[发明专利]一种强化浓缩型旋流煤粉燃烧器

说明书

技术领域

本发明属于燃烧技术领域，特别是涉及一种强化浓缩型旋流煤粉燃烧器。

背景技术

在1995年～2000年期间，全国NO_X排放总量由1090万吨增加到1200万吨，仅仅增加了110万吨，然而，2011年急剧增加到2404.27万吨，由于NO_X是形成雾霾天气和酸雨的主要先驱物之一，在我国大范围雾霾天气的次数越来越多，持续时间越来越长。这不仅影响到交通和农作物生长，还危害到人体身体健康，如诱发心脏病、支气管病和肺癌。因此，控制NO_X排放量已经成为环境保护的当务之急。据统计，超过60%的NO_X排放量来自燃煤，中国总消耗煤炭量的55%左右被电力工业消耗掉。在2003年～2009年期间，6年时间内火电厂排放的NO_X总量增加了43.9%，占全国NO_X排放量的30%以上，因此，控制火电厂NO_X排放量是减少全国总NO_X排放量的关键。

大约有90%以上电站锅炉采用煤粉燃烧方式，旋流煤粉燃烧器是其中常用设备之一。我国引进国外技术投运的300MWe及其以上容量机组，约有40%左右的锅炉采用旋流煤粉燃烧器，但是由于当时国家对NO_X排放要求比较低，所以，这些机组锅炉很少采用低NO_X技术，锅炉NO_X排放量偏高，远高于国家环保对重点地区所有燃煤发电机组排放标准为100 mg/m³的 要求，而2015年12月2日，国务院常务会议决定全面实施燃煤电厂超低排放，要求燃煤发电机组NO_X排放标准为50 mg/m³，因此还需要对机组锅炉的NO_X排放量进行控制。

NO_X控制技术主要分为二类，一是采用低NO_X燃烧器，二是采用尾部烟气脱硝技术。采用烟气脱硝技术的初期投入和运行成本的高低均与尾部烟气入口NO_X浓度有关，因而在采用烟气脱硝技术之前通常采用低NO_X燃烧技术降低炉膛出口NO_X浓度，以降低脱硝的经济成本。

旋流燃烧器主要依靠二次风旋转而形成中心高温烟气回流来点燃煤粉，使得煤粉燃烧稳定、NO_X排放量少。为形成中心高温烟气回流区，现有煤粉旋流燃烧器一般采用三种措施：一次风采用旋转方式、在一次风通道内装设中心锥体、采用梯级喷口布置。前二种措施容易导致煤粉被分离到一次风通道内壁区域从而导致一次风煤粉过早与旋流二次风混合，不利于控制NO_X的生成；第三种措施通过设置“梯级布置的燃烧器二次风结构，使旋转内、外二次风对一次风逐级引射”会导致两个问题：（1）一次风粉在燃烧器喷口内过早与二次风混合,或者一次风粉被二次风引射到二次风区域，削弱了浓淡燃料分级燃烧效果；（2）梯级布置的燃烧器二次风喷口结构，使二次风过早参与到煤粉燃烧，削弱了空气分级燃烧效果。这两个问题都不利于抑制致NO_x生成，限制了旋流燃烧器NO_x脱除能力。因此，当前这三种方法限制了旋流燃烧器进一步降低NO_x排放的能力。

发明内容

现有的旋流煤粉燃烧器为了形成回流区，使一次风旋转或在一次通道内装设中心锥体或采用梯级喷口布置,这种结构会导致一次风煤粉向二次风流动区域扩散和二次风过早参与到煤粉燃烧，削弱了燃料分级燃烧效果和空气分级燃烧效果，不利于煤粉稳定燃烧及抑制NO_X生成的问题，为了解决这个问题而提出了一种强化浓缩型旋流煤粉燃烧器。

本发明为解决上述问题所采取的技术方案是：