CN103836620B - 富氧微油分级燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种富氧微油分级燃烧装置。目前还没有一种能够提高煤粉的燃尽率的分级燃烧装置。本发明包括一次风管、浓缩装置、油燃烧室和周界风道，其特点在于：还包括一级燃烧室、一次纯氧环型喷口、二级燃烧室、二次纯氧环型喷口和纯氧导管，一级燃烧室和二级燃烧室均安装在一次风管内，浓缩装置、一级燃烧室和二级燃烧室沿煤粉流动方向依次排列，二级燃烧室和一次风管的出口之间形成三级燃烧室，油燃烧室安装在一级燃烧室上，油燃烧室的轴线和一级燃烧室的轴线相交，且呈0‑90度角，一次纯氧环型喷口安装在一级燃烧室的中部或尾部。本发明能够提高煤粉的燃尽率，节省锅炉启动和低负荷稳燃时的用油量。

Description

富氧微油分级燃烧装置

技术领域

本发明涉及一种燃烧装置，尤其是涉及一种富氧微油分级燃烧装置，属于一种以煤粉为原料的锅炉燃烧器。

背景技术

随着我国经济的快速发展，电力的需求量猛增，全国燃煤发电机组的启、停及低负荷稳燃需消耗大量石油资源，而全球石油资源日渐紧缺与原油价格却不断攀升，控制燃油消耗已是我国火电行业不得不面对的现实问题。同时，提前投入环保设备，减小发电锅炉在启动时产生的粉尘污染也是电厂环保治理的当务之急。

近年来国内火电厂家普遍对发电燃煤锅炉传统的大油枪点火稳燃装置进行大量的技术改造，根据煤种的差异分别采用等离子、气化小油枪、双强等点火稳燃方式。该类技术由于其内在机理的原因，面对我国电煤煤种多样性的特殊国情，在实际应用中存在一定的局限，相当程度制约了国家节油战略的实施。研发适应中国国情，且稳定高效的节油点火稳燃新技术已成为我国火电行业亟需解决的重大课题。

如公开日为2008年05月28日，公开号为CN101187470的中国专利中，公开了一种少油点火旋流煤粉燃烧装置，该煤粉燃烧装置的内壁旋流风罩的进口端与外管出口端的外壁相连接，风道内的通道出口分别与内壁旋流风罩、旋流外二次风罩和直流二次风罩相连通，风道内的通道入口处分别设有风量调节板，该少油点火旋流煤粉燃烧装置的结构复杂，节油效果不够显著。又如公开日为2010年08月11日，公开号CN101799172A的中国专利中，公开了一种高温富氧煤粉分级点火装置，它采用高温富氧气体与煤粉气流混合的方式，直接加热引燃中心管高浓度煤粉气流，然后通过着火后的中心管煤粉引燃第二级煤粉气流，再通过着火的第二级煤粉引燃更高级煤粉气流或整个煤粉燃烧器，在整个煤粉燃烧器被点燃后，将高温富氧气体替换为助燃二次风空气，同时改变轴向可动旋流叶轮位置，调整燃烧器流场，实现稳燃，该高温富氧煤粉分级点火装置的结构设计不够合理，各级燃烧室的分布不够科学，煤粉难以得到充分燃烧。再如公开日为2008年12月24日，公开号为CN101329064的中国专利中，公开的一种小油量气化燃烧侧向多级开放式点燃中心给粉旋流燃烧器，以及公开日为2012年04月18日，公开号为CN102418922A的中国专利中，公开的一种富氧点火及低负荷稳燃煤粉燃烧器，结构设计均不够科学，难以真正达到以煤代油和以氧节油的目的。

