阅读说明：本技术 一种用于水煤浆锅炉的低氮燃烧装置 (Low-nitrogen combustion device for water-coal-slurry boiler ) 是由 袁永功 秦泽元 张刚 孙钊伟 刘杰 刘光辉 于 2020-07-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于水煤浆锅炉的低氮燃烧装置,包括：炉膛,所述炉膛内部靠近轴心处固定安装有燃料进管,所述炉膛内部设有喉口,所述炉膛内部位于喉口一端处固定安装有内循环组件,所述内循环组件包括烟气进口、第二出口和第一出口,所述第一出口位于喉口的一端,所述第二出口与燃烧室相对,所述烟气进口位于所述第二出口和第一出口的外侧且与燃烧室相对；风机；燃烧器头部；燃烧室；本发明通过设置内循环组件,燃烧室中的烟气沿烟气进口和第一出口进入内循环组件的内部并与助燃空气混合后,再经第二出口流出,实现了助燃空气和内循环烟气在第一出口和第二出口之间混合,如此可降低燃烧温度和含氧量,可大大降低NOx的排放。(The invention discloses a low-nitrogen combustion device for a water-coal slurry boiler, which comprises: the fuel inlet pipe is fixedly installed in the hearth close to the axis, the throat is arranged in the hearth, an internal circulation component is fixedly installed at one end, located at the throat, in the hearth and comprises a flue gas inlet, a second outlet and a first outlet, the first outlet is located at one end of the throat, the second outlet is opposite to the combustion chamber, and the flue gas inlet is located on the outer sides of the second outlet and the first outlet and opposite to the combustion chamber; a fan; a burner head; a combustion chamber; according to the invention, the internal circulation assembly is arranged, and the flue gas in the combustion chamber enters the internal circulation assembly along the flue gas inlet and the first outlet, is mixed with the combustion-supporting air and then flows out through the second outlet, so that the mixing of the combustion-supporting air and the internal circulation flue gas between the first outlet and the second outlet is realized, the combustion temperature and the oxygen content can be reduced, and the emission of NOx can be greatly reduced.)

一种用于水煤浆锅炉的低氮燃烧装置

技术领域

本发明涉及水煤浆锅炉技术领域，具体为一种用于水煤浆锅炉的低氮燃烧装置。

背景技术

循环流化床锅炉燃用煤基清洁燃料水煤浆，是降低烟气污染物有效燃烧方式，目前对于天然气燃料，采用低氮燃烧器+烟气外循环的技术路线，能将NOX的排放降低至30mg/Nm3，达到目前最严格的环境标准排放要求，烟气再循环技术即从锅炉尾部烟道上抽取部分烟气(低温段)与助燃空气混合后再送进炉膛燃烧，因其可降低燃烧温度和含氧量，可大大降低NOX的排放。

但是，参与外循环的低温烟气需要从锅炉尾部引出，需要增设烟气再循环管道、烟混箱、再循环风机等必备的烟气再循环部件，导致结构相对比较复杂，设置成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于水煤浆锅炉的低氮燃烧装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于水煤浆锅炉的低氮燃烧装置，包括：

炉膛，所述炉膛内部靠近轴心处固定安装有燃料进管，所述炉膛内部设有喉口，所述炉膛内部位于喉口一端处固定安装有内循环组件，所述内循环组件包括烟气进口、第二出口和第一出口，所述第一出口位于喉口的一端，所述第二出口与燃烧室相对，所述烟气进口位于所述第二出口和第一出口的外侧且与燃烧室相对；

风机；

燃烧器头部；

燃烧室；

其中，所述风机固定安装于炉膛底端，所述燃烧室固定连接于炉膛一端，所述燃烧器头部固定连接于燃烧室一端。

优选的，还包括：

安装板；

其中，所述安装板固定安装于炉膛外部，所述安装板外壁四角开设有螺丝孔。

优选的，还包括：

底座；

其中，所述底座固定安装于炉膛底端表面。

优选的，所述燃烧器头部包括外套筒和主燃料管，所述外套筒套设于主燃料管外部，所述主燃料管轴向布置多排一次燃料孔，所述外套筒外壁表面布置有与每一个所述一次燃料孔对应的助燃风孔，且每一个所述一次燃料孔固定安装有喷射机构，所述喷射机构伸入所述助燃风孔内部。

优选的，所述炉膛靠近于燃烧室的一端表面开设有内循环烟气进口和燃料口，所述内循环烟气进口位于燃料口两侧，所述内循环烟气进口与烟气进口之间相互连通。

优选的，所述内循环组件还包括第一导板和第二导板，所述第一导板与喉口之间固定连接，所述第二导板与第一导板之间形成烟气通道，所述烟气通道分别连通烟气进口和第一出口。

优选的，所述燃烧室内部位于燃料口一侧处固定安装有喷火嘴，且喷火嘴与炉膛之间固定连接。

优选的，所述主燃料管一端延伸至外套筒外部且固定连接有主燃料管端头，所述主燃料管端头外壁表面开设有二次燃料孔，所述主燃料管内部设有燃料，所述外套筒内部设有助燃空气。

