專利名稱：重油燃燒器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于鍋爐的重油燃燒器。
背景技術：
重油是一種液態(tài)化石燃料，與常規(guī)煤粉相比，燃燒凈熱值高；與天然氣等氣體燃料相比，系統(tǒng)更為簡單安全、易于儲存且不受地域限制，與輕油相比，由于制作工藝的區(qū)別更為經(jīng)濟便宜。近年來，隨著優(yōu)質(zhì)燃油和天然氣的價格不斷上漲，重油在中東等產(chǎn)油國家作為替代動力燃料越來越受到的重視。在中東等重油儲量較大的國家，以重油為主燃料的鍋爐更是新建電站的首選，因此燃油機組在一些產(chǎn)油國家還有相當大的市場。重油是原油經(jīng)過加熱精煉后分餾出汽油、煤油和柴油后剩下的殘留物，其著火和燃盡特性比煤粉容易，它在燃燒過程中，氮氧化物的生成是燃燒反應的一部分，燃燒生成的氮氧化物主要是NO和N02，統(tǒng)稱為NOx。在鍋爐燃料的燃燒過程中生成的NOx，其生成方式主要有三個:熱力型、快速型和燃料型。熱力型:燃燒時，空氣中氮在高溫下氧化產(chǎn)生，其中的生成過程是一個不分支連鎖反應，其生成機理稱為擴大的捷里多維奇機理，隨著反應溫度T的升高，其反應速率按指數(shù)規(guī)律增加。當T〈1500° C時，NO的生成量很少，而當T>1500° C時，T每增加100° C，反應速率增大6-7倍。溫度對熱力型NOX的影響是非常明顯的，除此之外，過剩空氣系數(shù)、停留時間、壓力等對熱力型有一定影響，一般油燃燒過程中熱力型NOX生成量最多，占總量的70%-80%。快速型1971年費尼莫爾提出了快速型NOx的生成反應機理。碳氫化合物燃料燃燒時，如果碳氫化合物的濃度較高，快速型NOx會在反應區(qū)域附近迅速生成，NO快速型NOx多產(chǎn)生于氧氣濃度較低的富燃料燃燒情況，同時快速型NOx對溫度的依賴性較弱，僅在低溫時才考慮，它占總量的15%-20%。；高溫時熱力型NOx較多，快速型可以忽略不計。燃料型氮氧化物所占比例較少。目前，電站鍋爐使用的燃油燃燒器，包括由內(nèi)到外套設的霧化油槍、一次風管和二次風管，霧化油槍包括相連的油管和噴嘴，在噴嘴的前端面上設有一圈環(huán)形排列的數(shù)個等徑的噴孔，各噴孔的噴射角度也相同，在二次風管內(nèi)設有旋流器；該燃燒器為滿足熱力的要求，需盡可能設置較多的噴孔，這導致各噴孔的距離較近，在使用時，各噴孔中的火焰易相互點火，火焰的散熱較差，燃燒溫度高，產(chǎn)生較多的熱力型氮氧化物，同時在燃燒中心區(qū)域還出現(xiàn)氧氣濃度較低、重油濃度較高的燃料工況，也有相當一部分的快速型氮氧化物生成，導致現(xiàn)有的重油鍋爐在燃燒中容易產(chǎn)生高氮氧化物(NOx)等污染物排放，氮氧化物的排放往往達到800mg/Nm3，無法滿足環(huán)保要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，提供一種重油燃燒器，它能大幅降低氮氧化物的產(chǎn)生，滿足日益提高的環(huán)保要求，具有更廣的市場前景。為達到上述目的，本實用新型的重油燃燒器，包括由內(nèi)到外套設的霧化油槍、一次風管和二次風管，霧化油槍包括相連的油管和噴嘴，在二次風管內(nèi)設有旋流器，其特征在于在噴嘴的前端面上同心的設有兩圈噴孔，每圈噴孔均包括等間距設置的數(shù)個噴孔，兩圈噴孔在圓周上間隔排列，且外圈噴孔的孔徑和噴射角度均比內(nèi)圈噴孔的孔徑和噴射角度更大。