一種富氧煤粉燃燒器的製造方法
2023-05-12 21:24:56 1
一種富氧煤粉燃燒器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種廣義的富氧煤粉燃燒器。其特徵在於包括一次風管和燃燒器本體，還包括氧氣噴入裝置和氧氣輸入管，所述氧氣噴入裝置的噴入口設置在靠近所述一次風管的輸入端的位置，所述氧氣輸入管連接在所述氧氣噴入裝置上。這樣，只要調整噴入燃燒器的純氧，就能使煤粉充分著火，提高煤粉燃燼率，從而降低鍋爐飛灰可燃物，提高鍋爐效率；同時控制NOx生成。
【專利說明】一種富氧煤粉燃燒器【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種煤粉燃燒器，尤其涉及一種富氧煤粉燃燒器。
【背景技術】
[0002]目前國內外大型鍋爐幾乎都是煤粉鍋爐，煤粉燃燒是一個典型的氧化過程，為了保證煤粉能充分燃燒，往往要靠風機鼓入大量的空氣，這樣將增加鼓風機電耗，增加廠用電；同時鼓入爐膛的風從爐膛排出將帶走大量的鍋爐熱量，從而降低鍋爐效率；更嚴重的是，如果煤質太差，煤粉進入爐膛後，不易著火燃燒，大量的餘炭在鍋爐上部燃燒，造成鍋爐尾部超溫，被迫多噴減溫水；同時還會增加鍋爐飛灰含碳量，造成上述四重能量損失。經過幾十年的發展，煤粉鍋爐的效率已達91%以上，但怎樣進一步提高鍋爐的效率，既是一項困難的技術問題，又是一項必須解決的經濟問題。
[0003]進入21世紀，環保排放標準不斷提高，尤其是對鍋爐高溫燃燒產生的氮氧化物(NOx)的排放控制嚴格，如何有效控制氮氧化物(NOx)的產生也是一個不能迴避的問題。
實用新型內容
[0004]本實用新型提供一種高燃燼率的煤粉燃燒方法以及相應的煤粉燃燒器，能夠解決下述技術問題:有效提高鍋爐效率；同時能夠有效控制氮氧化物(NOx)的排放。
[0005]本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下:一種富氧煤粉燃燒器，包括一次風管和燃燒器本體，所述一次風管連接在所述燃燒器本體的入口端，其特徵在於:還包括氧氣噴入裝置和氧氣輸入管，所述氧氣噴入裝置的噴入口設置在所述燃燒器本體內，所述噴入口設置在靠近所述一次風管的輸入端的位置，所述氧氣輸入管連接在所述氧氣噴入裝置上，在所述燃燒器本體的末端設置傳感器。
[0006]進一步，所述氧氣噴入裝置包括環形的噴入裝置本體和固定裝置，所述噴入裝置本體在其面向燃燒器內部的內壁上設置有供氧氣噴出的小孔，在所述噴入裝置本體面向所述燃燒器本體外部的一側設置有氧氣輸入孔，所述氧氣輸入管的一端固定在所述氧氣輸入孔上。
[0007]進一步，所述固定裝置為固定翼，所述固定翼有多個，均布在所述噴入裝置本體的外側。
[0008]進一步，所述固定裝置是法蘭盤。
[0009]進一步，所述氧氣輸入管通過螺紋連接、焊接或者法蘭連接之中的一種連接方式固定在所述氧氣輸入孔上。
[0010]進一步，所述氧氣噴入裝置是噴嘴。
[0011]進一步，所述噴入裝置本體是圓環形的或者多邊形的，所述圓環形或者多邊形的橫截面是方形的或者圓形的或者多邊形的。
[0012]進一步，所述噴入裝置本體為開口的環形或開口的多邊形。
[0013]進一步，還包括控制器。[0014]進一步，在所述燃燒器本體的末端設置傳感器。
[0015]進一步，所述傳感器為氧化鋯，用於測量燃燒器出口的氧含量。
[0016]進一步，所述傳感器用於測量燃燒器出口一氧化碳的含量。。
[0017]進一步，在所述燃燒器本體的內壁上安裝有火焰檢測器。
[0018]本實用新型的有益效果在於無論在鍋爐燃燒器中是噴入揮發分高、燃點低的電廠用煤，還是揮發分低，燃點高的無煙煤，只要調整噴入燃燒器的純氧，就能使煤粉充分著火，提高煤粉燃燼率，從而降低鍋爐飛灰可燃物，提高鍋爐效率；同時控制NOx生成。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型一種富氧煤粉燃燒器的整體結構示意圖；
[0020]圖2為本實用新型一種富氧煤粉燃燒器中的氧氣噴入裝置的結構示意圖；
[0021]圖3為圖2的A-A截面圖；
[0022]圖4為煤粉著火溫度和氧氣含量的關係圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖對本實用新型的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本實用新型，並非用於限定本實用新型的範圍。