优选的，所述主燃料管的端部设置有用于引导助燃风流通的导流盘。

优选的，所述炉膛内部位于燃料进管两侧处固定连接有空气进管，所述燃料进管内部设有燃料通道，所述燃料进管一端固定连接有燃料喷头。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过设置内循环组件，使内循环组件的横截面积比喉口的横截面积小，增加空气流速与动压，从而在第一出口处营造出相对负压的氛围，燃烧室中的烟气沿烟气进口和第一出口进入内循环组件的内部并与助燃空气混合后，再经第二出口流出，实现了助燃空气和内循环烟气在第一出口和第二出口之间混合，降低炉膛燃料燃烧氧量，如此可降低燃烧温度和含氧量，可大大降低NOx的排放。

2.本发明通过安装的燃烧器头部，助燃空气和燃料经过每一个微通道混合后形成一股火焰，多个微通道燃烧就形成多股分布式火焰，从而以使得在微通道出口形成均匀的多束分布式火焰，实现了NOx的超低排放，不仅可以解决预混燃烧技术的不足，预防其火焰传播速度快导致的回火及驻焰等安全隐患。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为本发明的燃烧器头部结构示意图；

图4为本发明的燃烧器头部内部结构示意图；

图5为本发明的内循环组件结构示意图；

图6为本发明的A放大结构示意图。

图中：10、炉膛；11、燃料进管；12、空气进管；13、内循环组件；131、第一导板；132、烟气进口；133、第二出口；134、第二导板；135、第一出口；136、烟气通道；14、内循环烟气进口；15、燃料口；16、燃料混合室；17、燃料通道；18、燃料喷头；20、风机；30、安装板；40、燃烧器头部；41、外套筒；42、主燃料管；43、助燃空气；44、燃料；45、助燃风孔；46、主燃料管端头；461、二次燃料孔；47、导流盘；48、一次燃料孔；49、喷射机构；50、底座；60、燃烧室；61、喷火嘴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种用于水煤浆锅炉的低氮燃烧装置，包括：炉膛10、风机20、燃烧器头部40和燃烧室60。

进一步地，风机20用于向炉膛10内输入助燃空气。

其中，所述炉膛10内部靠近轴心处固定安装有燃料进管11，所述炉膛10内部设有喉口，所述炉膛10内部位于喉口一端处固定安装有内循环组件13，所述内循环组件13包括烟气进口132、第二出口133和第一出口135，第一出口135形成的截面的横截面积小于第二出口133形成的截面的横截面积，第二出口133形成的截面的横截面积小于喉口的出口的横截面积，如此可使助燃空气与内循环烟气在第一出口135处的流速最大，之后流速降低，使二者混合程度更加充分，最后从第二出口133排出混合充分的低氧空气，所述第一出口135位于喉口的一端，所述第二出口133与燃烧室60相对，所述烟气进口132位于所述第二出口133和第一出口135的外侧且与燃烧室60相对。

进一步地，第一出口135的开口方向与助燃空气的流动方向一致，如此可避免由第一出口135流出的内循环烟气非平行地与助燃空气混合，致使助燃空气的前进阻力增加。

进一步地，使内循环组件13的横截面积比喉口的横截面积小，增加空气流速与动压，从而在第一出口135处营造出相对负压的氛围，燃烧室60中的烟气沿烟气进口132和第一出口135进入内循环组件13的内部并与助燃空气混合后，再经第二出口133流出，实现了助燃空气和内循环烟气在第一出口135和第二出口133之间混合，如此可降低燃烧温度和含氧量，可大大降低NOx的排放。

其中，所述风机20固定安装于炉膛10底端，所述燃烧室60固定连接于炉膛10一端，所述燃烧器头部40固定连接于燃烧室60一端。

其中，还包括：安装板30。

其中，所述安装板30固定安装于炉膛10外部，所述安装板30外壁四角开设有螺丝孔。

进一步地，通过安装板30能够提高该装置的安装稳定性。

其中，还包括：底座50。

其中，所述底座50固定安装于炉膛10底端表面。

其中，所述炉膛10靠近于燃烧室60的一端表面开设有内循环烟气进口14和燃料口15，所述内循环烟气进口14位于燃料口15两侧，所述内循环烟气进口14与烟气进口132之间相互连通。

进一步地，能够确保燃烧室60内产生的烟气能够从内循环烟气进口14进入到烟气进口132内，避免出现烟气进入不到烟气进口132内的情况。

其中，所述内循环组件13还包括第一导板131和第二导板134，所述第一导板131与喉口之间固定连接，所述第二导板134与第一导板131之间形成烟气通道136，所述烟气通道136分别连通烟气进口132和第一出口135。

