[發(fā)明專利]煤粉預(yù)熱燃燒器及煤粉預(yù)熱燃燒方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410854205.6
• 申請(qǐng)日: 2014-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN105805734B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂清剛;歐陽(yáng)子區(qū);朱建國(guó);高鳴;那永潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所
• 主分類號(hào): F23C10/10
• 分類號(hào): F23C10/10
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 湯雄軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃燒技術(shù)領(lǐng)域，特別是煤粉鍋爐的煤粉預(yù)熱燃燒器及其預(yù)熱燃燒方法。

技術(shù)背景

隨著我國(guó)煤炭資源的日趨緊張，越來(lái)越多的無(wú)煙煤被用來(lái)直接發(fā)電。但由于無(wú)煙煤揮發(fā)分含量低、固定碳含量高，導(dǎo)致其著火困難、燃燒穩(wěn)定性和燃盡性較差。其它一些揮發(fā)分低于10％的燃料，如半焦、氣化細(xì)粉灰等燃料，也存在上述問(wèn)題，無(wú)法采用傳統(tǒng)燃燒設(shè)備進(jìn)行有效利用。

現(xiàn)有技術(shù)主要通過(guò)預(yù)熱后再燃燒的方法對(duì)此類燃料進(jìn)行燃燒利用。CN102032564A公開了一種利用在燃燒裝置前設(shè)置等離子體或小型油槍方法，持續(xù)預(yù)熱煤粉，預(yù)熱的煤粉再送入燃燒室燃燒；該方法需要外部熱源持續(xù)加熱煤粉，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。CN1082164A公開了一種流化床煤粉預(yù)燃加熱燃燒裝置，在煤粉一次風(fēng)噴口外設(shè)置一小型流化床煤粉預(yù)燃加熱室，以期燃用難燃煤種，并解決煤粉鍋爐低負(fù)荷下通常需要助燃的問(wèn)題；由于加入預(yù)燃加熱室的煤粉將被流化風(fēng)直接向上輸送至燃燒室出口，無(wú)法在加熱室底部形成熾熱的密相區(qū)，因此很難提供高溫的煤粉。CN101158468A公開了一種煤粉高溫預(yù)熱方法，煤粉從循環(huán)流化床燃燒室中下部加入，從其底部通入空氣，通過(guò)煤粉部分燃燒放熱，將煤粉預(yù)熱到800℃以上；由于煤粉電站鍋爐的送粉系統(tǒng)通常采用一次風(fēng)攜帶煤粉形成風(fēng)粉混合物噴入鍋爐燃燒裝置，該方法難以直接在現(xiàn)有電站鍋爐上應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種煤粉預(yù)熱燃燒器及方法，可用于煤粉及其它粉狀燃料的高效、穩(wěn)定、低NO_X燃燒，并能夠適應(yīng)現(xiàn)有電廠煤粉鍋爐制粉系統(tǒng)，與煤粉鍋爐直接對(duì)接。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)方面，提出了一種煤粉預(yù)熱燃燒器，包括：依次相連的預(yù)熱燃燒室、氣固分離器和U形返料器，U形返料器包括下降段和上升段，預(yù)熱燃燒室底部與U形返料器上升段出口直接相連或通過(guò)連接管道相連；以及風(fēng)粉混合物加入口，設(shè)置在U形返料器上升段或所述連接管道或預(yù)熱燃燒室底部，加入的風(fēng)粉混合物由含氧氣體攜帶煤粉形成且風(fēng)粉混合物加入口構(gòu)造成使得風(fēng)粉混合物朝向預(yù)熱燃燒室內(nèi)移動(dòng)。

可選地，所述連接管道為水平管道。

可選地，所述連接管道為傾斜管道，且與U形返料器上升段出口相連端低于與預(yù)熱燃燒室底部相連端。

可選地，所述預(yù)熱燃燒室為非豎直管段。

可選地，預(yù)熱燃燒室為豎向布置的近似半圓環(huán)形，預(yù)熱燃燒室的底部直接與返料器的上升段相連，預(yù)熱燃燒室的底部設(shè)有風(fēng)粉混合物加入口。

可選地，預(yù)熱燃燒室為纏繞在氣固分離器外側(cè)的螺旋形圓管段，預(yù)熱燃燒室的底部直接與返料器的上升段相連，預(yù)熱燃燒室底部設(shè)有風(fēng)粉混合物加入口。

可選地，預(yù)熱燃燒室的底部呈自下而上漸擴(kuò)的錐形，與返料器的上升段頂部出口直接相連，預(yù)熱燃燒室底部設(shè)有風(fēng)粉混合物加入口。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一方面，提出了一種煤粉預(yù)熱燃燒方法，包括步驟：提供依次相連的預(yù)熱燃燒室、氣固分離器和U形返料器，預(yù)熱燃燒室底部與U形返料器上升段出口直接相連或通過(guò)連接管道相連；提供位于U形返料器上升段或連接管道或預(yù)熱燃燒室底部的風(fēng)粉混合物加入口；通過(guò)風(fēng)粉混合物加入口加入由含氧氣體攜帶煤粉形成的風(fēng)粉混合物朝向預(yù)熱燃燒室流動(dòng)，使預(yù)熱燃燒室中的流態(tài)呈輸送床，且所述含氧氣體與煤粉的比例為折合至氧氣量/燃料燃燒理論氧氣量＝0.1～0.3；和以來(lái)自返料器的高溫煤粉為著火源，使得自風(fēng)粉混合物加入口加入的煤粉在預(yù)熱燃燒室中部分燃燒放熱。

可選地，所述煤粉在預(yù)熱燃燒室中部分燃燒放熱而將風(fēng)粉混合物加熱到800℃以上。

可選地，預(yù)熱燃燒室中的流速為1～2m/s。

本發(fā)明提供的煤粉預(yù)熱燃燒器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，特別是預(yù)熱燃燒室底部不帶布風(fēng)裝置，且預(yù)熱燃燒室形狀可自由變化，煤粉或其它粉狀燃料直接利用氣力輸送的方式通入裝置中，可與煤粉電站鍋爐的制粉系統(tǒng)直接對(duì)接，適用于各種煤粉及低揮發(fā)份難燃燃料的高效、穩(wěn)定、低NO_X排放燃燒。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的煤粉預(yù)熱燃燒器的示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的煤粉預(yù)熱燃燒器的示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3的煤粉預(yù)熱燃燒器的示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例4的煤粉預(yù)熱燃燒器的示意圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例5的煤粉預(yù)熱燃燒器的示意圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例6的煤粉預(yù)熱燃燒器的示意圖。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例7的煤粉預(yù)熱燃燒器的示意圖。

具體實(shí)施方式