[發明專利]一種增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器及燃燒方法

有效

• 申請號: 201610119466.2
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN107152678B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 郝江平;王菁;婁慧如;趙康;閆躍文
• 申請（專利權）人: 山西三合盛節能環保技術股份有限公司;郝江平
• 主分類號: F23D1/00
• 分類號: F23D1/00;F23K3/02
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;李彪

技術領域

本發明涉及煤粉燃燒設備領域，具體涉及一種增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器及燃燒方法。

背景技術

在煤粉燃燒過程中，高溫富氧有利于提高燃燒效率，但同時會增加燃燒過程中生成的NO_x；反之，低溫低氧有利于抑制NO_x的生成，但煤粉更不易燃盡。解除煤粉燃燒效率與NO_x排放的耦合問題是煤粉燃燒領域長期存在的技術難點。

我國火力發電廠所用的煤炭，劣質煤或者低揮發分的煤占有很大的比重，在燃用該類煤的過程中，大量存在著燃燒不穩定、煤粉氣流著火延遲和燃燒效率低等問題，給機組運行的安全性和經濟性帶來很大挑戰。該類煤在降低NO_x排放時所面臨的耦合排放問題也更為嚴重。

前期試驗及工程應用已證明，解耦燃燒技術可以實現解除煤炭燃燒的飛灰可燃物與NO_x的耦合排放關系，是同時降低飛灰可燃物和NO_x排放的有效方法。該技術將煤炭燃燒過程分為兩個階段，第一階段，煤炭在很高的還原性氣氛下發生熱解、氣化和燃燒，充分利用煤炭自身的熱解和氣化產物將燃料型NO_x轉化為更為穩定的N₂；第二階段創造高溫富氧但不產生熱力型NO_x的環境，再確保煤炭的充分燃盡。在燃燒初期熱解氣化產生揮發份氮的轉化過程，是解耦燃燒抑制NO_x排放的關鍵過程，該過程主要在一次風內部、二次風混合前的較小空間范圍進行，該過程是屬于微觀上的分級燃燒，可充分利用反應活性更高的熱解氣化產物作為還原劑。

目前，根據解耦燃燒原理和高溫煙氣回流穩燃技術已開發了多種解耦燃燒器。專利申請“一種濃側分級的煤粉解耦燃燒器及燃燒方法”(專利申請號：201120569682.X)公開了一種煤粉解耦燃燒器和煤粉解耦燃燒方法，該燃燒器將煤粉濃縮與穩燃功能集于一體，不僅可以提高解耦燃燒的效果，結構也較為簡單，可以和任意一種煤粉濃縮裝置對接，靈活性較高，對燃用不同煤種的適應性增強。但該燃燒器雖然使風粉得到高度分離，得到超濃煤粉氣流和次濃氣流兩部分，但濃側煤粉氣流僅兩側局部進行了風粉分離，分離出的風都也集中匯入進中部的次濃氣流中，使得次濃氣流的煤粉濃度較分離前降低，降低抑制NO_x生成的效率；其次，超濃煤粉氣流和次濃氣流兩部分緊密相連，在流動中混合較快，必然降低了濃淡分離抑制NO_x 生成的效果。特別是對于貧煤和無煙煤，揮發分濃度較低，析出較慢，還原性氣氛時間縮短是十分不利于抑制NO_x生成的。

專利申請“一種分流增濃的煤粉解耦燃燒器及燃燒方法”(授權公告號：CN103062763B)公開了一種分流增濃的煤粉解耦燃燒器，參見圖1，其結合煤粉濃縮、解耦燃燒和穩燃功能，較“一種煤粉解耦燃燒器和煤粉解耦燃燒方法”，分流堰的設計阻擋了濃側煤粉隨氣流向淡粉側流動，推遲了淡粉氣流和濃粉氣流的混合。為了增加集粉穩焰器對氣流的擠壓，產生更高的超濃縮效果，該燃燒器的集粉穩焰器集粉面傾角較大，但是，集粉穩焰器過大的傾角必然造成集粉面磨損加快，降低了燃燒器的使用壽命。另外，該燃燒器的濃粉側氣流受集粉穩焰器擠壓連續向淡粉側偏轉，造成燃燒器出口的濃側偏轉氣流將部分煤粉帶入淡粉側，從而降低了煤粉氣流的煤粉濃縮效果，影響解耦燃燒的效能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器，該燃燒器通過增設中部集粉穩焰器，可減小集粉穩焰器的集粉面傾角，增大超濃氣流的卷吸能力，從而增加設備使用壽命和提高解耦燃燒性能。另外，通過濃粉側導流隔板和分流堰在噴口出口前的導流作用，減小濃側氣流在噴口出口后向淡粉側的偏轉。

為了實現上述目的本發明提供的一種增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器，所述燃燒器包括噴口，濃淡分流隔板，上集粉穩焰器、下集粉穩焰器和中部集粉穩焰器；

所述濃淡分流隔板設置于噴口的中部，且濃淡分流隔板的上下兩端和噴口的外殼體連接；噴口由濃淡分流隔板分隔開為分別通流淡側氣流和濃側氣流的兩個氣流通道；

所述上集粉穩焰器、下集粉穩焰器和中部集粉穩焰器位于通濃側氣流的通道一側；所述上集粉穩焰器、下集粉穩焰器和中部集粉穩焰器整體橫截面呈扁錐形，沿氣流方向，前端截面小，后端截面大；所述上集粉穩焰器、下集粉穩焰器和中部集粉穩焰器與氣流方向垂直的橫截面為由噴口邊緣的外側面至中心逐漸縮小的階梯狀結構；