一种用于氨/无烟煤双燃料燃烧的W型火焰锅炉制造技术

本发明专利技术公开了一种用于氨/无烟煤双燃料燃烧的W型火焰锅炉。本发明专利技术的双燃料燃烧器实现了氨/无烟煤的双燃料燃烧，降低了燃煤过程中的氮氧化物排放，改善了无烟煤着火困难、燃尽较差的缺点；煤粉浓淡偏置盾体将煤粉分为浓相流和淡相流，在一次风管道出口处，由中心风管道流出的氨气与淡相流混合，此时混合区域的空气量较多，作为气体燃料的氨比煤粉更容易发生着火；氨着火后又促进了煤粉的着火；旋流叶片的设置使得带有周向速度的一次风喷入燃烧室后，形成回流区，卷吸燃烧室内的高温烟气到煤粉流和氨气中，加热煤粉流和氨气，同时可以稳定氨气和无烟煤的燃烧，改善无烟煤着火和稳燃困难的缺陷。困难的缺陷。困难的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种用于氨/无烟煤双燃料燃烧的W型火焰锅炉


[0001]本专利技术涉及热能与动力工程
，尤其涉及一种用于氨/无烟煤双燃料燃烧的W型火焰锅炉。

技术介绍

[0002]近年来，减少温室气体排放，尤其是二氧化碳，越来越成为全球各国所面临的严峻问题。但由于我国的能源具有“多煤、贫油、少气”的特点，所以煤电在未来的能源结构中仍占有举足轻重的地位。而燃煤过程中将产生大量的二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物和细颗粒物等污染物，尤其是氮氧化物，大气中67％的氮氧化物来自于燃煤。如何提高煤电的可持续生存能力，使其更充分的发挥兜底保供能的角色，成为未来煤电发展的关键。
[0003]我国是世界上少数无烟煤储量丰富的国家之一，其已探明储量占全国保有煤储量的12％以上。但是，无烟煤挥发分产率低，固定碳含量高，结构紧密，存在着火、燃尽差和稳燃难的问题。目前，应用在低挥发分煤的燃烧技术主要有切圆锅炉、墙式对冲锅炉和W型火焰锅炉。相较于切圆锅炉和墙式对冲锅炉，W型火焰锅炉具有较强的优势，我国W型火焰锅炉保有量占世界总量的80％以上。但是，W型火焰锅炉存在煤粉着火晚、燃尽较差和氮氧化物排放高等去点，尤其是氮氧化物排放超过，在1000～2000mg/m3(O2＝6％)，远低于超低排放标准要求的50mg/m3(O2＝6％)。所以，降低W型火焰锅炉的氮氧化物排放是我国开发无烟煤清洁高效燃用技术的关键之一。
[0004]氢(H2)作为一种“零碳”燃料受到相关学者的广泛关注，但由于存在运输和存储成本较高和安全性低等缺点，限制了其大规模应用。随着进一步研究，氨(NH3)作为一种优良的储氢载体，同时具有高体积能量密度、高体积含氢量、生产工艺成熟和运输、存储方便等优点，被视为潜在的备用能源。但是相较于氢、甲烷等传统的气体燃料，氨具有层流火焰传播速度低、NOx排放量大等问题而不适于单独燃用。
[0005]而当将氨气与无烟煤混合燃烧时，一方面可以实现燃煤过程中的低碳和低氮氧化物排放，另一方面可以改善无烟煤的着火困难、燃尽较差的缺点。所以，开发一种用于氨/无烟煤双燃料燃烧的W型火焰锅炉对我国的能源保障具有重要的意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0007]为此，本专利技术的实施例提出一种用于氨/无烟煤双燃料燃烧的W型火焰锅炉。
[0008]本专利技术提出了一种用于氨/无烟煤双燃料燃烧的W型火焰锅炉，包括：
[0009]双燃料燃烧器，所述双燃料燃烧器包括一次风管道、补燃风风箱和中心风管道，所述中心风管道同轴设置在所述一次风管道内，所述中心风管道外壁设置煤粉浓淡偏置盾体和沿周向设置的多个旋流叶片，所述煤粉浓淡偏置盾体沿风流方向设置在所述旋流叶片下游，所述中心风管道出口设置氨喷口，所述氨喷口上固定设置稳燃钝体，所述补燃风风箱用于向燃烧室内通入补燃风；
[0010]多级配风系统，所述多级配风系统包括拱下二次风产生组件和OFA风产生组件，所述拱下二次风产生组件用于向燃烧室通入二次风，所述OFA产生组件用于向燃烧室通入OFA风。
[0011]在一些实施例中，所述中心风管道用于向燃烧室中通入氨，所述一次风管道用于向燃烧室中通入煤粉和空气两者的混合物或煤粉、空气和氨三者的混合物。
[0012]在一些实施例中，氨掺混比低于50％时，所有的氨经所述中心风管道进入燃烧室；氨掺混比大于50％时，50％的氨经所述中心风管道进入燃烧室，高于50％部分的氨随煤粉和热空气经所述一次风管道进入燃烧室。
[0013]在一些实施例中，所述氨喷口的开口角度为65
°‑
85
°
，所述氨喷口的内径为3
‑
6mm。
[0014]在一些实施例中，在所述一次风管道中，所述煤粉浓淡偏置盾体将煤粉分为浓相流和淡向流，所述浓相流分布在四周位置，所述淡相流分布在中间位置。
