃室喷口结渣。
为达到上述目的，本发明所述的带远程燃尽风的防结渣型低NOx燃烧器包括燃烧器本体、预燃室及远程燃尽风风管，其中，远程燃尽风风管内设置有远程燃尽风挡板，燃烧器本体与预燃室的入口相连通，远程燃尽风风管的出口及预燃室的出口与炉膛的入口相连通。
所述燃烧器本体包括中心管、一次风风管、内二次风风管及外二次风风管；
中心管、一次风风管、内二次风风管及外二次风风管由内到外依次分布，且内二次风风管的端部设置有内二次风环形通道扩口，一次风风管内设置有煤粉浓缩器，中心管内设置有点火油枪及点火器，且中心管、一次风风管、内二次风环形通道扩口及外二次风风管均与预燃室的入口相连通。
远程燃尽风风管套接于预燃室的外壁上。
内二次风风管的入口通道内设置有内二次风挡板，外二次风风管的入口通道内设置有外二次风挡板，其中，内二次风挡板与外二次风挡板同轴联动，且内二次风挡板与外二次风挡板垂直布置。
煤粉浓缩器为一环状梯形结构。
内二次风风管的入口管道内沿周向设置有若干固定式切向旋流叶片。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的带远程燃尽风的防结渣型低NOx燃烧器包括燃烧器本体、预燃室及远程燃尽风风管，通过远程燃尽风风管向炉膛内高速射入直流远程燃尽风，以隔绝预燃室四周高温烟气的回流，起到冷却预燃室出口的作用，使预燃室出喷处于低温环境，防止燃烧器预燃室喷口结渣，结构简单，操作方便，使用性极强。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中固定式切向旋流叶片的结构示意图。
其中，1为一次风风管、2为固定式切向旋流叶片、3为内二次风挡板、4为外二次风挡板、5为内二次风风管、6为外二次风风管、7为远程燃尽风挡板、8为远程燃尽风风管、9为预燃室、10为内二次风环形通道扩口、11为煤粉浓缩器、12为中心管、13为点火器、14为点火油枪。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1及图2，本发明所述的带远程燃尽风的防结渣型低NOx燃烧器包括燃烧器本体、预燃室9及远程燃尽风风管8，其中，远程燃尽风风管8内设置有远程燃尽风挡板7，燃烧器本体与预燃室9的入口相连通，远程燃尽风风管8的出口及预燃室9的出口与炉膛的入口相连通。
所述燃烧器本体包括中心管12、一次风风管1、内二次风风管5及外二次风风管6；中心管12、一次风风管1、内二次风风管5及外二次风风管6由内到外依次分布，且内二次风风管5的端部设置有内二次风环形通道扩口10，一次风风管1内设置有煤粉浓缩器11，中心管12内设置有点火油枪14及点火器13，且中心管12、一次风风管1、内二次风环形通道扩口10及外二次风风管6均与预燃室9的入口相连通。
远程燃尽风风管8套接于预燃室9的外壁上；内二次风风管5的入口通道内设置有内二次风挡板3，外二次风风管6的入口通道内设置有外二次风挡板4，其中，内二次风挡板3与外二次风挡板4同轴联动，且内二次风挡板3与外二次风挡板4垂直布置。
煤粉浓缩器11为一环状梯形结构；内二次风风管5的入口管道内沿周向设置有若干固定式切向旋流叶片2。
本发明工作原理为：
本发明采用内二次风、外二次风与远程燃尽风配置，通过调节二次风与远程燃尽风的比例控制预燃室9内低氧环境，直流远程燃尽风直接射入炉膛以隔绝预燃室9出口***的高温烟气，并冷却预燃室9的出口位置，降低预燃室9出口处的温度，以防治结渣。内二次风风管5的入口通道内沿周向设置有若干固定式切向旋流叶片2，通过固定式切向旋流叶片2使内二次风变为旋流内二次风，旋流内二次风经内二次风环形通道扩口10通入预燃室9后卷吸预燃室9后部的高温烟气，促进一次风煤粉气流及时着火。在保证二次风与远程燃尽风风量比例不变的情况下，通过调节内二次风挡板3与外二次风挡板4的开度，以调节旋流内二次风与直流外二次风的风量比例，控制旋的强度及烟气卷吸量，进而控制预燃室9的温度。一次风煤粉气流在预燃室9内热解脱挥发分并缺氧燃烧，造成局部还原性气氛，将NOx还原为N2。同时，预燃室9内的低氧低温环境有利于抑制热力型NOx的生成，保证煤粉气流快速着火、稳定燃烧、有效降低NOx生成，同时防治燃烧器喷口结渣。
