一种低负荷稳燃直流型燃烧器制造技术

一种低负荷稳燃直流型燃烧器，包括天然气管，天然气管伸入中心风管向其中输送天然气，中心风管的出口设置旋流器向预燃室输送混合气体进行燃烧，中心风管外有向预燃室提供一次风粉的一次风管，一次风管外有向预燃室提供内二次风的内二次风筒，内二次风筒外有向预燃室提供外二次风的外二次风筒，沿混合气体进气方向，预燃室分为扩展段和水平段，两段交接处设有内二次风环形喷口，内二次风从内二次风环形喷口呈环状直流入射，起助燃作用，且可避免结渣和积粉；外二次风直流倾斜喷入，补充煤粉气流后期燃烧所需的空气，同时减少NOx形成；本发明专利技术可实现煤粉锅炉的低负荷稳燃，有助于提升燃煤电厂的深度调峰能力。

【技术实现步骤摘要】
一种低负荷稳燃直流型燃烧器
本专利技术属于煤粉燃烧器
，特别涉及一种低负荷稳燃直流型燃烧器。
技术介绍
随着新能源的大力发展，其在电网中的比例逐渐扩大，造成多地出现弃风、弃光以及弃水等现象。自2010年开始，弃风问题愈演愈烈，全国平均弃风率长期高于10％。2015年，这一数据攀升至15％，较上一年上升7个百分点。“三北”地区的弃风问题尤为严峻，2015年吉林、甘肃、新疆等地的弃风率超过30％。特别是2015年入冬后，甘肃、宁夏、黑龙江等地的一些风电项目的弃风率甚至高达60％以上。为贯彻落实十八届五中全会提出的创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，推进“四个革命、一个合作”，加快能源技术创新，建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系，我国将在“三北”地区大力发展新能源发电。“三北”地区燃煤热电比例高，调峰电源建设条件差，冬季供暖期调峰困难，弃风弃光问题严重。如何借鉴和吸收引进国外相关经验，提升我国火电尤其是热电的灵活性运行能力，挖掘燃煤机组调峰潜力，破解当前和未来的新能源消纳困境，减少弃风弃光，是电力工业亟待开展的工作之一，具有重要的意义。为此，燃煤机组需要具有低负荷运行的能力。根据调研资料显示，丹麦火电机组基本上是热电联产机组，冬季供热期最小出力可以低至15％-20％，德国热电联产机组可以低至40％；德国纯凝燃煤机组技术出力可以低至25％。目前我们国家供暖期热电机组“以热定电”运行，冬季最小出力一般在60％-70％左右，和国外的差距还比较大。燃煤机组低负荷稳定运行的关键是保证燃烧稳定，也就是燃烧器能够在低负荷下稳燃。为此，人们采用了一些措施，包括(1)在燃烧器区域敷设卫燃带，采用预燃室、稳燃腔等都是维持局部高温；(2)采用旋流燃烧器、钝体燃烧器和射流燃烧器等，利用烟气回流来加热一次风粉射流；(3)采用浓淡燃烧器，通过提高浓股气流的煤粉浓度来提高煤粉燃烧的稳定性；(4)采用分级着火以及局部低速和高湍流脉动等。以上这些措施，虽然能够起到一定的作用，但都难以实现较低负荷下的稳燃，尤其是30％以下的负荷，基本不可能达到。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种低负荷稳燃直流型燃烧器，该燃烧器主要由天然气管、中心风管、一次风管、内二次风筒、预燃室以及外二次风筒等组成。通过掺混天然气，实现较低负荷下的稳定燃烧。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种低负荷稳燃直流型燃烧器，其特征在于，包括天然气管1，天然气管1伸入中心风管2向其中输送天然气，与中心风管2中通入的空气混合，中心风管2的出口设置旋流器12，向预燃室5输送混合气体进行燃烧，中心风管2外设置有向预燃室5提供一次风粉的一次风管3，一次风管3外设置有向预燃室5提供内二次风的内二次风筒4，内二次风筒4外设置有向预燃室5提供外二次风的外二次风筒6，沿混合气体进气方向，预燃室5分为扩展段和水平段，两段交接处设有内二次风环形喷口13，所述扩展段是指从预燃室5的入口方向至出口方向扩展，所述内二次风从内二次风环形喷口13进入预燃室5。所述天然气管1的末端壁面为多孔结构，天然气从该多孔结构多股入射进入中心风管2，方向与中心风管2中空气的流动方向垂直。所述一次风管3出口为两段扩展结构，第二段相比第一段，水平方向的倾斜角度有所减小，第二段是指远离其入口的一段。所述一次风管3的出口与中心风管2的出口平齐，且均位于预燃室5的入口端，即预燃室5扩展段的窄口端。所述天然气管1、中心风管2、一次风管3、内二次风筒4、预燃室5以及外二次风筒6为同轴布置。所述预燃室5由耐热钢1Cr18Ni9Ti卷制而成，内衬耐火材料。所述天然气管1的天然气入口7进入的天然气与中心风管2的中心风入口8进入的空气混合，属于部分预混，天然气管1与旋流器一12之间是天然气和空气的预混段。二次风分为内、外两股，内二次风由内二次风入口10送入内二次风筒4，经由内二次风环形喷口13喷入预燃室5，外二次风由外二次风入口11送入外二次风筒6，从燃烧室5出口处向中轴线方向倾斜直流喷入。掺混天然气的热量占燃料总热量的10～30％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、天然气由天然气管送入，空气由中心风管送入，二者在中心风管后半段充分混合，达到部分预混的目的。2、预混气体经过中心风管末端的旋流器喷入预燃室，有利于与周边一次风粉的混合和燃烧，同时防止回火，避免天然气发生爆燃或爆炸危险。3、一次风粉由一次风管送入，在末端经过一个扩口喷入预燃室，在预燃室内形成较强的回流区。4、内二次风从预燃室扩展段与水平段交接处，呈环状直流入射，起到一定的助燃的作用，更为重要的是内二次风贴着筒壁，将高温热气与预燃室壁面分开，从而避免结渣和积粉。5、外二次风直流倾斜喷入，补充煤粉气流后期燃烧所需的空气，同时，还可适当的降低火焰温度，有利于降低NOx的形成。可将，本专利技术利用天然气进行稳燃，保证煤粉的及时着火、稳定燃烧以及高效燃尽，使得锅炉能够在较低负荷下稳定运行，有助于提升燃煤电厂的深度调峰能力。并且整个燃烧器的结构简单紧凑，安装和改造简单。附图说明图1是本专利技术结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。如图1所示，一种新型低负荷稳燃直流型燃烧器，其特征在于，包括天然气管1、中心风管2、一次风管3、内二次风筒4、预燃室5以及外二次风筒6等组成。天然气管1末端壁面为多孔结构，天然气呈多股入射，方向与中心风空气的流动方向垂直，使得二者充分混合。中心风管2出口设置旋流器12，有利于天然气-空气的预混气与周边一次风粉的混合和燃烧，同时防止回火，避免天然气发生爆燃或爆炸危险。一次风管3出口为扩展结构，由扩展段和水平段组成，主要是为了在预燃室内形成回流区，还可起到一定的煤粉浓缩的作用。天然气管1、中心风管2、一次风管3以及预燃室5为同轴布置，天然气管1插入中心风管2内部，中心风管2插入一次风管3内部。天然气入口7进入的天然气与中心风入口8进入的空气混合，属于部分预混。在天然气管1与旋流器12之间是天然气和空气的预混段，其长度保证天然气燃烧的安全性，同时保证天然气及时着火。中心风管2、一次风管3以及旋流器12的向火侧覆盖耐火材料。预燃室5分为扩展段和水平段，二者交接处设有内二次风环形喷口13。二次风分为内外两股。内二次风由内二次风入口10进入内二次风筒4，然后从内二次风环形喷口13呈环状直流喷入预燃室5。外二次风由外二次风入口11进入外二次风筒6，在预燃室5出口处直流倾斜喷入。在运行过程中，煤粉由一次风入口9进入一次风管3，送入预燃室5。经过一次风管3的扩展出口后，一部分煤粉被集中到预燃室5的中心回流区，与燃烧的天然气混合燃烧。天然气管1设置在中心风管2内，天然气经过天然气管1末端的多孔结构，垂直于壁面喷入中心风管2内，在中心风管2的后半段与空气充分混合，保证天然气喷入预燃室5时，能够及时着火。天然气-空气从中心风管2出口处的旋流器12送入预燃室，保证天然气能够与煤粉充分及时的混合，又不至于吹散煤粉。内二次风由内二次风入口10进入内二次风筒4，然后从内二次风环形喷口13呈环状直流喷入预燃室5，卷吸预燃室内的高温烟气，同时吹扫壁面处的煤粉，并避免一次风中煤粉冲刷壁面导致结渣或积粉。一次风管3出口设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低负荷稳燃直流型燃烧器，其特征在于，包括天然气管(1)，天然气管(1)伸入中心风管(2)向其中输送天然气，与中心风管(2)中通入的空气混合，中心风管(2)的出口设置旋流器(12)，向预燃室(5)输送混合气体进行燃烧，中心风管(2)外设置有向预燃室(5)提供一次风粉的一次风管(3)，一次风管(3)外设置有向预燃室(5)提供内二次风的内二次风筒(4)，内二次风筒(4)外设置有向预燃室(5)提供外二次风的外二次风筒(6)，沿混合气体进气方向，预燃室(5)分为扩展段和水平段，两段交接处设有内二次风环形喷口(13)，所述扩展段是指从预燃室(5)的入口方向至出口方向扩展，所述内二次风从内二次风环形喷口(13)进入预燃室(5)。

