一種富氧煤粉燃燒器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種廣義的富氧煤粉燃燒器。其特征在于包括一次風(fēng)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(shè)置在靠近所述一次風(fēng)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(diào)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(shí)控制NOx生成。
【專利說(shuō)明】一種富氧煤粉燃燒器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)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(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)外大型鍋爐幾乎都是煤粉鍋爐，煤粉燃燒是一個(gè)典型的氧化過(guò)程，為了保證煤粉能充分燃燒，往往要靠風(fēng)機(jī)鼓入大量的空氣，這樣將增加鼓風(fēng)機(jī)電耗，增加廠用電；同時(shí)鼓入爐膛的風(fēng)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(yán)重的是，如果煤質(zhì)太差，煤粉進(jìn)入爐膛后，不易著火燃燒，大量的余炭在鍋爐上部燃燒，造成鍋爐尾部超溫，被迫多噴減溫水；同時(shí)還會(huì)增加鍋爐飛灰含碳量，造成上述四重能量損失。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，煤粉鍋爐的效率已達(dá)91%以上，但怎樣進(jìn)一步提高鍋爐的效率，既是一項(xiàng)困難的技術(shù)問(wèn)題，又是一項(xiàng)必須解決的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。
[0003]進(jìn)入21世紀(jì)，環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，尤其是對(duì)鍋爐高溫燃燒產(chǎn)生的氮氧化物(NOx)的排放控制嚴(yán)格，如何有效控制氮氧化物(NOx)的產(chǎn)生也是一個(gè)不能回避的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型提供一種高燃燼率的煤粉燃燒方法以及相應(yīng)的煤粉燃燒器，能夠解決下述技術(shù)問(wèn)題:有效提高鍋爐效率；同時(shí)能夠有效控制氮氧化物(NOx)的排放。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種富氧煤粉燃燒器，包括一次風(fēng)管和燃燒器本體，所述一次風(fēng)管連接在所述燃燒器本體的入口端，其特征在于: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(shè)置在所述燃燒器本體內(nèi)，所述噴入口設(shè)置在靠近所述一次風(fēng)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(shè)置傳感器。
[0006]進(jìn)一步，所述氧氣噴入裝置包括環(huán)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(nèi)部的內(nèi)壁上設(shè)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(cè)設(shè)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(jìn)一步，所述固定裝置為固定翼，所述固定翼有多個(gè)，均布在所述噴入裝置本體的外側(cè)。
[0008]進(jìn)一步，所述固定裝置是法蘭盤(pán)。
[0009]進(jìn)一步，所述氧氣輸入管通過(guò)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(jìn)一步，所述氧氣噴入裝置是噴嘴。
[0011]進(jìn)一步，所述噴入裝置本體是圓環(huán)形的或者多邊形的，所述圓環(huán)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(jìn)一步，所述噴入裝置本體為開(kāi)口的環(huán)形或開(kāi)口的多邊形。
[0013]進(jìn)一步，還包括控制器。[0014]進(jìn)一步，在所述燃燒器本體的末端設(shè)置傳感器。
[0015]進(jìn)一步，所述傳感器為氧化鋯，用于測(cè)量燃燒器出口的氧含量。
[0016]進(jìn)一步，所述傳感器用于測(cè)量燃燒器出口一氧化碳的含量。。
