本實(shí)用新型涉及煙氣處理環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種差速熱回流淡濃雙向穩(wěn)燃低氮氧化物燃燒器。

背景技術(shù)：

燃煤電廠(chǎng)鍋爐排放的酸性污染氣體主要包括SOx、NOx以及CO2等。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保要求的提高，對(duì)燃煤電站鍋爐的NOx排放有嚴(yán)格的控制，不僅具有顯著的環(huán)境效益，而且也具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，是目前亟待解決的環(huán)境問(wèn)題之一。

從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度考慮，低NOx燃燒技術(shù)一直是應(yīng)用最廣泛的控制燃煤鍋爐NOx的排放措施，即便是為了滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)不得不使用投資和運(yùn)行成本巨大的燃燒后煙氣脫硝技術(shù)，仍須采用低NOx燃燒技術(shù)來(lái)降低煙氣凈化裝置入口的NOx濃度，從而達(dá)到節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用的目的。

現(xiàn)有的低NOx燃燒技術(shù)主要包括：低過(guò)量空氣燃燒技術(shù)、空氣分級(jí)燃燒技術(shù)、燃料分級(jí)燃燒技術(shù)、煙氣再循環(huán)技術(shù)、低NOx燃燒器技術(shù)等。在上述的低氮燃燒技術(shù)中，燃料再燃降低NOx的效果是較明顯的，再燃過(guò)程中的再燃燃料可以是氣體(天然氣、煤氣)、液體(水煤 漿、油)或固體(煤粉、生物質(zhì)燃料 )等各種燃料。在有條件的地方，可以采用不同燃料作為再燃燃料，從而可以大幅度降低再燃技術(shù)的運(yùn)行和改造費(fèi)用。但是在鍋爐上設(shè)置再燃噴口，無(wú)疑增加了很多相關(guān)設(shè)備，使運(yùn)行成本也隨之增加。

煙氣再循環(huán)，主要從空預(yù)器抽取部分煙氣，直接送入爐膛或與一二次風(fēng)混合后通 過(guò)燃燒器進(jìn)入爐膛，減少爐膛氧濃度，降低爐膛溫度，從而降低NOx的排放并有效的防止結(jié)渣，但煙氣再循環(huán)的循環(huán)率對(duì)燃燒的穩(wěn)定性影響較大，調(diào)節(jié)也很困難。 由于低NOx燃燒器具有技術(shù)成熟、應(yīng)用簡(jiǎn)便、投資費(fèi)用小以及不增加運(yùn)行費(fèi)用，具有能夠?qū)⑸鲜鰩追N低NOx技術(shù)原理綜合在一起的優(yōu)勢(shì)，因此一般作為降低燃煤鍋爐NOx排放的首選技術(shù)，在燃煤電站鍋爐中也得到了廣泛應(yīng)用。許多文獻(xiàn)表明低NOx燃燒器技術(shù)與其他單獨(dú)的NOx控制技術(shù)相比，從脫硝效率、投資費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用、技術(shù)成熟度等綜合考慮上有很大的優(yōu)勢(shì)。

目前，隨著國(guó)內(nèi)對(duì)NOx的嚴(yán)格控制，低NOx燃燒器的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，但現(xiàn)有低氮燃燒器在對(duì)NOx的控制有限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如鍋爐燃料再燃和空氣立體分級(jí)或煙氣再循環(huán)，而現(xiàn)有的鍋爐燃料再燃和空氣立體分級(jí)或煙氣再循環(huán)在應(yīng)用上還存在著諸多的問(wèn)題，而現(xiàn)在許多電廠(chǎng)都渴望有一種兼?zhèn)溴仩t燃料再燃、空氣立體分級(jí)或煙氣再循環(huán)功能且系統(tǒng)簡(jiǎn)單、操作容易、調(diào)節(jié)靈活而且能降低NOx排放的低NOx煤粉燃燒器。