[0024]本實用新型所述的煤粉燃燒器如圖1所示，包括一次風管11、氧氣噴入裝置12、氧氣輸入管13、燃燒器本體14和控制器(圖中未示出)。所述一次風管11連接在燃燒器本體14的入口端，氧氣噴入裝置12呈環狀，安裝在一次風管11的輸入端所在的位置，這樣，氧氣噴入裝置12的噴入口設置在燃燒器本體14內，其噴入口設置在靠近一次風管11的輸入端的位置，所述氧氣輸入管13連接在所述氧氣噴入裝置12上，所述控制器用於控制氧氣的噴入量。
[0025]如圖2、圖3所示，所述氧氣噴入裝置12包括環形的噴入裝置本體121、固定裝置，所述噴入裝置本體121可以是圓環形的(如圖2中所示)，也可以為多邊形的，圓環形的橫截面可以是方形的(如圖3所示)，也可以為圓形的或者為多邊形的，在噴入裝置本體121面向燃燒器內部的內壁上設置有供氧氣通過的小孔124，小孔124的數量有多個；噴入裝置本體121亦可為開口的環形或開口的多邊形，即在面向燃燒器內部的內壁上設置有開口，供氧氣通過。在一個實施例中，所述固定裝置為固定翼122，固定翼122對稱的設置在噴入裝置本體121的兩側，所述固定翼122的數量可以是兩個(如圖2所示)，也可以為多個，只要能夠牢固的將噴入裝置本體121固定在燃燒器的內壁上即可；在所述固定翼122上設置有通孔123，使螺栓穿過該通孔123，可將氧氣噴入裝置12固定到燃燒器本體14的內壁上；在其它的實施例中，所述固定裝置可以是法蘭盤或者其它結構。
[0026]在所述噴入裝置本體121面向燃燒器外部的一側設置有氧氣輸入孔125，在該氧氣輸入孔的內壁上可以設置內螺紋，所述氧氣輸入管13的一端設置有相應的外螺紋，通過內外螺紋的相互配合，所述氧氣輸入管13連接在所述噴入裝置本體121上，用於對燃燒器提供氧氣；所述氧氣輸入管13還可以通過焊接或者法蘭連接等方式連接在噴入裝置本體121 上。
[0027]在其它的實施例中，為了節約空間，所述氧氣噴入裝置12可以是噴嘴，該噴嘴與氧氣輸入管13相連，該噴嘴與所述燃燒器的連接方式可以是插入式的。
[0028]在煤粉通過一次風管11噴入燃燒器內的同時，一定量的氧氣通過氧氣輸入管13噴入氧氣噴入裝置12中，進而進入燃燒器內部，在所述燃燒器靠近一次風管的位置形成富氧區域141，由於在該區域的氧氣含量比較高，煤粉在此區域發生強烈的氧化反應，在煤粉移動線路的富氧區域141的下遊形成過渡區域142，在該區域，煤粉的氧化反應進一步進行，隨著煤粉在燃燒器本體內的進一步移動，煤粉進入到燃燒器本體的下遊區域，既煤粉反應的還原區143，在該區域，氧氣含量有所減少，發生氧化反應的煤粉部分發生還原反應，但經過在燃燒器內的富氧點火過程，噴入燃燒器內的煤粉大部分已經點著，在煤粉噴出燃燒器本體的一瞬間，進入二次風環境，已經點著的煤粉則進行快速的氧化反應，接著進入爐膛內進行充分的燃燒。
[0029]由於燃燒器內部的溫度非常高，一般為600-800，在燃燒器本體的過渡區域142的內壁上安裝測溫傳感器15，該測溫傳感器15與控制器電連接，所述測溫傳感器15可以只設置一個，也可以在燃燒器本體的內壁上對稱的設置兩個或多個，在燃燒器正常工作時，如果測溫傳感器檢測到燃燒器內壁超溫(超過測溫傳感器15的設定值)，則在控制器的控制下適當減少噴入燃燒器的純氧，以保護燃燒器不被燒損。
[0030]噴氧有利於煤粉快速燃燒，但是，當燃燒環境中的氧氣濃度比較高時，會增加氮氧化物(NOx)的產生,為此,優選的,在燃燒器本體14的末端設置傳感器16,該傳感器16與控制器電連接，所述傳感器16優選為氧化鋯，也可以為其它的測氧傳感器，該傳感器16可以用來檢測噴出燃燒器已著火的煤粉氣流的含純氧量，並將該信號反饋到控制器，控制器通過調控噴入燃燒器的純氧使燃燒器出口形成可調還原範圍，從而防止過量的NOx生成。該傳感器16還可以用來測量燃燒器出口已著火的煤粉氣流中的一氧化碳的含量，從而來控制噴入燃燒器的純氧量。當燃燒器正常工作時，通過該傳感器反饋過來的氧含量或者一氧化碳含量信號，調控噴入燃燒器的純氧，本實用新型中，將噴入燃燒器中的純氧控制在26%-32%，以保證噴入燃燒器的煤粉既能充分著火，又不超標產生NOx。
