带预燃室采用低温烟气循环的煤粉低氮燃烧器及煤粉锅炉的制作方法

本实用新型属于煤粉燃烧器技术领域，具体涉及一种带预燃室采用低温烟气循环的煤粉低氮燃烧器及煤粉锅炉。

背景技术：

我国石油探明可采储量只占世界的2.4％，天然气占1.2％，煤炭占世界探明储量的14％左右。这种“富煤、少气、缺油”的资源条件决定了在相当长的时间内煤炭仍将占据我国能源结构的主体地位。

目前我国燃煤工业锅炉主要用于工业生产和建筑采暖，保有量约50多万台，以链条炉为主，普遍存在热效率低、排放超标等问题。

近年来通过借鉴、引进国外先进技术，高效煤粉工业锅炉在我国得到了较大发展，对推动煤炭清洁高效利用，改善大气环境意义重大。我国现有工业锅炉煤粉燃烧器普遍存在点火时间长油耗高、稳燃性差、燃尽率有待提升、nox初始排放高等问题。改进燃烧技术，提高燃烧器的低氮性能是解决问题的有效途径。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种带预燃室采用低温烟气循环的煤粉低氮燃烧器及煤粉锅炉，用以解决目前用于工业锅炉的煤粉燃烧器点火时间长、油耗高、稳燃性差，燃尽率偏低及nox初始排放高等问题，以达到提高燃烧效率，降低nox初始排放的目的。

本实用新型提供的一种带预燃室采用低温烟气循环的煤粉低氮燃烧装置，包括点火燃料管、中心风管、一次风室、二次风室、中心风室、预燃室、点火装置，所述中心风管套设在点火燃料管的外部，所述一次风室套设在中心风管的外部，所述二次风室套设在一次风室的外部，所述中心风室与中心风管连通，所述中心风管、一次风室出风口以及点火燃料管的出料口位于预燃室内部，所述二次风室与预燃室连通，所述点火装置安装在预燃室上，所述中心风室上设有通入循环风的支管。

优选的，还包括二次风旋流叶片，所述二次风旋流叶片设置在二次风室以及预燃室内部，所述二次风旋流叶片的角度可调节。

优选的，所述点火燃料管的出料口，中心风管、一次风室的出风口位于二次风旋流叶片内部。

优选的，所述支管上设有风量调节阀。

优选的，所述二次风室进风口设置有风门挡板，所述风门挡板的开度可调节。

优选的，所述中心风管的出风口与点火燃料管之间设置有中心风旋流叶片。

优选的，所述预燃室外部设置有循环风室，所述循环风室上设置有循环风管，所述循环风管上设置有循环风门，所述循环风门的开度可调节。

本实用新型还提供了一种煤粉锅炉，所述煤粉锅炉采用了本实用新型的带预燃室采用低温烟气循环的煤粉低氮燃烧器。

本实用新型的有益效果：

采用微油点火技术，设置预燃室，用以维持点火初期燃烧中心较高温度，实现煤粉射流快速微油点火，提高稳燃性能，油耗低，降低了着火难度，减少了点火成本，可提高煤种的适应性；

因中心风管内加装中心风旋流叶片，使得中心风具有“播煤”功能，并可供给初期燃烧中心内回流区氧量，中心风可适量兑入低温烟气，在保证“播煤”功能的同时，适度减少氧量供应，减缓煤粉的燃烧进度，降低nox的产生；

调节风门档板开度及二次风旋流叶片角度，强化一次风粉与中心风、主燃风的混合效果，并结合中心风兑入低温烟气，循环风控制预燃室温度，并适度补氧，实现煤粉初期缺氧燃烧，中段低氧燃烧及后段适度补氧燃尽的过程，降低nox的产生；

为控制燃料型nox的生成，通过调节主燃风进口风门档板开度，实现火焰中心较大区域的低空气过剩系数，保证预燃室的燃烧器轴线方向较长范围内的还原性气氛，从而减少nox的生成；

引入低温烟气再循环，可降低预燃室温度，保护燃烧器，维持炉膛整体温度，抑制nox的产生。

附图说明

图1为本实用新型带预燃室采用低温烟气循环的煤粉低氮燃烧器的结构示意图。

附图标注：

1、点火燃料管；2、中心风管；3、一次风室；4、二次风室；5、中心风室；6、预燃室；7、点火装置；8、支管；9、二次风旋流叶片；10、风量调节阀；11、中心风旋流叶片；12、循环风室；13、循环风管。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，不能理解为对本实用新型具体保护范围的限定。

