富氧微油分級燃燒裝置的製作方法
2023-06-11 22:07:51
本發明涉及一種燃燒裝置，尤其是涉及一種富氧微油分級燃燒裝置，屬於一種以煤粉為原料的鍋爐燃燒器。
背景技術：
隨著我國經濟的快速發展，電力的需求量猛增，全國燃煤發電機組的啟、停及低負荷穩燃需消耗大量石油資源，而全球石油資源日漸緊缺與原油價格卻不斷攀升，控制燃油消耗已是我國火電行業不得不面對的現實問題。同時，提前投入環保設備，減小發電鍋爐在啟動時產生的粉塵汙染也是電廠環保治理的當務之急。近年來國內火電廠家普遍對發電燃煤鍋爐傳統的大油槍點火穩燃裝置進行大量的技術改造，根據煤種的差異分別採用等離子、氣化小油槍、雙強等點火穩燃方式。該類技術由於其內在機理的原因，面對我國電煤煤種多樣性的特殊國情，在實際應用中存在一定的局限，相當程度制約了國家節油戰略的實施。研發適應中國國情，且穩定高效的節油點火穩燃新技術已成為我國火電行業亟需解決的重大課題。如公開日為2008年05月28日，公開號為CN101187470的中國專利中，公開了一種少油點火旋流煤粉燃燒裝置，該煤粉燃燒裝置的內壁旋流風罩的進口端與外管出口端的外壁相連接，風道內的通道出口分別與內壁旋流風罩、旋流外二次風罩和直流二次風罩相連通，風道內的通道入口處分別設有風量調節板，該少油點火旋流煤粉燃燒裝置的結構複雜，節油效果不夠顯著。又如公開日為2010年08月11日，公開號CN101799172A的中國專利中，公開了一種高溫富氧煤粉分級點火裝置，它採用高溫富氧氣體與煤粉氣流混合的方式，直接加熱引燃中心管高濃度煤粉氣流，然後通過著火後的中心管煤粉引燃第二級煤粉氣流，再通過著火的第二級煤粉引燃更高級煤粉氣流或整個煤粉燃燒器，在整個煤粉燃燒器被點燃後，將高溫富氧氣體替換為助燃二次風空氣，同時改變軸向可動旋流葉輪位置，調整燃燒器流場，實現穩燃，該高溫富氧煤粉分級點火裝置的結構設計不夠合理，各級燃燒室的分布不夠科學，煤粉難以得到充分燃燒。再如公開日為2008年12月24日，公開號為CN101329064的中國專利中，公開的一種小油量氣化燃燒側向多級開放式點燃中心給粉旋流燃燒器，以及公開日為2012年04月18日，公開號為CN102418922A的中國專利中，公開的一種富氧點火及低負荷穩燃煤粉燃燒器，結構設計均不夠科學，難以真正達到以煤代油和以氧節油的目的。綜上所述，目前還沒有一種能夠提高煤粉的燃盡率，節省鍋爐啟動和低負荷穩燃時的用油量，減少鍋爐啟動初期和低負荷穩燃時煤粉燃盡率低造成的對煙道、SCR、電除塵和脫硫塔等設備影響的分級燃燒裝置。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理，能夠提高煤粉的燃盡率，節省鍋爐啟動和低負荷穩燃時的用油量，減少鍋爐啟動初期和低負荷穩燃時煤粉燃盡率低造成的對煙道、SCR、電除塵和脫硫塔等設備影響的富氧微油分級燃燒裝置。本發明解決上述問題所採用的技術方案是：該富氧微油分級燃燒裝置包括一次風管、濃縮裝置、油燃燒室和周界風道，所述濃縮裝置安裝在一次風管內，所述周界風道安裝在一次風管的外壁，該周界風道位於一次風管的出口處，其結構特點在於：還包括一級燃燒室、一次純氧環型噴口、二級燃燒室、二次純氧環型噴口和純氧導管，所述一級燃燒室和二級燃燒室均安裝在一次風管內，所述濃縮裝置、一級燃燒室和二級燃燒室沿煤粉流動方向依次排列，所述一級燃燒室的管徑小於二級燃燒室的管徑，所述一次風管、濃縮裝置、一級燃燒室和二級燃燒室的軸線重疊，所述二級燃燒室和一次風管的出口之間形成三級燃燒室，所述油燃燒室安裝在一級燃燒室上，該油燃燒室的軸線和一級燃燒室的軸線相交，且油燃燒室的軸線和一級燃燒室的軸線之間的夾角為0-90度，所述一次純氧環型噴口安裝在一級燃燒室的中部或尾部，所述二次純氧環型噴口安裝在三級燃燒室的噴口位置，所述純氧導管連接在一次純氧環型噴口和二次純氧環型噴口上。作為優選，本發明還包括輔油槍室，所述輔油槍室安裝在二級燃燒室上。作為優選，本發明所述一次純氧環型噴口和二次純氧環型噴口均包括噴入口和純氧噴口，所述純氧噴口由8到30個小孔組成或者為整體開縫結構。本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果：提高了煤粉的燃盡率，節省了鍋爐啟動和低負荷穩燃時的用油量，減少了鍋爐啟動初期和低負荷穩燃時煤粉燃盡率低造成的對煙道、SCR、電除塵和脫硫塔等設備的影響。