[发明专利]一种低NOX浓淡煤粉燃烧器

说明书

技术领域    

本发明涉及一种煤粉锅炉的燃烧器，具体涉及一种低NO_X浓淡煤粉燃烧器。

背景技术   

在煤粉燃烧过程中，生成了大量氮氧化物气体（简称NO_X），NO_X随烟气排放到大气会对环境带来严重地污染，降低NO_X排放量可从两方面进行，一是控制燃烧过程中的生成量，可采用低NO_X燃烧技术实现；二是对烟气进行脱氮处理。由于后者价格昂贵，现在我国重点发展的是低NO_X燃烧技术。NO_X的生成机理有三种：热力型NO_X、燃料型NO_X和快速型NO_X，其中，燃料型NO_X是指燃料中的氮受热分解和氧化生成NO_X,进一步说，主要指挥发分中的氮化合物生成的NO_X，其生成量占NO_X总生成量的60%-80%，这部分NO_X在燃烧器出口处的火焰中心生成。要控制该区域中NO_X的生成量，就应控制燃烧着火初期的过量空气系数，使燃料形成富燃料区，让煤粉在开始着火阶段处于缺氧状态，以抑制挥发分中氮化合物的氧化，实际生成的NO_X数量就可明显减少。

一种煤粉燃烧技术是采用浓淡煤粉燃烧器，在一次风煤粉通道中设置了煤粉浓缩器，将煤粉气流分离成浓粉流和淡粉流两股气流，这样就可在一次风总量不变的前提下提高浓粉流中的煤粉浓度，使浓粉流中的燃料在过量空气系数小于1的条件下燃烧，淡粉流中燃料则在过量空气系数大于或接近于1的条件下燃烧，两股气流合起来使燃烧器出口的总过量空气系数仍保持在合理的范围之内，浓粉流可以加快火焰传播速度，将煤粉尽快着火，在浓粉流着火后，为淡粉流提供了着火热源，后者也随之着火，整个火炬的燃烧稳定性增强，从而扩大了锅炉不投油助燃的负荷调节范围和煤种适应性。

浓淡煤粉燃烧器中的实现煤粉浓淡分离的方法主要为：管道弯头浓缩器、旋风分离器和百叶窗式浓缩器。图1示出了现有的一种百叶窗水平浓淡燃烧器（此图为水平剖切后的俯视图），一次风管31内设置的百叶窗式浓缩器包括多个竖向延伸的平板式叶片，以一次风粉气流的流向为参考方向，从上游到下游，叶片分别为起始叶片32、若干中间叶片33和终了叶片34，起始叶片和中间叶片的倾斜方向一致且与参考方向的夹角为锐角，起始叶片和中间叶片的整体排列为顺次沿其倾斜方向排列，终了叶片和起始叶片的倾斜方向相反。一次风粉气流流过浓缩器后，实现煤粉水平浓淡分离，一次风粉气流经过中间叶片和终了叶片转折处的最小过流断面后速度降低，压力下降，喷嘴出口处的压力较周围环境的压力低，增强了高温烟气的回流作用，形成回流区，卷吸高温烟气，提高煤粉气流着火的稳定性。

这种百叶窗水平浓淡燃烧器实现煤粉水平浓淡分离，一次风粉气流流经起始叶片后，由于在起始叶片尾部形成较大的旋涡区，消耗大量的主流能量，产生较大的流动局部损失。

发明内容   

本发明要解决的技术问题是提供一种低NO_X浓淡煤粉燃烧器，它能实现对风粉气流浓缩加速，通过对高温烟气的卷吸作用，改善煤粉的着火条件，降低NO_X的生成量。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种低NO_X浓淡煤粉燃烧器，包括一次风管，该一次风管内设置将一次风管分为上风室和下风室的水平隔板，上风室和下风室内均设置一组百叶窗式浓缩器，位于下风室的百叶窗式浓缩器包括多个水平方向延伸的叶片，以一次风粉气流的流向为参考方向，从上游到下游，叶片分别为起始叶片、若干中间叶片和终了叶片，中间叶片呈平板式，起始叶片迎风面和中间叶片的倾斜方向一致均斜向上朝向下游，起始叶片还具有斜向下朝向下游倾斜的背风面，终了叶片倾斜向下朝向下游；位于上风室的百叶窗式浓缩器同样包括起始叶片、若干中间叶片和终了叶片，它们和下风室的百叶窗式浓缩器相应叶片以水平隔板为对称面对称设置。

上述低NO_X浓淡煤粉燃烧器，所述起始叶片为固定在下风室底板或上风室顶板上的实心凸棱。

上述低NO_X浓淡煤粉燃烧器，所述中间叶片为3个，按照参考方向，分别为第一级中间叶片、第二级中间叶片和第三级中间叶片，第一级中间叶片和第二级中间叶片上具有沿水平方向延伸的狭长型窄缝。