一种用于工业煤粉锅炉的氨气和煤粉双燃料燃烧器制造技术

本发明专利技术属于热能与动力工程领域，公开了一种用于工业煤粉锅炉的氨气和煤粉双燃料燃烧器，包括中心风筒；中心风筒外依次套设一次风套筒、二次风套筒以及周界风道；一次风套筒的侧壁上设置若干与一次风套筒内部连通的氨气通管；二次风套筒的进风端设置二次风蜗壳；周界风道的进风端设置周界风蜗壳；中心风筒的出风端设置氨气喷嘴，氨气喷嘴上设置稳燃钝体，氨气喷嘴上开设若干氨气喷口。通过多次配风，实现氨气和煤粉的低氮、高效燃烧，可以在氨逃逸为0，不增加氮氧化物排放的基础上降低10％～40％的飞灰含碳，最终在实现达标排放的同时降低飞灰含碳量，可以实现大比例地掺烧氨气，提高锅炉效率，并通过旋流钝体的设计，实现了氨气/煤粉双燃料燃烧器的稳定着火。氨气/煤粉双燃料燃烧器的稳定着火。氨气/煤粉双燃料燃烧器的稳定着火。

【技术实现步骤摘要】
一种用于工业煤粉锅炉的氨气和煤粉双燃料燃烧器


[0001]本专利技术属于热能与动力工程领域，涉及一种用于工业煤粉锅炉的氨气和煤粉双燃料燃烧器。

技术介绍

[0002]近年来，减少温室气体排放越来越成为全球所面临的严峻问题。减少温室气体的排放，尤其是碳排放(主要是CO2)，成为热门话题。由于能源资源结构存在“贫油、少气、多煤”的特征，煤炭多年来一直占据能源消费结构中的主体地位，而燃煤过程中将产生大量的CO2、NOx和SOx等大气污染物，造成极大的污染。所以，积极展开对新能源、储能技术的研究是实现降低碳排放目标的关键。
[0003]氢气作为一种“零碳”燃料受到学者的广泛关注，但运输和储存成本高等原因制约其广泛应用。氨气只需常温下1.03MPa，或者常压下
‑
33.4℃即可实现液化，其储运成本远低于氢气，所以氨气被广泛视为氢能的一个补充，但是，氨气同时具有燃烧速度慢以及NOx排放量高等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术中，燃煤机组的碳排放较高，而以氨气作为补充时，又具有燃烧速度慢以及NOx排放量高等问题的缺点，提供一种用于工业煤粉锅炉的氨气和煤粉双燃料燃烧器。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种用于工业煤粉锅炉的氨气和煤粉双燃料燃烧器，包括中心风筒；
[0007]中心风筒外依次套设一次风套筒、二次风套筒以及周界风道；一次风套筒的侧壁上设置若干与一次风套筒内部连通的氨气通管；二次风套筒的进风端设置二次风蜗壳；周界风道的进风端设置周界风蜗壳；中心风筒的出风端设置氨气喷嘴，氨气喷嘴上设置稳燃钝体，氨气喷嘴上开设若干氨气喷口。
[0008]可选的，所述二次风套筒内部设置若干轴向旋流叶片。
[0009]可选的，所述轴向旋流叶片叶片斜面与一次风套筒轴线之间的夹角为30
°
～60
°
。
[0010]可选的，所述轴向旋流叶片的长度l与二次风套筒的直径D1满足l/D1＝0.15～0.4。
[0011]可选的，所述氨气喷嘴上开设8～16个氨气喷口，氨气喷口的直径为8～15mm，所述二次风套筒内部设置12～18个轴向旋流叶片。
[0012]可选的，所述若干氨气喷口中，沿中心风筒轴线对称的两个氨气喷口的中心线之间的夹角为30
°
～80
°
。
[0013]可选的，所述周界风道包括若干沿间隔设置的扇形风环，若干扇形风环的进气端均与周界风蜗壳连接。
[0014]可选的，所述周界风道包括若干6～12个扇形风环。
[0015]可选的，所述二次风套筒直径D1、周界风道的宽度L以及周界风道的直径D2满足：L＞0.5D1及D2/D1＝3～4。
[0016]可选的，当氨气热值比例低于30％时，氨气全部由中心风筒通入预燃室，当氨气热值比例高于30％时，高出30％的部分由一次风套筒通入预燃室，一次风套筒的一次风中空气量占总空气量的20％～30％，二次风套筒的二次风中空气量占总空气量的40％～50％，周界风道的周界风中空气量占总空气量的20％～40％。