专利名称：微油冷炉点火和超低负荷稳燃且具有低NOx排放的旋流燃烧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及旋流燃烧器，尤其涉及一种微油冷炉点火和超低负荷稳燃且具有低NOx排放的旋流燃烧器。
背景技术：
2004年我国进口原油约1.2亿吨，预计2005年将突破1.4亿吨，对进口原油的依存度已达40％。石油现已成为关系我国经济安全的战略物资。
国务院总理温家宝在05年3月5日十届全国人大会议上作政府报告时强调，要注重能源资源节约和合理利用。温总理说，“缓解我国能源资源与社会经济发展的矛盾，必须立足国内，显著提高能源资源利用效率”。
大型电站锅炉点火和低负荷稳燃用油量巨大，一台200MW锅炉冷炉升炉一次要消耗约50-70吨油，一台300MW锅炉约需消耗80-100吨油，一台600MW锅炉约需消耗200-250吨油。有统计数据表明，每年锅炉升炉点火约需150-180万吨燃油，折合人民币45-54亿元。在低负荷助燃用油方面，随着电网容量加大，电网峰谷差加剧，在晚上用电低谷时段，许多机组在在低负荷和超低负荷状态下运行，虽然随着燃烧技术的发展，许多机组经过燃烧器改造后，能在50-60％负荷时不投油稳燃，但在超低负荷(30-50％)运行时，必须投用助燃用油，助燃用油量巨大。基于此，国家发改委鼓励开发和推广无油点火技术和微油煤粉点火技术。
国内已经开发成功了等离子体无油点火技术，该技术已经在大型电站锅炉上得到推广应用。该技术可以实现无油点火，但也存在系统复杂，成本高等问题。
少油点火技术(在一次风中加小油枪)，由于其节油效果较好(视锅炉容量，小油枪燃油量为200-500kg/h)，设备投资少，可靠性高，已在锅炉上得到非常广泛的应用。但是该技术存在下列不足(1)小油枪点火无法在锅炉冷炉启动时使用。(2)小油枪点火仍无法解决在锅炉启动时，投用电除尘器问题。(3)锅炉在超低负荷情况下运行时，小油枪的稳燃能力不足。
杭州浙大天元科技有限公司已经获得“微油冷态点火和超低负荷稳燃燃烧器”，“微油冷态点燃贫煤和超低负荷稳燃燃烧器”2项实用新型专利。其发明专利正在审查过程中。已获得的2项专利主要是用于四角切圆燃烧直流煤粉燃烧器。经过公司技术人员的努力，现已开发成功了用于旋流燃烧器的微油点火技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种微油冷炉点火和超低负荷稳燃且具有低NOx排放的旋流燃烧器。
它具有依次连接的燃烧器弯头、煤粉浓缩器、煤粉燃烧器本体，高能微油长油枪从燃烧器弯头插入至煤粉燃烧器本体，煤粉燃烧器本体内具有二次风通道、高速密封风通道、煤粉燃烧室，煤粉燃烧室具有相连接的一级煤粉燃烧室、二级煤粉燃烧室，一级煤粉燃烧室与高强度油燃烧室一端相接，高强度油燃烧室另一端与高能微油长油枪出口相接，在二次风通道上设有内二次风旋流器、外二次风旋流器。
本发明有益效果1)对于大型电站煤粉炉，旋流燃烧器和直流燃烧器在燃烧器结构形式、布置方式、稳燃机理等方面存在很大的不同，该微油点火技术用于旋流燃烧器；2)为了实现旋流燃烧器的微油点火，采用了高能微油长油枪和高强度油燃烧室结构来实现能级放大原理。微油长油枪和高强度油燃烧室从燃烧器后部弯头插入，与直流燃烧器的结构有很大不同；3)在二级煤燃烧室的外部设置密封风通道，减缓二次风和一次风的混合，使挥发份在缺氧状态下燃烧，降低NOx排放。
4)点火节油率可达95％以上。具有低负荷和超低负荷稳燃功能。在锅炉点火后即可以投用电除尘，环保效果好；5)具有低NOx排放的旋流微油点火燃烧器可靠性高。微油点火投资成本低，具有市场竞争力，容易为市场接受。
附图是微油冷炉点火和超低负荷稳燃且具有低NOx排放的旋流燃烧器结构示意图。
具体实施例方式
如图所示，微油冷炉点火和超低负荷稳燃且具有低NOx排放的旋流燃烧器，具有依次连接的燃烧器弯头、煤粉浓缩器3、煤粉燃烧器本体，高能微油长油枪1从燃烧器弯头插入至煤粉燃烧器本体，煤粉燃烧器本体内具有二次风通道、高速密封风通道6、煤粉燃烧室，煤粉燃烧室具有相连接的一级煤粉燃烧室4、二级煤粉燃烧室5，一级煤粉燃烧室4与高强度油燃烧室2一端相接，高强度油燃烧室2另一端与高能微油长油枪1出口相接，在二次风通道上设有内二次风旋流器7、外二次风旋流器8。
所述的高能微油长油枪1的长度为2m-3m。外二次风旋流器8的空气流量为内二次风旋流器7的空气流量的1.5-2倍。
