[发明专利]燃料喷口、预热燃烧器，固体燃料燃烧系统及其燃烧控制方法

说明书

本发明涉及一种燃料喷口，包括：高温燃料单元，包括用于引导高温燃料流的一次风直管段；二次风单元，包括外二次风直管段和内二次风直管段，所述一次风直管段套于所述外二次风直管段内，所述内二次风直管段套于所述一次风直管段内，上述直管段同心嵌套设置。本发明还涉及具有上述燃料喷口的预热燃烧器，以及具有该预热燃烧器的固体燃料燃烧系统，以及固体燃料燃烧系统的燃烧控制方法。

技术领域

本发明的实施例涉及锅炉领域，尤其涉及一种燃料喷口，一种具有该燃料喷口的预热燃烧器，一种具有该预热燃烧器的固体燃料燃烧系统，以及一种固体燃料燃烧系统的燃烧控制方法。

背景技术

煤粉锅炉的主流氮氧化物排放控制技术主要有低氮燃烧器技术、SNCR脱硝技术和SCR脱硝技术。但是实现超低NOx燃烧排放仍然存在诸多技术经济性缺陷，主要方面如下：

1)针对一种典型煤粉锅炉超低排放技术工艺流程，其工艺路线为“低氮燃烧器+锅炉本体+SCR反应器+袋式除尘器+湿法脱硫洗涤塔+湿式电除尘+烟囱”，该系统尾部降低污染物排放增添的设备，尤显系统流程复杂且运行技术经济性明显偏低；

2)对于深度降低烟气NOx排放，采用SCR或SNCR技术，煤粉锅炉运行成本明显偏高，催化剂制备更换或再生、设备用电等消耗明显增多。

上述净化尾部烟气污染物排放，诸多选用燃烧过程中和燃烧后尾部烟气开展深度降氮，但运行维护成本过高，技术经济性过低。

基于此，已经提出一种基于循环流化床燃烧技术的粉状燃料自预热方法，在循环流化床预热室的底部设置有锥形部，利用风粉输送管将粉状燃料与一次风的风粉混合物经由锥形部输送到预热室内部，粉状燃料在预热室中部分燃烧而放热，实现燃料的自预热。经过预热后的燃料，通过喷口进入炉膛中燃烧，其着火稳定性大大提高、污染物排放显著下降。

但是，由于预热燃料通常具有750～1000℃的高温，显著不同于常规的例如不高于200℃的燃料。因此，存在开发出结合燃料预热技术或者适应燃料预热技术的高温燃料喷口的需求。

发明内容

根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种燃料喷口，包括：

高温燃料单元，包括用于引导高温燃料流的一次风直管段；

二次风单元，包括二次风直管段，所述二次风直管段的至少一部分在高温燃料流的轴流方向上与所述高温燃料单元的一次风直管段同心嵌套设置。

可选的，所述二次风直管段包括外二次风直管段，所述一次风直管段套于所述外二次风直管段内；和/或所述二次风直管段包括内二次风直管段，所述内二次风直管段套于所述一次风直管段内。

可选的，所有直管段的喷口端设置有扩口部分；或二次风直管段在喷口端设置有扩口部分，而所述一次风直管段在喷口端没有设置扩口部分；或所述内二次风直管段在喷口端没有设置扩口部分，且所述内二次风直管段的喷口端相对于所述一次风直管段的喷口端内缩。

可选的，所述二次风直管段包括外二次风直管段，所述一次风直管段套于所述外二次风直管段内；所述燃料喷口还包括助燃风射流单元，所述助燃风射流单元包括围绕外二次风直管段设置的助燃风直管段，所述助燃风直管段的延伸方向与所述外二次风直管段的延伸方向相同。

可选的，内二次风直管段、一次风直管段、外二次风直管段、助燃风直管段依次由内而外同心嵌套布置；每个直管段均与对应的风箱相通，内二次风风箱、燃料流风箱、外二次风风箱、助燃风风箱在燃料流在一次风直管段的轴向流动方向上依次设置。

可选的，所述燃料喷口还包括设置在外二次风箱内的旋流器，所述旋流器用于调整外二次风的旋向；或者所述燃料喷口还包括设置在外二次风箱内的旋流器，所述旋流器用于调整外二次风的旋向，所述旋流器所在的外二次风风箱的部分在所述轴向流动方向上与所述助燃风风箱存在重叠。