本发明具体工作过程为：
打开外二次风挡板4对预燃室9进行吹扫，吹扫时间大于等于2min，再打开点火器13，确保点火器13正常工作，再***点火器13并点燃，然后通入一次风与煤粉的混合物，待煤粉着火后，打开内二次风挡板3及远程燃尽风挡板7，煤粉在预燃室9内快速预热，煤粉热解产生挥发分引燃，预燃室9主要靠挥发分燃烧维持其高温。通过控制远程燃尽风挡板7开度、内二次风挡板3的开度及外二次风挡板4开度，以控制预燃室9内的氧气量，通过调节内二次风挡板3与外二次风挡板4的周向旋转调度，控制内二次风的旋流强度，进而使预燃室9温度控制在1000℃以下，使煤粉热解产生的含氮化合物被还原成N2；预热后的气体与煤粉混合物直接喷入炉膛内，再与远程燃尽风混合后燃烧。当炉膛温度低于1200℃时，内二次风的比例至少为30％，当炉膛温度高于1200℃时，减小内二次风的风量，降低烟气的卷吸量，煤粉在低温低氧还原性气氛下燃烧，减少热力型NOx的生成，同时局部还原性气氛将NOx还原成N2，减少NOx生成量。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种带远程燃尽风的防结渣型低NOx燃烧器，其特征在于，包括燃烧器本体、预燃室(9)及远程燃尽风风管(8)，其中，远程燃尽风风管(8)内设置有远程燃尽风挡板(7)，燃烧器本体与预燃室(9)的入口相连通，远程燃尽风风管(8)的出口及预燃室(9)的出口与炉膛的入口相连通，且远程燃尽风风管(8)套接于预燃室(9)的外壁上，直流远程燃尽风通过远程燃尽风风管(8)高速射入炉膛内，远程燃尽风挡板(7)的开度可以控制直流远程燃尽风的量；
中心管(12)、一次风风管(1)、内二次旋流风风管(5)及外二次直流风风管(6)由内到外依次分布。
2.根据权利要求1所述的带远程燃尽风的防结渣型低NOx燃烧器，其特征在于，所述燃烧器本体包括中心管(12)、一次风风管(1)、内二次旋流风风管(5)及外二次直流风风管(6)；
内二次旋流风风管(5)的端部设置有内二次旋流风环形通道扩口(10)，一次风风管(1)内沿周向设置有梯型煤粉浓缩器(11)，中心管(12)内设置有点火油枪(14)及点火器(13)，且中心管(12)、一次风风管(1)、内二次旋流风环形通道扩口(10)及外二次直流风风管(6)均与预燃室(9)的入口相连通。
3.根据权利要求2所述带远程燃尽风的防结渣型低NOx燃烧器，其特征在于，内二次旋流风风管(5)的入口通道内设置有内二次旋流风挡板(3)，外二次直流风风管(6)的入口通道内设置有外二次直流风挡板(4)，其中，内二次旋流风挡板(3)与外二次直流风挡板(4)同轴联动，且内二次旋流风挡板(3)与外二次直流风挡板(4)垂直布置,内二次旋流风风管(5)的入口管道内沿周向设置有若干固定式切向旋流叶片(2)。
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Assignee: Ningxia Xingjian boiler and vessel Co.,Ltd.

Assignor: XI'AN JIAOTONG University

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Denomination of invention: Anti-slagging low-NOx burner with remote over-fire air

Granted publication date: 20200110

License type: Common License

Record date: 20200715

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