本发明为具有微油点火和低NOx排放的功能的旋流燃烧器，它利用微量燃油(20-50kg/h)在冷炉状态下直接点燃煤粉，具有超低负荷稳燃能力，且具有低NOx排放特性。由于旋流燃烧器的结构形式和直流燃烧器有很大不同，因此，对于旋流燃烧器必须采用高能微油长油枪和高强度油燃烧室，并且长油枪和高强度燃烧室须从后部弯头插入。高能微油长油枪使燃油在气化状态下燃烧，油枪和高强度油燃烧室配合，使气化燃油在极短的时间内完全燃烧，产生很高温度的油火焰。高温油火焰高速喷入经浓缩后的一级煤粉燃烧室内，高浓度的煤粉气流被高温油火焰瞬间点燃，然后由已着火燃烧的浓相煤粉在二级煤粉燃烧室内与稀相煤粉气流混合并点燃稀相煤粉，从而实现了煤粉的分级燃烧，燃烧能量逐级放大，达到点火并加速煤粉燃烧的目的，大大减少煤粉燃烧所需引燃能量。
对于旋流燃烧器而言，微油所产生的高温火焰是沿着轴线喷入，因此，应采用中心浓缩的方式，增加第一级燃烧室的煤粉浓度。在给煤机和磨煤机开始启动阶段，煤粉浓度相对较低，采用煤粉浓缩方法，可以保证一级室高温油火焰快速引燃煤粉。
微油点火煤粉燃烧室(一级室和二级室)和二次风间有一层高速密封风，该密封风可以减弱在挥发份燃烧阶段一次风和二次风的混合，从而大幅度降低NOx的排放。另外该层密封风还具有冷却二级燃烧器壁面的作用，防止燃烧器烧坏和结渣。
本燃烧器设置有内二次风旋流器和外二次风旋流器。外二次风旋流器的空气流量为内二次风的1.5-2倍。且内二次风旋流器和外二次风旋流器的旋流强度可以调节。内外二次风旋流器的作用是调节回流区的大小。由于通过外二次风旋流器的风量大，可以减缓二次风与一次风的混合，有利于降低NOx排放。
本微油技术用于现有燃烧器的改造时，二次室风风道尺寸和旋流器旋流强度均保持不变，在正常运行时，可确保旋流燃烧器的燃烧特性、结渣特性不变，且具有更低的NOx排放。通过合理配置一级燃烧室、二级燃烧室的煤粉量，并采用耐热合金钢，确保燃烧器壁面温度不超过600°，不发生烧坏和结渣。本旋流燃烧器可以达到95％以上的以煤代油效果。具有点火速度快、可靠性高，不结渣，点火出力大等特点。
本发明由于采用了高能微油长油枪，高强度油燃烧室，具有中心浓缩功能的煤粉浓缩器，高速密封风等全新的技术，并采用能量逐级放大原理，使得微油点火技术可以适用于旋流燃烧器。该项发明具有节油效率高(95％以上)，点火速度快，防结渣，能在锅炉冷态情况下直接点燃煤粉，具有超低负荷稳燃能力，可靠性高等特点。设备改造简单，成本低，无需运行维护，能为电厂节省大量的锅炉启动和助燃用油的优点，具有广阔的市场前景。
权利要求
1.一种微油冷炉点火和超低负荷稳燃且具有低NOx排放的旋流燃烧器，其特征在于，它具有依次连接的燃烧器弯头、煤粉浓缩器(3)、煤粉燃烧器本体，高能微油长油枪(1)从燃烧器弯头插入至煤粉燃烧器本体，煤粉燃烧器本体内具有二次风通道、高速密封风通道(6)、煤粉燃烧室，煤粉燃烧室具有相连接的一级煤粉燃烧室(4)、二级煤粉燃烧室(5)，一级煤粉燃烧室(4)与高强度油燃烧室(2)一端相接，高强度油燃烧室(2)另一端与高能微油长油枪(1)出口相接，在二次风通道上设有内二次风旋流器(7)、外二次风旋流器(8)。
2.根据权利要求1所述的一种微油冷炉点火和超低负荷稳燃且具有低NOx排放的旋流燃烧器，其特征在于所述的高能微油长油枪(1)的长度为2m-3m。
3.根据权利要求1所述的一种微油冷炉点火和超低负荷稳燃且具有低NOx排放的旋流燃烧器，其特征在于所述的外二次风旋流器(8)的空气流量为内二次风旋流器(7)的空气流量的1.5-2倍。
全文摘要
本发明公开了一种微油冷炉点火和超低负荷稳燃且具有低NOx排放的旋流燃烧器。它具有依次连接的燃烧器弯头、煤粉浓缩器、煤粉燃烧器本体，高能微油长油枪从燃烧器弯头插入至煤粉燃烧器本体，煤粉燃烧器本体内具有二次风通道、高速密封风通道、煤粉燃烧室，煤粉燃烧室具有相连接的一级煤粉燃烧室、二级煤粉燃烧室，一级煤粉燃烧室与高强度油燃烧室一端相接，高强度油燃烧室另一端与高能微油长油枪出口相接，在二次风通道上设有内二次风旋流器、外二次风旋流器。本发明点火节油率达95％以上，且具有低负荷和超低负荷稳燃功能。在二级煤燃烧室的外部设置密封风通道，减缓二次风和一次风的混合，使挥发份在缺氧状态下燃烧，降低NOx排放。
文档编号F23D1/02GK1912462SQ20061005309
公开日2007年2月14日 申请日期2006年8月23日 优先权日2006年8月23日
发明者傅宁娟 申请人:傅宁娟