[發明專利]重油鍋爐的燃燒系統及方法

有效

• 申請號: 201210489472.9
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN102927561A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 陳燦;張定海;謝佳;王軍;劉泰生;葉恩清;莫春鴻;張山鷹;陳陽;李亞鵬;吉彥鵬;徐磊;李家全;倪剛
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司
• 主分類號: F23C5/08
• 分類號: F23C5/08;F23C7/00;F23C9/08
• 代理公司: 泰和泰律師事務所 51219
• 代理人: 王榮;伍姝茜

技術領域

???本發明涉及一種用于重油鍋爐的燃燒系統及方法。

背景技術

重油是一種液態化石燃料，與常規煤粉相比，燃燒凈熱值高；與天然氣等氣體燃料相比，系統更為簡單安全、易于儲存且不受地域限制，與輕油相比，由于制作工藝的區別更為經濟便宜。近年來，隨著優質燃油和天然氣的價格不斷上漲，重油在中東等產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油國家還有相當大的市場。

目前，電站鍋爐主要使用的是石油制品中的重油或渣油，它是原油經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，但是現有的重油鍋爐在燃燒中容易產生高氮氧化物（NOx）等污染物排放，氮氧化物的排放往往達到800mg/Nm³，因為在燃料的燃燒過程中，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NO2，統稱為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。?

燃燒時，空氣中氮在高溫下氧化產生，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，其反應速率按指數規律增加。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NOx的影響是非常明顯的，除此之外，過剩空氣系數、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會在反應區域附近迅速生成，?NO快速型NOx?多產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。?

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的上述不足，提供一種重油鍋爐的燃燒系統及方法，它能大幅降低重油燃燒產生的氮氧化物，滿足日益提高的環保要求，具有更廣的市場前景。

為達到上述目的，本發明的一種重油鍋爐的燃燒系統，包括進風管、空氣風機、置于爐膛外側的一個以上的風箱、設于每個風箱上的燃盡風噴口、位于燃盡風噴口下方的數個燃燒器及點火器，每個燃燒器均包括由內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，在一次風管內的前端設有穩燃器，在二次風管內設有旋流器，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較內圈噴孔的為大；鍋爐的省煤器出口還通過煙氣循環管與進風管相連，在煙氣循環管上設有循環風機。

使用上述燃燒系統的方法為：通過煙氣循環管和循環風機，從省煤器出口抽取5%-20%煙氣與空氣混合均勻后再送入爐膛外側的一個以上的風箱，混合氣的氧濃度控制在13-20％；通過設置流通截面積，控制混合氣風量的65%-90%進入各燃燒器，在各燃燒器內霧化油槍的油管中通入重油，經油槍前端的噴嘴形成數股按內、外圈同心排列的且內淡外濃的噴霧，外圈噴霧的噴射角度大于內圈，并將內、外圈的噴霧在圓周上間隔設置，經點火器點燃后形成數股分割燃燒的火焰，且內圈的火焰小，外圈的火焰大，混合氣由內到外圍繞各燃燒器的油槍形成平流的一次風和旋流的二次風；控制混合氣風量的10%-35%進入燃燒器上方的燃盡風噴口，燃盡風在1350-1500℃的溫度段處向爐膛內吹入。