一种采用烟气再循环及预燃室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及预燃室的旋流煤粉燃烧装置，它涉及工业煤粉锅炉燃烧装置领域。本发明专利技术解决了现有的工业煤粉锅炉存在NOx排放量高、结渣严重、飞灰可燃物含量高以及燃烧稳定性差的问题。本发明专利技术的旋流煤粉燃烧器通过预燃室与锅炉连接，内侧烟气再循环风管、内二次风管、外侧烟气再循环风管和外二次风管从内向外依次同轴套设在一次风管上且其内部均安装有旋流器，内侧烟气再循环风管和外侧烟气再循环风管入口分别与再循环烟气管道连接，再循环烟气管道入口端设置再循环风机，分离二次风喷口入口端与再循环烟气管道和外二次风管连接，分离二次风喷口出口端与锅炉连接。本发明专利技术用于强化分级燃烧，降低氮氧化物的浓度。

A swirl pulverized coal combustion device with flue gas recirculation and pre-combustion chamber

A Swirling Pulverized coal combustion device using flue gas recirculation and pre-combustion chamber relates to the field of industrial pulverized coal boiler combustion device. The invention solves the problems existing in the existing industrial pulverized coal boiler, such as high NOX emission, serious slagging, high content of combustible matter in fly ash and poor combustion stability. The cyclone pulverized coal burner of the invention is connected with the boiler through the pre-combustion chamber. The inner flue gas recirculation air duct, the inner secondary air duct, the outer flue gas recirculation air duct and the outer secondary air duct are coaxially sleeved on the primary air duct from the inside to the outside, and the inner flue gas recirculation air duct and the outer flue gas recirculation air duct entrance are respectively connected with the recirculation flue gas duct, and then the outer flue gas recirculation air duct entrance is connected The inlet end of the circulating flue gas pipeline is provided with a recirculating fan, and the inlet end of the separating secondary air nozzle is connected with the recirculating flue gas pipeline and the external secondary air duct, and the outlet end of the separating secondary air nozzle is connected with the boiler. The invention is used for intensifying staged combustion and reducing the concentration of nitrogen oxides.

【技术实现步骤摘要】
一种采用烟气再循环及预燃室的旋流煤粉燃烧装置
本专利技术涉及工业煤粉锅炉燃烧装置领域,具体涉及一种采用烟气再循环及预燃室的旋流煤粉燃烧装置。
技术介绍
