燃水煤漿低NO_x燃燒器的製作方法

2023-06-08 00:16:01 3

專利名稱：燃水煤漿低NOx燃燒器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種燃燒器，特別是一種燃水煤漿低NOx燃燒器。
背景技術：
能源與環境是我國國民經濟發展的重大問題，能源產業又是我國國民經濟發展中 的支柱產業之一。「貧油富煤」是我國的國情，石油的儲量已經迫使我們不能把它僅僅作為 燃料而燒掉。但是，當前國內還有大量的燃油發電廠和燃油工業鍋爐和燃油生活鍋爐在消 耗大量的石油資源，必須尋求一種潔淨的代油燃料以解決我國石油嚴重缺乏的狀況。水煤 漿作為一種石油燃料的替代品具有價格便宜、低汙染、技術成熟等優點，但是水煤漿燃燒過 程中NOx排放汙染問題也越來越受到人們的重視。然而，由於目前燃燒器自身結構的缺陷， 導致現有燃水煤漿燃燒器NOx排放普遍較高。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，通過燃燒器結構方面 的設計來降低水煤漿燃燒過程中NOx排放，進而提供一種燃水煤漿低NOx燃燒器。水煤漿燃燒過程中NOx的來源主要是燃料型NOx，即水煤漿中所含的N元素在燃燒 過程中被氧化成的NOx，燃料NOx的生成量主要決定於燃燒過程中氧濃度的控制，維持低氧 燃燒環境可以有效抑制NOx生成，但如果供氧不足，將影響燃燒效率，造成能源浪費。經實 用新型人研究表明有水煤漿燃燒器之所以NOx排放濃度如此高其主要原因是燃燒過程中 助燃風與燃料混入過早，水煤漿燃料中的N大部分轉化成了 NOx。如果整個燃燒過程中氧濃 度都控制在3 % 5 %以下，則NOx排放濃度可以控制到目前水煤漿燃燒器濃度的80 %甚至 更低。本實用新型的目的就是提供一種NOx排放低、燃燒效率高的水煤漿專用燃燒器，通過 燃燒器設計合理控制助燃風與水煤漿的混合，實現NOx排放的控制，將NOx排放濃度控制在 300mg/Nm3 以下。為解決技術問題，本實用新型提供了一種燃水煤漿低NOx燃燒器，包括由內至外 依次同軸心布置的水煤漿漿槍套管、一次風風管和二次風風管；所述二次風風管的外部，還 至少有一個同軸心套設的控制NOx的助燃風(以下簡稱「NOx風」)管。本實用新型中，所述各風管分別設置風門或調節裝置，用於控制風的流量。本實用新型中，所述各風管出口端的管壁間設填充耐火澆注料的間隔，間隔上開 設噴口。本實用新型中，所述噴口的形狀為環狀，或呈環形布置的間設的圓孔狀。本實用新型中，所述噴口具有擴口，各風管噴口具有不同的的擴口角度。本實用新型中，基於前所述燃水煤漿低NOx燃燒器的水煤漿燃燒方法是除一次 風和二次風之外，還使用至少一股NOx風；所述一次風、二次風和NOx風中，既有直流風又有 旋流風。本實用新型將原水煤漿燃燒器布局中的二次風管分成多層(股)，並將各股風之間留有合理的間隙；各層風入口可根據需要設置風門，控制各層風量，適應不同煤漿需要， 各層風可根據需要採用旋流或直流，旋流強度可以調節。直流風的作用是阻隔助燃風與水 煤漿的過早混合；調節旋流強度可調整火焰長度，保證燃燒效率；各風出口擴角不同，以合 理控制各層風的混合和火焰長度。通過以上措施有效控制助燃風與水煤漿的混合，保證水 煤漿整個燃燒過程都在最佳氧濃度下進行，在保證燃燒效率的前提下大幅降低NOx排放。本實用新型的有益效果在於(1)將助燃風分多層(股)送入燃燒室，控制助燃風與水煤漿的混合，從而實現水 煤漿整個燃燒過程的氧濃度的控制；(2)各股助燃風間根據水煤漿燃燒特性設有間隙，延緩助燃風與水煤漿火焰的混 合；(3)部分助燃風採用直流布置，起到阻隔外側助燃風與火焰混合的效果；(4)燃燒器各噴口擴口角度不同，以合理控制各層風的混合和火焰長度。