进一步地，第一导板131沿助燃空气流动方向的截面直径逐渐减小，烟气通道136沿内循环烟气流动方向的截面直径逐渐减小，如此可使助燃空气和内循环烟气的流速均增加，即在第一出口135处的流速均达到最大，使得二者的混合程度最好；可以理解的是，烟气通道136还可以是渐扩形(即沿内循环烟气流动方向的截面直径逐渐增大)，本发明对烟气通道136的截面直径不进行限定，但优选为截面直径逐渐减小。

其中，所述燃烧室60内部位于燃料口15一侧处固定安装有喷火嘴61，且喷火嘴61与炉膛10之间固定连接。

其中，所述炉膛10内部位于燃料进管11两侧处固定连接有空气进管12，所述燃料进管11内部设有燃料通道17，所述燃料进管11一端固定连接有燃料喷头18。

进一步地，燃料进管11可以采用供浆泵进行燃料的输送。

进一步地，燃料进管11一端的燃料喷头18与燃料口15相对。

综合以上实施例所述，燃烧所需要的燃料从燃料进管11内的燃料通道17中经燃料喷头18喷入燃烧室60，燃烧所需要的助燃空气经喉口和内循环组件13喷入燃烧室60，当助燃空气流经内循环组件13时，助燃空气的流通面积逐渐减少，助燃空气的流速逐渐增大，即动压增大静压减小，流至第一出口135时助燃空气的流速增至最大，第一出口135处相对烟气进口132为负压，高流速的助燃空气吸卷外部高温烟气，高温烟气通过内循环组件13的烟气进口132、烟气通道136和第一出口135后与由喉口流出的助燃空气混合，形成低氧量的空气烟气混合气，遇到从燃料进管11喷入燃烧室60的燃料，进行低氧量燃烧，减少了燃料燃烧过程中氧气和氮气的结合机率，进而降低了热力型NOx的生成，同时也减少了氧气和燃料型化合物结合的机率，进而降低燃料型NOx的生成，故大大降低了燃料燃烧后的NOx排放。

实施例2：

请参阅图1、图3、图4和图6，本发明提供一种技术方案：一种用于水煤浆锅炉的低氮燃烧装置，所述燃烧器头部40包括外套筒41和主燃料管42，所述外套筒41套设于主燃料管42外部，所述主燃料管42轴向布置多排一次燃料孔48，所述外套筒41外壁表面布置有与每一个所述一次燃料孔48对应的助燃风孔45，且每一个所述一次燃料孔48固定安装有喷射机构49，喷射机构49可以为燃料杆，燃料杆用于将主燃料管42的燃料输送至对应的助燃风孔45处，以便于燃料和助燃空气在助燃风孔45内进行混合，所述喷射机构49伸入所述助燃风孔45内部，使得燃料44和助燃空气43在助燃风孔45内混合，以在助燃风孔45处形成多股分布式火焰。

进一步地，助燃风孔45的长度按需求进行设计，能够延长助燃空气和燃料在助燃风孔45内的混合长度，实现助燃空气和燃料的均匀混合。

进一步地，一个一次燃料孔48、对应的喷射机构49和对应的助燃风孔45，形成一个微通道。

进一步地，微通道以多排环状均匀地设置在燃烧器头部2上，助燃风4和燃料3经过每一个微通道混合后形成一股火焰，多个微通道燃烧就形成多股分布式火焰，从而以使得在微通道出口形成均匀的多束分布式火焰。

其中，所述主燃料管42一端延伸至外套筒41外部且固定连接有主燃料管端头46，所述主燃料管端头46外壁表面开设有二次燃料孔461，所述主燃料管42内部设有燃料44，所述外套筒41内部设有助燃空气43。

其中，所述主燃料管42的端部设置有用于引导助燃风流通的导流盘47。

进一步地，在主燃料管42的端部设置有用于引导助燃风流通的导流盘47，使得助燃风经过导流盘47与燃料混合形成值班火焰。

综合以上实施例所述，充分利用微通道分布式火焰技术“超低排放、火焰紧凑、高抗回火/驻焰性能”等特点，实现了NOx的超低排放，不仅可以解决预混燃烧技术的不足，预防其火焰传播速度快导致的回火及驻焰等安全隐患，而且也能解决分级燃烧所不能实现的超超低氮排放标准。

在本发明所提供的几个实施方式中，应该理解到所揭露的装置可以通过其它的方式实现。所显示或讨论的相互之间的焊接或螺纹连接或缠绕连接可以是通过设备进行辅助完成的，如焊枪实现焊接，用扳手实现螺纹连接等，装置组成部件材料多种多样，例如铝合金、钢和铜等金属材料，通过铸造或者采用机械冲压等方式成型。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。