目前，我国的主要用煤设备集中在电站锅炉和工业煤粉锅炉，其中工业煤粉锅炉接近60万台，年消耗煤炭约6.4亿吨。随着中小型工业煤粉锅炉配套体系的不断完善，工业煤粉锅炉的技术越来越成熟，但受限于炉膛尺寸及燃烧方式的问题，中小型工业煤粉锅炉的NOx排放量大、易结渣、飞灰可燃物含量高等问题在日益严格的污染物治理和排放标准上愈发凸显出来。针对中小型煤粉工业锅炉的应用及研究，德国和法国做了大量的工作。德国典型的技术有直吹式HM系列锅炉、中储式Dr.Schoppe锅炉和Saacke锅炉燃烧设备等；法国Pillard在低氮煤粉燃烧器相关技术上有独具特色的研究。其中Saacke公司专门为中国煤电及供热领域研发出了超低排放煤粉燃烧装置(以下简称CONOXUCC)，CONOXUCC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，通过该燃烧器可在炉内形成独特的稳定短焰，同时可降低NOx生成量。目前我国在工业煤粉锅炉上使用烟气再循环的煤粉燃烧装置，例如专利技术专利《一种工业煤粉锅炉烟气再循环低氮燃烧方法和系统》(申请号为201610614713.6、申请公布日为2016年12月21日、申请公布号为CN106247368A，下称“文件一”)经再循环风机抽取一部分烟气作为循环烟气先与一部分高温二次风混合，再与携带煤粉的一次风混合进入炉膛进行燃烧；技术专利《一种烟气再循环和再燃技术协同作用的低氮燃烧系统》(申请号为201320606708.2、授权公告日为2014年04月16日、授权公告号为CN203549796U，下称“文件二”)公开了一种针对煤粉炉的烟气再循环与再燃技术相结合的低氮燃烧系统，该系统利用再循环烟气将超细煤粉仓中的超细煤粉吹入炉膛，达到还原NOx的目的；专利技术专利《一种采用烟气再循环的中心给粉“Ω”形工业煤粉锅炉》(申请号为201710860350.9、申请公布日为2018年01月19日、申请公布号为CN107606606A，下称“文件三”)设计了一款一次风管、直流二次风管、旋流内二次风管和旋流外二次风管由内至外依次同心圆设置的旋流煤粉燃烧器。工业煤粉锅炉在我国适用的区域分布广泛，因此也不可避免的带来了其煤种适应性问题，同时随着国家日益严格的节能减排政策，对工业煤粉锅炉的NOx排放限制越来越高，因此针对工业煤粉锅炉设计一款煤种适用范围广且具有高效低NOx燃烧性能的燃烧器是最经济、合理的方法。综上所述，现有的工业煤粉锅炉存在NOx排放量高、结渣严重、飞灰可燃物含量高以及燃烧稳定性差的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的工业煤粉锅炉存在NOx排放量高、结渣严重、飞灰可燃物含量高以及燃烧稳定性差的问题，进而提供一种采用烟气再循环及预燃室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及预燃室的旋流煤粉燃烧装置，它包括煤粉燃烧系统和烟气再循环系统，煤粉燃烧系统包括旋流煤粉燃烧器、预燃室和多个分离二次风喷口，旋流煤粉燃烧器通过预燃室8与锅炉连接，旋流煤粉燃烧器包括一次风管、内侧烟气再循环风管、内二次风管、外侧烟气再循环风管、外二次风管和多个旋流器，内侧烟气再循环风管、内二次风管、外侧烟气再循环风管和外二次风管从内向外依次同轴套设在一次风管上，内侧烟气再循环风管、内二次风管、外侧烟气再循环风管和外二次风管的内部均安装有旋流器，烟气再循环系统包括多个再循环烟气管道阀门、多个再循环烟气支管道、多个二次风空气管道阀门、再循环烟气管道和再循环风机，内侧烟气再循环风管和外侧烟气再循环风管的入口分别通过再循环烟气支管道与再循环烟气管道连接，再循环烟气管道的入口端设置再循环风机，多个分离二次风喷口沿圆周方向均匀布置在预燃室外围，多个分离二次风喷口的入口端通过再循环烟气支管道与再循环烟气管道和外二次风管连接，多个分离二次风喷口的出口端与锅炉连接，每个再循环烟气支管道上设置再循环烟气管道阀门，内二次风管、外二次风管和多个分离二次风喷口的入口端均设置二次风空气管道阀门。进一步地，所述锅炉为卧式锅炉，旋流煤粉燃烧器通过预燃室连接布置在卧式锅炉的前墙上。进一步地，所述锅炉为立式锅炉，旋流煤粉燃烧器通过预燃室连接布置在立式锅炉的炉顶上。进一步地，多个分离二次风喷口的中心线与一次风管的轴线呈一固定的角度，β＝0～60°。进一步地，多个分离二次风喷口包括多个内层分离二次风喷口和多个外层分离二次风喷口，多个内层分离二次风喷口与多个外层分离二次风喷口均匀交错布置。进一步地，预燃室由耐热钢卷制而成，内衬耐火材料。进一步地，预燃室入口端直径为外二次风管外径的1.5～3倍，预燃室长度为外二次风管外径的0.8～2倍。进一步地，预燃室的入口端到出口端之间具备一定的扩展角，α＝0～10°。进一步地，每个旋流器上设有旋流器调节手柄。本专利技术与现有技术相比具有以下效果：1、本专利技术有利于降低NOx生成量：本专利技术所述的用于工业煤粉锅炉的采用烟气再循环及预燃室的旋流煤粉燃烧装置中，旋流燃烧器一次风管与内二次风管之间设有环形内侧烟气再循环风管，内二次风管与外二次风管之间设有环形外侧烟气再循环风管，推迟了一次风与内二次风的混合以及内二次风与外二次风的混合，因此强化了预燃室内空气径向分级燃烧的效果；分离二次风分为内外两层，在进入炉膛前的先与再循环烟气于风管中混合，两层分离二次风喷口交错布置，逐层向炉膛中心射入，进一步强化了炉膛内的分级燃烧程度，该装置实现空气分级燃烧，有效的抑制了NOx的生成。