煤粉鍋爐四角切園直流燃燒方式一次措施主要有以下幾種1.低過(guò)量空氣燃燒；2.空氣分級(jí)燃燒；3.燃料分級(jí)燃燒；4.煙氣再循環(huán)；5.低NOx燃燒器。目前國(guó)內(nèi)低NOx燃燒技術(shù)主要為煤粉濃淡燃燒加空氣分級(jí)燃燒，煤粉濃淡分離一般采用彎頭或百葉窗式，同時(shí)組織燃燒風(fēng)量沿爐膛垂直方向分級(jí)，空氣分級(jí)燃燒的基本原理為：將燃燒所需的空氣量分成兩級(jí)送入爐膛，使主燃燒區(qū)內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)在80％左右，從而即降低了燃燒區(qū)的氧濃度也降低了燃燒區(qū)的溫度水平，燃料先在欠氧條件下燃燒，使得燃燒速度和溫度降低，延遲了燃燒過(guò)程；在還原性氣氛中大量含氮基團(tuán)與NOx反應(yīng)，提高了NOx向N2的轉(zhuǎn)化率，降低了NOx在這一區(qū)域的生成量；將燃燒所需其余空氣（30％左右）通過(guò)布置在主燃燒器上方的燃盡風(fēng)噴口（SOFA）送入爐膛，在供入燃盡風(fēng)以后，成為富氧燃燒區(qū)。此時(shí)空氣量雖多，但因火焰溫度低，且煤中析出的大部分含氮基團(tuán)在主燃區(qū)已反應(yīng)完成，最終NOx生成量不大，同時(shí)空氣的供入使煤粉顆粒中剩余焦炭充分燃盡，保證煤粉的高燃燒效率，最終爐內(nèi)垂直空氣分級(jí)燃燒可使NOx生成量降低30～40%。

近年來(lái)，為了改進(jìn)電站鍋爐燃燒技術(shù)，節(jié)約點(diǎn)火和助燃用油、降低煤耗，國(guó)內(nèi)許多單位研究開(kāi)發(fā)出多種型式的煤粉燃燒器，并在許多電站鍋爐上推廣應(yīng)用，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。其中，煤粉濃淡燃燒方式，在國(guó)內(nèi)受到高度重視，無(wú)論在理論研究、試驗(yàn)研究和燃燒技術(shù)開(kāi)發(fā)方面，均有較多的成果。

在四角切向燃燒方式中適當(dāng)?shù)靥岣咭淮物L(fēng)煤粉濃度，可以達(dá)到強(qiáng)化煤粉著火和穩(wěn)定燃燒的目的。同時(shí)，適當(dāng)提高煤粉濃度，可以降低鍋爐NOx的排放量，對(duì)鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行也有一定的作用。

淡燃燒技術(shù)方面主要應(yīng)用的是撞擊式濃淡煤粉分離器。它主要是利用煤粉氣流沖擊到導(dǎo)向塊后，煤粉顆粒因反彈而轉(zhuǎn)向，由于煤粉顆粒的慣性比空氣大得多，因而受慣性作用，煤粉在濃側(cè)聚集。

研究表明，煤粉著火初期的揮發(fā)分析出和燃燒過(guò)程對(duì)消減整個(gè)NOx排放量至關(guān)重要，對(duì)于不同揮發(fā)分含量煤種用于攜帶煤粉的一次風(fēng)相對(duì)揮發(fā)分燃燒需要的化學(xué)當(dāng)量波動(dòng)很大，很多情況對(duì)于揮發(fā)分燃燒并非欠氧狀態(tài)，而是處在富氧狀態(tài)，因此現(xiàn)有低NOx燃燒技術(shù)低氮效果欠佳、不穩(wěn)定。由于減弱了下部爐膛的進(jìn)風(fēng)，風(fēng)的剛性減弱，燃燒區(qū)域混合擴(kuò)散減弱，燃燒火焰拉長(zhǎng)、火焰高溫位置滯后，造成容易出現(xiàn)主燃燒區(qū)水冷壁、下游燃燒器噴口結(jié)焦。目前國(guó)內(nèi)燃煤粉鍋爐四角切園燃燒低NOx燃燒技術(shù)普遍存在問(wèn)題：低氮效果欠佳、不穩(wěn)定、主燃燒區(qū)結(jié)渣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于解決上述問(wèn)題，提供一種系統(tǒng)簡(jiǎn)單、低氮效果良好、穩(wěn)定且主燃燒區(qū)不易結(jié)渣的低氮氧化物燃燒裝置。