综上所述，目前还没有一种能够提高煤粉的燃尽率，节省锅炉启动和低负荷稳燃时的用油量，减少锅炉启动初期和低负荷稳燃时煤粉燃尽率低造成的对烟道、SCR、电除尘和脱硫塔等设备影响的分级燃烧装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，能够提高煤粉的燃尽率，节省锅炉启动和低负荷稳燃时的用油量，减少锅炉启动初期和低负荷稳燃时煤粉燃尽率低造成的对烟道、SCR、电除尘和脱硫塔等设备影响的富氧微油分级燃烧装置。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该富氧微油分级燃烧装置包括一次风管、浓缩装置、油燃烧室和周界风道，所述浓缩装置安装在一次风管内，所述周界风道安装在一次风管的外壁，该周界风道位于一次风管的出口处，其结构特点在于：还包括一级燃烧室、一次纯氧环型喷口、二级燃烧室、二次纯氧环型喷口和纯氧导管，所述一级燃烧室和二级燃烧室均安装在一次风管内，所述浓缩装置、一级燃烧室和二级燃烧室沿煤粉流动方向依次排列，所述一级燃烧室的管径小于二级燃烧室的管径，所述一次风管、浓缩装置、一级燃烧室和二级燃烧室的轴线重叠，所述二级燃烧室和一次风管的出口之间形成三级燃烧室，所述油燃烧室安装在一级燃烧室上，该油燃烧室的轴线和一级燃烧室的轴线相交，且油燃烧室的轴线和一级燃烧室的轴线之间的夹角为0-90度，所述一次纯氧环型喷口安装在一级燃烧室的中部或尾部，所述二次纯氧环型喷口安装在三级燃烧室的喷口位置，所述纯氧导管连接在一次纯氧环型喷口和二次纯氧环型喷口上。

作为优选，本发明还包括辅油枪室，所述辅油枪室安装在二级燃烧室上。

作为优选，本发明所述一次纯氧环型喷口和二次纯氧环型喷口均包括喷入口和纯氧喷口，所述纯氧喷口由8到30个小孔组成或者为整体开缝结构。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：提高了煤粉的燃尽率，节省了锅炉启动和低负荷稳燃时的用油量，减少了锅炉启动初期和低负荷稳燃时煤粉燃尽率低造成的对烟道、SCR、电除尘和脱硫塔等设备的影响。煤粉经过浓缩装置后，部分浓煤粉进入一级燃烧室被油燃烧室的高温烟气引燃，并用纯氧进行助燃，进入二级燃烧室内引燃其他煤粉，进入三级燃烧室，在纯氧助燃的条件下引燃所有煤粉。本发明采用能量逐级放大和富氧燃烧原理，可以有效的引燃多种煤粉，如烟煤、贫煤、褐煤和无烟煤等，适用范围广，燃尽率高。

本发明贯彻了国家节能减排与发展低碳经济的基本国策，在对国内火电行业各类点火稳燃装置及燃煤工艺流程进行深入考察和研究的基础上，针对各类煤种与制粉方式、各种炉型与燃烧方式，研制出了具有高效节油与环保特性，且具多煤种与多炉型适应性的点火稳燃节油装置，具有良好的社会经济效益与广阔的市场前景。

附图说明

图1是本发明实施例中富氧微油分级燃烧装置的结构示意图。

图2是图1的左视结构示意图。

图3是本发明实施例中一次纯氧环型喷口的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图3，本实施例中的富氧微油分级燃烧装置包括一次风管1、浓缩装置2、一级燃烧室3、油燃烧室4、一次纯氧环型喷口5、二级燃烧室6、二次纯氧环型喷口8、周界风道9、纯氧导管13和辅油枪室10。

本实施例中的浓缩装置2安装在一次风管1内，周界风道9安装在一次风管1的外壁，该周界风道9位于一次风管1的出口处。

本实施例中的一级燃烧室3和二级燃烧室6均安装在一次风管1内，浓缩装置2、一级燃烧室3和二级燃烧室6沿煤粉流动方向依次排列，一级燃烧室3的管径小于二级燃烧室6的管径，一次风管1、浓缩装置2、一级燃烧室3和二级燃烧室6的轴线重叠。

