CN201137933Y - 低NOx煤粉浓淡节油燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低NOx煤粉浓淡节油燃烧器。它具有一次风管，一次风管内设有煤粉浓缩器，一次风管出口连接燃烧器喷口，燃烧器喷口外壁设有壁温监测装置；一次风管中心设有油枪套管，油枪套管一端侧壁设有进风管，进风管上设有电动调节风门，油枪套管另一端设有波形稳燃器，波形稳燃器外部设计隔离罩，油枪套管中心设有小油枪和点火器，小油枪尾部设有旋流配风器。本实用新型可降低煤燃烧产生的60～80％NOx排放量；可实现煤粉浓淡燃烧，具有低负荷不投油稳燃功能；锅炉冷炉升炉和低负荷稳燃时，可用少量的油直接点燃大量的煤粉，节油率可达90％以上。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤粉燃烧装置，尤其涉及一种低NOx煤粉浓淡节油燃烧器。
背景技术
我国是燃煤大国，能源造成的环境污染日益严重，制约着我国经济和社会的可持续发展。燃煤过程中排放出各种污染物，其中氮氧化物(NOx)是造成大气污染的主要物质之一，而NOx排放量与燃用的煤质特性和燃烧器配风方式息息相关。
随着煤炭市场供求关系的变化，煤炭供应紧张，许多锅炉燃用的煤质均达不到设计要求，造成锅炉严重结焦、飞灰含碳量高等一系列问题，从而影响锅炉的安去经济运行。要解决煤质变化影响锅炉运行的关键点就是加强燃烧器稳燃性能，而实现煤粉浓淡燃烧是强化燃烧器燃烧性能的手段之一。
油是我国稀缺战略资源，而煤粉锅炉在升炉阶段和低负荷稳燃阶段都消耗大量的助燃用油，因此，国家经贸委将煤粉锅炉无油点火和少油点火技术作为重点开发和推广的项目。
国内已经成功开发出旋流低NOx燃烧器、煤粉浓淡燃烧器和等离子无油及小油枪少油点火技术，但这些技术只解决其中的一个或两个方面的问题，而存在其它方面的缺陷，如旋流低NOx燃烧器采用前后墙布置，NOx排放量较低，但不能实现炉内燃烧器火焰互相支撑，炉内火焰充满度、低负荷稳燃性能较差；煤粉浓淡燃烧器主要针对四角切圆布置的直流燃烧器，虽炉内火焰充满度和低负荷稳燃性能较好，但NOx排放量相对较高，炉内水冷壁区域容易发生高温腐蚀和严重结焦；国内已经使用的等离子体无油点火技术、少油点火技术使用对象仅为高挥发份烟煤，对劣质烟煤、贫煤和无烟煤节油效果不理想，而且，等离子燃烧器和少油点火燃烧器无煤粉浓淡及其它稳燃功能，不投油稳燃性能差，燃用劣质煤时燃烧效果差。
综合目前市场上使用的低NOx燃烧器、煤粉浓淡燃烧器和节油燃烧器特点，本实用新型就公开了一种综合燃烧器，既能实现低NOx燃烧，又能实现煤粉浓淡燃烧，还能在锅炉点火和低负荷稳燃时节约大量助燃用油(节油率＞80％)。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种低NOx煤粉浓淡节油燃烧器。
它具有一次风管，一次风管内设有煤粉浓缩器，一次风管出口连接燃烧器喷口，燃烧器喷口外壁设有壁温监测装置；一次风管中心设有油枪套管，油枪套管一端侧壁设有进风管，进风管上设有电动调节风门，油枪套管另一端设有波形稳燃器，波形稳燃器外部设计隔离罩，油枪套管中心设有小油枪和点火器，小油枪尾部设有旋流配风器。
所述的隔离罩为1～2个。燃烧器喷口外壁设有壁温监测装置。壁温监测装置为1～4套。粉浓缩器的浓缩比例为1∶1～1∶10。
本实用新型的有益效果：
(1)煤粉燃烧NOx排放量降低60～80％；
(2)具有低负荷(40％)不投油稳燃功能；
(3)具有超低负荷(10～30％)投少量油(80～100kg/h)稳燃功能；
(4)锅炉升炉时直接投用煤粉，节约大量燃油(80％以上)；
(5)适合燃用各种煤质，包括无烟煤、贫煤、烟煤及褐煤；
(6)使锅炉实现风包粉的燃烧方式，有效防止炉内燃烧器区域水冷壁结焦和高温腐蚀；
(7)根据燃烧器喷口温度，自动调节中心风量大小，控制燃烧器出口回流区长度，保护燃烧器喷口安全；
(8)系统改造简单，投资成本低，市场前景广。
附图说明
图1是低NOx煤粉浓淡节油燃烧结构示意图，图中，点火器1，小油枪2，进风管3，电动调节风门4，油枪套管5，一次风管6，煤粉浓缩器7，隔离罩8，波形稳燃器9，喷口10，旋流配风器11，测温装置12；
图2是浓缩器浓缩效果示意图；
图3是波形稳燃器和燃烧器出口烟气回流示意图。
具体实施方式
如图1所示，低NOx煤粉浓淡节油燃烧器具有一次风管6，一次风管6内设有煤粉浓缩器7，一次风管6出口连接燃烧器喷口10，燃烧器喷口10外壁设有壁温监测装置12；一次风管6中心设有油枪套管5，油枪套管5一端侧壁设有进风管3，进风管3上设有电动调节风门4，油枪套管5另一端设有波形稳燃器9，波形稳燃器9外部设计隔离罩8，油枪套管5中心设有小油枪2和点火器1，小油枪尾部设有旋流配风器11。
