一种采用烟气再循环的径向空气分级的旋流煤粉燃烧装置制造方法及图纸

一种采用烟气再循环的径向空气分级的旋流煤粉燃烧装置，它涉及一种旋流煤粉燃烧装置。本发明专利技术为了解决现有的煤粉锅炉燃烧装置存在NOx排放量高和炉膛易结渣的问题。本发明专利技术的烟气再循环系统将锅炉尾部的烟气引入燃烧系统各级分离二次风管道内，并通过阀门调节烟气引入量；烟气再循环系统包括再循环风机、再循环烟气管道、多个再循环烟气管道阀门、多个分离二次风管道阀门和多个再循环烟气支管道，燃烧系统的每个空气进入管道上部设有一个分离二次风管道阀门，每个空气进入管道通过一个再循环烟气支管道与再循环烟气管道连接，每个再循环烟气支管道上设有一个再循环烟气管道阀门，再循环烟气管道的入口端与再循环风机连接。本发明专利技术用于工业煤粉锅炉。

【技术实现步骤摘要】
一种采用烟气再循环的径向空气分级的旋流煤粉燃烧装置
本专利技术涉及一种旋流煤粉燃烧装置及其燃烧处理方法，具体涉及一种采用烟气再循环的径向空气分级的旋流煤粉燃烧装置，属于工业煤粉锅炉

技术介绍
目前，煤炭依然是我国的主要能源，其在一次能源使用率中占比75％左右。煤炭资源使用效率的提升对我国环境保护具有重要意义。中小型工业煤粉锅炉是我国除电站锅炉外最主要的用煤装备之一，相比链条炉，工业煤粉锅炉采用的室燃燃烧方式，磨好的煤粉颗粒被空气携带进入炉膛燃烧，具有较高的锅炉热效率。我国工业煤粉锅炉总数约60万台，年耗煤量逾6亿吨标煤。目前我国的中小型工业煤粉锅炉普遍存在效率低，污染物排放严重等问题。据统计，我国中小型燃煤工业锅炉的实际运行效率为60％-65％，比国际先进水平低20％-30％，所以对中小型工业煤粉锅炉的治理改造迫在眉睫。针对工业煤粉锅炉的研究，以德国为主的发达国家在过去的30多年中形成了Dr.Schoppe、HM、Pillard及Saacke等不同的技术流派。其中的扎克CONOx-UCC燃烧器采用分段送风多级燃烧技术，通过在直流环形一次风内、外分别布置一层旋流二次风，在预燃室四周环形布置多个直流三次风喷口，实现空气径向分级燃烧。目前我国在工业炉上使用的一些烟气再循环的煤粉燃烧器，例如专利技术专利《一种空气分级/局部富氧燃烧电站锅炉NOx控制系统》(中国专利号为CN201621292096.4、授权公告日为2017年8月29日、申请公布号为CN206449681U，下称“文件一”)采用垂直空气分级的方法，在燃烧器上方布置燃尽风。专利技术专利《采用分离二次风双层射流的中心给粉旋流煤粉燃烧装置》(中国专利号为CN201710861235.3、申请公布日为2017年9月21日、申请公布号为CN107477572A，下称“文件二”)将一次风管、内二次风管、外二次风管同轴布置，分离二次风管双层环向布置在旋流煤粉燃烧器周边，每层分离二次风管出口中心所在圆与旋流燃烧器同轴布置。然而，因为工业煤粉锅炉燃烧装置及技术的不够完善，使其依然存在着NOx排放高、炉膛易结渣以及飞灰可燃物含量高等问题。为了解决我国日渐突出的环境问题和达到逐渐严苛的环保标准，必须要对燃煤工业锅炉进行合理的改进，降低燃烧所产生的污染物排放量。综上所述，现有的煤粉锅炉燃烧装置存在NOx排放量高和炉膛易结渣的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的煤粉锅炉燃烧装置存在NOx排放量高和炉膛易结渣的问题，进而提供一种采用烟气再循环的径向空气分级的旋流煤粉燃烧装置。