[實用新型]一種采用復合材料噴口的低冷卻風量燃燒器

有效

• 申請號: 201920802152.1
• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN210717524U
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 徐仲雄;米樹華;齊勇;陳建縣;張慶;康嘯;侯丙軍;周昊;周明熙
• 申請（專利權）人: 國電浙江北侖第一發電有限公司;北京巴布科克·威爾科克斯有限公司
• 主分類號: F23D1/00
• 分類號: F23D1/00;F23C7/00;F23K3/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本實用新型公開一種采用復合材料噴口的低冷卻風量燃燒器，包括中心風通道和煤粉管道，中心風通道的端部為中心風噴口，煤粉管道的端部為煤粉噴口，中心風噴口具有與中心風通道連接的中心風噴口金屬段，以及套設在中心風噴口金屬段外的中心風噴口非金屬材料段；煤粉噴口具有與煤粉管道連接的煤粉噴口金屬段，以及插入煤粉噴口金屬段內的煤粉噴口非金屬材料段。噴口前端覆蓋壁溫衰減區域，使用耐高溫耐磨損的陶瓷材料，噴口連接段使用常規金屬材料，在兩種材料連接面上形成高階壁溫斷層，避免金屬噴口燒損，實現停運燃燒器在低冷卻風量運行，降低燃燒器區域的氧量，對氮氧化物控制更有利，是一種高效、環保、可靠的燃燒器，特別適用于高揮發分煙煤。

技術領域

本實用新型涉及鍋爐煤粉燃燒技術領域，尤其是涉及一種采用復合材料噴口的低冷卻風量燃燒器。

背景技術

對于燃用煙煤的墻式沖燃燒煤粉鍋爐，控制NOx排放通常空氣分級燃燒方式，即采用較低的燃燒器區域氧量來控制NOx的生成，配合置于燃燒器區域上方一定高度的燃盡風噴口，形成NOx還原區域。

實際運行中監測燃燒器噴口壁溫，在各設備正常運行的情況下，投運燃燒器由于有介質冷卻，壁溫均處于遠低于范圍，停運燃燒器暴露在爐膛火焰下的噴口，各噴口壁溫均處于較高水平，當停運上層燃燒器時，此類情況尤為明顯。如果噴口長期處于高溫狀態，易發生變形，影響燃燒器使用效果，此前更多是采用通風冷卻的辦法，即在燃燒器停運期間仍舊通入一定量的二次風甚至是冷一次風冷卻各級噴口，這種做法實際上增加了燃燒器區域氧量，這部分氧量會給NOx的控制帶來負面影響，當停運下層燃燒器的情況下，此部分氧量折入中上層燃燒器區域氧量，對NOx影響尤為嚴重。從整體而言，冷卻停運燃燒器的用風對于鍋爐燃燒系統本身而言并不是必須的，僅僅是防止設備損壞而不得不采取的辦法；針對此類情況，如果能控制燃燒器壁溫不超過限定值，那么冷卻風量就可以減小，在不影響燃燒穩定性的情況下使燃燒器區域氧量更低，無疑會給NOx的控制帶來更為便利條件。

對于燃燒器壁溫的分布情況，經過長期多方面的調研和統計。就較高壁溫的停運層燃燒器而言，中間位置燃燒器壁溫最高；就同一只停運燃燒器而言，由內而外溫降明顯，中心風噴口壁溫最高，一次風噴口壁溫次之，二次風噴口壁溫相對較低；就同燃燒器同一噴口而言，沿燃燒器軸向壁溫衰減明顯，在距離噴口某特征長度以外，壁溫變化放緩且明顯低于常規金屬噴口許用溫度，該特征長度以內可以定義為壁溫衰減區域?？傊壤鋮s條件下，暴露在爐膛火焰輻射下的噴口面積越大，該噴口壁溫越高，而噴口之間相對于爐膛火焰相互遮蓋后，壁溫衰減明顯，同時由于停運磨基本無一次風，所以一次風內外兩側的噴口冷卻效果最差。

實用新型內容

為解決現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種采用復合材料噴口的低冷卻風量燃燒器，選取一種耐高溫耐磨材料布置在一次風內外兩側作為噴口端部直面爐膛火焰，耐溫條件以同機組滿負荷停運頂層燃燒器，停運燃燒器風箱風門最小開度工況下，實測燃燒器最高壁溫為準，該材料布置長度以覆蓋溫度衰減區域為宜。

一種采用復合材料噴口的低冷卻風量燃燒器，包括中心風通道和煤粉管道，所述中心風通道的端部為中心風噴口，所述煤粉管道的端部為煤粉噴口，

所述的中心風噴口具有與中心風通道連接的中心風噴口金屬段，以及套設在所述中心風噴口金屬段外的中心風噴口非金屬材料段；

所述的煤粉噴口具有與所述煤粉管道連接的煤粉噴口金屬段，以及插入煤粉噴口金屬段內的煤粉噴口非金屬材料段。

本實用新型中，中心風噴口端部和煤粉噴口端部采用金屬材料段與非金屬材料段復合結構，非金屬材料段為碳化硅-氮化硅復合陶瓷材料，金屬材料段可采用常規噴口燃燒器耐熱不銹鋼材質，由于碳化硅-氮化硅復合陶瓷材料耐高溫特性遠高于常規金屬材料，在爐內火焰炙烤的情況下即使無冷卻條件也不會燒損，可以實施此部分噴口的壁溫免監測；與非金屬段連接的金屬段布置在中心風/二次風一側，背向煤粉氣流，避免金屬段被煤粉氣流磨損，繼而避免非金屬段脫落，最高溫度金屬段噴口設置熱電偶監測壁溫。