燃料喷口、燃烧装置及燃烧控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种燃料喷口、燃烧装置及其燃烧控制方法，所述燃料喷口包括：燃料管道，所述燃料管道包括第一管道壁，所述第一管道壁包括第一周向内壁面与第一周向外壁面，所述第一周向内壁面限定燃料通道；风管道，所述风管道为环形管道且包括内管道壁和外管道壁，所述内管道壁和所述外管道壁限定适于燃料用风通过的风通道，其中：所述风管道环绕所述燃料管道设置；所述风管道的内管道壁与所述第一周向外壁面之间形成有间隙。本发明专利技术的喷口可作为经过预热的高温燃料喷口，显著降低NOX的排放。显著降低NOX的排放。显著降低NOX的排放。

【技术实现步骤摘要】
燃料喷口、燃烧装置及燃烧控制方法


[0001]本专利技术的实施例涉及燃烧领域，尤其涉及一种燃料喷口、燃烧装置及燃烧控制方法。

技术介绍

[0002]煤粉预热燃烧技术是一种高效的可实现煤粉燃烧直接超低NOx排放控制技术。通常采用固体燃料流态化预处理单元，通过预处理单元，将煤粉预热产生的高温预热气固燃料(温度通常可达到700℃以上，例如800～1000℃)，再通过高温燃料喷口合理深度组织配风，从而实现煤粉超低NOx排放。
[0003]现有技术中的煤粉向炉膛内的输送主要采用尾部烟道空气预热器预热一次风空气形成高温一次风空气，该高温空气输运煤粉过程中以气粉混合方式与煤粉之间换热，使得煤粉温度送入喷口时可以达到约60
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140℃。在燃烧组织上，现有的燃烧器喷口结构仅针对60～140℃的温度设置，因工作温度相差太大，无法在预热燃烧技术中应用。尤其是高温燃料与氧气接触后燃烧进一步提高高温燃料的温度(例如达到1000～1200℃)，现有的喷口易产生高温烧蚀、管道软化变形，严重时使得喷口出口火焰组织出现严重偏差，影响运行安全性和燃烧组织的效果。

