[發明專利]燃料噴口、預熱燃燒器，固體燃料燃燒系統及其燃燒控制方法

在審

• 申請號: 201911165308.0
• 申請日: 2019-11-25
• 公開（公告）號: CN112833391A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 劉敬樟;朱建國;李百航;歐陽子區;滿承波
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F23D1/02
• 分類號: F23D1/02;F23C5/08;F23C7/00;F23K1/04;F23K3/02;F23L9/00
• 代理公司: 北京金誠同達律師事務所 11651
• 代理人: 湯雄軍

本發明涉及一種燃料噴口，包括：高溫燃料單元，包括用于引導高溫燃料流的一次風直管段；二次風單元，包括外二次風直管段和內二次風直管段，所述一次風直管段套于所述外二次風直管段內，所述內二次風直管段套于所述一次風直管段內，上述直管段同心嵌套設置。本發明還涉及具有上述燃料噴口的預熱燃燒器，以及具有該預熱燃燒器的固體燃料燃燒系統，以及固體燃料燃燒系統的燃燒控制方法。

技術領域

本發明的實施例涉及鍋爐領域，尤其涉及一種燃料噴口，一種具有該燃料噴口的預熱燃燒器，一種具有該預熱燃燒器的固體燃料燃燒系統，以及一種固體燃料燃燒系統的燃燒控制方法。

背景技術

煤粉鍋爐的主流氮氧化物排放控制技術主要有低氮燃燒器技術、SNCR脫硝技術和SCR脫硝技術。但是實現超低NOx燃燒排放仍然存在諸多技術經濟性缺陷，主要方面如下：

1)針對一種典型煤粉鍋爐超低排放技術工藝流程，其工藝路線為“低氮燃燒器+鍋爐本體+SCR反應器+袋式除塵器+濕法脫硫洗滌塔+濕式電除塵+煙囪”，該系統尾部降低污染物排放增添的設備，尤顯系統流程復雜且運行技術經濟性明顯偏低；

2)對于深度降低煙氣NOx排放，采用SCR或SNCR技術，煤粉鍋爐運行成本明顯偏高，催化劑制備更換或再生、設備用電等消耗明顯增多。

上述凈化尾部煙氣污染物排放，諸多選用燃燒過程中和燃燒后尾部煙氣開展深度降氮，但運行維護成本過高，技術經濟性過低。

基于此，已經提出一種基于循環流化床燃燒技術的粉狀燃料自預熱方法，在循環流化床預熱室的底部設置有錐形部，利用風粉輸送管將粉狀燃料與一次風的風粉混合物經由錐形部輸送到預熱室內部，粉狀燃料在預熱室中部分燃燒而放熱，實現燃料的自預熱。經過預熱后的燃料，通過噴口進入爐膛中燃燒，其著火穩定性大大提高、污染物排放顯著下降。

但是，由于預熱燃料通常具有750～1000℃的高溫，顯著不同于常規的例如不高于200℃的燃料。因此，存在開發出結合燃料預熱技術或者適應燃料預熱技術的高溫燃料噴口的需求。

發明內容

根據本發明的實施例的一個方面，提出了一種燃料噴口，包括：

高溫燃料單元，包括用于引導高溫燃料流的一次風直管段；

二次風單元，包括二次風直管段，所述二次風直管段的至少一部分在高溫燃料流的軸流方向上與所述高溫燃料單元的一次風直管段同心嵌套設置。

可選的，所述二次風直管段包括外二次風直管段，所述一次風直管段套于所述外二次風直管段內；和/或所述二次風直管段包括內二次風直管段，所述內二次風直管段套于所述一次風直管段內。

可選的，所有直管段的噴口端設置有擴口部分；或二次風直管段在噴口端設置有擴口部分，而所述一次風直管段在噴口端沒有設置擴口部分；或所述內二次風直管段在噴口端沒有設置擴口部分，且所述內二次風直管段的噴口端相對于所述一次風直管段的噴口端內縮。

可選的，所述二次風直管段包括外二次風直管段，所述一次風直管段套于所述外二次風直管段內；所述燃料噴口還包括助燃風射流單元，所述助燃風射流單元包括圍繞外二次風直管段設置的助燃風直管段，所述助燃風直管段的延伸方向與所述外二次風直管段的延伸方向相同。

可選的，內二次風直管段、一次風直管段、外二次風直管段、助燃風直管段依次由內而外同心嵌套布置；每個直管段均與對應的風箱相通，內二次風風箱、燃料流風箱、外二次風風箱、助燃風風箱在燃料流在一次風直管段的軸向流動方向上依次設置。

可選的，所述燃料噴口還包括設置在外二次風箱內的旋流器，所述旋流器用于調整外二次風的旋向；或者所述燃料噴口還包括設置在外二次風箱內的旋流器，所述旋流器用于調整外二次風的旋向，所述旋流器所在的外二次風風箱的部分在所述軸向流動方向上與所述助燃風風箱存在重疊。