[發(fā)明專利]一種水冷預(yù)混燃燒方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811183651.3
• 申請(qǐng)日: 2018-10-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109442402A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何劍;沈炳元;李惠臻;邱周春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江力巨熱能設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): F23D14/02
• 分類號(hào): F23D14/02;F23D14/78
• 代理公司: 杭州千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 黎雙華

本發(fā)明提出一種水冷預(yù)混燃燒方法與裝置，該方法包括：燃燒器伸入爐膛內(nèi)部形成一環(huán)形燃燒筒，燃?xì)馀c空氣在環(huán)形燃燒筒內(nèi)預(yù)混形成混合氣體；混合氣體經(jīng)環(huán)形燃燒筒的末端外壁噴出，氣流速度大于燃燒速度；混合氣體在爐膛水冷壁處燃燒形成主火焰；爐膛水冷壁與環(huán)形燃燒筒外壁之間的距離為200?600mm，本發(fā)明通過(guò)在環(huán)形燃燒筒末端外壁設(shè)置出氣孔以及距環(huán)形燃燒筒外壁一定距離的水冷壁，不僅能通過(guò)水冷壁穩(wěn)定燃燒火焰，使預(yù)混氣體在出氣孔一處由脫火狀態(tài)下不穩(wěn)定燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定燃燒，而且可以使混合氣體貼近水冷壁燃燒，通過(guò)水冷壁降低火焰的燃燒溫度，進(jìn)而降低NOx排放。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃燒裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水冷預(yù)混燃燒方法及裝置。

背景技術(shù)

氮氧化物形成酸雨，是大氣污染物的成分之一，同時(shí)也是形成霧霾的主要成分之一，北京市頒布了新的《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，規(guī)定自2017年4月1日開(kāi)始，所有在用燃?xì)忮仩t氮氧化物排放限值為80mg/m³，新建燃?xì)忮仩t氮氧化物排放限值為30mg/m3，這就對(duì)當(dāng)前的燃燒裝置提出了低氮要求。

目前低氮燃燒控制技術(shù)主要通過(guò)降低火焰溫度來(lái)降低氮氧化物的形成。根據(jù)NOx的生成機(jī)理，可將其分為熱力型氮氧化物、燃料型氮氧化物和快速型氮氧化物。其中，燃料型氮氧化物是燃料中的氮氧化合物在氧化過(guò)程中生成的，占整個(gè)燃燒過(guò)程生成量的90％以上。

傳統(tǒng)預(yù)混式燃燒的特點(diǎn)為火焰的容積熱強(qiáng)度高，且能在很小的過(guò)剩空氣系數(shù)下達(dá)到完全燃燒，因此燃燒溫度很高。由于燃?xì)馀c空氣已預(yù)先混合，其燃燒速度很快，火焰較短，但穩(wěn)定性差。

傳統(tǒng)燃燒器燃燒的條件：氣流速度與燃燒速度平衡點(diǎn)要在燃燒器的穩(wěn)焰盤上，火焰靠穩(wěn)焰盤來(lái)穩(wěn)定，火焰溫度靠輻射換熱冷卻，冷卻效果不能降到熱力型氮氧化物的生成溫度1500℃以下，雖然實(shí)現(xiàn)燃燒器的穩(wěn)定燃燒，但火焰穩(wěn)定比較高，難以實(shí)現(xiàn)低NOx排放。傳統(tǒng)燃燒裝置中燃燒反應(yīng)完成后的高溫?zé)煔饨佑|爐壁等換熱面，燃盡率比較差，CO形成比較多，爐壁上易形成焦油，不利于傳熱。除此之外，傳統(tǒng)燃燒器要求爐膛直徑大于火焰直徑，爐膛長(zhǎng)度大于火焰長(zhǎng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)燃燒器NOx排放量大、爐膛尺寸大的問(wèn)題，提供了一種水冷預(yù)混燃燒方法及裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種水冷預(yù)混燃燒方法，包括以下步驟：

S1，燃燒器伸入爐膛內(nèi)部形成一環(huán)形燃燒筒，燃?xì)馀c空氣在環(huán)形燃燒筒內(nèi)預(yù)混形成混合氣體；

S2，混合氣體經(jīng)環(huán)形燃燒筒的末端外壁噴出，氣流速度大于燃燒速度；

S3，混合氣體貼近水冷壁燃燒形成主火焰。

進(jìn)一步地，步驟S3中，水冷壁與環(huán)形燃燒筒外壁之間的距離為200-600mm。

進(jìn)一步地，步驟S3中，主火焰垂直于環(huán)形燃燒筒，并穩(wěn)定燃燒。

進(jìn)一步地，步驟S2中，混合氣體還經(jīng)環(huán)形燃燒筒的外壁中部和末端環(huán)面噴出，相應(yīng)地，步驟S3中，經(jīng)外壁中部和末端環(huán)面噴出的混合氣體穩(wěn)定燃燒形成輔火焰。

進(jìn)一步地，環(huán)形燃燒筒的末端外壁、外壁中部和末端環(huán)面的噴出孔的流通面積比為5:1:1。

本發(fā)明還提供一種水冷預(yù)混燃燒裝置，包括燃燒器和爐膛，所述燃燒器伸入所述爐膛內(nèi)形成一環(huán)形燃燒筒，所述環(huán)形燃燒筒的前端設(shè)有空氣入口和燃?xì)馊肟冢諝馀c燃?xì)庠谒霏h(huán)形燃燒筒內(nèi)形成混合氣體，所述環(huán)形燃燒筒的末端外壁設(shè)有混合氣體的出氣孔一，所述混合氣體從出氣孔一噴出形成主火焰，所述主火焰垂直于所述環(huán)形燃燒筒，所述爐膛的內(nèi)壁為水冷壁，混合氣體貼近所述水冷壁燃燒形成主火焰。

進(jìn)一步地，所述水冷壁與所述環(huán)形燃燒筒的外壁之間的距離為200-600mm。