使用時:在燃燒器內(nèi)霧化油槍的油管中通入重油，經(jīng)油槍前端的噴嘴形成數(shù)股按內(nèi)、外圈同心排列的且內(nèi)淡外濃的噴霧，外圈噴霧的噴射角度大于內(nèi)圈，并將內(nèi)、外圈的噴霧在圓周上間隔設置，經(jīng)點火器點燃后形成數(shù)股分割燃燒的火焰，且內(nèi)圈的火焰小，外圈的火焰大，助燃氣由內(nèi)到外圍繞燃燒器的油槍形成平流的一次風和旋流的二次風；分割燃燒的數(shù)股火焰在圓周上間隔設置，在數(shù)量相同的情況下其間距較大，可避免互相點火升溫，又由于火焰小，火焰散熱表面積增大，冷卻條件改善，從而使火焰溫度降低，另一方面，分股燃燒縮短了 N和O等氣體在火焰中的停留時間，使得熱力型氮氧化物的生成量進一步降低；一次風為平流，二次風為旋流，內(nèi)淡外濃的噴霧，形成內(nèi)部低氧少油、外圍富氧多油的燃燒狀態(tài)，均可抑制快速型氮氧化物的生成；同時小火焰角度小，粒度細，能夠形成穩(wěn)定燃燒的火焰，不增加煙塵濃度和不完全燃燒損失；作為本實用新型的進一步改進，在二次風管外還套設有三次風管，在三次風管內(nèi)也設有旋流器，該旋流器的葉片角度比二次風管內(nèi)旋流器的葉片角度更大；使用時，在各燃燒器的二次風外還形成旋流的三次風，且三次風的旋流強度大于二次風；小油孔出來的粒徑細，而且細油粒能夠只能進入一、二次風，從而能夠形成穩(wěn)定燃燒的火焰，大角度的油孔出來的粒徑粗，能夠穿透至三次風從而進一步促成形成分離火焰；增設三次風，可實現(xiàn)階段性供氧，達到燃燒器區(qū)域中心欠氧、外圍富氧的效果，能保證濃、淡兩部分煙氣離開爐膛前能完全混合，以防止產(chǎn)生不完全燃燒損失；三次風的旋流強度大于二次風，可推遲二、三次風的摻混，使得二次風內(nèi)低氧燃燒的時間延長，燃燒溫度更低，有利于抑制氮氧化物的生成；作為本實用新型的進一步改進，所述外圈噴孔的噴射角度為80-100°，內(nèi)圈噴孔的噴射角度為60-80° ;該角度內(nèi)圈火焰既能進入二次風，煙氣混合均勻，又能實現(xiàn)內(nèi)、外圈火焰分割，進一步降低火焰溫度；作為本實用新型的進一步改進，在一次風管的前端管口設有向外彎折的火焰分割環(huán)；火焰分割環(huán)改變二次風在通過火焰分割環(huán)時的送入方向，可推遲二次風與火焰的混合時間，即將火焰在直徑方向分割為兩部分，更好的實現(xiàn)火焰分割；作為本實用新型的進一步改進，在一次風管內(nèi)的前端設有穩(wěn)燃器；可形成穩(wěn)定燃燒的火焰。綜上所述，本實用新型能大幅降低氮氧化物的產(chǎn)生，滿足日益提高的環(huán)保要求，具有更廣的市場前景。

圖1為本實用新型實施例的結構簡圖。圖2為圖1中霧化油槍噴嘴的端面視圖。[0018]圖3為霧化油槍噴嘴噴射角度的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。如圖1至圖3所示，該重油鍋爐燃燒器6包括由內(nèi)到外套設的霧化油槍7、一次風管8、二次風管9和三次風管10，相鄰的風管之間通過連桿相連，霧化油槍7包括相連的油管71和噴嘴72,在一次風管8內(nèi)的前端設有穩(wěn)燃器11，在一次風管8的前端管口設有向外彎折的火焰分割環(huán)12，在二次風管9和三次風管10內(nèi)均設有旋流器13或14，三次風管10內(nèi)旋流器14的葉片角度比二次風管9內(nèi)旋流器14的葉片角度更大，在噴嘴72的前端面上同心的設有兩圈嗔孔，每圈嗔孔均包括等間距設直的二個嗔孔15或16,兩圈嗔孔在圓周上間隔排列，且外圈噴孔15的孔徑比內(nèi)圈噴孔16的孔徑更大，所述外圈噴孔15的噴射角度b為80-100°，內(nèi)圈噴孔16的噴射角度a為60-80° ；使用時:在燃燒器內(nèi)霧化油槍7的油管71中通入重油，經(jīng)油槍前端噴嘴72上兩圈排列的六個大、小噴孔15或16，形成六股按內(nèi)、外圈同心排列的且內(nèi)淡外濃的噴霧，外圈噴霧的噴射角度為80-100°，內(nèi)圈噴霧的噴射角度為60-80°，內(nèi)、外圈的噴霧在圓周上間隔設置，經(jīng)點燃后形成六股分割燃燒的火焰，由于孔徑不同，內(nèi)圈的火焰小，外圈的火焰大，混合氣由內(nèi)到外圍繞各燃燒器6的油槍7形成平流的一次風和旋流的二次風和三次風，由于三次風管10內(nèi)旋流器14的葉片角度比二次風管9內(nèi)的為大，三次風的旋流強度大于二次風；在圓周上間隔設置的內(nèi)、外圈的噴霧及噴射角度的不同，形成分割燃燒的數(shù)股火焰，火焰分割環(huán)12改變二次風在通過火焰分割環(huán)12時的送入方向，可推遲二次風與火焰的混合時間，即將火焰在直徑方向分割為兩部分，更好的實現(xiàn)火焰分割，其間距較大，可避免互相點火升溫，又由于火焰小，火焰散熱表面積增大，冷卻條件改善，從而使火焰溫度降低，另一方面，分股燃燒縮短了 