煤粉經過濃縮裝置後，部分濃煤粉進入一級燃燒室被油燃燒室的高溫煙氣引燃，並用純氧進行助燃，進入二級燃燒室內引燃其他煤粉，進入三級燃燒室，在純氧助燃的條件下引燃所有煤粉。本發明採用能量逐級放大和富氧燃燒原理，可以有效的引燃多種煤粉，如煙煤、貧煤、褐煤和無煙煤等，適用範圍廣，燃盡率高。本發明貫徹了國家節能減排與發展低碳經濟的基本國策，在對國內火電行業各類點火穩燃裝置及燃煤工藝流程進行深入考察和研究的基礎上，針對各類煤種與制粉方式、各種爐型與燃燒方式，研製出了具有高效節油與環保特性，且具多煤種與多爐型適應性的點火穩燃節油裝置，具有良好的社會經濟效益與廣闊的市場前景。附圖說明圖1是本發明實施例中富氧微油分級燃燒裝置的結構示意圖。圖2是圖1的左視結構示意圖。圖3是本發明實施例中一次純氧環型噴口的結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖並通過實施例對本發明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明並不局限於以下實施例。實施例。參見圖1至圖3，本實施例中的富氧微油分級燃燒裝置包括一次風管1、濃縮裝置2、一級燃燒室3、油燃燒室4、一次純氧環型噴口5、二級燃燒室6、二次純氧環型噴口8、周界風道9、純氧導管13和輔油槍室10。本實施例中的濃縮裝置2安裝在一次風管1內，周界風道9安裝在一次風管1的外壁，該周界風道9位於一次風管1的出口處。本實施例中的一級燃燒室3和二級燃燒室6均安裝在一次風管1內，濃縮裝置2、一級燃燒室3和二級燃燒室6沿煤粉流動方向依次排列，一級燃燒室3的管徑小於二級燃燒室6的管徑，一次風管1、濃縮裝置2、一級燃燒室3和二級燃燒室6的軸線重疊。本實施例中的二級燃燒室6和一次風管1的出口之間形成三級燃燒室7，油燃燒室4安裝在一級燃燒室3上，該油燃燒室4的軸線和一級燃燒室3的軸線相交，且油燃燒室4的軸線和一級燃燒室3的軸線之間的夾角為0-90度，當然了，該夾角所朝的方向是朝向濃縮裝置2所在的方向的。本實施例中的輔油槍室10安裝在二級燃燒室6上，輔油槍室10內可以插入一根微油槍進行助燃，本發明根據煤種的變化也可以取消輔油槍室10。本實施例中的一次純氧環型噴口5安裝在一級燃燒室3的尾部，二次純氧環型噴口8安裝在三級燃燒室7的噴口位置，純氧導管13連接在一次純氧環型噴口5和二次純氧環型噴口8上。本發明中的一次純氧環型噴口5也可以安裝在一級燃燒室3的中部。本發明中的一次純氧環型噴口5和二次純氧環型噴口8均可以包括噴入口11和純氧噴口12，純氧噴口12可以由8到30個小孔組成，也可以為整體開縫結構。本實施例中的富氧微油分級燃燒裝置使用濃縮裝置2將煤粉進行濃縮，中心濃度高的煤粉氣流進入一級燃燒室3內被引燃，周邊濃度較低的煤粉經一級燃燒室3外部進入二級燃燒室6，並被一級燃燒室3內已燃的煤粉引燃。本實施例通過一次純氧環型噴口5在一級燃燒室3的尾部加入純氧，增加煤粉的燃燒強度，增加煤粉的燃燒速率，二級燃燒室6內燃燒的煤粉火焰接著引燃剩餘煤粉，通過二次純氧環型噴口8在三級燃燒室7的噴口位置使用純氧進行助燃，分級引燃，分級純氧助燃，最終引燃全部煤粉，在爐膛溫度上升到一定溫度後，斷油富氧助燃，達到以煤代油，以氧節油的目的。本實施例中的富氧微油分級燃燒裝置的結構設計合理、巧妙，各個部件之間有機配合，用於助燃的純氧經純氧導管13進入一次純氧環形噴口5和二次純氧環型噴口8，在一次風管1內形成均勻的富氧流場。由於一次純氧環型噴口5位於一次燃燒室3的中部或尾部，二次純氧環型噴口8位於三級燃燒室7的噴口位置，形成多級富氧環境。此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本發明結構所作的舉例說明。凡依據本發明專利構思所述的構造、特徵及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括於本發明專利的保護範圍內。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，只要不偏離本發明的結構或者超越本權利要求書所定義的範圍，均應屬於本發明的保護範圍。