次風(fēng)通道中就利用煙氣的高溫將煤粉中的揮發(fā)份盡早的析出，通過控制高溫?zé)煔庵械难鯘舛纫蕴岣咴O(shè)備的安全性，優(yōu)選高溫?zé)煔獾臏囟葹?00-800°C，更為優(yōu)選為300 — 500°C，過高會增加煤粉自燃產(chǎn)生爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，過低會影響煤粉中的揮發(fā)份大量析出。
[0018](4)所有通道的噴口具有擴(kuò)錐角，擴(kuò)錐角可形成擴(kuò)散噴出的效果，使一、二次風(fēng)的混合延遲，并使燃燒器的噴口區(qū)域形成風(fēng)包粉的流場結(jié)構(gòu)，達(dá)到著火初期一次風(fēng)內(nèi)部形成缺氧氣氛，使初期的氮氧化物得到充分還原，同時(shí)利用外擴(kuò)結(jié)構(gòu)形成的風(fēng)墻達(dá)到隔離煤粉顆粒和噴口水冷壁區(qū)域管屏的目的，從而可有效緩解低氮旋流燃燒器周部水冷壁結(jié)焦和高溫腐蝕的問題。優(yōu)選擴(kuò)錐角< 35°，更為優(yōu)選為20 — 35°，過大會帶來氣流飛邊的問題。
[0019]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、控制方法簡便、可靠性高、焦炭氣化率高、燃燒效率高、有效減輕腐蝕及磨損問題、設(shè)備使用壽命長、低氮排放值更低、對環(huán)境友好，煤種適應(yīng)性好、可適用于褐煤，煙煤，貧煤，甚至無煙煤等。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖。
[0021]其中，1-一次風(fēng)通道、2-—次風(fēng)噴口、3-富氧氣膜風(fēng)通道、4-富氧氣膜風(fēng)噴口、5-內(nèi)二次風(fēng)通道、6-內(nèi)二次風(fēng)噴口、7-外二次風(fēng)通道、8-外二次風(fēng)噴口、9-中心氣流引射管、10-中心氣流引射噴口。
【具體實(shí)施方式】
[0022]參見圖1，本實(shí)用新型分相氣化低氮旋流燃燒器包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的中心氣流引射管9及中心氣流引射噴口 10、一次風(fēng)通道I及一次風(fēng)噴口 2、富氧氣膜風(fēng)通道3及富氧氣膜風(fēng)噴口 4、內(nèi)二次風(fēng)通道5及內(nèi)二次風(fēng)噴口 6和外二次風(fēng)通道7及外二次風(fēng)噴口 8 ；所述中心氣流引射管9位于一次風(fēng)通道I的中心軸線處，所述中心氣流引射管噴口 10的直徑與所述一次風(fēng)噴口2的直徑比值為0.15-0.35之間。上述各噴口的擴(kuò)錐角為< 35°，優(yōu)選20 — 35°。
[0023]作為常用設(shè)置，低氮旋流燃燒器中還根據(jù)需要設(shè)有各風(fēng)道的調(diào)節(jié)裝置、各種常用檢測裝置和點(diǎn)火槍、氣槍等，此為現(xiàn)有技術(shù)，其安裝位置、結(jié)構(gòu)和工作原理不作詳敘。
[0024]控制方法:
[0025]溫度為300_800°C、氧氣濃度低于體積百分比15%的高溫?zé)煔庾鳛橐淮物L(fēng)攜帶煤粉通入一次風(fēng)通道I，在一次風(fēng)通道I中煙氣高溫能使煤粉中部分揮發(fā)分析出，由于控制了高溫?zé)煔庵械暮趿?，從而提高了設(shè)備的可靠性。攜帶煤粉的高溫?zé)煔饨?jīng)由一次風(fēng)噴口 2噴出，煤粉中的揮發(fā)分在高達(dá)一千多度的高溫作用下迅速析出；同時(shí)二次風(fēng)分為三股，一股通入內(nèi)層的內(nèi)二次風(fēng)通道5，另一股通入外層的外二次風(fēng)通道7，并分別經(jīng)內(nèi)二次風(fēng)噴口 6和外二次風(fēng)噴口8噴出，第三股加壓后作為高速二次風(fēng)(風(fēng)速為50 — 70m/s，是一次風(fēng)的2-3倍)通入中心氣流引射管9，再由中心氣流引射噴口 10噴出，噴出的高速二次風(fēng)在靠近噴口的火焰中心區(qū)形成高溫負(fù)壓氣流，煤粉中析出揮發(fā)分被高溫負(fù)壓氣流帶入火焰中心區(qū)劇烈燃燒。