N和O等氣體在火焰中的停留時間，使得熱力型NOx生成量進一步降低；一次風為平流，二、三次風為旋流，內(nèi)淡外濃的噴霧，形成內(nèi)部低氧少油、外圍富氧多油的燃燒狀態(tài)，均可抑制快速型氮氧化物的生成；小油孔出來的粒徑細，而且細油粒能夠只能進入一、二次風，同時小火焰角度小，從而能夠形成穩(wěn)定燃燒的火焰，不增加煙塵濃度和不完全燃燒損失，穩(wěn)燃器11在一次風管8中的占空比為50%-80%，可提高穩(wěn)燃效果；大角度的噴孔15出來的粒徑粗，能夠穿透至三次風從而進一步促成形成分離火焰；二、三次風的形成還可實現(xiàn)階段性供氧，達到燃燒區(qū)域中心欠氧、外圍富氧的效果，能保證濃、淡兩部分煙氣離開爐膛前能完全混合，以防止產(chǎn)生不完全燃燒損失；三次風的旋流強度大于二次風，可推遲二、三次風的摻混，使得二次風內(nèi)低氧燃燒的時間延長，燃燒溫度更低，有利于抑制氮氧化物的生成；外圈噴孔15的噴射角度為80-100°，內(nèi)圈噴孔16的噴射角度為60-80°，該角度內(nèi)圈火焰既能進入二次風，煙氣混合均勻，又能實現(xiàn)內(nèi)、外圈火焰分割，進一步降低火焰溫度；能夠使得NOx排放下降至250mg/Nm3以下，遠低于早期油燃燒系統(tǒng)800mg/Nm3以上的氮氧化物排放量。
權利要求1.一種重油燃燒器，包括由內(nèi)到外套設的霧化油槍、一次風管和二次風管，霧化油槍包括相連的油管和噴嘴，在二次風管內(nèi)設有旋流器，其特征在于在噴嘴的前端面上同心的設有兩圈噴孔，每圈噴孔均包括等間距設置的數(shù)個噴孔，兩圈噴孔在圓周上間隔排列，且外圈噴孔的孔徑和噴射角度均比內(nèi)圈噴孔的孔徑和噴射角度更大。
2.如權利要求1所述的重油燃燒器，其特征在于在二次風管外還套設有三次風管，在三次風管內(nèi)也設有旋流器，該旋流器的葉片角度比二次風管內(nèi)旋流器的葉片角度更大。
3.如權利要求1或2所述的重油燃燒器，其特征在于所述外圈噴孔的噴射角度為80-100°，內(nèi)圈噴孔的噴射角度為60-80°。
4.如權利要求3所述的重油燃燒器，其特征在于在一次風管的前端管口設有向外彎折的火焰分割環(huán)。
5.如權利要求4所述的重油燃燒器，其特征在于在一次風管內(nèi)的前端設有穩(wěn)燃器。
專利摘要本實用新型公開了一種重油燃燒器，包括由內(nèi)到外套設的霧化油槍、一次風管和二次風管，霧化油槍包括相連的油管和噴嘴，在二次風管內(nèi)設有旋流器，其特征在于在噴嘴的前端面上同心的設有兩圈噴孔，每圈噴孔均包括等間距設置的數(shù)個噴孔，兩圈噴孔在圓周上間隔排列，且外圈噴孔的孔徑和噴射角度均比內(nèi)圈噴孔的孔徑和噴射角度更大。本實用新型能大幅降低氮氧化物的產(chǎn)生，滿足日益提高的環(huán)保要求，具有更廣的市場前景。
文檔編號F23D11/38GK203052656SQ20122063378
公開日2013年7月10日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權日2012年11月27日
發(fā)明者陳燦, 謝佳, 張定海, 王軍, 劉泰生, 張山鷹, 陳陽, 莫春鴻, 吉彥鵬, 倪剛, 李家全, 徐磊 申請人:東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司