[实用新型]一种中小型工业炉用低氮煤粉燃烧装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧器，特别涉及一种煤粉燃烧器。

背景技术

随着我国工业快速发展，能源消耗、环境污染严重制约了经济社会的可持续发展。“十二五”初期，政府首次将氮氧化合物排放纳入国家节能减排任务，并且在下达给各省市的总量减排任务中，并新增氨氮化合物和氮氧化合物两项新内容，要求氮氧化合物总量排放减少10%。在水泥、钢铁、化工等行业，工业窑炉生产过程中要降低氮氧化合物的排放。

钢铁、化工和水泥行业是典型的高能耗、高排放行业。工业炉在这这些行业中有广泛的应用。目前在使用燃气、燃油工业炉及大型煤粉炉中氮氧化合物的排放均达到较低的标准。我国是煤炭大国，大部分工业炉仍使用煤粉作为主要燃料；尤其是中小型工业炉，由于没有较好的可实施方案和成熟设备，燃煤中小型工业炉的排放始终未能明显降低。因此使用新型燃烧装置，提高中小型工业炉煤粉燃烧效率、降低能耗、减少氮氧化合物排放成为刻不容缓的任务。

现有解决方案：立式炉三维立体分级OFA燃尽风低氮燃烧技术。炉膛内部采用三级风布置，一次风采用前墙后墙两两对冲布置，一次风管与二次风管相对水平布置；二次风在锅炉两侧墙上分别设置两个OFA喷嘴；三次风设置在锅炉棱边上，以四角切圆方式布置SOFA喷嘴，OFA喷嘴在SOFA喷嘴和燃烧器之间，SOFA整体为顺时针供风。主燃烧器、OFA喷嘴和SOFA喷嘴配合在炉膛内形成还原气氛，降低氮氧化合物排放。

其不足之处在于：系统分为多个烧嘴、OFA和SOFA喷嘴，适应大型工业炉（喷煤量大于10t/h）,在各喷嘴配合良好，炉膛空间充裕的情况下，可有效降低氮氧化合物排放，但过多喷嘴限制了系统的可操作性，一组喷嘴参数变化将影响整个系统的操作，实际操作中不能达到理想的效果。多个烧嘴对冲布置，在煤粉分配不均时，造成燃烧区域煤粉浓淡不均，影响充分燃烧。烧嘴煤风通道为圆柱轴流式，不利于煤风的充分打散和混合。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种中小型工业炉用低氮煤粉燃烧装置，提高在中小型工业炉中的适应性，改善操作性能，降低氮氧化物排放量。

本实用新型的目的是这样实现的：一种中小型工业炉用低氮煤粉燃烧装置，包括设置在煤粉喷嘴上方的燃尽风喷嘴，所述煤粉喷嘴的尾部经第一法兰连接煤粉管道，煤粉管道经旁通管道连接助燃风管道，燃尽风喷嘴的尾部经第二法兰连接燃尽风管道，燃尽风管道依次经燃尽风流量计、助燃风调节阀与助燃风管道相连，助燃风管道经助燃风流量计连接在风机上。

本实用新型工作时，通过控制助燃风调节阀的开度控制煤粉管道内的煤粉浓度，提高煤粉管道的煤粉浓度，实现煤粉在煤粉喷嘴出口处的第一燃烧区进行贫氧还原燃烧，并从燃尽风喷嘴处的第二燃烧区进行再次燃烧，形成燃尽。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型将多个燃烧区域变为两个燃烧区域，实现煤粉在第一燃烧区贫氧还原燃烧，在第二燃烧区燃尽，高浓度煤粉的燃烧，具有强化稳燃特性、降低着火温度，减少着火时间和着火热量，提高火焰传播速度，着火方式由多相着火过渡到均相着火等优势，降低了NOx的排放。本实用新型可用于水泥、钢铁生产中。

作为本实用新型的进一步限定，所述煤粉喷嘴包括由内而外依次同轴设置的煤风管、旋风管、拢焰外套以及浇筑层，所述煤风管的端部设置有将煤风管出口分成八个腔室的煤风旋流片，所述旋风管的端部设置有与所述煤风旋流片旋向相反的旋风片。煤粉在喷出时分割为8个腔室呈旋流状喷出，更有利于煤粉和空气的均匀混合，形成稳定的均相燃烧；旋风管喷出的旋流风与煤风形成一道双旋流交叉射流区域，解决了因煤粉浓送引起的燃料在燃烧区浓淡不均的问题，使得火焰焰心中前部形成有效还原气氛区，减少了NOx的生成；拢焰外套用于控制净风与煤风形成的双旋流交叉射流区域范围，形成稳定的贫氧燃烧区和良好的火焰形状，延长了煤粉喷嘴的使用寿命。

作为本实用新型的进一步限定，所述燃尽风喷嘴包括由内而外依次同轴设置的烟气取样管、燃风管、浇筑层，所述燃风管的端部设置有锥形孔板，锥形孔板上的通孔围绕其中心均匀开设，所述浇筑层的端部设置有与锥形孔板配合的内锥套。助燃风流量计、助燃风调节阀、燃尽风流量计、烟气取样管结合风机实现第一燃烧区和第二燃烧区的含氧量的合理匹配，提高NOx还原效率；实时监测在燃料波动时能及时调整风机频率和阀门开度，进一步降低NOx的生成。

为了使得助燃风管与煤粉喷嘴、燃尽风喷嘴的连通更加方便，所述助燃风管道通过三通管分别与煤粉喷嘴、燃尽风喷嘴相连，三通管的旁通路连接助燃风管道，三通管的直通路两端分别连接煤粉管道旁通上和助燃风调节阀上。