[發明專利]一種旋流燃燒器及旋流燃燒器乏風噴入系統

在審

• 申請號: 201811275702.5
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109237465A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 潘挺;王賢;高樹奎;任子明;郝亮
• 申請（專利權）人: 北京巴布科克·威爾科克斯有限公司;國電電力邯鄲東郊熱電有限責任公司
• 主分類號: F23C5/08
• 分類號: F23C5/08;F23C7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種旋流燃燒器及旋流燃燒器乏風噴入系統。系統包括爐膛、OFA噴口和若干組旋流燃燒器。每個旋流燃燒器均包括主燃燒器、主一次風噴口和乏風管道。乏風管道前端設有乏風噴口，乏風噴口設置在爐膛與主一次風噴口相鄰的壁面上。乏風噴口設有乏風風箱。每組旋流燃燒器的兩個主燃燒器和主一次風噴口設置在爐膛相對的兩側壁面上，且兩個乏風噴口設置在最近的相鄰側壁面上。旋流燃燒器設置兩到四層，且每層包括2~8組旋流燃燒器。至少在最底層乏風噴口前端設有乏風燃燒器，選用油燃燒器。乏風管道上設有補償器和密封膨脹節。本發明將乏風氣流與一次風主氣流分開，降低乏風氣流對主火焰的流場干擾，同時形成一次風多級布風，降低燃料型NOX的生成。

技術領域

本發明涉及一種旋流燃燒器及旋流燃燒器乏風噴入系統，尤其涉及一種用于煤粉鍋爐的乏風噴口布置方式，屬于鍋爐燃燒技術領域。

背景技術

目前煤粉鍋爐最大的問題是NOx層放很高，在燃燒過程中燃料型NOx的層放量占煤粉鍋爐總NOx層放量的80%~85%。燃料型NOx形成的必要條件是有充分的氧量供給，在充足的空氣供給條件下，空氣中的氧和煤粉中釋放出的揮發分中大量的氮離子結合將形成高濃度的NOx。因此降低煤粉燃燒過程中NOx形成的一個重要手段是，使得燃燒環境是一種缺氧的氛圍，不要使大量的空氣過早過快的和煤粉氣流充分混合，形成缺氧氛圍后可非常有效的降低NOx層放生成量。為了保證燃料的充分燃盡，可在燃燒器區上部布置OFA噴口進行補氧，將由于下部缺氧而未燃盡的可燃物充分燃燒。OFA補氧燃燒時，由于揮發分已經在前期燃盡，同時前期形成的NOx由于缺氧而自身發生還原反應生成N₂和O₂，因此不會造成NOx在OFA的補燃過程中顯著提高。

對于燃用低反應特性煤種，如貧煤和無煙煤的對沖燃燒煤粉鍋爐，一般采用如圖1所示的濃縮型強化著火燃燒器。該種燃燒器在燃燒器內部將煤粉管道的一次風分為燃燒器主一次風和乏風兩個部分。主一次風攜帶85%~90%的煤粉和50%左右的空氣進入爐膛燃燒，乏風則攜帶其余10%~15%的煤粉和50%的空氣從乏風管道送入爐膛。如圖2所示，通常乏風噴口送入爐膛的位置鄰近每只燃燒器噴口（見附圖2 燃燒器主一次風噴口和乏風噴口布置圖）。這種一次風送入爐膛的方式，主要起到濃縮一次風煤粉濃度，降低低揮發分煤粉著火所需的著火熱，利于低反應特性煤種的著火穩燃。

對于采用濃縮型旋流燃燒器的鍋爐，這種乏風噴口的布置方式結構相對簡單，但由于乏風噴口離主燃燒器較近，乏風氣流易對主火焰形成干擾不利于鍋爐低負荷穩燃。同時溫度較低的乏風引入爐膛后會對主燃燒器的空氣動力場形成干擾，降低主燃燒器的著火和穩燃性能，尤其是在鍋爐爐膛平均溫度較低的低負荷工況。此外，燃燒器和乏風噴口采用前、后墻集中布置，造成主燃燒器附近區域氧量偏高，燃燒器著火燃燒的前期就得到比較充分的空氣量的供給（乏氣風的風量占一次風總量的約50%），由于空氣中大量氧對燃燒過程的充分介入，使得燃料型NO_X往往大量生成，對降低NOx層放不利。

發明內容

本發明的目的在于提供一種乏風噴入口與主一次風噴入口相垂直的旋流燃燒器及其乏風噴入系統，將乏風氣流與一次風主氣流分開，降低乏風氣流對主火焰的流場干擾，同時形成一次風多級布風，降低燃料型NO_X的生成。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種旋流燃燒器，能夠設置在爐膛的壁面上，包括主燃燒器、與所述主燃燒器連接的主一次風噴口和乏風管道，所述乏風管道前端設置有乏風噴口，所述乏風噴口設置在爐膛與所述主一次風噴口相鄰的壁面上，且所述乏風噴口出口中心線與所述主一次風噴口出口中心線垂直；所述乏風噴口設置有乏風風箱，所述乏風風箱設置在所述爐膛外側。

上述技術方案中，所述主燃燒器的主一次風噴口出口設置有鈍體裝置，所述鈍體裝置包括若干個呈圓周均勻布置的鈍體。

上述技術方案中，所述乏風噴口前端設置有乏風燃燒器，乏風燃燒器選用油燃燒器。