本专利技术的技术方案是：一种采用烟气再循环的径向空气分级的旋流煤粉燃烧装置，它包括燃烧系统和烟气再循环系统；烟气再循环系统与燃烧系统连接，燃烧系统安装在锅炉上，烟气再循环系统将锅炉尾部的烟气引入燃烧系统各级分离二次风管道内，并通过阀门调节烟气引入量；烟气再循环系统包括再循环风机、再循环烟气管道、多个再循环烟气管道阀门、多个分离二次风管道阀门和多个再循环烟气支管道，燃烧系统的每个空气进入管道上部设有一个分离二次风管道阀门，每个空气进入管道通过一个再循环烟气支管道与再循环烟气管道连接，每个再循环烟气支管道上设有一个再循环烟气管道阀门，再循环烟气管道的入口端与再循环风机连接。进一步地，燃烧系统包括旋流煤粉燃烧器、多个分离二次风喷口和多个分离二次风旋流器，旋流煤粉燃烧器安装在锅炉上，多个分离二次风喷口双层环形布置在旋流煤粉燃烧器的四周，且每层分离二次风喷口出口中心所在圆与旋流煤粉燃烧器同轴布置，每个分离二次风喷口所处的分离二次风管的管径一致且分离二次风管的出口端与炉膛的内壁平齐，每个空气进入管道与其中一层的多个分离二次风喷口连通；每个分离二次风喷口内布置一个分离二次风旋流器，且分离二次风旋流器的叶片角度可调。进一步地，所述锅炉为卧式锅炉，旋流煤粉燃烧器安装的锅炉为卧式锅炉的前墙上。进一步地，旋流煤粉燃烧器安装的锅炉为立式锅炉的炉顶上。进一步地，旋流煤粉燃烧器包括一次风管、旋流内二次风管、旋流外二次风管、外二次风旋流叶片和内二次风旋流叶片，一次风管、旋流内二次风管和旋流外二次风管由内至外依次同轴布置，旋流内二次风管内安装有内二次风旋流叶片，旋流外二次风管内安装有外二次风旋流叶片，一次风管、旋流内二次风管和旋流外二次风管的风管喷口均与炉膛的内壁平齐；由内向外，一次风管内输送高浓度煤粉气流，旋流内二次风管内输送内二次风，旋流外二次风管内输送外二次风。进一步地，多个分离二次风喷口的轴线与炉膛内壁之间形成夹角。进一步地，多个分离二次风喷口的轴线与炉膛内壁之间的夹角为α，α为0-45°。进一步地，多个分离二次风喷口的轴线与炉膛内壁之间的夹角为α，α为31°-45°。本专利技术与现有技术相比具有以下效果：1、本专利技术有效地降低了NOx生成量：(1)本专利技术在燃烧器外侧布置多个分离二次风喷口，将燃烧所需要的60％左右空气与再循环烟气混合后由分离二次风喷口送入，剩余所需的助燃空气由内、外二次风喷口送入，大幅度强化主燃区的还原性，一次风管输送的高浓度煤粉气流被分离二次风包裹住，长时间在还原性气氛中燃烧，使NOx的生成量得到有效降低。同时，多个分离二次风管交错布置，分离二次风喷口内布置的旋流器使分离二次风旋转进入炉内，分离二次风扰动强烈，与炉内烟气混合均匀，使煤粉气流能够温和燃烧，避免了因局部温度过高而引起NOx生成量增加。(2)“文件一”所述锅炉结构采用垂直空气分级的燃烧方式。对比“文件一”，本专利技术采用的是径向空气分级燃烧方式。各分离二次风喷口双层环形分布在旋流煤粉燃烧器外侧，分离二次风喷口与旋流外二次风之间存在一定的径向距离，避免了分离二次风的过早混入，强化了空气径向分级燃烧，各分离二次风将高浓度的煤粉气流包裹在中间，燃料长时间处于还原性气氛中燃烧，从而有效抑制燃料型NOx的生成。(3)“文件二”所采用的结构主要是降低燃料型NOx，对比“文件二”，本专利技术装置采用烟气再循环系统，引入的再循环烟气为温度较低的锅炉尾部烟气，当其射入炉膛内时，能够降低整个炉膛内平均温度水平，从而降低了热力型NOx的生成量。各分离二次风管内通入再循环烟气，再循环烟气与空气混合，降低了分离二次风所含的氧气含量，加强了主燃区煤粉燃烧时周围还原性气氛，有利于降低NOx的生成量。(4)扎克CONOx-UCC燃烧器采用一级直流三次风，分级程度弱。对比该燃烧器，本专利技术装置分离二次风喷口可沿着燃烧器径向摆动，增加了分离二次风与炉内烟气的接触面积，使混合更加均匀，从而有效抑制热力型NOx的生成。