[0017]進(jìn)一步，在所述燃燒器本體的內(nèi)壁上安裝有火焰檢測(cè)器。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果在于無(wú)論在鍋爐燃燒器中是噴入揮發(fā)分高、燃點(diǎn)低的電廠用煤，還是揮發(fā)分低，燃點(diǎn)高的無(wú)煙煤，只要調(diào)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(shí)控制NOx生成。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型一種富氧煤粉燃燒器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型一種富氧煤粉燃燒器中的氧氣噴入裝置的結(jié)構(gòu)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(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0024]本實(shí)用新型所述的煤粉燃燒器如圖1所示，包括一次風(fēng)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(fēng)管11連接在燃燒器本體14的入口端，氧氣噴入裝置12呈環(huán)狀，安裝在一次風(fēng)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(shè)置在燃燒器本體14內(nèi)，其噴入口設(shè)置在靠近一次風(fēng)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，所述控制器用于控制氧氣的噴入量。
[0025]如圖2、圖3所示，所述氧氣噴入裝置12包括環(huán)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(huán)形的(如圖2中所示)，也可以為多邊形的，圓環(huán)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(nèi)部的內(nèi)壁上設(shè)置有供氧氣通過(guò)的小孔124，小孔124的數(shù)量有多個(gè)；噴入裝置本體121亦可為開(kāi)口的環(huán)形或開(kāi)口的多邊形，即在面向燃燒器內(nèi)部的內(nèi)壁上設(shè)置有開(kāi)口，供氧氣通過(guò)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述固定裝置為固定翼122，固定翼122對(duì)稱的設(shè)置在噴入裝置本體121的兩側(cè)，所述固定翼122的數(shù)量可以是兩個(gè)(如圖2所示)，也可以為多個(gè)，只要能夠牢固的將噴入裝置本體121固定在燃燒器的內(nèi)壁上即可；在所述固定翼122上設(shè)置有通孔123，使螺栓穿過(guò)該通孔123，可將氧氣噴入裝置12固定到燃燒器本體14的內(nèi)壁上；在其它的實(shí)施例中，所述固定裝置可以是法蘭盤(pán)或者其它結(jié)構(gòu)。
[0026]在所述噴入裝置本體121面向燃燒器外部的一側(cè)設(shè)置有氧氣輸入孔125，在該氧氣輸入孔的內(nèi)壁上可以設(shè)置內(nèi)螺紋，所述氧氣輸入管13的一端設(shè)置有相應(yīng)的外螺紋，通過(guò)內(nèi)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，用于對(duì)燃燒器提供氧氣；所述氧氣輸入管13還可以通過(guò)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(shí)施例中，為了節(jié)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(guò)一次風(fēng)管11噴入燃燒器內(nèi)的同時(shí)，一定量的氧氣通過(guò)氧氣輸入管13噴入氧氣噴入裝置12中，進(jìn)而進(jìn)入燃燒器內(nèi)部，在所述燃燒器靠近一次風(fēng)管的位置形成富氧區(qū)域141，由于在該區(qū)域的氧氣含量比較高，煤粉在此區(qū)域發(fā)生強(qiáng)烈的氧化反應(yīng)，在煤粉移動(dòng)線路的富氧區(qū)域141的下游形成過(guò)渡區(qū)域142，在該區(qū)域，煤粉的氧化反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行，隨著煤粉在燃燒器本體內(nèi)的進(jìn)一步移動(dòng)，煤粉進(jìn)入到燃燒器本體的下游區(qū)域，既煤粉反應(yīng)的還原區(qū)143，在該區(qū)域，氧氣含量有所減少，發(fā)生氧化反應(yīng)的煤粉部分發(fā)生還原反應(yīng)，但經(jīng)過(guò)在燃燒器內(nèi)的富氧點(diǎn)火過(guò)程，噴入燃燒器內(nèi)的煤粉大部分已經(jīng)點(diǎn)著，在煤粉噴出燃燒器本體的一瞬間，進(jìn)入二次風(fēng)環(huán)境，已經(jīng)點(diǎn)著的煤粉則進(jìn)行快速的氧化反應(yīng)，接著進(jìn)入爐膛內(nèi)進(jìn)行充分的燃燒。
[0029]由于燃燒器內(nèi)部的溫度非常高，一般為600-800，在燃燒器本體的過(guò)渡區(qū)域142的內(nèi)壁上安裝測(cè)溫傳感器15，該測(cè)溫傳感器15與控制器電連接，所述測(cè)溫傳感器15可以只設(shè)置一個(gè)，也可以在燃燒器本體的內(nèi)壁上對(duì)稱的設(shè)置兩個(gè)或多個(gè)，在燃燒器正常工作時(shí)，如果測(cè)溫傳感器檢測(cè)到燃燒器內(nèi)壁超溫(超過(guò)測(cè)溫傳感器15的設(shè)定值)，則在控制器的控制下適當(dāng)減少噴入燃燒器的純氧，以保護(hù)燃燒器不被燒損。