為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

差速熱回流淡濃雙向穩(wěn)燃低氮氧化物燃燒器，其爐膛截面為正方形，爐壁四角分別設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，其特征在于，所述進(jìn)風(fēng)口包括中心風(fēng)管，在所述中心風(fēng)管的外周自?xún)?nèi)向外依次同心設(shè)置有一次風(fēng)管和風(fēng)差速器，所述一次風(fēng)管分為高速風(fēng)進(jìn)口和低速風(fēng)進(jìn)口，所述高速風(fēng)進(jìn)口側(cè)部設(shè)有二次風(fēng)管，所述二次風(fēng)管風(fēng)道方向與高速風(fēng)進(jìn)口風(fēng)道方向一致。

本實(shí)用新型的優(yōu)化，所述風(fēng)差速器利用不同位置的風(fēng)速擋板將夾帶粉塵的風(fēng)分為高速風(fēng)和低速風(fēng)。

進(jìn)一步優(yōu)化，所述風(fēng)差速器依次交錯(cuò)布置的風(fēng)速擋板組成，所述風(fēng)速擋板與水平面夾角為30-45度。

本實(shí)用新型的工作原理及其有益效果為：

控制燃燒過(guò)程中 NOx 的生成量所采取的措施原則為：（1）降低過(guò)量空氣系數(shù)，使煤粉在欠氧條件下燃燒；（2）降低燃燒溫度，防止產(chǎn)生局部高溫區(qū)；（3）縮短煙氣在高溫區(qū)的停留時(shí)間。

參考說(shuō)明書(shū)附圖2和附圖4所示，風(fēng)差速器通過(guò)不同位置的擋板將夾帶粉塵的風(fēng)分為高速風(fēng)和低速風(fēng)，在一次風(fēng)噴口前部設(shè)計(jì)一個(gè)與常規(guī)百葉窗式煤粉濃淡分離器反向的一次風(fēng)差速器和正向的一次風(fēng)噴口，每角一次風(fēng)射流：向火側(cè)為淡（低速）煤粉、背火側(cè)為濃（高速）煤粉，這樣一次風(fēng)射流引燃效果減弱著火時(shí)間延長(zhǎng)，卷吸煙氣量增加，相對(duì)降低了著火區(qū)過(guò)量空氣系數(shù)；由于煤粉濃淡相對(duì)假象圓反向，多股射流方向、流速存在差異，爐膛中心形成相對(duì)分散的四個(gè)混合均勻燃燒中心，降低了局部高溫區(qū)；由于一次風(fēng)射流引燃效果減弱，主燃燒發(fā)生在軸向向上流速較高的爐膛中心，因此煙氣在高溫區(qū)的停留時(shí)間相對(duì)縮短。最大程度滿(mǎn)足了控制燃燒過(guò)程中 NOx 的生成量所采取的措施原則。所述二次風(fēng)管貼近高速風(fēng)管吹入，隔離一次風(fēng)管的高速風(fēng)與分管和爐壁內(nèi)部接觸，使夾帶粉塵的煙氣不接觸管壁，因此防結(jié)焦。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型燃燒爐截面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型風(fēng)差速器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型一次風(fēng)口的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型燃燒爐工作原理示意圖；

附圖標(biāo)記說(shuō)明：爐壁-1、進(jìn)風(fēng)口-2、中心風(fēng)管-21、一次風(fēng)管-22、高速風(fēng)進(jìn)口-221、低速風(fēng)進(jìn)口-222、風(fēng)差速器-23、風(fēng)速擋板-231、進(jìn)風(fēng)口-232、隔板-233、高速風(fēng)出口-234、低速風(fēng)出口-235、二次風(fēng)管-24；

