[发明专利]一种煤粉燃烧器

说明书

技术领域

本发明属于电站燃煤锅炉和工业燃烧锅炉的助燃装置。

背景技术

全球性的CO₂大量排放对全球气候造成了巨大影响，来自火电厂的CO₂排放是最主要的来源之一；国内外对CO₂的排放和治理进行了大量研究，O₂和CO₂循环燃烧技术是目前在技术和经济上最可行的CO₂减排技术，但对O₂和CO₂气氛下的煤粉燃烧器的研究还非常欠缺。资料调查表明，目前国内外还没有工业规模的O₂和CO₂循环燃烧电厂，对这项新的燃烧技术也在试验研究阶段，加拿大CANMET能源技术中心在其燃烧系统的基础上设计的O₂和CO₂气氛下燃烧的燃烧器分别从不同的环形同轴通道进风，其中二次风采用切向叶片使气流产生旋转，其他各通道气流直接通过垂直侧管进入中心套管，这样设计的燃烧器容易使气流发生偏转，而且对降低NO_x的作用不明显，见E.H.Chui，A.J.Majeski，M.A.Douglas，Y.Tan，K.V.Thambimuthu，Numerical investigation of oxy-coalcombustion to evaluate burner and combustor design concepts，EnergyVolume 29，Issues 9-10，，6th International Conference on GreenhouseGas Control Technologies，July-August 2004，Pages 1285-1296.。

发明内容

本发明提供一种煤粉燃烧器，解决现有燃烧器气流容易发生偏转，降低NO_x作用不明显的问题，以应用于O₂和CO₂燃烧技术，提高燃烧效率，降低烟气中的NO_x排放量。

本发明的一种煤粉燃烧器，由四层同轴套管构成的通道和进风侧管组成，所述四层同轴套管由内向外依次为油枪管、内二次风管、一次风管、外二次风管；所述进风侧管包括与内二次风管连通的内二次风侧管、与一次风管连通的一次风侧管和与外二次风管连通的外二次风侧管；其特征在于：

所述通道各层套管出口均为扩口；

所述内二次风管和油枪管形成的内二次风环形通道内装有均匀分布的轴向直叶片；所述外二次风管和一次风管形成的外二次风环形通道内装有均匀分布的轴向直叶片；

所述内二次风侧管、一次风侧管分布在主管道两侧同一平面，与主管道夹角为30°～90°；内二次风管与内二次风侧管连接处、一次风管与一次风侧管连接处均增大内径；两根外二次风侧管装设于主管道两侧，与主管道垂直且对冲布置，空间与内二次风侧管和一次风侧管正交。

所述的煤粉燃烧器，其特征在于：

所述内二次风管的粗细相连处以及一次风管的粗细相连处都采用锥角45°连接；

所述油枪管、内二次风管、一次风管、外二次风管，各层套管扩口与中心轴线夹角10°～30°，所述外二次风管的扩口短于其余各层套管的扩口。

所述的煤粉燃烧器，其特征在于：

所述内二次风环形通道内的轴向直叶片个数为4～8个，外二次风环形通道内的轴向直叶片个数为6～12个；沿中心轴线距出口距离为外二次风管外径的0.2～1.5倍位置安装，轴向直叶片与中心轴线夹角为15°～45°。

本发明为了增大气流实际旋流强度和扩展角、改善回流区和气流混合及分布，油枪管、内外二次风管及一次风管均增设普通扩口，扩口均外二次风管的扩口较其余扩口要短，以产生更大的扩散旋转气流。

本发明能够应用于O₂和CO₂循环燃烧技术，通过多通道的配风技术可以方便的调节燃烧器出口处的煤粉富集区区域和富集程度，形成既能促进燃烧又能抑制NO_x生成的氧气浓度和煤粉浓度。旋流叶片和扩口的设计可以改善火焰形状、射程及火焰冲刷炉壁等情况；能够改善回流区，使火焰着火和燃烧稳定；能够增大气流混合，对传热、传质、燃尽率也能增强。本发明能在O₂和CO₂气氛下获得高效率和低污染的燃烧条件，达到高效燃烧和低NO_x排放的效果。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的侧视图；