同時(shí)，氧氣濃度為體積百分比30-80%、溫度為100 — 180°C(對工業(yè)煤粉爐)或240 — 370°C(對電站鍋爐)的富氧氣膜風(fēng)通入富氧氣膜風(fēng)通道3(控制富氧氣膜風(fēng)的純氧通入量為所述二次風(fēng)純氧通入量的5 —10%。)，由于富氧氣膜風(fēng)溫度較低，對低氮旋流燃燒器具有保護(hù)作用，提高設(shè)備的使用壽命;從富氧氣膜風(fēng)噴口 4噴出的富氧氣膜風(fēng)在一次風(fēng)外周形成環(huán)形的富氧區(qū)，一次風(fēng)中脫除了揮發(fā)份的煤粉(焦炭)進(jìn)入富氧區(qū)在一次風(fēng)和二次風(fēng)的輔助下進(jìn)行劇烈燃燒，提高焦炭氣化率以確保后期燃燒效率；由于所有噴口均具有擴(kuò)錐角，因此可形成擴(kuò)散噴出的效果，所述內(nèi)、外二次風(fēng)通道5、7的風(fēng)量和旋流強(qiáng)度可經(jīng)由對應(yīng)的調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，以控制一、二次風(fēng)的混合時(shí)機(jī)，使火焰中心區(qū)高溫劇烈燃燒，提高燃燒效率。
[0026]上述方法中，本實(shí)用新型燃燒器的點(diǎn)火過程為現(xiàn)有技術(shù)，在此不作詳述。
[0027]安裝了本實(shí)用新型分相氣化低氮旋流燃燒器的工業(yè)煤粉爐及電站鍋爐中排出的煙氣中氮氧化物可降至100mg/Nm3(干態(tài)，折算為6%氧量)以內(nèi)，焦炭氣化率可達(dá)90%、燃燒效率可達(dá)99%以上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種分相氣化低氮旋流燃燒器，包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的一次風(fēng)通道及其噴口、內(nèi)二次風(fēng)通道及其噴口和外二次風(fēng)通道及其噴口，其特征在于，所述一次風(fēng)通道及二次風(fēng)通道之間還設(shè)有富氧氣膜風(fēng)通道及其噴口。2.如權(quán)利要求1所述的分相氣化低氮旋流燃燒器，其特征在于，所述一次風(fēng)通道的中心軸線處設(shè)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。3.如權(quán)利要求2所述的分相氣化低氮旋流燃燒器，其特征在于，所述中心氣流引射管的噴口直徑與所述一次風(fēng)通道的噴口的直徑比值為0.15-0.35之間。4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的分相氣化低氮旋流燃燒器，其特征在于，各通道的噴口擴(kuò)錐角< 35。ο
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種分相氣化低氮旋流燃燒器，解決了現(xiàn)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(jìn)一步提高等問題。技術(shù)方案包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的一次風(fēng)通道及其噴口、內(nèi)二次風(fēng)通道及其噴口和外二次風(fēng)通道及其噴口，所述一次風(fēng)通道及二次風(fēng)通道之間還設(shè)有富氧氣膜風(fēng)通道及其噴口。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、燃燒效率高、有效減輕腐蝕及磨損問題、設(shè)備使用壽命長、煤種適應(yīng)性好、低氮排放值低。
【IPC分類】F23D1/02, F23L9/00
【公開號】CN205245161
【申請?zhí)枴緾N201521033841
【發(fā)明人】符國運(yùn), 周明亮, 廖加林
【申請人】武漢燃控科技熱能工程有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月11日