[0030]噴氧有利于煤粉快速燃燒，但是，當(dāng)燃燒環(huán)境中的氧氣濃度比較高時(shí)，會(huì)增加氮氧化物(NOx)的產(chǎn)生,為此,優(yōu)選的,在燃燒器本體14的末端設(shè)置傳感器16,該傳感器16與控制器電連接，所述傳感器16優(yōu)選為氧化鋯，也可以為其它的測(cè)氧傳感器，該傳感器16可以用來(lái)檢測(cè)噴出燃燒器已著火的煤粉氣流的含純氧量，并將該信號(hào)反饋到控制器，控制器通過(guò)調(diào)控噴入燃燒器的純氧使燃燒器出口形成可調(diào)還原范圍，從而防止過(guò)量的NOx生成。該傳感器16還可以用來(lái)測(cè)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(lái)控制噴入燃燒器的純氧量。當(dāng)燃燒器正常工作時(shí)，通過(guò)該傳感器反饋過(guò)來(lái)的氧含量或者一氧化碳含量信號(hào)，調(diào)控噴入燃燒器的純氧，本實(shí)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(biāo)產(chǎn)生NOx。
[0031]優(yōu)選的，在所述燃燒器本體內(nèi)設(shè)置火焰檢測(cè)器，當(dāng)燃燒器的火焰檢測(cè)器檢測(cè)不到火焰并延時(shí)一個(gè)時(shí)間Λ t后，控制器將立即停止工作，防止事故發(fā)生。
[0032]由于煤粉的著火溫度隨著氧含量的增加會(huì)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(shí)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(dāng)氧含量由21%增加到29%時(shí)，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(dá)140度左右，隨著氧含量的進(jìn)一步增加，著火溫度的降幅趨緩，經(jīng)濟(jì)性有所下降。本實(shí)用新型將煤粉著火時(shí)的氧含量控制在29%左右，能夠取得最佳的經(jīng)濟(jì)效果。
[0033]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種富氧煤粉燃燒器，包括一次風(fēng)管和燃燒器本體，所述一次風(fēng)管連接在所述燃燒器本體的入口端，其特征在于: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(shè)置在所述燃燒器本體內(nèi)，所述噴入口設(shè)置在靠近所述一次風(fēng)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(shè)置傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特征在于:所述氧氣噴入裝置包括環(huán)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(nèi)部的內(nèi)壁上設(shè)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(cè)設(shè)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(jù)權(quán)利要求2所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特征在于:所述固定裝置為固定翼，所述固定翼有多個(gè)，均布在所述噴入裝置本體的外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特征在于:所述固定裝置是法蘭盤(pán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特征在于:所述氧氣輸入管通過(guò)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特征在于:所述氧氣噴入裝置是噴嘴。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特征在于:所述噴入裝置本體是圓環(huán)形的或者多邊形的，所述圓環(huán)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(jù)權(quán)利要求2所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特征在于:所述噴入裝置本體為開(kāi)口的環(huán)形或開(kāi)口的多邊形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特征在于:還包括控制器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特征在于:在所述燃燒器本體的內(nèi)壁上安裝有測(cè)溫傳感器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特征在于:所述傳感器為氧化鋯，用于測(cè)量燃燒器出口的氧含量。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特征在于:所述傳感器用于測(cè)量燃燒器出口一氧化碳的含量。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的一種富氧煤粉燃燒器，其特征在于:在所述燃燒器本體的內(nèi)壁上安裝有火焰檢測(cè)器。
【文檔編號(hào)】F23D1/00GK203489262SQ201320627308
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】王龍陵, 王健東, 高勇, 李大慈 申請(qǐng)人:王龍陵