[发明专利]一种采用阶梯型喷口的中心给粉旋流煤粉燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及一种中心给粉旋流煤粉燃烧器，属于燃烧技术领域。

背景技术

燃煤燃烧过程中排放的NO_X气体危害大，且较难处理，它不仅刺激人的呼吸系统，损害动植物，破坏臭氧层，而且也是引起温室效应、酸雨和光化学反应的主要物质之一。我国是燃煤大国，煤炭使用过程产生的氮氧化物占全国氮氧化物排放量的67％。2007年火电厂排放的氮氧化物总量已增至840万吨，比2003年的597.3万吨增加了近40.6％，约占全国氮氧化物排放量的35％～40％。开展降低电站煤粉锅炉控制NO_X排放的治理工作具有十分重要的意义。

电站煤粉锅炉控制NO_X排放的技术措施可以分为两大类：一是尾部控制，从烟气中脱除NOx，即在煤粉产生的含有NOx的烟气中喷入脱硝剂，脱除烟气中的NOx。由于烟气脱硝的初期投资及运行成本高，并且初期投资及运行成本与入口的NOx浓度有关，因此大多数电厂在控制NOx的时候，通常先采用燃烧中脱硝来降低烟气中NOx的浓度，根据燃烧脱硝后的NOx浓度再确定是否采用烟气脱硝。二是源头控制，采用低NOx燃烧技术(低NOx燃烧器和炉内空气分级燃烧)减少NOx的生成，该方法利用的是NOx的还原反应，当氧气浓度较低的时候，在火焰中形成一个低氧燃烧的区域，煤粉中的含氮成分产生的燃料型NOx被还原成氮气。例如，中国专利申请号为CN03111101.7、申请日为2003年2月28日的发明专利申请即为利用上述技术的燃烧器。

由于现有的燃烧器的一次风喷口和内二次风喷口齐平设置，或者一次风喷口与内、外二次风喷口三者齐平设置，使得一次风与内二次风之间及内二次风与外二次风之间无法形成预混段，一次风与内二次风在进入炉膛前，在燃烧器内无法实现提前混合，不能形成稳定的中心回流区，煤粉在中心回流区内的停留时间减少，不利于煤粉稳定燃烧及抑制NOx的生成。

发明内容

本发明为了解决现有的燃烧器的一次风喷口和内二次风喷口齐平设置，或者一次风喷口与内、外二次风喷口三者齐平设置，使得一次风与内二次风之间及内二次风与外二次风之间无法形成预混段，一次风与内二次风在进入炉膛前，在燃烧器内无法实现提前混合，不能形成稳定的中心回流区，煤粉在中心回流区内的停留时间减少，不利于煤粉稳定燃烧及抑制NOx的生成的问题，进而提供一种采用阶梯型喷口的中心给粉旋流煤粉燃烧器。

本发明创造的设计要点是：一次风喷口长度L3、内二次风喷口的长度L2和外二次风喷口的长度L1并不全部相同，呈阶梯型布置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：一种采用阶梯型喷口的中心给粉旋流煤粉燃烧器，所述燃烧器包括喷口、一次风道、内旋流器、内二次风道、外旋流器、外二次风道和一个或多个锥形煤粉分离器；喷口包括外二次风喷口、内二次风喷口和一次风喷口；一次风道、内二次风道及外二次风道由里至外依次套装在一起，且一次风道、内二次风道及外二次风道同轴设置，一次风道内设有一个或多个锥形煤粉分离器，锥形煤粉分离器的出风口朝向炉膛的方向设置，且多个锥形煤粉分离器的出风口直径由一次风道的进风口端向炉膛的方向逐渐减小，内二次风风道内装有内旋流器，外二次风风道内装有外旋流器，一次风道的出风口端固接有一次风喷口，内二次风道的出风口端固接有内二次风喷口，外二次风道的出风口端固接有外二次风喷口，设定一次风喷口的长度为L3、内二次风喷口的长度为L2、外二次风喷口的长度为L1，外二次风喷口、内二次风喷口及一次风喷口的位置关系是下述三种位置关系中的任意一种：

外二次风喷口、内二次风喷口及一次风喷口相距炉膛由近至远呈阶梯型设置，即L3＜L2＜L1；

内二次风喷口与一次风喷口平齐设置，且外二次风喷口与内二次风喷口相距炉膛由近至远呈阶梯型设置，即L3＝L2＜L1；

内二次风喷口与外二次风喷口平齐设置，且外二次风喷口与一次风喷口相距炉膛由近至远呈阶梯型设置，即L3＜L2＝L1。