[发明专利]煤粉预热燃烧器及煤粉预热燃烧方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃烧技术领域，特别是煤粉锅炉的煤粉预热燃烧器及其预热燃烧方法。

技术背景

随着我国煤炭资源的日趋紧张，越来越多的无烟煤被用来直接发电。但由于无烟煤挥发分含量低、固定碳含量高，导致其着火困难、燃烧稳定性和燃尽性较差。其它一些挥发分低于10％的燃料，如半焦、气化细粉灰等燃料，也存在上述问题，无法采用传统燃烧设备进行有效利用。

现有技术主要通过预热后再燃烧的方法对此类燃料进行燃烧利用。CN102032564A公开了一种利用在燃烧装置前设置等离子体或小型油枪方法，持续预热煤粉，预热的煤粉再送入燃烧室燃烧；该方法需要外部热源持续加热煤粉，增加了系统的复杂性。CN1082164A公开了一种流化床煤粉预燃加热燃烧装置，在煤粉一次风喷口外设置一小型流化床煤粉预燃加热室，以期燃用难燃煤种，并解决煤粉锅炉低负荷下通常需要助燃的问题；由于加入预燃加热室的煤粉将被流化风直接向上输送至燃烧室出口，无法在加热室底部形成炽热的密相区，因此很难提供高温的煤粉。CN101158468A公开了一种煤粉高温预热方法，煤粉从循环流化床燃烧室中下部加入，从其底部通入空气，通过煤粉部分燃烧放热，将煤粉预热到800℃以上；由于煤粉电站锅炉的送粉系统通常采用一次风携带煤粉形成风粉混合物喷入锅炉燃烧装置，该方法难以直接在现有电站锅炉上应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤粉预热燃烧器及方法，可用于煤粉及其它粉状燃料的高效、稳定、低NO_X燃烧，并能够适应现有电厂煤粉锅炉制粉系统，与煤粉锅炉直接对接。

根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种煤粉预热燃烧器，包括：依次相连的预热燃烧室、气固分离器和U形返料器，U形返料器包括下降段和上升段，预热燃烧室底部与U形返料器上升段出口直接相连或通过连接管道相连；以及风粉混合物加入口，设置在U形返料器上升段或所述连接管道或预热燃烧室底部，加入的风粉混合物由含氧气体携带煤粉形成且风粉混合物加入口构造成使得风粉混合物朝向预热燃烧室内移动。

可选地，所述连接管道为水平管道。

可选地，所述连接管道为倾斜管道，且与U形返料器上升段出口相连端低于与预热燃烧室底部相连端。

可选地，所述预热燃烧室为非竖直管段。

可选地，预热燃烧室为竖向布置的近似半圆环形，预热燃烧室的底部直接与返料器的上升段相连，预热燃烧室的底部设有风粉混合物加入口。

可选地，预热燃烧室为缠绕在气固分离器外侧的螺旋形圆管段，预热燃烧室的底部直接与返料器的上升段相连，预热燃烧室底部设有风粉混合物加入口。

可选地，预热燃烧室的底部呈自下而上渐扩的锥形，与返料器的上升段顶部出口直接相连，预热燃烧室底部设有风粉混合物加入口。

根据本发明的实施例的另一方面，提出了一种煤粉预热燃烧方法，包括步骤：提供依次相连的预热燃烧室、气固分离器和U形返料器，预热燃烧室底部与U形返料器上升段出口直接相连或通过连接管道相连；提供位于U形返料器上升段或连接管道或预热燃烧室底部的风粉混合物加入口；通过风粉混合物加入口加入由含氧气体携带煤粉形成的风粉混合物朝向预热燃烧室流动，使预热燃烧室中的流态呈输送床，且所述含氧气体与煤粉的比例为折合至氧气量/燃料燃烧理论氧气量＝0.1～0.3；和以来自返料器的高温煤粉为着火源，使得自风粉混合物加入口加入的煤粉在预热燃烧室中部分燃烧放热。

可选地，所述煤粉在预热燃烧室中部分燃烧放热而将风粉混合物加热到800℃以上。

可选地，预热燃烧室中的流速为1～2m/s。

本发明提供的煤粉预热燃烧器结构简单，特别是预热燃烧室底部不带布风装置，且预热燃烧室形状可自由变化，煤粉或其它粉状燃料直接利用气力输送的方式通入装置中，可与煤粉电站锅炉的制粉系统直接对接，适用于各种煤粉及低挥发份难燃燃料的高效、稳定、低NO_X排放燃烧。

附图说明

图1为本发明实施例1的煤粉预热燃烧器的示意图。

图2为本发明实施例2的煤粉预热燃烧器的示意图。

图3为本发明实施例3的煤粉预热燃烧器的示意图。

图4为本发明实施例4的煤粉预热燃烧器的示意图。

图5为本发明实施例5的煤粉预热燃烧器的示意图。

图6为本发明实施例6的煤粉预热燃烧器的示意图。

图7为本发明实施例7的煤粉预热燃烧器的示意图。

具体实施方式