所述的隔离罩8为1～2个。燃烧器喷口10外壁设有壁温监测装置12。壁温监测装置12为1～4套。煤粉浓缩器7的浓缩比例为1∶1～1∶10。
1.煤粉浓淡燃烧实现
如图2所示，煤粉浓缩器根据撞击式分离器的原理设计而成，当煤粉气流流经撞击块截面时，在撞击块的导向作用下，部分煤粉气流改变流动方向，由于惯性作用，煤粉颗粒在撞击块表面反弹，集中到管道中心，而空气流过撞击块后，压力自动平衡，在一定距离后就基本恢复管内均流状态。隔离罩8将煤粉气流分隔成浓淡两部分，浓度较高的煤粉气流由隔离罩8内部通过，浓度较低的淡煤粉气流由隔离罩8外部通过。通过改变浓缩器7撞击块的高度，可改变隔离罩8内、外部煤粉浓度比例。如图3所示，隔离罩8和波形稳燃器9出口均设计成喇叭扩口状，根据流体力学原理，在波形稳燃器后部出现一负压区，使已经着火燃烧的部分煤粉高温烟气回流至波形稳燃器出口附近，对煤粉气流进行加热，有利于煤粉气流的着火燃烧。由于浓度高度煤粉气流先受到加热，加上本身煤粉浓度高，这两方面均为煤粉气流的着火和稳定燃烧创造了有利条件；浓煤粉气流着火燃烧后，火焰扩散，带动淡煤粉气流的燃烧，外界环境对浓煤粉气流燃烧影响不大，故整个燃烧器出口火焰稳定、可靠。
2.低NOx排放的实现
在通常情况下，煤燃烧生成的NOx中，NO占90％以上，NO2占5-10％，在氧化性气氛下，NO进一步氧化成NO2，而在还原性气氛下，煤中未完全燃烧的C和CO可将NO还原成N2和CO2，因此，可通过分级送入氧量和控制各级送入的燃料量控制NOx的生成。
本实用新型将煤粉气流分成浓淡两部分，浓煤粉气流被淡煤粉气流包围，浓煤粉气流着火燃烧区域空气量少，形成还原性气氛，有效抑制NOx生成，淡煤粉气流包围整个浓煤粉气流，一方面为煤粉燃烧提供氧量，另一方面防止还原性气氛扩散，造成燃烧器区域水冷壁结焦和高温腐蚀，同时，淡煤粉气流中未燃烧的固定碳对浓煤粉气流中生成的NOx起一定的还原作用，从而大幅度降低NOx的排放。
3.高效节油实现
煤粉气流着火需要提供一定的着火热量，着火热量大小与煤质、风粉气流煤粉浓度、风量和传热方式有关。在现同的煤质条件下，风粉气流煤粉浓度大、风量小，所需的煤粉气流初始着火热就小。常规煤粉锅炉，燃用轻油为风粉气流提供初始热量，锅炉启动时，先点燃布置在二次风喷口内的大油枪以提高炉膛烟气温度，高温烟气通过对流将热量传给一次风射流，这种高温烟气与一次风的对流交换热量，约为油枪燃烧产生热量的1/5左右。
本实用新型将油枪布置在一次风燃烧器内，直接点燃煤粉，因为燃烧器还采取了煤粉浓缩和风量分级的方式，提高点火初期煤粉浓度同时还减少了风量，于是可大幅度降低初始煤粉着火热量。使用本实用新型点炉时，先用点火器1引燃小油枪2内燃油，进风管3内通入油助燃风，保证油充分燃烧，油燃烧的高温火焰，直接点燃隔离罩8内部送入的浓煤粉气流，浓煤粉气流燃烧产生的热量点燃隔离罩8外部送入的淡煤粉气流，最终实现整个燃烧器煤粉气流着火燃烧。因油枪燃烧的热量直接传递给煤粉气流，可以节约80％初始点火热量，同时，初始着火的煤粉浓度相对提高了2～3倍，在上述节油基础上还可节约50～60％初始着火热量，因此，使用此发明，锅炉升炉时综合节油率为90％以上。
总之，该项发明具有低NOx排放(降低60～80％NOx排放量)、节油效率高(90％以上)、能在锅炉冷态情况下直接点燃劣质煤(包括劣质烟煤、贫煤和无烟煤)、具有不投油低负荷稳燃能力、系统简单可靠性高等特点。比同类产品功能更全面，系统更简单。
Claims (4)
1.一种低NOx煤粉浓淡节油燃烧器，其特征在于，它具有一次风管(6)，一次风管(6)内设有煤粉浓缩器(7)，一次风管(6)出口连接燃烧器喷口(10)，燃烧器喷口(10)外壁设有壁温监测装置(12)；一次风管(6)中心设有油枪套管(5)，油枪套管(5)一端侧壁设有进风管(3)，进风管(3)上设有电动调节风门(4)，油枪套管(5)另一端设有波形稳燃器(9)，波形稳燃器(9)外部设计隔离罩(8)，油枪套管(5)中心设有小油枪(2)和点火器(1)，小油枪尾部设有旋流配风器(11)。
2.根据权利要求1所述的一种低NOx煤粉浓淡节油燃烧器，其特征在于，所述的隔离罩(8)为1～2个。
3.根据权利要求1所述的一种低NOx煤粉浓淡节油燃烧器，其特征在于，所述的壁温监测装置(12)为1～4套。
4.根据权利要求1所述的一种低NOx煤粉浓淡节油燃烧器，其特征在于，所述的煤粉浓缩器(7)的浓缩比例为1∶1～1∶10。
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