[0031]優選的，在所述燃燒器本體內設置火焰檢測器，當燃燒器的火焰檢測器檢測不到火焰並延時一個時間Λ t後，控制器將立即停止工作，防止事故發生。
[0032]由於煤粉的著火溫度隨著氧含量的增加會有所降低，以煙煤為例，如圖4所示，圖4中，橫軸為煙煤著火時空氣中的氧含量百分比，縱軸為煙煤的著火溫度，從該圖中可以看出，當氧含量由21%增加到29%時，煙煤的著火溫度由通常的740度左右下降到600度左右，降幅達140度左右，隨著氧含量的進一步增加，著火溫度的降幅趨緩，經濟性有所下降。本實用新型將煤粉著火時的氧含量控制在29%左右，能夠取得最佳的經濟效果。
[0033]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種富氧煤粉燃燒器，包括一次風管和燃燒器本體，所述一次風管連接在所述燃燒器本體的入口端，其特徵在於:還包括氧氣噴入裝置和氧氣輸入管，所述氧氣噴入裝置的噴入口設置在所述燃燒器本體內，所述噴入口設置在靠近所述一次風管的輸入端的位置，所述氧氣輸入管連接在所述氧氣噴入裝置上，在所述燃燒器本體的末端設置傳感器。
2.根據權利要求1所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特徵在於:所述氧氣噴入裝置包括環形的噴入裝置本體和固定裝置，所述噴入裝置本體在其面向燃燒器內部的內壁上設置有供氧氣噴出的小孔，在所述噴入裝置本體面向所述燃燒器本體外部的一側設置有氧氣輸入孔，所述氧氣輸入管的一端固定在所述氧氣輸入孔上。
3.根據權利要求2所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特徵在於:所述固定裝置為固定翼，所述固定翼有多個，均布在所述噴入裝置本體的外側。
4.根據權利要求2所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特徵在於:所述固定裝置是法蘭盤。
5.根據權利要求2所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特徵在於:所述氧氣輸入管通過螺紋連接、焊接或者法蘭連接之中的一種連接方式固定在所述氧氣輸入孔上。
6.根據權利要求1所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特徵在於:所述氧氣噴入裝置是噴嘴。
7.根據權利要求2所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特徵在於:所述噴入裝置本體是圓環形的或者多邊形的，所述圓環形或者多邊形的橫截面是方形的或者圓形的或者多邊形的。
8.根據權利要求2所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特徵在於:所述噴入裝置本體為開口的環形或開口的多邊形。
9.根據權利要求1所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特徵在於:還包括控制器。
10.根據權利要求1-9任一所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特徵在於:在所述燃燒器本體的內壁上安裝有測溫傳感器。
11.根據權利要求1所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特徵在於:所述傳感器為氧化鋯，用於測量燃燒器出口的氧含量。
12.根據權利要求1所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特徵在於:所述傳感器用於測量燃燒器出口一氧化碳的含量。
13.根據權利要求1-9任一所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特徵在於:在所述燃燒器本體的內壁上安裝有火焰檢測器。
【文檔編號】F23D1/00GK203489262SQ201320627308
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年10月11日 優先權日:2013年10月11日
【發明者】王龍陵, 王健東, 高勇, 李大慈 申請人:王龍陵