本实施例中的二级燃烧室6和一次风管1的出口之间形成三级燃烧室7，油燃烧室4安装在一级燃烧室3上，该油燃烧室4的轴线和一级燃烧室3的轴线相交，且油燃烧室4的轴线和一级燃烧室3的轴线之间的夹角为0-90度，当然了，该夹角所朝的方向是朝向浓缩装置2所在的方向的。本实施例中的辅油枪室10安装在二级燃烧室6上，辅油枪室10内可以插入一根微油枪进行助燃，本发明根据煤种的变化也可以取消辅油枪室10。

本实施例中的一次纯氧环型喷口5安装在一级燃烧室3的尾部，二次纯氧环型喷口8安装在三级燃烧室7的喷口位置，纯氧导管13连接在一次纯氧环型喷口5和二次纯氧环型喷口8上。本发明中的一次纯氧环型喷口5也可以安装在一级燃烧室3的中部。

本发明中的一次纯氧环型喷口5和二次纯氧环型喷口8均可以包括喷入口11和纯氧喷口12，纯氧喷口12可以由8到30个小孔组成，也可以为整体开缝结构。

本实施例中的富氧微油分级燃烧装置使用浓缩装置2将煤粉进行浓缩，中心浓度高的煤粉气流进入一级燃烧室3内被引燃，周边浓度较低的煤粉经一级燃烧室3外部进入二级燃烧室6，并被一级燃烧室3内已燃的煤粉引燃。本实施例通过一次纯氧环型喷口5在一级燃烧室3的尾部加入纯氧，增加煤粉的燃烧强度，增加煤粉的燃烧速率，二级燃烧室6内燃烧的煤粉火焰接着引燃剩余煤粉，通过二次纯氧环型喷口8在三级燃烧室7的喷口位置使用纯氧进行助燃，分级引燃，分级纯氧助燃，最终引燃全部煤粉，在炉膛温度上升到一定温度后，断油富氧助燃，达到以煤代油，以氧节油的目的。

本实施例中的富氧微油分级燃烧装置的结构设计合理、巧妙，各个部件之间有机配合，用于助燃的纯氧经纯氧导管13进入一次纯氧环形喷口5和二次纯氧环型喷口8，在一次风管1内形成均匀的富氧流场。由于一次纯氧环型喷口5位于一次燃烧室3的中部或尾部，二次纯氧环型喷口8位于三级燃烧室7的喷口位置，形成多级富氧环境。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种富氧微油分级燃烧装置，包括一次风管、浓缩装置、油燃烧室和周界风道，所述浓缩装置安装在一次风管内，所述周界风道安装在一次风管的外壁，该周界风道位于一次风管的出口处，其特征在于：还包括一级燃烧室、一次纯氧环型喷口、二级燃烧室、二次纯氧环型喷口和纯氧导管，所述一级燃烧室和二级燃烧室均安装在一次风管内，所述浓缩装置、一级燃烧室和二级燃烧室沿煤粉流动方向依次排列，所述一级燃烧室的管径小于二级燃烧室的管径，所述一次风管、浓缩装置、一级燃烧室和二级燃烧室的轴线重叠，所述二级燃烧室和一次风管的出口之间形成三级燃烧室，所述油燃烧室安装在一级燃烧室上，该油燃烧室的轴线和一级燃烧室的轴线相交，且油燃烧室的轴线和一级燃烧室的轴线之间的夹角为0-90度，所述一次纯氧环型喷口安装在一级燃烧室的中部或尾部，所述二次纯氧环型喷口安装在三级燃烧室的喷口位置，所述纯氧导管连接在一次纯氧环型喷口和二次纯氧环型喷口上，所述一次纯氧环型喷口和二次纯氧环型喷口均包括喷入口和纯氧喷口，所述纯氧喷口由8到30个小孔组成或者为整体开缝结构；煤粉经过浓缩装置后，部分浓煤粉进入一级燃烧室被油燃烧室的高温烟气引燃，并用纯氧进行助燃，进入二级燃烧室内引燃其他煤粉，进入三级燃烧室，在纯氧助燃的条件下引燃所有煤粉。

2.根据权利要求1所述的富氧微油分级燃烧装置，其特征在于：还包括辅油枪室，所述辅油枪室安装在二级燃烧室上。