燃烧器和燃烧系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种燃烧器和燃烧系统，燃烧器包括：出口；风煤进口，被配置成引入煤粉和一次风；风煤通道，包括与风煤进口连通的进口端和出口端；氨燃料喷口，与风煤通道连通，以将氨燃料喷口输出的氨燃料与风煤通道内的煤粉混合；点火源，设在风煤通道内，以点燃风煤通道内的煤粉和氨燃料；燃烧筒，一端与风煤通道的出口端连通，另一端与出口连通，在点火源的作用下煤粉和氨燃料迅速着火共燃且具有高比例混氨适应性，燃烧器能够在燃烧初期营造有利于提高氨燃烧火焰传播速度、增强氨燃烧强度且能够抑制NOx生成的富燃料还原性区域，达到了抑制NOx生成的目的，有利于降低燃烧过程中产生的氮氧化物的量。的氮氧化物的量。的氮氧化物的量。

【技术实现步骤摘要】
燃烧器和燃烧系统


[0001]本技术涉及燃煤锅炉领域，具体而言，涉及一种燃烧器和燃烧系统。

技术介绍

[0002]氨(NH3)作为一种零碳燃料，可直接用作燃煤锅炉燃料，与传统的化石燃料相比，能够大幅削减CO2排放量，为实现大规模CO2 减排提供技术路线。然而，氨燃烧时存在两个主要技术问题：
①
NH3 燃烧特性差，着火温度高，火焰传播速度慢，可燃极限范围窄，存在 NH3是否可以稳定着火和完全燃烧的问题；
②
NH3分子中含有氮原子，燃烧过程控制不当易生成大量燃料型NOx(氮氧化物)，存在如何抑制NOx生成问题。
[0003]目前，氨燃料的燃烧应用尚未得到普及，主要应用集中在内燃机、燃气轮机等领域。氨煤混燃方面的工业研究则更少，仅日本进行了相关工业试验研究，IHI株式会社与日本东北大型合作，开发了一种可实现氨煤混烧的燃烧器，在已有煤粉燃烧器三段空气管道插入氨专用燃烧器；三菱动力株式会社开发了一种固体燃料与氨混合燃烧燃烧器 (申请号201980032296.6)，将氨燃料透过二次风朝向距离氨喷嘴出口下游的炉膛火焰中还原区域供给。
[0004]现有技术的燃烧系统通过将氨燃料通过助燃空气，进而供给到燃烧器外火焰的还原区域。这种方式一方面，仅是意图朝向还原区域供给氨燃料以达到抑制NOx生产的目的，然而在燃烧器出口复杂的流场组织下，不能保证精准的将氨燃料引入到还原区域，因此抑制NOx 生成效果不佳；另一方面，氨燃料含有氮，而氨燃料供给喷嘴处于助燃空气中，造成喷出后的氨燃料与过量氧的混合，当氧过量时燃烧过程易产生NOx。

