一种增强分流增浓的煤粉解耦燃烧器及燃烧方法与流程

文档序号:11232074阅读:650来源:国知局
一种增强分流增浓的煤粉解耦燃烧器及燃烧方法与流程

本发明涉及煤粉燃烧设备领域,具体涉及一种增强分流增浓的煤粉解耦燃烧器及燃烧方法。



背景技术:

在煤粉燃烧过程中,高温富氧有利于提高燃烧效率,但同时会增加燃烧过程中生成的nox;反之,低温低氧有利于抑制nox的生成,但煤粉更不易燃尽。解除煤粉燃烧效率与nox排放的耦合问题是煤粉燃烧领域长期存在的技术难点。

我国火力发电厂所用的煤炭,劣质煤或者低挥发分的煤占有很大的比重,在燃用该类煤的过程中,大量存在着燃烧不稳定、煤粉气流着火延迟和燃烧效率低等问题,给机组运行的安全性和经济性带来很大挑战。该类煤在降低nox排放时所面临的耦合排放问题也更为严重。

前期试验及工程应用已证明,解耦燃烧技术可以实现解除煤炭燃烧的飞灰可燃物与nox的耦合排放关系,是同时降低飞灰可燃物和nox排放的有效方法。该技术将煤炭燃烧过程分为两个阶段,第一阶段,煤炭在很高的还原性气氛下发生热解、气化和燃烧,充分利用煤炭自身的热解和气化产物将燃料型nox转化为更为稳定的n2;第二阶段创造高温富氧但不产生热力型nox的环境,再确保煤炭的充分燃尽。在燃烧初期热解气化产生挥发份氮的转化过程,是解耦燃烧抑制nox排放的关键过程,该过程主要在一次风内部、二次风混合前的较小空间范围进行,该过程是属于微观上的分级燃烧,可充分利用反应活性更高的热解气化产物作为还原剂。

目前,根据解耦燃烧原理和高温烟气回流稳燃技术已开发了多种解耦燃烧器。专利申请“一种浓侧分级的煤粉解耦燃烧器及燃烧方法”(专利申请号:201120569682.x)公开了一种煤粉解耦燃烧器和煤粉解耦燃烧方法,该燃烧器将煤粉浓缩与稳燃功能集于一体,不仅可以提高解耦燃烧的效果,结构也较为简单,可以和任意一种煤粉浓缩装置对接,灵活性较高,对燃用不同煤种的适应性增强。但该燃烧器虽然使风粉得到高度分离,得到超浓煤粉气流和次浓气流两部分,但浓侧煤粉气流仅两侧局部进行了风粉分离,分离出的风都也集中汇入进中部的次浓气流中,使得次浓气流的煤粉浓度较分离前降低,降低抑制nox生成的效率;其次,超浓煤粉气流和次浓气流两部分紧密相连,在流动中混合较快,必然降低了浓淡分离抑制nox 生成的效果。特别是对于贫煤和无烟煤,挥发分浓度较低,析出较慢,还原性气氛时间缩短是十分不利于抑制nox生成的。

专利申请“一种分流增浓的煤粉解耦燃烧器及燃烧方法”(授权公告号:cn103062763b)公开了一种分流增浓的煤粉解耦燃烧器,参见图1,其结合煤粉浓缩、解耦燃烧和稳燃功能,较“一种煤粉解耦燃烧器和煤粉解耦燃烧方法”,分流堰的设计阻挡了浓侧煤粉随气流向淡粉侧流动,推迟了淡粉气流和浓粉气流的混合。为了增加集粉稳焰器对气流的挤压,产生更高的超浓缩效果,该燃烧器的集粉稳焰器集粉面倾角较大,但是,集粉稳焰器过大的倾角必然造成集粉面磨损加快,降低了燃烧器的使用寿命。另外,该燃烧器的浓粉侧气流受集粉稳焰器挤压连续向淡粉侧偏转,造成燃烧器出口的浓侧偏转气流将部分煤粉带入淡粉侧,从而降低了煤粉气流的煤粉浓缩效果,影响解耦燃烧的效能。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种增强分流增浓的煤粉解耦燃烧器,该燃烧器通过增设中部集粉稳焰器,可减小集粉稳焰器的集粉面倾角,增大超浓气流的卷吸能力,从而增加设备使用寿命和提高解耦燃烧性能。另外,通过浓粉侧导流隔板和分流堰在喷口出口前的导流作用,减小浓侧气流在喷口出口后向淡粉侧的偏转。

为了实现上述目的本发明提供的一种增强分流增浓的煤粉解耦燃烧器,所述燃烧器包括喷口,浓淡分流隔板,上集粉稳焰器、下集粉稳焰器和中部集粉稳焰器;

