[发明专利]一种超低氮燃烧器喷口、燃烧器和锅炉

说明书

本发明公开了一种超低氮燃烧器喷口、燃烧器和锅炉，该喷口包括中心风筒，中心风筒外套设有一次风筒，一次风筒和中心风筒之间设有旋流盘，旋流盘能够随中心风筒轴向移动，一次风筒中设有若干个一次风天然气气枪，一次风筒外套设有二次风筒，二次风筒和一次风筒之间设有二次风孔板，二次风筒外套设有三次风筒，三次风筒上设有若干个三次风天然气气枪。本发明利用旋流盘进行烟气自卷吸燃烧；通过不同天然气气枪可实现燃料的多层分级燃烧降低NO_X的生成；利用二次风孔板强化空气分级燃烧，促进烟气的混合及卷吸，降低燃烧火焰温度，进一步降低NO_X排放；旋流盘前后位置可调，可保证燃料和风的最佳混合，还能够通过调整旋流盘位置避免燃烧脉动现象的产生。

技术领域

本发明涉及燃气锅炉领域，特别是涉及一种超低氮燃烧器喷口、燃烧器和锅炉。

背景技术

由于天然气具有单位热值高、供应可靠、价格低等优点，常常被用作燃料使用，有较广的应用范围。天然气的主要成份为CH₄，具有较快的燃烧速度和较高的理论燃烧温度，燃烧时容易造成较高的NO_X排放。理论研究表明，控制天然气燃烧后NO_X排放量的关键是控制其高温型NO_X的产生。因此，降低天然气燃烧的温度，防止局部高温区的产生，特别是控制燃料在大于1500℃温度域的停留时间，对天然气燃烧器NO_X的生成影响重大。

目前所使用的天然气低氮燃烧器主要以燃料分级，空气分级、烟气再循环等技术为主，各研究机构提出的结构和参数各有优劣，如上海华之邦能源科技有限公司的研究者们提出的《低NO_X燃气燃烧器》(专利申请公布号 CN102721058A)、上海汉卓能源科技有限公司研究者提出的《用低氮氧化物燃气燃烧器及其燃烧方法》(专利申请公布号CN104595900A)。对于中小型锅炉，燃烧器数量少，燃料分级燃烧技术能获得更为均匀的燃烧器出口温度场，降低火焰峰值温度，从而获得更低的NO_X排放。但对于中大型锅炉尤其是电站锅炉，炉膛中心区域的火焰温度由多个燃烧器的共同决定，通过燃料分级技术很难再控制炉膛中心区域的火焰温度。大型电站锅炉采用多个燃烧器组织炉膛内燃烧，炉膛中心区域火焰由多个燃烧器共同汇聚形成，而燃烧器的燃料分级技术一般只能对本燃烧器的火焰初期温度控制有一定作用，因此采用燃料分级的燃烧器技术很难降低大型锅炉的NO_X排放。目前大型电站锅炉为了降低NO_X排放常采用全炉膛的烟气再循环技术和空气分级燃烧技术，其中烟气再循环技术降低天然气燃烧NO_X排放效果最为明显，但是抽取炉膛尾部烟气需增加风机和烟道等布置，成本较高，随着NO_X排放的指标日益严格，抽取的烟气量也需要增加，抽取烟气运行成本也随之升高。一方面采用高温烟气，风机等设备的可靠性不能得到有效保障。另一方面，为了追求NO_X的超低排放，燃料分级过度及烟气再循环量过大，导致燃烧脉动，最终导致炉膛振动，带来较大的运行安全问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的中大型锅炉炉膛中心区域的火焰温度由多个燃烧器的共同决定，现有燃烧器的高温烟气采用风机等设备抽取，可靠性不能得到有效保障，另外燃料分级过度及烟气再循环量过大，导致燃烧脉动，最终导致炉膛振动，带来较大的运行安全的问题，提供一种超低氮燃烧器喷口、燃烧器和锅炉。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种超低氮燃烧器喷口，包括中心风筒，所述中心风筒外套设有一次风筒，所述一次风筒和所述中心风筒之间设有旋流盘，所述旋流盘能够随所述中心风筒轴向移动，所述一次风筒中设有若干个一次风天然气气枪，所述一次风筒外套设有二次风筒，所述二次风筒和所述一次风筒之间设有二次风孔板，所述二次风筒外套设有三次风筒，所述三次风筒上设有若干个三次风天然气气枪，所述旋流盘用于将一次风旋流，形成中心回流区，所述二次风孔板用于延迟一次风与二次风的混合。