本發明專利技術涉及一種分相氣化低氮旋流燃燒器，解決了現有燃燒器存在的焦炭氣化率低、燃燒效率低、低氮排放物值有待進一步提高等問題。技術方案包括由內至外依次設置的一次風通道及其噴口、內二次風通道及其噴口和外二次風通道及其噴口，所述一次風通道及二次風通道之間還設有富氧氣膜風通道及其噴口。本發明專利技術結構簡單、燃燒效率高、有效減輕腐蝕及磨損問題、設備使用壽命長、煤種適應性好、低氮排放值低。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及工業煤粉爐及電站鍋爐領域，具體的說是一種。
技術介紹
隨著國家對鍋爐氮氧化物排放控制的日益嚴格，一種全爐膛空氣分級配套低NOx燃燒器的燃燒系統技術得到了廣泛應用，并形成了各種流派的低NOx旋流和直流燃燒器技術。就工業煤粉鍋爐及電站鍋爐而言，為使氮氧化物在爐內得到有效還原，全爐膛分級燃燒低NOx排放技術采用把供應給爐內煤粉燃盡所需要的全部空氣(氧量)分為2部分，一部分空氣從下爐膛主燃燒器噴口噴入爐膛，滿足煤粉早期燃燒所需氧量；而另一部分空氣從爐膛上部空氣噴口(燃盡風口)送人爐膛，使主燃區的空氣化學當量比小于1，形成了缺氧燃燒的還原性氣氛，同時在主燃區與上部風口(燃盡風口)之間形成還原性氣氛區域，使早期燃燒生成的氮氧化物得到還原。同時，現大多旋流燃燒器本身也都采用煤粉濃淡分離和空氣分級送風形式，控制風粉在燃燒器內部的混合時機，形成燃燒器噴口區域的還原性氣氛，達到燃燒器區域降低氮氧化物的目的。如公告號為203927901U的專利公開了一種XC-LNB低氮煤粉旋流燃燒器，其具有一次風通道和內、外二次風通道，在一次風道的直管段的出口處內設有煤粉分離器，具有燃燒效率高、一次風通道內阻力小、有效減輕腐蝕及磨損問題、設備使用壽命長、維護成本低的優點，但仍存在燃燒效率有待進一步提高、低氮排放值仍有待進一步降低的問題。將上述低氮煤粉旋流燃器實際應用在煤粉爐和鍋爐內時，發現存在如下問題:1、部分空氣從鍋爐的燃盡風口送入后，使主燃燒器區域的空氣減少，出現主燃燒器區域燃燒延遲并帶來飛灰可燃物偏高。2、現有技術下，電站及工業用煤粉鍋爐氮氧化物排放值較高。為降低最終出口排放值，特別是為達到國家超低排放要求時，選用的煙氣尾部脫硝工藝(SNCR，SCR工藝)成本較高，對尾部受熱面產生的負面影響也較大，如堵管，受熱面化學腐蝕等。3、煤種適應性不夠廣泛，特別是在燃燒貧煤或混煤的情況下，燃燒效率和焦炭氣化也有待提尚。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決上述技術問題，提供一種結構簡單、燃燒效率高、有效減輕腐蝕及磨損問題、設備使用壽命長、煤種適應性好、低氮排放物值低的低氮旋流燃燒器。本專利技術還提供一種方法簡單、操作簡便、可靠性好的上述低氮旋流燃燒器的控制方法。本專利技術低氮旋流燃燒器包括由內至外依次設置的一次風通道及其噴口、內二次風通道及其噴口和外二次風通道及其噴口，所述一次風通道及二次風通道之間還設有富氧氣膜風通道及其噴口。所述一次風通道的中心軸線處設有中心氣流引射裝置，所述中心氣流引射裝置由中心氣流引射管及其噴口組成。所述中心氣流引射管的噴口直徑與所述一次風通道的噴口的直徑比值為0.15-0.35 之間。各通道的噴口擴錐角彡35°。上述低氮旋流燃燒器的控制方法為:攜帶煤粉的一次風通入低氮旋流燃燒器的最內層的一次風通道內并由其噴口噴出；二次風分成兩股，一股通入一次風通道外層的內二次風通道并由其噴口噴出，另一股通入內二次風通道外層的外二次風通道并由其噴口噴出，其特征在于，富氧氣膜風通入位于所述一次風通道和所述內二次風通道之間的富氧氣膜風通道，并由其噴口噴出，所述富氧氣膜風的氧氣濃度為體積百分比30-80%。