技术实现思路

[0005]本技术旨在提供一种有利于降低燃烧过程中产生的氮的氧化物的燃烧器和燃烧系统。
[0006]根据本技术实施例的一个方面，本技术提供了一种燃烧器，燃烧器包括：
[0007]出口；
[0008]风煤进口，被配置成引入煤粉和一次风；
[0009]风煤通道，包括与风煤进口连通的进口端和出口端；
[0010]氨燃料喷口，与风煤通道连通，以将氨燃料喷口输出的氨燃料与风煤通道内的煤粉混合；
[0011]点火源，设在风煤通道内，以点燃风煤通道内的煤粉和氨燃料；
[0012]燃烧筒，一端与风煤通道的出口端连通，另一端与出口连通。
[0013]在一些实施例中，燃烧器包括多个氨燃料喷口，多个氨燃料喷口沿风煤通道的周向布置。
[0014]在一些实施例中，燃烧器包括沿风煤通道的延伸方向布置的多个氨燃料喷口排，每个氨燃料喷口排包括沿风煤通道的周向布置的多个氨燃料喷口。
[0015]在一些实施例中，相邻两个氨燃料喷口排的氨燃料喷口错位/并列布置。
[0016]在一些实施例中，
[0017]在风煤通道的横截面中，氨燃料喷口的朝向相对于风煤通道的延伸方向朝顺时针方向或逆时针方向倾斜，以使氨燃料形成旋转的涡流；和/或
[0018]在风煤通道的纵截面中，氨燃料喷口的朝向相对于风煤通道的径向倾斜地设置。
[0019]在一些实施例中，
[0020]在风煤通道的横截面中，氨燃料喷口的朝向与风煤通道的径向之间的夹角为0
‑
80
°
；
[0021]在风煤通道的纵截面中，氨燃料喷口的朝向与风煤通道的延伸方向之间的夹角为20
°‑
160
°
。
[0022]在一些实施例中，燃烧器还包括二次风通道流路，二次风通道流路包括与燃烧筒沿燃烧筒的径向布置并与出口连通的二次风通道。
[0023]在一些实施例中，二次风通道的出口端沿燃烧筒的靠近出口的出口端的周向布置。
[0024]在一些实施例中，点火源为常开式点火源。
[0025]在一些实施例中，燃烧器包括：
[0026]第一筒体，其内腔用于构成风煤通道；
[0027]第二筒体，套设在第一筒体外，第二筒体的内腔的至少一部分构成燃烧筒。
[0028]在一些实施例中，第二筒体的长度大于第一筒体，第二筒体的一端套设在第一筒体外，第二筒体的另一端与出口连通。
[0029]在一些实施例中，燃烧器还包括套设在第二筒体的靠近出口的一端的第三筒体，第三筒体与第二筒体之间的环形腔形成向出口输送二次风的二次风通道。
[0030]根据本技术的另一方面，还提供了一种燃烧系统，燃烧系统包括：
[0031]炉膛；
[0032]上述的燃烧器，燃烧器的出口与炉膛连通。
[0033]应用本申请的技术方案，将具有难着火、燃烧稳定性差的氨燃料混入煤粉燃烧器的煤粉气流中，具体地，混入内燃式煤粉燃烧器的风煤通道2的浓煤粉气流内，实现氨燃料与煤粉燃料的充分快速混合，在点火源的作用下煤粉和氨燃料迅速着火共燃且具有高比例混氨适应性，燃烧器能够在燃烧初期营造有利于提高氨燃烧火焰传播速度、增强氨燃烧强度且能够抑制NOx生成的富燃料还原性区域，达到了抑制 NOx生成的目的，有利于降低燃烧过程中产生的氮氧化物的量。
[0034]通过以下参照附图对本技术的示例性实施例的详细描述，本技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1示出了本技术的实施例的燃烧器的结构示意图。
具体实施方式
[0037]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0038]如图1所示，本实施例的燃烧器包括出口1、风煤进口、风煤通道2、氨燃料喷口6、点火源4和燃烧筒3。风煤进口被配置成引入煤粉和一次风；风煤通道2包括与风煤进口连通的进口端和出口端；氨燃料喷口6与风煤通道2连通，以将氨燃料喷口6输出的氨燃料与风煤通道2内的煤粉混合。
[0039]点火源4设在风煤通道2内，以点燃风煤通道2内的煤粉和氨燃料。燃烧筒3的一端与风煤通道2的出口端连通，另一端与出口1连通。
[0040]本实施例中，将具有难着火、燃烧稳定性差的氨燃料混入煤粉燃烧器的煤粉气流中，具体地，混入内燃式煤粉燃烧器的风煤通道2的浓煤粉气流内，实现氨燃料与煤粉燃料的充分快速混合，在点火源的作用下迅速着火共燃且具有高比例混氨适应性，燃烧器能够在燃烧初期营造有利于提高氨燃烧火焰传播速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃烧器，其特征在于，包括：出口(1)；风煤进口，被配置成引入煤粉和一次风；风煤通道(2)，包括与所述风煤进口连通的进口端和出口端；氨燃料喷口(6)，与所述风煤通道(2)连通，以将所述氨燃料喷口(6)输出的氨燃料与所述风煤通道(2)内的煤粉混合；点火源(4)，设在所述风煤通道(2)内，以点燃所述风煤通道(2)内的煤粉和氨燃料；燃烧筒(3)，一端与所述风煤通道(2)的出口端连通，另一端与所述出口(1)连通。2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，包括多个所述氨燃料喷口(6)，多个氨燃料喷口(6)沿所述风煤通道(2)的周向布置。3.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，包括沿所述风煤通道(2)的延伸方向布置的多个氨燃料喷口排，每个氨燃料喷口排包括沿风煤通道(2)的周向布置的多个所述氨燃料喷口(6)。4.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，相邻两个氨燃料喷口排的氨燃料喷口(6)错位/并列布置。5.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，在所述风煤通道(2)的横截面中，所述氨燃料喷口(6)的朝向相对于所述风煤通道(2)的延伸方向朝顺时针方向或逆时针方向倾斜，以使所述氨燃料形成旋转的涡流；和/或在所述风煤通道(2)的纵截面中，所述氨燃料喷口(6)的朝向相对于所述风煤通道(2)的径向倾斜地设置。6.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，在所述风煤通道(2)的横截面中，所述氨燃料喷口(6)的朝向与所述风煤通道(2)的径向之间的夹角为0
‑
80
°
；在所述风煤通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超群，张文振，刘欣，李明，牛涛，刘平，魏佳，初伟，周末，
申请(专利权)人：烟台龙源电力技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：