[0015]在一些实施例中，所述一次风管道内通入的空气量低于煤粉和氨燃烧所需的空气量。
[0016]在一些实施例中，所述补燃风风箱出口连接补燃风通道，所述补燃风通道入口设置补燃风管道阀门，所述补燃风通道出口设置补燃风喷口。
[0017]在一些实施例中，所述拱下二次风产生组件包括设置在所述补燃风风箱下方的二次风风箱，所述二次风风箱出口连接二次风通道，所述二次风通道入口设置二次风管道阀门，所述二次风通道出口设置二次风喷口。
[0018]在一些实施例中，所述二次风喷口与水平方向成10
°‑
15
°
方向倾斜向下设置。
[0019]在一些实施例中，所述OFA风产生组件包括OFA风箱，所述OFA风箱出口连接OFA风管道，所述OFA风管道出口安装OFA风喷口，所述OFA风喷口设置在拱上。
[0020]相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0021]本专利技术的双燃料燃烧器实现了氨/无烟煤的双燃料燃烧，降低了燃煤过程中的氮氧化物排放，改善了无烟煤着火困难、燃尽较差的缺点。
[0022]本专利技术的煤粉浓淡偏置盾体将煤粉分为浓相流和淡相流，在一次风管道出口处，由中心风管道流出的氨气与淡相流混合，此时混合区域的空气量较多，作为气体燃料的氨比煤粉更容易发生着火；氨着火后又促进了煤粉的着火。
[0023]本专利技术旋流叶片的设置使得带有周向速度的一次风喷入燃烧室后，形成回流区，卷吸燃烧室内的高温烟气到煤粉流和氨气中，加热煤粉流和氨气，同时可以稳定氨气和无烟煤的燃烧，改善无烟煤着火和稳燃困难的缺陷。
附图说明
[0024]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0025]图1为氨/无烟煤双燃料燃烧器的主视结构图；
[0026]图2为图1中A
‑
A截面的周向剖面图；
[0027]图3为图1中B
‑
B截面的轴向剖面图；
[0028]图4为氨喷嘴和稳燃钝体的设置示意图；
[0029]附图标记说明：
[0030]双燃料燃烧器1、一次风管道11、中心风管道12、氨喷口13、稳燃钝体14、旋流叶片15、煤粉浓淡偏置盾体16、补燃风风箱17、补燃风管道阀门18、补燃风通道19、补燃风喷口110；
[0031]拱下二次风产生组件2、二次风风箱21、二次风管道阀门22、二次风通道23、二次风喷口24；
[0032]OFA风喷口3；
[0033]炉墙4；
[0034]燃烧室5。
具体实施方式
[0035]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0036]下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的用于氨/无烟煤双燃料燃烧的W型火焰锅炉。
[0037本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于氨/无烟煤双燃料燃烧的W型火焰锅炉，其特征在于，包括：双燃料燃烧器，所述双燃料燃烧器包括一次风管道、补燃风风箱和中心风管道，所述中心风管道同轴设置在所述一次风管道内，所述中心风管道外壁设置煤粉浓淡偏置盾体和沿周向设置的多个旋流叶片，所述煤粉浓淡偏置盾体沿风流方向设置在所述旋流叶片下游，所述中心风管道出口设置氨喷口，所述氨喷口上固定设置稳燃钝体，所述补燃风风箱用于向燃烧室内通入补燃风；多级配风系统，所述多级配风系统包括拱下二次风产生组件和OFA风产生组件，所述拱下二次风产生组件用于向燃烧室通入二次风，所述OFA产生组件用于向燃烧室通入OFA风。2.如权利要求1所述的W型火焰锅炉，其特征在于，所述中心风管道用于向燃烧室中通入氨，所述一次风管道用于向燃烧室中通入煤粉和空气两者的混合物或煤粉、空气和氨三者的混合物。3.如权利要求1所述的W型火焰锅炉，其特征在于，氨掺混比低于50％时，所有的氨经所述中心风管道进入燃烧室；氨掺混比大于50％时，50％的氨经所述中心风管道进入燃烧室，高于50％部分的氨随煤粉和热空气经所述一次风管道进入燃烧室。4.如权利要求1所述的W型火焰锅炉，其特征在于，所述氨喷口的开口角度为65
°‑
85
°...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志超，谭厚章，李宇航，周上坤，张波，崔保崇，贾子秀，赵晨，萧云志，姚伟，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司西安交通大学，
类型：发明
国别省市：