所述富氧氣膜風的溫度控制在110 - 370°C之間。控制富氧氣膜風的純氧通入量為所述二次風純氧通入量的5 — 10%。所述二次風分成三股，第三股作為高速二次風通入位于一次風通道中心軸線處的中心氣流引射管并由其噴口噴出，所述高速二次風的風速是一次風風速的2 — 3倍。所述一次風為300_800°C、氧氣濃度低于體積百分比15%的高溫煙氣。針對
技術介紹
中存在的問題，專利技術人進行了如下改進:(1)在一次風通道及二次風通道之間增設富氧氣膜風通道及其噴口，通過向富氧氣膜風通道內通入富氧氣膜風，在噴出的一次風外周形成一個環形的富氧區，有利于在燃燒器的噴口處火焰中心區的劇烈燃燒，形成極高溫度狀態，從而提高出口煤粉氣化率，為后期煤粉氮的處理及燃燼創造條件。優選控制控制富氧氣膜風的純氧通入量為所述二次風純氧通入量的5 - 10%，過高會導致煤粉燃燒初期在富氧狀態下產生大量氮氧化物及后期鍋爐整體煙氣量不足引起受熱面不匹配。過低會導致初期燃燒無法迅速進入劇烈的高溫狀態，使得焦碳氮不能快速的氣化并揮發出來，進一步的，富氧氣膜風的溫度優選100 - 180°C (對工業煤粉爐)，240 -370°C (對電站煤粉爐)，相對于燃燒器工作狀態時的1000°C以上的高溫，富氧氣膜風的通入可以有效為通道內的壁面降溫，有效保護設備，確保高溫燃燒狀態能持續進行并提高設備的使用壽命。(2)在一次風通道內中心軸線處設有中心氣流引射裝置，通過向中心氣流引射裝置內通入高速二次風，使由中心氣流引射裝置噴出的高速二次風的風速明顯高于其它通道噴出的風速，因而，在近噴口處的火焰中心區形成高溫負壓氣流，一次風攜帶的煤粉受高溫而大量析出的揮發份會迅速被該高溫負壓氣流卷入火焰中心區，在此快速著火，燃燒，迅速消耗內部氧量，初期深度缺氧達到還原氮氧化物的目的；之后，剩余焦炭(脫除了揮發份的煤粉)進入富氧區進行劇烈燃燒，提高焦炭氣化率以確保后期燃燒效率，提高煤種的適應性。所述高速二次風的風速是一次風風速的2 - 3倍，過高會導致燃燒中心被過度推遠引起火焰失穩，過低會則無法達到負壓抽吸進行氣固兩相分離的效果。(3)為了進一步提高煤粉中揮發份的析出，以利于煤粉噴出后揮發份的快速分離和燃燒，采用高溫煙氣送粉，在一次風通道中就利用煙氣的高溫將煤粉中的揮發份盡早的析出，通過控制高溫煙氣中的氧濃度以提高設備的安全性，優選高溫煙氣的溫度為300-800°C，更為優選為300 - 500°C，過高會增加煤粉自燃產生爆炸的風險，過低會影響煤粉中的揮發份大量析出。(4)所有通道的噴口具有擴錐角，擴錐角可形成擴散噴出的效果，使一、二次風的混合延遲，并使燃燒器的噴口區域形成風包粉的流場結構，達到著火初期一次風內部形成缺氧氣氛，使初期的氮氧化當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種分相氣化低氮旋流燃燒器，包括由內至外依次設置的一次風通道及其噴口、內二次風通道及其噴口和外二次風通道及其噴口，其特征在于，所述一次風通道及二次風通道之間還設有富氧氣膜風通道及其噴口。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：符國運，周明亮，廖加林，
申請(專利權)人：武漢燃控科技熱能工程有限公司，
類型：發明
國別省市：湖北;42
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