对比CONOXUCC，本专利技术所述的用于工业煤粉锅炉的采用烟气再循环及预燃室的旋流煤粉燃烧装置在中心直流一次风外侧依次布置环形内侧再循环烟气、环形内二次风、环形外侧再循环烟气及环形外二次风，强化了煤粉的径向分级燃烧，有利于减少NOx的生成。“文件一”所述低氮燃烧方法和系统是在再循环风机中抽取一部分烟气作为循环烟气先与一部分高温二次风混合，再与携带煤粉的一次风混合进入炉膛进行燃烧，该装置通过控制循环烟气量很好的控制了进入燃烧器的一次风的风温及含氧量，有利于煤粉着火稳定性的提高，但是其旋流燃烧器外围未分层设置环形二次风，产生径向分级燃烧的效果较差，形成的低氮燃烧效果有限。对比“文件一”，本专利技术所述的用于工业煤粉锅炉的采用烟气再循环及预燃室的旋流煤粉燃烧装置在中心一次风外围依次布置环形内侧再循环烟气、环形内二次风、环形外侧再循环烟气及环形外二次风，该结构有利于一次风中煤粉的径向分级燃烧。对比“文件三”，本专利技术燃烧装置设有预燃室，有利于中心回流区的形成，回流区大延长了煤粉气流在中心还原性气氛中的停留时间，有利于减少NOx的生成。2、本专利技术有利于增加火焰的稳定性和燃烧强度：本专利技术所述的用于工业煤粉锅炉的采用烟气再循环及预燃室的旋流煤粉燃烧装置中，预燃室的入口端到出口端之间具备一定的扩展角α，α＝0～10°，在预燃室扩展角α的作用下，煤粉气流容易形成高温烟气回流区，煤粉气流着火后，反向回流到燃烧器出口附近，进一步参与燃烧反应，增强了火焰的稳定性和燃烧强度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用烟气再循环及预燃室的旋流煤粉燃烧装置，它包括煤粉燃烧系统和烟气再循环系统，其特征在于：煤粉燃烧系统包括旋流煤粉燃烧器(1)、预燃室(8)和多个分离二次风喷口(7)，旋流煤粉燃烧器(1)通过预燃室(8)与锅炉(10)连接，旋流煤粉燃烧器(1)包括一次风管(1‑1)、内侧烟气再循环风管(1‑2)、内二次风管(1‑3)、外侧烟气再循环风管(1‑4)、外二次风管(1‑5)和多个旋流器(1‑6)，内侧烟气再循环风管(1‑2)、内二次风管(1‑3)、外侧烟气再循环风管(1‑4)和外二次风管(1‑5)从内向外依次同轴套设在一次风管(1‑1)上，内侧烟气再循环风管(1‑2)、内二次风管(1‑3)、外侧烟气再循环风管(1‑4)和外二次风管(1‑5)的内部均安装有旋流器(1‑6)，烟气再循环系统包括多个再循环烟气管道阀门(2)、多个再循环烟气支管道(3)、多个二次风空气管道阀门(4)、再循环烟气管道(5)和再循环风机(6)，内侧烟气再循环风管(1‑2)和外侧烟气再循环风管(1‑4)的入口分别通过再循环烟气支管道(3)与再循环烟气管道(5)连接，再循环烟气管道(5)的入口端设置再循环风机(6)，多个分离二次风喷口(7)沿圆周方向均匀布置在预燃室(8)外围，多个分离二次风喷口(7)的入口端通过再循环烟气支管道(3)与再循环烟气管道(5)和外二次风管(1‑5)连接，多个分离二次风喷口(7)的出口端与锅炉(10)连接，每个再循环烟气支管道(3)上设置再循环烟气管道阀门(2)，内二次风管(1‑3)、外二次风管(1‑5)和多个分离二次风喷口(7)的入口端均设置二次风空气管道阀门(4)。...

【技术特征摘要】
1.一种采用烟气再循环及预燃室的旋流煤粉燃烧装置，它包括煤粉燃烧系统和烟气再循环系统，其特征在于：煤粉燃烧系统包括旋流煤粉燃烧器(1)、预燃室(8)和多个分离二次风喷口(7)，旋流煤粉燃烧器(1)通过预燃室(8)与锅炉(10)连接，旋流煤粉燃烧器(1)包括一次风管(1-1)、内侧烟气再循环风管(1-2)、内二次风管(1-3)、外侧烟气再循环风管(1-4)、外二次风管(1-5)和多个旋流器(1-6)，内侧烟气再循环风管(1-2)、内二次风管(1-3)、外侧烟气再循环风管(1-4)和外二次风管(1-5)从内向外依次同轴套设在一次风管(1-1)上，内侧烟气再循环风管(1-2)、内二次风管(1-3)、外侧烟气再循环风管(1-4)和外二次风管(1-5)的内部均安装有旋流器(1-6)，烟气再循环系统包括多个再循环烟气管道阀门(2)、多个再循环烟气支管道(3)、多个二次风空气管道阀门(4)、再循环烟气管道(5)和再循环风机(6)，内侧烟气再循环风管(1-2)和外侧烟气再循环风管(1-4)的入口分别通过再循环烟气支管道(3)与再循环烟气管道(5)连接，再循环烟气管道(5)的入口端设置再循环风机(6)，多个分离二次风喷口(7)沿圆周方向均匀布置在预燃室(8)外围，多个分离二次风喷口(7)的入口端通过再循环烟气支管道(3)与再循环烟气管道(5)和外二次风管(1-5)连接，多个分离二次风喷口(7)的出口端与锅炉(10)连接，每个再循环烟气支管道(3)上设置再循环烟气管道阀门(2)，内二次风管(1-3)、外二次风管(1-5)和多个分离二次风喷口(7)的入口端均设置二次风空气管道阀门(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈智超，严蓉，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