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0018]本专利技术用于工业煤粉锅炉的氨气和煤粉双燃料燃烧器，一次风套筒安装于中心风筒外壁，中心风筒外壁和二次风套筒内壁之间形成一次风道，一次风道通过少量空气携带大量煤粉进入炉膛，高掺氨比例时还会有部分氨气一同参与输送，二次风套筒安装于一次风套筒外壁，一次风套筒外壁和二次风套筒内壁之间形成二次风道，二次风道通过大量空气携带部分煤粉进入炉膛，与一次风道构成了分级燃烧，二次风套筒外壁安装有周界风蜗壳，周界风蜗壳进口与外界连通，出口与周界风道连接，周界风道的周界风输送剩余的空气，起到燃尽风的作用，通过多次配风，实现氨气和煤粉的低氮、高效燃烧，可以在氨逃逸为0，不增加氮氧化物排放的基础上降低10％～40％的飞灰含碳，最终在实现达标排放的同时降低飞灰含碳量，可以实现大比例地掺烧氨气，提高锅炉效率。同时，通过旋流钝体的设计，实现了氨气/煤粉双燃料燃烧器的稳定着火。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例的用于工业煤粉锅炉的氨气和煤粉双燃料燃烧器结构示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例的图1中A
‑
A截面的剖面图；
[0021]图3为本专利技术实施例的图2中B区域的放大图；
[0022]图4为本专利技术实施例的氨气喷管及稳燃钝体结构示意图；
[0023]图5为本专利技术实施例的一次风套筒结构示意图。
[0024]其中：1
‑
中心风筒；2
‑
一次风套筒；3
‑
二次风蜗壳；4
‑
二次风套筒；5
‑
轴向旋流叶片；6
‑
周界风蜗壳；7
‑
周界风道；8
‑
氨气喷嘴；9
‑
稳燃钝体；10
‑
预燃室；11
‑1‑
第一氨气通管；11
‑2‑
第二氨气通管。
具体实施方式
[0025]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0026]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆
盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0027]首先，介绍本专利技术实施例中涉及的相关术语：
[0028]一次风指的是一次空气和一次燃料的混合物，一次燃料包括了煤粉与氨气。
[0029]二次风指的是二次空气和二次燃料的混合物，二次燃料包括了煤粉与氨气。
[0030]下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：
[0031]对于上述
技术介绍
中的问题，专利技术人在实际工作中发现，当氨气/煤粉混燃时，不仅可以减少燃煤机组的碳排放，同时还有望降低飞灰含碳量，提高锅炉的效率。因此，开发一种适用于工业锅炉的大比例掺烧氨气的氨气/煤粉双燃料燃烧器，对控制燃煤过程中碳排放和氮氧化物排放具有重要的意义。
[0032]参见图1至5，本专利技术一实施例中，提供一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于工业煤粉锅炉的氨气和煤粉双燃料燃烧器，其特征在于，包括中心风筒(1)；中心风筒(1)外依次套设一次风套筒(2)、二次风套筒(4)以及周界风道(7)；一次风套筒(2)的侧壁上设置若干与一次风套筒(2)内部连通的氨气通管；二次风套筒(4)的进风端设置二次风蜗壳(3)；周界风道(7)的进风端设置周界风蜗壳(6)；中心风筒(1)的出风端设置氨气喷嘴(8)，氨气喷嘴(8)上设置稳燃钝体(9)，氨气喷嘴(8)上开设若干氨气喷口。2.根据权利要求1所述的用于工业煤粉锅炉的氨气和煤粉双燃料燃烧器，其特征在于，所述二次风套筒(4)内部设置若干轴向旋流叶片(5)。3.根据权利要求2所述的用于工业煤粉锅炉的氨气和煤粉双燃料燃烧器，其特征在于，所述轴向旋流叶片(5)叶片斜面与一次风套筒(2)轴线之间的夹角为30
°
～60
°
。4.根据权利要求2所述的用于工业煤粉锅炉的氨气和煤粉双燃料燃烧器，其特征在于，所述轴向旋流叶片(5)的长度l与二次风套筒(4)的直径D1满足l/D1＝0.15～0.4。5.根据权利要求2所述的用于工业煤粉锅炉的氨气和煤粉双燃料燃烧器，其特征在于，所述氨气喷嘴(8)上开设8～16个氨气喷口，氨气喷口的直径为8～15mm，所述二次风套筒(4)内部设置12～18个轴向旋流叶片(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭厚章，周上坤，崔保崇，杨文俊，王学斌，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：