实施例

参照图1，本实施例的带预燃室采用低温烟气循环的煤粉低氮燃烧装置，包括点火燃料管1、中心风管2、一次风室3、二次风室4、中心风室5、预燃室6、点火装置7，所述中心风管2套设在点火燃料管1的外部，所述一次风室3套设在中心风管2的外部，所述二次风室4套设在一次风室3的外部，所述中心风室5与中心风管2连通，所述中心风管2、一次风室3出风口以及点火燃料管1的出料口位于预燃室6内部，所述二次风室4与预燃室6连通，所述点火装置7安装在预燃室6上，本实施例的点火装置7包括点火器和推进器，所述中心风室5上设有通入循环风的支管8。

所述点火燃料管1内通用于点火的燃油，所述一次风室3内通一次风，一次风沿一次风室3与中心风管5之间的间隙供出，所述中心风室5内通中心风，所述二次风室4内通主燃风。一次风风量固定，由罗茨风机提供，经混合器携带煤粉进入本实施例的燃烧器。一次风内侧的中心风取自二次风，风量可以调节。一次风外侧的主燃风也是取自二次风，同样风量可以调节。通过强化一次风粉与中心风、主燃风的混合效果，使煤粉分级燃烧，降低nox的产生。循环风取自锅炉引风机后低温烟气，风量可调节，运行状态下，循环风压力高于二次风压力，往中心风中混入含氧量低的低温烟气，降低中心风的含氧量，使燃烧中心的煤粉在缺氧条件下不完全燃烧，降低了燃烧中心的温度，减少氮氧化物的产生。

为了调节主燃风的进风量，作为本实施例的一个优选实施方式，本实施例的燃烧器还包括二次风旋流叶片9，所述二次风旋流叶片9设置在二次风室4以及预燃室6内部，所述二次风旋流叶片9的角度可调节，所述点火燃料管1的出料口，中心风管2、一次风室3的出风口位于二次风旋流叶片9内部。通过调节二次风旋流叶片9与主燃风进风角度控制主燃风的进风量。

为了调节循环风的进风量，作为本实施例的一个优选实施方式，所述支管8上设有风量调节阀10，通过调节风量调节阀10的开度，可以控制循环风的进风量，从而控制好混入中心风的循环风的量，使燃烧中心的煤粉在缺氧条件下不完全燃烧，降低燃烧中心的温度，减少氮氧化物的产生。本实施例的风量调节阀10采用手动蝶阀。

为了实现火焰中心较大区域的低空气过剩系数(≤1)，保证预燃室6的燃烧器轴线方向较长范围内的还原性气氛，控制燃烧型nox的生成，所述二次风室4进风口设置有风门挡板(图中未示出)，所述风门挡板的开度可调节。调节风门档板开度及二次风旋流叶片9角度，强化一次风粉与中心风、主燃风的混合效果，使煤粉分级燃烧，降低氮氧化物的产生。

为了实现中心风具有“播煤”功能，所述中心风管2的出风口与点火燃料管1之间设置有中心风旋流叶片11，所述中心风旋流叶片11为固定焊接的叶片，中心风旋流叶片11可为初期燃烧中心回流区供给氧量。

为了降低预燃室6温度，保护燃烧器，维持炉膛整体温度，抑制氮氧化物产生，所述预燃室6外部设置循环风室12，所述循环风室12上设置有循环风管13，所述循环风管13上设置有循环风门(图中未示出)，所述循环风门的开度可调节，所述循环风室12内通入的也是循环风，所述循环风取自于锅炉引风机后低温烟气。通过调节循环风门的开度调节循环风的进风量(循环风进风量最高可调至总风量的25％左右)，从而可对煤粉燃烧“火炬”进行塑型，将烟气中的残氧供应到位，防止炉膛内因煤粉燃烧出现局部断氧，不利煤粉燃尽，产生刷壁、结焦；同时降低预燃室6温度，冷却燃烧器，防止燃烧器温度过高。此外，提供循环风的循环风机(图中未示出)进口前的风道上可以设置开度型调节阀，与大气连通，适当开启，提供循环风中的氧含量，使煤粉趋于燃尽。

本实施例提供的带预燃室采用低温烟气循环的煤粉低氮燃烧装置，充分考虑了中小型煤粉工业锅炉水冷度高、火焰温降梯度大的缺陷，采用微油点火技术，设置预燃室，降低了着火难度，为燃烧中后期燃尽风的调节和燃烧充分反应创造了条件，通过中心风、主燃风的配风调控及循环风的辅助助燃，实现了煤粉的分级燃烧，非常适用于煤粉工业锅炉，因此，本实施例还提供了一种煤粉锅炉，所述煤粉锅炉采用了本实用新型的带预燃室采用低温烟气循环的煤粉低氮燃烧器。