[发明专利]一种低负荷稳燃的超低NOX燃烧系统及其燃烧器

说明书

本发明一种低负荷稳燃的超低NO_X燃烧系统及其燃烧器，燃烧器包括预燃室，预燃室的入口一侧依次由内向外同轴套设的中心风通道、一次风通道、直流风通道和内二次风通道，以及预燃室外部壳体上设置外二次风通道；燃烧系统包括燃烧器，燃烧器前端连接的燃料仓，燃烧器后端依次连接的锅炉和空气预热器；燃料仓采用可变径管道与一次风通道连通；空气预热器的预热输出端分为三部分，预热后的三股热风气流由引风机分别引入燃烧器内，与直流风通道、内二次风通道和外二次风通道连接。所述的燃烧器能有效降低热力型NO_X和燃料型NO_X的排放，燃烧系统在改变负荷运行时，煤粉仓可以合理利用变径管道来控制输送的燃料量，实现烟气再循环和低负荷稳燃。

技术领域

本发明属于热能与动力工程领域，涉及一种低负荷稳燃的超低NO_X燃烧系统及其燃烧器。

背景技术

虽然新能源的研究和发展速度逐渐加快，但目前我国的能源结构仍以煤炭为主体，其燃烧产生的氮氧化物、硫氧化物和粉尘等污染物对人们的身体健康和生活环境造成了严重影响，由此引起的污染问题已经受到人们的重视。

氮氧化物是主要的大气污染物之一，主要是指NO和NO₂，而煤粉在高温下燃烧产生的氮氧化物大部分为NO。大气中的氮氧化物是形成光化学烟雾的主要因素，而且也是PM2.5粒子的主要来源，形成全国范围的雾霾的主要因素之一。此外氮氧化物遇水会转化为硝酸或亚硝酸，形成酸雨，腐蚀建筑物等而且会危害人体健康。因此NO_X等污染物的排放标准逐年严格。目前氮氧化物的控制方法主要有烟气脱硝和燃烧脱硝两大类。常用的烟气脱硝方法主要包括选择性催化还原法和选择性非催化还原法。燃烧脱硝技术则包括低NO_X燃烧器、生物质或淤泥燃烧、空气分级燃烧和烟气再循环等方法。

燃烧器是锅炉的主要设备，如何提高低负荷煤粉燃烧的稳定性，同时降低NO_X的排放是煤粉燃烧装置研究的重点。分相燃烧是一种实现煤粉超低氮燃烧的关键技术。其原理是通过空气深度分级，实现挥发份N和焦炭N的分相燃烧。通常通过预燃室型燃烧器，分别实现挥发份在预燃室内、焦炭在炉膛内低温贫氧燃烧。既减少了燃料型NOX的生成，又减少热力型NO_X的生成，进而实现煤粉的超低氮燃烧。但是，现有带预燃室型燃烧器在低负荷时，风量和粉量并不是线性匹配，导致一次风风量减小时，煤粉浓度减小过多，非炉前送粉时甚至出现管道沉粉现象，严重影响煤粉；预燃室内壁和出口易结渣，且带预燃室燃烧器中心风通道易积粉，点火枪易堵塞；锅炉低负荷运行期间，炉膛过冷度大，再循环烟气温度过低，不利于减少NO_X产生且影响预燃室内煤粉燃烧；对于带预燃室燃烧系统，除一次风外，各次风均来自空预器后热风，由同一个鼓风机送风，导致各次风串风严重，相互间影响较大。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种低负荷稳燃的超低NO_X燃烧系统及其燃烧器，结构简单，设计合理，能够降低氮氧化物，实现燃料充分燃烧及污染物低排放。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种低负荷稳燃的超低NO_X燃烧器，包括预燃室，预燃室的入口一侧依次由内向外同轴套设的中心风通道、一次风通道、直流风通道和内二次风通道，以及预燃室外部壳体上设置外二次风通道；

所述中心风通道中心装有油气两用点火枪，油气两用点火枪能够伸缩的设置在中心风通道外的高能点火装置上，伸缩端伸出至预燃室或炉膛内；预燃室的侧壁上开设有若干与外二次风通道连通的外二次风出口，二次风通道上超出预燃室壳体的部分设置若干周界风喷口；直流风通道设置烟气和热空气切换三通，一端连接直流风通道，另一端用于接入天然气或烟气，第三端作为直流风通道的入口。

优选的，所述一次风通道内侧设置有可伸缩套筒，可伸缩套筒沿一次风通道通道内壁滑动伸缩。