技术实现思路

[0004]为缓解或解决上述问题中的至少一个方面或者至少一点，为提出本专利技术。
[0005]根据本专利技术的实施例的一个方面，提出了一种燃料喷口，包括：
[0006]燃料管道，所述燃料管道包括第一管道壁，所述第一管道壁包括第一周向内壁面与第一周向外壁面，所述第一周向内壁面限定燃料通道；
[0007]风管道，所述风管道为环形管道且包括内管道壁和外管道壁，所述内管道壁和所述外管道壁限定适于燃料用风通过的风通道，
[0008]其中：
[0009]所述风管道环绕所述燃料管道设置；
[0010]所述风管道的内管道壁与所述第一周向外壁面之间形成有间隙。
[0011]根据本专利技术的实施例的另一个方面，提出了一种燃烧装置，包括燃烧空间和上述的燃料喷口。
[0012]根据本专利技术的实施例的又一个方面，提出了一种上述燃烧装置的燃烧控制方法，包括步骤：同时调整二次风旋转强度和中心风与燃料混合旋转强度，以形成以中心风助燃且气化反应为主的内层火焰，以及以二次风助燃且气化反应为主的外层火焰，双火焰夹层之间为高温预热燃料。
附图说明
[0013]图1为根据本专利技术的一个示例性实施例的燃料喷口的截面示意图；
[0014]图2为图1中的燃料喷口的A
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A向的截面示意图；
[0015]图3为图1中的燃料喷口的B
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B向的截面示意图；
[0016]图4为根据本专利技术的一个示例性实施例的燃烧装置的结构示意图。
具体实施方式
[0017]下述参照附图对本专利技术实施方式的说明旨在对本专利技术的总体专利技术构思进行解释，而不应当理解为对本专利技术的一种限制。在本专利技术中，相同的附图标记表示相同或相似的部件。
[0018]图1为根据本专利技术的一个示例性实施例的燃料喷口的截面示意图，图2为图1中的燃料喷口的A
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A向的截面示意图，图3为图1中的燃料喷口的B
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B向的截面示意图。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，该燃料喷口可为高温预热燃料超低NOx喷口，该燃料喷口可以应用于煤粉预热燃烧技术。
[0020]图1示例性示出了该燃料喷口的截面结构，在由内向外的方向上，依次为一次风燃料管道1，风管道2，其中，燃料管道1可为高温预热燃料管道1，风管道可为二次风管道2。二次风管道2围绕燃料管道1设置。
[0021]在本专利技术中，如图1所示，二次风管道2包括了内管道壁21和外管道壁22(示意性的，其中并未示出管道壁的厚度)，内管道壁21与外管道壁22之间限定了风通道。
[0022]如图2所示，二次风采用两根切向入口管3连接至二次风管道2上，使得二次风进入二次风管道后形成逆时针旋转二次风。
[0023]在本专利技术中，二次风管道2的外管道壁22设置有至少一个第一入口，所述第一入口与二次风通道在周向方向上切向相通，切向入口管3与对应的第一入口相通。在进一步的实施例中，所述第一入口包括在周向方向上等距离间隔开的至少两个第一入口。所述至少两个第一入口布置成适于使得经由所述至少两个第一入口进入到风通道内的燃料用风以逆时针或顺时针旋向进入到风通道内。
[0024]根据本专利技术的一个示例性的实施例，如图3所示，中心风入口管4也采用切向进入的布置方式，而不是将中心风入口管4中心轴对称直接放置到燃料管道1内。
[0025]如图3所示，中心风入口管4与燃料管道1的燃料通道相通。如能够理解的，燃料管道1的管道壁设置有第二入口，中心风入口管4与对应的第二入口相通。可选的，第二入口与燃料通道1在周向方向上切向相通，中心风入口管4与对应的第二入口相通。更进一步可选的，所述第二入口包括在周向方向上等距离间隔开的至少两个第二入口。在本专利技术的一个实施例中，所述至少两个第二入口布置成适于使得经由所述至少两个第二入口进入到燃料通道内的燃料以逆时针或顺时针旋向进入到燃料通道1内。旋转的中心风送入燃料管道1内，使得中心风和自旋(如果有)的燃料管道内燃料流强烈掺混。
[0026]在本专利技术的一个实施例中，中心风量比例较小，在燃料喷口的燃料管道1里形成掺混、部分气化燃烧，这有利于后续从燃料喷口喷射出来的预混燃料迅速发生二次气化，二次深度降低燃料NOx排放并高效燃烧。
[0027]在根据本专利技术的一个示例性的实施例中，燃料管道1、环形二次风管道2都为中心轴对称形式，燃料管道1和二次风管道2之间存在间隙，这个管道间隙有利于高温受热膨胀，防止管道变形或焊接处应力拉裂。在进一步的实施例中，二次风管道与燃料管道1的外壁面
之间形成的间隙为环状间隙，在更进一步的实施例中，燃料管道1与二次风管道2同轴线布置，从而该环状间隙可以为等宽度的环状间隙。在根据本专利技术的一个示例性的实施例中，燃料喷口的中间管道采用耐温耐磨浇注料而成的燃料管道，耐温耐磨浇注料避免了高温预热燃料流(温度不低于700℃，例如在800
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1000℃的范围内)对金属管道高温蠕变软化作用，燃料管道1主要用于输送高温预热燃料和高温煤气。在一个可选的实施例中，中心风入口管4采用中心轴对称的四周切向通入燃料管道1的下段，如图1所示，该下段即燃料管道1延伸到二次风管道2的外部的部分。
[0028]在根据本专利技术的一个示例性的实施例中，如图4所示，煤粉进入循环流化床5进行流态化预热气化燃烧改性，其流态化预热过程是通过固体煤粉颗粒部分燃烧和部分气化维持循环流化床热平衡。
[0029]在煤粉预热燃烧过程中，需要防止燃料喷口的中心风入口管4在燃料管道1中的磨损和两者掺混问题，以及防止燃料喷口高温烧蚀而出现变形。
[0030]根据本专利技术的一个示例性的实施例中，可将上述高温预热燃料和中心风高效合理掺混混合，达到中心风与高温预热燃料混合充分燃烧，形成高温预热燃料高温区域二次强气化降氮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料喷口，包括：燃料管道，所述燃料管道包括第一管道壁，所述第一管道壁包括第一周向内壁面与第一周向外壁面，所述第一周向内壁面限定燃料通道；风管道，所述风管道为环形管道且包括内管道壁和外管道壁，所述内管道壁和所述外管道壁限定适于燃料用风通过的风通道，其中：所述风管道环绕所述燃料管道设置；所述风管道的内管道壁与所述第一周向外壁面之间形成有间隙。2.根据权利要求1所述的燃料喷口，其中：所述风管道的内管道壁与所述第一周向外壁面之间形成的间隙为环状间隙。3.根据权利要求2所述的燃料喷口，其中：所述燃料管道与所述风管道同轴线布置。4.根据权利要求1所述的燃料喷口，其中：所述燃料喷口还包括入口风管，所述风管道的外管道壁设置有第一入口，所述第一入口与所述风通道在周向方向上切向相通，所述入口风管与对应的第一入口相通。5.根据权利要求4所述的燃料喷口，其中：所述第一入口包括在周向方向上等距离间隔开的至少两个第一入口。6.根据权利要求5所述的燃料喷口，其中：所述至少两个第一入口布置成适于使得经由所述至少两个第一入口进入到风通道内的燃料用风以逆时针或顺时针旋向进入到风通道内。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的燃料喷口，其中：所述燃料喷口还包括中心风管；所述燃料管道的管道壁设置有第二入口，所述中心风管与对应的第二入口相通。8.根据权利要求7所述的燃料喷口，其中：所述第二入口与所述燃料通道在周向方向上切向相通，所述中心风管与对应的第二入口相通。9.根据权利要求8所述的燃料喷口，其中：所述第二入口包括在周向方向上等距离间隔开的至少两个第二入口。10.根据权利要求9所述的燃料喷口，其中：所述至少两个第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敬樟，朱建国，吕清刚，朱书骏，曾雄伟，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：