2、本专利技术有效的避免了炉内结渣：(1)扎克CONOx-UCC燃烧器由内到外依次布置内二次风管、一次风管和外二次风管，煤粉气流由环形一次风管给入炉内，一次风内布置旋转的内二次风，高浓度煤粉气流在旋转的内二次风的导向作用下迅速向外二次风区域扩开，使高温的煤粉颗粒容易被旋转的外二次风甩到炉膛内壁面，引起炉内结渣。对比扎克CONOx-UCC燃烧器，本专利技术装置在旋流煤粉燃烧器周围环形布置两层分离二次风，同时旋流内外二次风又将高浓度的煤粉气流包裹在中间，避免携带有未燃尽煤粉颗粒的高温烟气与炉膛水冷壁接触，有效防止炉膛内壁面结渣。(2)“文件二”中各分离二次风管内直接通入空气，存在主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用烟气再循环的径向空气分级的旋流煤粉燃烧装置，它包括燃烧系统，其特征在于：它还包括烟气再循环系统；烟气再循环系统与燃烧系统连接，燃烧系统安装在锅炉上，烟气再循环系统将锅炉尾部的烟气引入燃烧系统各级分离二次风管道内，并通过阀门调节烟气引入量；烟气再循环系统包括再循环风机(7)、再循环烟气管道(8)、多个再循环烟气管道阀门(9)、多个分离二次风管道阀门(10)和多个再循环烟气支管道(11)，燃烧系统的每个空气进入管道(12)上部设有一个分离二次风管道阀门(10)，每个空气进入管道(12)通过一个再循环烟气支管道(11)与再循环烟气管道(8)连接，每个再循环烟气支管道(11)上设有一个再循环烟气管道阀门(9)，再循环烟气管道(8)的入口端与再循环风机(7)连接。

【技术特征摘要】
1.一种采用烟气再循环的径向空气分级的旋流煤粉燃烧装置，它包括燃烧系统，其特征在于：它还包括烟气再循环系统；烟气再循环系统与燃烧系统连接，燃烧系统安装在锅炉上，烟气再循环系统将锅炉尾部的烟气引入燃烧系统各级分离二次风管道内，并通过阀门调节烟气引入量；烟气再循环系统包括再循环风机(7)、再循环烟气管道(8)、多个再循环烟气管道阀门(9)、多个分离二次风管道阀门(10)和多个再循环烟气支管道(11)，燃烧系统的每个空气进入管道(12)上部设有一个分离二次风管道阀门(10)，每个空气进入管道(12)通过一个再循环烟气支管道(11)与再循环烟气管道(8)连接，每个再循环烟气支管道(11)上设有一个再循环烟气管道阀门(9)，再循环烟气管道(8)的入口端与再循环风机(7)连接。2.根据权利要求1所述的一种采用烟气再循环的径向空气分级的旋流煤粉燃烧装置，其特征在于：燃烧系统包括旋流煤粉燃烧器(1)、多个分离二次风喷口(2)和多个分离二次风旋流器(3)，旋流煤粉燃烧器(1)安装在锅炉上，多个分离二次风喷口(2)双层环形布置在旋流煤粉燃烧器(1)的四周，且每层分离二次风喷口(2)出口中心所在圆与旋流煤粉燃烧器(1)同轴布置，每个分离二次风喷口(2)所处的分离二次风管的管径一致且分离二次风管的出口端与炉膛(4)的内壁平齐，每个空气进入管道(12)与其中一层的多个分离二次风喷口(2)连通；每个分离二次风喷口(2)内布置一个分离二次风旋流器(3)，且分离二次风旋流器(3)的叶片角度可调。3.根据权利要求2所述的一种采用烟气再循环的径向空气分级的旋流煤粉燃烧装置，其特征在于：所述锅炉为卧...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈智超，严蓉，张斌，张绍峰，曾令艳，李争起，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23