[發明專利]一種低NOx防結渣的旋流煤粉燃燒器

有效

• 申請號: 201210346607.6
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN102878553A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 孫路石;謝德勇;向軍;蘇勝;胡松;李敏;帥超;王小龍
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: F23D1/02
• 分類號: F23D1/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本發明屬于燃煤鍋爐技術領域，具體涉及一種低NOx防結渣的旋流煤粉燃燒器。?

技術背景

我國電力70％以上主要源于燃煤電廠，目前火電行業對我國氮氧化物排放貢獻率已經超過1/3，因此對燃煤電廠氮氧化物的控制迫在眉睫。國家對火電廠大氣污染物的排放標準進行了修改，根據2012年1月1日開始實施的《火電廠大氣污染物的排放標準》(GB13223-2011)。新建機組從2012年1月1日開始、現有機組從2014年7月1日開始執行100毫克/立方米的氮氧化物污染物排放限值(部分特殊機組類型執行200毫克/立方米)；重點區域統一執行100毫克/立方米的排放限值。而這一標準比歐美發達國家的更加嚴格。?

雖然我國煤炭資源豐富，但是動力煤煤種多變，爐膛結渣情況頻繁發生，部分機組被結渣問題所困擾。水冷壁結渣使鍋爐效率下降，嚴重影響鍋爐運行的經濟性和安全性。?

目前火電廠鍋爐燃燒方式主要分為四角切圓和旋流對沖兩種燃燒方式。為了達到國家火電的排放NOx標準，必須是爐內低NOx燃燒技術和SCR相結合。空氣分級是爐內廣泛采用的技術，而空氣分級大都同時采用燃燒器的空氣分級供給和燃盡風兩種方式相結合以求達到較低的NOx排放，提高初期的煤粉濃度也可以抑制NOx生成。爐內低NOx燃燒技術為后續的SCR減少運行成本和增強穩定性。對旋流對沖鍋爐而言，現有旋流燃燒器基本都采用兩層二次風為主，沒有設置貼壁風來防止熔融煤灰粘結水冷壁結渣。一次風安裝的煤粉濃淡分離器都采用規則的多變形，導致磨損較為嚴重。?

發明內容

本發明針對現有技術存在不足，提供一種低NOx防結渣的旋流煤粉燃燒器，該燃燒器具有結構簡單，操作方便和阻力小，易于燃燒器改造過程中實現。?

本發明提供的一種低NOx防結渣的旋流煤粉燃燒器，其特征在于，它包括中心直流風管、一次風管、內二次旋流風管、中二次旋流風管和貼壁外二次直流風管，中心直流風管設置于一次風管內，內二次旋流風管在一次風管外部，中二次旋流風管在內二次旋流風管外部，貼壁外二次直流風管在中二次旋流風管外部；?

煤粉濃淡分離器設置在一次風管內，且套在中心直流風管外，煤粉濃淡分離器沿燃燒器軸向的截面為弓形，一次風管的出口處設有一次風管圓臺擴口；?

內二次旋流風管的出口處設置有內二次旋流風管圓臺擴口，內二次旋流風管內設置有內二次軸向旋流葉片；?

中二次旋流風管內設置有中二次軸向旋流葉片，中二次旋流風管的出口處設有中二次風管混合擴口；?

貼壁外二次直流風管的出口處設有貼壁外二次直流風管圓弧形擴口，貼壁外二次直流風管圓弧形擴口與中二次風圓臺擴口在爐壁處相連接。?

本發明采用弓形煤粉濃淡分離器，實現了煤粉濃淡分離的同時減少了煤粉對濃淡分離器的局部磨損，由于弓形煤粉濃淡分離器外表面為圓弧形狀，與內二次旋流風管相鄰的一次風管壁面越近，分離器越平滑，減少了煤粉濃縮過程中因濃淡分離器使煤粉速度與燃燒器軸向不一致而對相鄰內二次旋流風管的一次風管壁面的沖刷和磨損。同時具有結構簡單，操作方便和阻力小，易于燃燒器改造過程中實現。因此，本發明具有結構簡單合理，風管阻力小，使用方便等特點，尤其是在弓形煤粉濃淡分離器、貼壁外二次直流風和貼壁外二次風管的圓弧擴口。弓形煤粉濃淡分離器使一次風粉沿弓形煤粉濃淡分離器底部至頂部受到的阻力逐漸減小，減少了煤粉?在經過濃淡分離器后與燃燒器軸向之間的夾角而降低了對靠近內二次旋流風管側的一次風管壁面的沖刷和磨損。貼近中心直流風管側的弓形煤粉濃淡分離器受到的煤粉沖刷最強烈，但是作為實體的弓形煤粉濃淡分離器受沖刷磨損厲害的底部位置結構更加穩固。?

傾斜的貼壁外二次直流風管與圓弧形擴口結合比使用水平直流風管和大角度圓臺擴口的阻力更小，貼壁外二次直流風管的圓弧擴口段流向漸變，降低阻力的同時也能保證出口的外二次直流風貼壁。靠近中二次風側的貼壁外二次風圓弧擴口與中二次風擴口相接，有效的避免高溫回流煙氣對擴口的燒損，使擴口的使用壽命得到有效的保障。?

附圖說明

圖1為本發明實例提供的煤粉燃燒器結構示意圖。?

圖2為本發明實例提供的弓形濃度分離器結構示意圖。?

圖3為本發明實例提供的旋流葉片與燃燒器軸向葉片夾角示意圖。?

圖4為本發明實例提供的圓弧擴口結構示意圖。?

圖5為本發明實例提供的圓弧擴口與爐壁相接處的切向方向與燃燒器軸向夾角示意圖。?

圖6為本發明實例提供的燃燒器出口流場示意圖。?

具體實施方式