【技术特征摘要】
1.一种低负荷稳燃直流型燃烧器，其特征在于，包括天然气管(1)，天然气管(1)伸入中心风管(2)向其中输送天然气，与中心风管(2)中通入的空气混合，中心风管(2)的出口设置旋流器(12)，向预燃室(5)输送混合气体进行燃烧，中心风管(2)外设置有向预燃室(5)提供一次风粉的一次风管(3)，一次风管(3)外设置有向预燃室(5)提供内二次风的内二次风筒(4)，内二次风筒(4)外设置有向预燃室(5)提供外二次风的外二次风筒(6)，沿混合气体进气方向，预燃室(5)分为扩展段和水平段，两段交接处设有内二次风环形喷口(13)，所述扩展段是指从预燃室(5)的入口方向至出口方向扩展，所述内二次风从内二次风环形喷口(13)进入预燃室(5)。2.根据权利要求1所述低负荷稳燃直流型燃烧器，其特征在于，所述天然气管(1)的末端壁面为多孔结构，天然气从该多孔结构多股入射进入中心风管(2)，方向与中心风管(2)中空气的流动方向垂直。3.根据权利要求1所述低负荷稳燃直流型燃烧器，其特征在于，所述一次风管(3)出口为两段扩展结构，第二段相比第一段，水平方向的倾斜角度有所减小，第二段是指远离其入口的一段。4.根据权利要求1所述低负荷稳燃直流型燃烧器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李启明，钟迪，周贤，彭烁，王保民，王剑钊，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，华能集团技术创新中心，
类型：发明
国别省市：北京,11