圖1為低NOx水煤漿燃燒器實例結構圖。1三次風風門；2—次風風門；3 二次風旋流強度調節裝置；4水煤漿漿槍套管；5 — 次風風管；6 二次風風管；7三次風風管。
具體實施方式
以下結合附圖1，對本實用新型的具體實施方式
加以闡述。傳統燃燒器中，助燃空氣通常分成「一次風」和「二次風」兩部分。本實用新型中， 水煤漿低NOx燃燒器將「二次風」再分為兩股，分別叫作「二次風」和「三次風」。本實施例中，燃水煤漿低NOx燃燒器包括水煤漿漿槍套管4，一次風風管5、二次風 風管6、三次風風管7採取從內至外的同心圓套管結構布置，在一次風風管5內布置有點火 油槍套管和點火器套管，用以布置自動點火時使用的油槍和電火花點火槍。而助燃空氣則 從傳統的分成兩部分，變成分成三部分經燃燒器噴口投入。其中一次風為旋流，旋流強度 固定，通過調節風門風量可調；二次風旋流可調，調節方式採用現有可調旋流結構；三次風 為直流，通過調節風門風量可調。為延緩三次風與主氣流混合，控制NOx生成，三次風與二 次風間距拉開，設置間距為IOOmm左右。一次風、二次風、三次風各風管的噴口出口均設計 成擴口形狀，一次風擴口角度要大於二次風，三次風為直流風，在二次風噴口與三次風噴口 之間設計一個圓環間隔，用耐火材料填充，以延緩三次風與煤漿的混合，控制NOx生成。本燃燒器三次風的風量佔到總風量的40%左右。水煤漿通過本燃燒器燃燒時，一 次風保證燃燒初期燃燒用風供應，一次風的風量比率低於20%，保證著火初期氧量略低於 揮發份燃燒需氧量，有效抑制揮發份NOx生成；由於一次風擴口較大，二次風與主氣流混合 被推遲，二次風在焦炭開始燃燒時才逐步與主氣流混合，由於三次風還未混入，此時火焰區 域過量空氣係數僅0. 8左右，焦炭周圍氧濃度仍維持較低值，一般不超過5 %，焦炭NOx的生 成得到充分抑制；由於三次風和二次風間留有間隔，三次風與主氣流的混合延後，當三次風 與主氣流混合時，焦炭70% 80%已經燃盡，三次風混入後主要用於未燃盡碳的燃盡。由 於在三次風混入前燃燒過程均處於欠氧條件，NOx生成量很少，三次風混入後燃燒氣氛改為富氧，但大部分焦炭已燃盡，所以NOx生成量也不會太多，從而實現了燃燒過程中NOx的抑 制。如果將三次風再分成多股逐級送入，則NOx抑制效果更佳。 以上所述，僅是本實用新型的實施案例而已，並非對本實用新型做任何形式上的 限制，雖然本實用新型已以較佳實施案例揭示如上，然而並非用以限定本實用新型，任何熟 悉本專業的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案範圍內，當可利用上述揭示的結構及 技術內容做出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施案例。但是凡是未脫離本實用新型 技術方案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施案例所作的任何簡單修改、等同 變化與修飾，均仍屬本實用新型技術方案範圍內。
權利要求1.一種燃水煤漿低NOx燃燒器，包括由內至外依次同軸心布置的水煤漿漿槍套管、一 次風風管和二次風風管，其特徵在於，所述二次風風管的外部，還至少有一個同軸心套設的 用於控制NOx的助燃風管。
2.根據權利要求1所述的燃水煤漿低NOx燃燒器，其特徵在於，所述各風管出口端的管 壁間設填充耐火澆注料的間隔，間隔上開設噴口。
3.根據權利要求2所述的燃水煤漿低NOx燃燒器，其特徵在於，所述噴口的形狀為環 狀，或呈環形布置的間設的圓孔狀。
4.根據權利要求2所述的燃水煤漿低NOx燃燒器，其特徵在於，所述噴口具有擴口，各 風管噴口具有不同的的擴口角度。
專利摘要本實用新型涉及一種燃燒器，旨在提供一種燃水煤漿低NOx燃燒器及燃燒方法。該燃燒器包括由內至外依次同軸心布置的水煤漿漿槍套管、一次風風管和二次風風管，二次風風管的外部，還至少有一個同軸心套設的用於控制NOx的助燃風管。本實用新型將助燃風分多層(股)送入燃燒室，控制助燃風與水煤漿的混合，從而實現水煤漿整個燃燒過程的氧濃度的控制；各股助燃風間根據水煤漿燃燒特性設有間隙，延緩助燃風與水煤漿火焰的混合；部分助燃風採用直流布置，起到阻隔外側助燃風與火焰混合的效果；燃燒器各噴口擴口角度不同，以合理控制各層風的混合和火焰長度。
文檔編號F23D11/00GK201779650SQ20102029031
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月12日 優先權日2010年8月12日
發明者劉建忠, 劉茂省, 周俊虎, 周志軍, 岑可法, 楊衛娟, 楊雪峰, 王智化, 程軍, 黃鎮宇 申請人:浙江百能科技有限公司