[發明專利]一種超低氮燃燒器噴口、燃燒器和鍋爐

有效

• 申請號: 202110358523.3
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113188121B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 王杜佳;楊章寧;李曼麗;謝佳;李家全;陳建梅;冉燊銘;莫春鴻
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/62;F23D14/46
• 代理公司: 成都泰合道知識產權代理有限公司 51231
• 代理人: 魏常巍

本發明公開了一種超低氮燃燒器噴口、燃燒器和鍋爐，該噴口包括中心風筒，中心風筒外套設有一次風筒，一次風筒和中心風筒之間設有旋流盤，旋流盤能夠隨中心風筒軸向移動，一次風筒中設有若干個一次風天然氣氣槍，一次風筒外套設有二次風筒，二次風筒和一次風筒之間設有二次風孔板，二次風筒外套設有三次風筒，三次風筒上設有若干個三次風天然氣氣槍。本發明利用旋流盤進行煙氣自卷吸燃燒；通過不同天然氣氣槍可實現燃料的多層分級燃燒降低NO_X的生成；利用二次風孔板強化空氣分級燃燒，促進煙氣的混合及卷吸，降低燃燒火焰溫度，進一步降低NO_X排放；旋流盤前后位置可調，可保證燃料和風的最佳混合，還能夠通過調整旋流盤位置避免燃燒脈動現象的產生。

技術領域

本發明涉及燃氣鍋爐領域，特別是涉及一種超低氮燃燒器噴口、燃燒器和鍋爐。

背景技術

由于天然氣具有單位熱值高、供應可靠、價格低等優點，常常被用作燃料使用，有較廣的應用范圍。天然氣的主要成份為CH₄，具有較快的燃燒速度和較高的理論燃燒溫度，燃燒時容易造成較高的NO_X排放。理論研究表明，控制天然氣燃燒后NO_X排放量的關鍵是控制其高溫型NO_X的產生。因此，降低天然氣燃燒的溫度，防止局部高溫區的產生，特別是控制燃料在大于1500℃溫度域的停留時間，對天然氣燃燒器NO_X的生成影響重大。

目前所使用的天然氣低氮燃燒器主要以燃料分級，空氣分級、煙氣再循環等技術為主，各研究機構提出的結構和參數各有優劣，如上海華之邦能源科技有限公司的研究者們提出的《低NO_X燃氣燃燒器》(專利申請公布號 CN102721058A)、上海漢卓能源科技有限公司研究者提出的《用低氮氧化物燃氣燃燒器及其燃燒方法》(專利申請公布號CN104595900A)。對于中小型鍋爐，燃燒器數量少，燃料分級燃燒技術能獲得更為均勻的燃燒器出口溫度場，降低火焰峰值溫度，從而獲得更低的NO_X排放。但對于中大型鍋爐尤其是電站鍋爐，爐膛中心區域的火焰溫度由多個燃燒器的共同決定，通過燃料分級技術很難再控制爐膛中心區域的火焰溫度。大型電站鍋爐采用多個燃燒器組織爐膛內燃燒，爐膛中心區域火焰由多個燃燒器共同匯聚形成，而燃燒器的燃料分級技術一般只能對本燃燒器的火焰初期溫度控制有一定作用，因此采用燃料分級的燃燒器技術很難降低大型鍋爐的NO_X排放。目前大型電站鍋爐為了降低NO_X排放常采用全爐膛的煙氣再循環技術和空氣分級燃燒技術，其中煙氣再循環技術降低天然氣燃燒NO_X排放效果最為明顯，但是抽取爐膛尾部煙氣需增加風機和煙道等布置，成本較高，隨著NO_X排放的指標日益嚴格，抽取的煙氣量也需要增加，抽取煙氣運行成本也隨之升高。一方面采用高溫煙氣，風機等設備的可靠性不能得到有效保障。另一方面，為了追求NO_X的超低排放，燃料分級過度及煙氣再循環量過大，導致燃燒脈動，最終導致爐膛振動，帶來較大的運行安全問題。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術存在的中大型鍋爐爐膛中心區域的火焰溫度由多個燃燒器的共同決定，現有燃燒器的高溫煙氣采用風機等設備抽取，可靠性不能得到有效保障，另外燃料分級過度及煙氣再循環量過大，導致燃燒脈動，最終導致爐膛振動，帶來較大的運行安全的問題，提供一種超低氮燃燒器噴口、燃燒器和鍋爐。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種超低氮燃燒器噴口，包括中心風筒，所述中心風筒外套設有一次風筒，所述一次風筒和所述中心風筒之間設有旋流盤，所述旋流盤能夠隨所述中心風筒軸向移動，所述一次風筒中設有若干個一次風天然氣氣槍，所述一次風筒外套設有二次風筒，所述二次風筒和所述一次風筒之間設有二次風孔板，所述二次風筒外套設有三次風筒，所述三次風筒上設有若干個三次風天然氣氣槍，所述旋流盤用于將一次風旋流，形成中心回流區，所述二次風孔板用于延遲一次風與二次風的混合。