[實用新型]設有SOFA的高溫煙氣回流預燃式低NOx燃燒器

有效

• 申請號: 201621103794.5
• 申請日: 2016-10-08
• 公開（公告）號: CN206130963U
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 惠世恩;張曉璐;呂媛;雷雨;柳晟;王帥
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F23B80/02
• 分類號: F23B80/02;F23L9/00;F23L1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

【技術領域】

本實用新型屬于熱能與動力工程技術領域，涉及一種設有SOFA的高溫煙氣回流預燃式低NOx燃燒器。

【背景技術】

NO_x是造成近年來大規模霧霾的元兇之一，此外NO_x還會誘發光化學煙霧、酸雨等一系列環境問題，而燃煤鍋爐又是我國NO_x排放的最主要來源之一，經過多年的努力粉塵和SOx污染治理取得了很大的成效，但是NO_x排放控制還相對落后。依據環保部的最新數據，2012年全國全年氮氧化物排放總量2337.8萬噸，火電排放約占35％～40％，給我們的環境帶來嚴重的威脅。因此國家制定了越來越嚴格的措施控制NO_x的排放。最新的《火電廠大氣污染物排放標準GB13223-2011》NO_x排放標準比歐美都嚴格，燃煤鍋爐的NO_x排放量要小于100mg/m³。

目前氮氧化物的控制方法主要有煙氣脫硝和燃燒脫硝兩大類。目前常用的煙氣脫硝方法主要包括選擇性催化還原法和選擇性非催化還原法。燃燒脫硝技術則包括低NOx燃燒器、空氣分級燃燒和煙氣再循環等方法。煤粉燃燒裝置是火電生產的主要設備，因此，如何提高煤粉燃燒的穩定性，同時降低NOx的排放是煤粉燃燒裝置研究的重點。煤粉低溫預燃技術是近幾年發展起來的低NOx燃燒技術，煤粉進入燃燒器前，先流入一個還原性氣氛的預燃室。在預燃室內由于高溫條件，一次風內攜帶的煤粉直接在預燃室內燃燒，燃料中的氮有機化合物受熱首先熱解為氰化氫(HCN)、氨(NH₃)和CN等中間產物。由于預燃室內空氣中氧氣含量非常有限，氧氣優先與中間產物(HCN、NH₃和CN)反應生成H₂O、N₂和CO₂，降低助燃空氣的氧濃度同時降低氮氧化物的生成。此外分級配風布置技術，使進入爐膛的混合氣中的氧氣比例小，保證煤粉在低氧環境中燃燒，降低火焰溫度，不僅可以降低燃料型NOx生成而且會減少熱力型NOx的生成，在局部形成還原性氣氛，有效降低NOx的排放。燃燒器二次風旋轉射流對氣流的擾動以及煤粉的混合有很大作用，可以穩定燃燒，而且旋轉射流形成的回流區一方面從回流區回流高溫煙氣；另一方面旋轉射流也從射流的外邊界卷吸周圍高溫煙氣，從而提高煤粉著火、燃燒的穩定性，通過高速射流卷吸大量煙氣，使煤粉在低氧環境中燃燒，降低火焰溫度峰值，減少熱力型NOx生成。通過一次風煤粉濃淡分離以及穩焰齒也有助于降低NOx生成量以及提高燃燒穩定性。

SOFA風是遠距離燃盡風(Separated Over Fire Air)的簡稱，是爐膛中距離主燃區有一定距離的燃盡風。因為為了降低NOx的生成，一般主燃燒區是處于微缺氧環境下(即還原性氣氛)燃燒的，過量空氣系數是小于1的，所以可燃物(C，CO等)并不能完全燃盡，因此需要在爐膛中距離主燃燒區一定距離的地方配置SOFA風，以使可燃物在后期進一步燃盡，而且因為距離較遠所以未燃盡煙氣到達此處時，溫度有所降低也會抑制NOx的生成。本實用新型將SOFA風引入該低NOx燃燒器，使得該燃燒器在通過分級配風、旋轉射流和煤粉預燃來降低NOx排放、穩定燃燒的同時能夠使可燃物在后期進一步燃盡，降低飛灰并進一步降低NOx。

【實用新型內容】

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種設有SOFA的高溫煙氣回流預燃式低NOx燃燒器。

為達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案予以實現：

設有SOFA的高溫煙氣回流預燃式低NOx燃燒器，包括預燃室，預燃室的入口一側設置中芯管，中芯管外依次套設有一次風套筒、直流內二次風套筒以及旋流內二次風套筒；油槍和高能點火裝置由中芯管的末端伸入，并由前端伸出至預燃室內；預燃室上設置有外二次風和SOFA風套筒，預燃室的側壁上開設有若干外二次風噴口，預燃室殼體外側設置若干SOFA風直流噴口；一次風套筒的入口與一次風入口相連通；直流內二次風套筒的入口與直流內二次風通道相連通，出口與預燃室相連通；旋流內二次風套筒的入口與旋流內二次風通道相連通，出口與預燃室相連通。

本實用新型進一步的改進在于：

所述油槍和高能點火裝置的末端連接組合式氣動推進器，在需要點火時，組合式氣動推進器將油槍和高能點火裝置送至點火位置，在點火結束后，將油槍和高能點火裝置收縮回中芯管中。

所述中芯管的末端設置第一窺火裝置，預燃室后端側壁上設置紅外火焰檢測裝置和第二窺火裝置。