向火側(cè)-001、背火側(cè)-002、假象圓-003、高溫區(qū)-004。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

參閱說(shuō)明書(shū)附圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)用新型提供差速熱回流淡濃雙向穩(wěn)燃低氮氧化物燃燒器，其爐膛截面為正方形，爐壁1四角分別設(shè)有進(jìn)風(fēng)口2，其特征在于，所述進(jìn)風(fēng)口2包括中心風(fēng)管21，在所述中心風(fēng)管21的外周自?xún)?nèi)向外依次同心設(shè)置有一次風(fēng)管22和風(fēng)差速器23，所述一次風(fēng)管22分為高速風(fēng)進(jìn)口221和低速風(fēng)進(jìn)口222，所述高速風(fēng)進(jìn)口221側(cè)部設(shè)有二次風(fēng)管24，所述二次風(fēng)管風(fēng)道方向與高速風(fēng)進(jìn)口風(fēng)道方向一致。

本具體實(shí)施方式的工作原理及其有益效果為：

控制燃燒過(guò)程中 NOx 的生成量所采取的措施原則為：（1）降低過(guò)量空氣系數(shù)，使煤粉在欠氧條件下燃燒；（2）降低燃燒溫度，防止產(chǎn)生局部高溫區(qū)；（3）縮短煙氣在高溫區(qū)的停留時(shí)間。

參考說(shuō)明書(shū)附圖4所示，風(fēng)差速器通過(guò)不同位置的擋板將夾帶粉塵的風(fēng)分為高速風(fēng)和低速風(fēng)，在一次風(fēng)噴口前部設(shè)計(jì)一個(gè)與常規(guī)百葉窗式煤粉濃淡分離器反向的一次風(fēng)差速器和正向的一次風(fēng)噴口，每角一次風(fēng)射流：向火側(cè)001為淡（低速）煤粉、背火側(cè)002為濃（高速）煤粉，這樣一次風(fēng)射流引燃效果減弱著火時(shí)間延長(zhǎng)，卷吸煙氣量增加，相對(duì)降低了著火區(qū)過(guò)量空氣系數(shù)；由于煤粉濃淡相對(duì)假象圓003反向，多股射流方向、流速存在差異，爐膛中心形成相對(duì)分散的四個(gè)混合均勻燃燒中心，降低了局部高溫區(qū)004；由于一次風(fēng)射流引燃效果減弱，主燃燒發(fā)生在軸向向上流速較高的爐膛中心，因此煙氣在高溫區(qū)004的停留時(shí)間相對(duì)縮短。最大程度滿(mǎn)足了控制燃燒過(guò)程中 NOx 的生成量所采取的措施原則。所述二次風(fēng)管貼近高速風(fēng)管吹入，隔離一次風(fēng)管的高速風(fēng)與分管和爐壁內(nèi)部接觸，使夾帶粉塵的煙氣不接觸管壁，因此防結(jié)焦。

本實(shí)用新型的優(yōu)化，如說(shuō)明書(shū)附圖2所示，所述風(fēng)差速器23利用不同位置的風(fēng)速擋板231將夾帶粉塵的風(fēng)分為高速風(fēng)和低速風(fēng)，所述風(fēng)差速器23一側(cè)為進(jìn)風(fēng)口232，一側(cè)通過(guò)隔板233分為高速風(fēng)出口234和低速風(fēng)出口235。

進(jìn)一步優(yōu)化，所述風(fēng)差速器23依次交錯(cuò)布置的風(fēng)速擋板231組成，所述風(fēng)速擋板231與水平面夾角為30-45度。所述風(fēng)速擋板231兩端固定在風(fēng)差速器23兩側(cè)壁上。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中的描述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選例，本實(shí)用新型并不受上述優(yōu)選例的限制，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還可有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍內(nèi)。

盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。