[发明专利]生物质粉耦合煤粉燃烧器及其使用方法

说明书

本发明公开了一种生物质粉耦合煤粉燃烧器及其使用方法，所述生物质粉耦合煤粉燃烧器包括壳体和由内向外依次套设在所述壳体内的粉体供应组件、过渡通道、调温通道、助燃通道和贴壁风通道，该生物质粉耦合煤粉燃烧器采用多通道配风的设计，空气经多级配风进入稳燃腔，气流边界处湍流强度强烈，加强了风粉混合速率，不仅使生物质粉或生物质粉与煤粉的掺混物粉稳定着火，还能保证其高效燃烧，减少氮氧化物的产生。

技术领域

本发明涉及生物质粉以及生物质粉与煤粉的掺混物的燃烧技术领域，更具体地，涉及一种生物质粉耦合煤粉燃烧器及其使用方法。

背景技术

生物质能源因其可再生、清洁低碳、易于获取及利用形式多样等优点被认为是全球继石油、煤炭、天然气之后的第四大能源，生物质能绿色低碳、经济环保，是重要的清洁能源。

以生物质为主要原料，经过机械加工致密成型、生产的具有规则形状的固体燃料产品，即生物质粉，其低位发热量≥16.9MJ/kg，氮、硫含量分别低于0.3％、0.05％，完全具备在煤粉工业锅炉上燃烧的条件，且二氧化硫的初始浓度很低，较易处理。目前，生物质燃烧亟待解决的问题就是如何实现生物质固体成型燃料的高效燃烧以及燃烧过程中NOx的有效控制。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种生物质粉耦合煤粉燃烧器，该生物质粉耦合煤粉燃烧器采用多通道配风的设计，空气经多级配风进入稳燃腔，气流边界处湍流强度强烈，加强了风粉混合速率，不仅使生物质粉或生物质粉与煤粉的掺混物粉稳定着火，还能保证其高效低氮燃烧。

根据本发明实施例的生物质粉耦合煤粉燃烧器，包括：壳体，所述壳体具有第一腔和围成所述第一腔的周壁；第一导风筒，设在所述第一腔内，所述第一导风筒的外周面和所述周壁之间形成贴壁风通道；第二导风筒，设在所述第一腔内，所述第二导风筒的外周面与所述第一导风筒的内周面之间形成助燃风通道；粉体供应组件，设在所述第一腔内；和第三导风筒，设在所述第一腔内，所述第三导风筒套设在所述粉体供应组件上，所述第三导风筒的内周面与所述粉体供应组件的外周面之间形成过渡通道，所述第三导风筒的外周面与所述第二导风筒的内周面之间形成调温通道。

根据本发明实施例的生物质粉耦合煤粉燃烧器，通过在第一腔内设置相互套设的第一导风筒、第二导风筒、第三导风筒和粉体供应组件，其中粉体供应组件沿第一腔的轴向设置，且粉体供应组件的轴线和第一腔的轴线大体重合，在第一腔的径向方向上，第三导风筒套设在粉体供应组件上，第二导风筒套设在第三导风筒上，第一导风筒套设在第二导风筒上，第一导风筒和第一腔的周壁之间可形成贴壁风通道，本发明采用多通道配风的设计，空气经多级配风进入第一腔内，气流边界处湍流强度强烈，加强了风粉混合速率，不仅使生物质粉或生物质粉与煤粉的掺混物粉稳定着火，还能保证其高效低氮燃烧，而且本发明的多通道配风的设计可以形成稳燃腔和整流腔壁面有贴壁冷却风的多层火焰结构，助燃风缓缓渗入主火焰，确保主火焰中间是高温、高CO和低氧的环境，延长生物质粉或生物质粉与煤粉的掺混物在高温、还原性气氛下的停留时间，达到高燃烧效率和低氮的目的，同时，贴壁风可以在稳燃腔内形成沿稳燃腔壁面流动的冷却空气层，以冷却稳燃腔和整流腔，使稳燃腔和整流腔的壁面温度始终低于40℃，不仅可以取消稳燃腔的水冷装置，而且避免稳燃腔壁面积灰结焦现象的发生。

在一些实施例中，所述粉体供应组件包括风粉管和回流帽，所述风粉管沿所述第一腔的轴线设在所述第一腔内，所述风粉管具有入口端和出口端，所述第三导风筒套设在所述风粉管的入口端处，所述回流帽设在所述风粉管的出口端，所述回流帽为筒形，所述回流帽的出口朝向所述风粉管的入口端。

在一些实施例中，所述助燃风通道和所述调温通道内均设有叶轮组件，所述叶轮组件包括彼此相连的叶片和伸缩杆，所述伸缩杆沿所述第一腔的轴向设置。