[发明专利]少油点火水平浓淡富集型直流煤粉燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及一种少油点火直流煤粉燃烧器，特别涉及一种四角切向布置的煤粉燃烧器的少油点火技术，属于燃烧技术及设备技术领域。

背景技术

电站锅炉在点火和低负荷稳定燃烧过程中消耗大量的燃料用油。随着油价上涨和资源紧张，降低这部分油耗成为实现电站锅炉经济运行的迫切任务。

电站锅炉传统的点火及稳燃油枪通常是布置在二次风喷口中，布置在二次风喷口中的油枪称为大油枪。这样布置有许多优点，但它的热功率一般比较大。锅炉点火启动或稳燃阶段，首先由大油枪提高炉膛高温烟气温度，高温烟气再通过对流将热量传递给一次风射流，对于单一的煤粉喷口来说，大油枪中大约1/4的发热量参与其一次风煤粉射流的换热，所以大油枪点火稳燃的效率不高。

小油枪点火技术是将油枪布置在一次风的喷口中，油枪的发热量全部用于煤粉气流的升温，这样的油枪稳燃效果最好，油枪的容量可以比放在二次风喷口中的油枪小的多(小油枪因此而命名)。小油枪是在冷态启动或者锅炉低负荷稳燃时才投用的，如果小油枪热负荷的设计满足一次风粉射流的着火热，煤粉气流就可以稳定充分着火，形成煤粉火焰与油火焰的相互支持，从而产生了以煤代油的燃烧效果，这种燃烧装置称之为小油枪煤粉燃烧器。

点火用油和低负荷用油水平与作为母体的燃烧器的低负荷稳燃特性直接相关。近年来研制的具有低负荷稳燃或燃用劣质煤的新型煤粉燃烧器，通过合理的组织煤粉气流改变了煤粉的局部浓度，降低了煤粉的着火点，使得煤粉着火容易，稳燃特性均有所改善，从而节约点火及低负荷稳燃用油。母体燃烧器的着火稳燃性能越好，在点火阶段和锅炉低负荷运行时所需外界热源的能量越小，所用的助燃油也越少，因此，要提高少油点火燃烧器的着火性能和节油能力，必须先提高母体燃烧器的着火稳燃性能，而后合理的设置小油枪的位置。

在煤粉锅炉上，常采用浓淡燃烧(或称贫富粉燃烧)技术，即将入炉的煤粉/空气(一次风)气流进行惯性分离，分作浓淡两股而后分别送进炉膛。由于浓股的煤粉浓度比原有的一次风的煤粉浓度有显著的提高，其着火特性得到显著的改善。水平浓淡燃烧技术是浓淡燃烧技术的一种，是将浓淡分离后的两股气流在同一水平方向上送入炉膛，其中浓股煤粉气流送入易于煤粉着火的向火侧高温区，所使用的燃烧器称为水平浓淡型燃烧器。我国现在已有多种水平浓淡型燃烧器。

对于燃烧烟煤电站锅炉而言，现有的水平浓淡燃烧技术在理论和实践上已被证明是解决电站煤粉锅炉稳定燃烧、实现低负荷断油调峰、降低NO_x生成、防止炉内结渣以及提高煤种适应性等的一种有效途径。然而，对于燃烧劣质烟煤、贫煤、半无烟煤和无烟煤等难燃燃料的电站锅炉，现有的水平浓淡燃烧技术不尽能达到上述的效果，难以满足生产要求。其原因是对于难燃燃料，即使入炉前一次风的浓淡分离效果很好，浓股煤粉气流在炉膛内仍有可能无法被卷吸的热烟气加热到所需的着火温度，不能很好地实现煤粉气流着火和稳定燃烧。例如，一种称为“多重富集型直流煤粉燃烧器”(专利号02100688.1)的水平浓淡型燃烧器中，在浓股煤粉出口处采用锯齿形多股喷口结构，在多台锅炉上燃用挥发分高的烟煤时，表现出很好的稳燃和低负荷运行性能，并且具有优异的低NO_x燃烧特性，然而，它在燃用难燃燃料时稳燃效果就有所降低，难以满足严格的低负荷稳定燃烧要求。

解决上述矛盾的一个有效方法是使用特殊的燃烧器出口结构，更加合理地组织带粉气流在喷入炉膛后的流动场，实现炉内煤粉颗粒的空间浓缩，大幅度地增强煤粉的空间浓度，使一部分煤粉集中在较小的空间内燃烧，释放热量，然后把热量传递给浓股中另一部分未着火的颗粒，促使更多的颗粒着火燃烧。富集型燃烧器在一次风通道内利用气固分离元件将一次风进行第一级浓淡分离，并在燃烧器出口布置分离档块，将第一级分离后的一股浓股气流进行第二级气固分离，得到流量不同的两股浓股气流，并使得小股煤粉气流(浓股)在燃烧器出口发生大角度偏转(急拐弯)，并在其后形成高温回流区，煤粉在此高温回流区内滞止增浓(空间浓度)，快速升温，释放挥发物和着火，形成稳定的值班小火焰，再由此值班小火点燃整个一次风煤粉火焰。