[实用新型]一种远距离燃尽风二级旋流宽调节比低NOx燃烧器

说明书

本实用新型公开了一种远距离燃尽风二级旋流宽调节比低NOx燃烧器，本实用新型助燃二次风的供给方式分为内二次风、中二次风和外二次风通道送风，从而可以针对不同煤种的燃烧特性，在保证旋流中二次风投用的条件下，通过调节直流内二次风和直流外二次风的投用方式，进而调节预燃室内空气对煤粉的扰动情况、煤粉与空气的接触时间以及煤粉热解与挥发分燃烧温度，实现燃烧器的宽煤种适应性要求。同时，本实用新型预燃室壳体末端外缘开设的SOFA风喷口使旋流SOFA风围绕预燃室出口轴线形成旋转气流，实现SOFA风二级旋流，从射流边界卷吸大量高温烟气回流，使得煤粉主燃区呈现还原性气氛，进入炉膛的气粉混合物在主燃区高温低氧燃烧，能有效降低NOx生成量。

技术领域

本实用新型属于热能与动力工程技术领域，具体涉及一种远距离燃尽风二级旋流宽调节比低NOx燃烧器。

背景技术

当下，煤炭是我国能源的主体消费形式。据《中国统计年鉴》统计，2015年，我国能源消费总量达到43亿吨标准煤，其中煤炭作为化石能源占一次能源消费的比重为64％。根据《全国电力工业统计快报》公布，2016年我国燃煤发电量39058亿千瓦时，占全国总发电量的65.2％，较2015年同比增长1.3个百分点。这说明煤炭作为我国最主要的一次能源的地位是难以动摇的。

可见，在未来相当长的一段时期内，煤炭在我国的能源生产和消费中依然将占据绝对地位。我国的电力生产主要来源于燃煤发电，由于地域差异，我国出产的煤种不尽相同，涵盖无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤等品类。不同煤种的挥发分含量不同，因而在着火和燃烧特性上存在差异。在电站和工业锅炉的设计过程中，需要根据燃用煤种的不同来考虑锅炉和燃烧器的选型。针对设计煤种，燃烧器的运行工况较好，然而，出于资源和成本的因素，在电站和工业锅炉的实际运行中，经常存在煤粉的掺混燃烧甚至变煤种燃烧的情况。此种情形下，燃烧器的运行工况往往不理想，容易出现煤粉难以燃尽或者炉膛结渣等问题，导致燃烧效率降低，污染物生成量增大，造成资源浪费和环境危害。

煤炭燃烧是氮氧化物(NOx)的主要来源，NOx是光化学烟雾产生的主要成因，同时也是形成酸雨的主要因素，严重危害大气环境与人体健康。并且，研究结果显示NOx也是大气PM2.5颗粒的重要来源，是造成全国雾霾天气的主要元凶之一。为了降低NOx对环境的污染，我国制定了越来越严格的排放标准。2011年国家环境保护部颁发了最新修订的《火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)》，规定燃煤电站的NOx排放浓度限额为100mg·m^-3，成为了世界上最严格的火力发电厂大气污染物排放标准。

作为低NOx燃烧技术的代表之一，煤粉预燃技术在近几年得到了快速发展。煤粉进入燃烧器前，先流入一个通过外热源加热的预燃室。由于一次风携带的氧气含量远低于煤粉完全燃烧所需氧气量，预燃室内呈现还原性气氛。煤粉在预燃室内受热快速分解，释放出大量挥发分，同时伴随大量含氮化合物以气态形式析出。挥发分部分燃烧，为预燃室提供热量。在过量空气系数远小于1的还原性气氛下，HCN、NH₃等含氮中间产物以及NOx经过一系列反应被还原成N₂，使得NOx的生成和排放显著降低。然而，单一的煤粉预燃技术需要将预燃室设置在燃烧器之前，并且预燃室需要通过外热源来加热，不仅使得整套燃烧装置变得复杂，而且需要消耗外部燃料来维持系统正常运行。

空气分级作为低NOx燃烧技术的典型代表，通过多级配风将助燃空气分段送入燃烧区域，形成富燃料区与局部还原性气氛，可以在煤粉燃烧过程中明显抑制NOx生成，有效降低NOx最终排放。通过燃烧器的合理组织，将煤粉预燃与空气分级两种低NOx燃烧技术相耦合，使其发挥协同脱硝效应，同时起到精简燃烧装置和节约燃料成本的作用。

实用新型内容