所述浓淡分流隔板设置于喷口的中部,且浓淡分流隔板的上下两端和喷口的外壳体连接;喷口由浓淡分流隔板分隔开为分别通流淡侧气流和浓侧气流的两个气流通道;

所述上集粉稳焰器、下集粉稳焰器和中部集粉稳焰器位于通浓侧气流的通道一侧;所述上集粉稳焰器、下集粉稳焰器和中部集粉稳焰器整体横截面呈扁锥形,沿气流方向,前端截面小,后端截面大;所述上集粉稳焰器、下集粉稳焰器和中部集粉稳焰器与气流方向垂直的横截面为由喷口边缘的外侧面至中心逐渐缩小的阶梯状结构;

所述上集粉稳焰器、下集粉稳焰器和中部集粉稳焰器的外侧面与喷口连接,上集粉稳焰器、下集粉稳焰器的内侧面有阶梯的一侧相对,相对的内侧面之间设有通流的空间;所述中部集粉稳焰器设置在上集粉稳焰器、下集粉稳焰器之间的通流空间,中部集粉稳焰器的上下有阶梯的斜侧面分别与上集粉稳焰器、下集粉稳焰器的内侧面有阶梯的一侧相对,中部集粉稳焰器与上集粉稳焰器、下集粉稳焰器之间分别设有通流的空间;

所述上集粉稳焰器、下集粉稳焰器和中部集粉稳焰器的相对的侧面的每一个阶梯面靠近浓淡分流隔板一侧都设有分流堰;所述分流堰为沿气流方向较长随集粉稳焰器的阶梯面和相应的斜面弯曲的长条状结构;所述分流堰的一个侧壁沿长度方向紧贴连接在集粉稳焰器的阶梯面和相应的斜面;所述各分流堰阻挡紧贴集粉稳焰器的阶梯面和相应的斜面的煤粉,并使其随气流流向浓淡分流隔板一侧。

作为改进,所述分流堰的靠近集粉稳焰器的截面增高方向一侧(远离浓淡分流隔板一侧)的侧壁为沿气流方向向集粉稳焰器的截面增高方向一侧倾斜,将贴近集粉稳焰器表面的气流导向集粉稳焰器的截面增高方向一侧(远离浓淡分流隔板一侧),由于分流堰横向汇集了集粉稳焰器在竖向收集的煤粉,并将部分气流在竖向挤向中部,进一步浓缩提高了靠近集粉稳焰器斜侧面和分流堰的倾斜的侧壁一侧的煤粉气流的煤粉浓度,使该气流浓缩成为煤粉浓度更高一级的超超浓煤粉气流;同时该超超浓粉气流位于气流横截面的外角部,加之分流堰后形成烟气回流并增大了气流边界卷吸面积,使得该气流更易卷吸更多的高温热烟气,因而对于低挥发份的难燃煤种,该气流可成为着火的稳定火焰,大大改善燃烧器的稳燃能力;分流堰的导向作用还可使更多的煤粉与淡粉气流流动方向的夹角增大,推迟了二者的混合,有利于抑制nox的生成。

优选的,相对的集粉稳焰器的分流堰在沿气流方向的喷口出口一侧相连。该设计方式可以减小浓测气流在喷口内的出口端向淡粉侧偏转。

优选的,集粉稳焰器的斜侧面的每一个阶梯面和相应的斜面上横向间隔地布置有多个分流堰,集粉稳焰器的斜侧面的同一个阶梯面上的分流堰高度不一致,其中,靠近淡粉侧的分流堰高度最高。集粉稳焰器的斜侧面的每一个阶梯面和相应的斜面上横向间隔地布置有多个分流堰,各分流堰可以阻挡紧贴集粉稳焰器的斜侧面的煤粉随气流流向浓淡分流隔板一侧,使得浓粉气流在各阶梯面间的浓度分布呈现明显的阶梯性,同时在各阶梯面内的浓度分布更为均匀。

优选的,所述浓侧气流的气流通道内设置有浓粉侧导流隔板;所述浓粉侧导流隔板在上集粉稳焰器、下集粉稳焰器和中部集粉稳焰器的靠近浓淡分流隔板的一侧的喷口出口一端,将所述上集粉稳焰器、下集粉稳焰器和中部集粉稳焰器连接起来。

优选的,所述浓粉侧导流隔板与中部集粉稳焰器的连接严密;所述浓粉侧导流隔板与上集粉稳焰器、下集粉稳焰器仅在喷口出口一端紧密连接,在靠近喷口入口一端留有间隙。由此,被集粉稳焰器挤压的煤粉气流仅能从浓粉侧导流隔板的喷口入口一端前部和浓粉侧导流隔板的喷口入口侧的上下部偏转向淡粉侧;改变浓粉侧导流隔板的形状和向浓粉侧的导向倾角,可改变浓测煤粉气流的流量分配和流向。

优选的,所述喷口外形采用渐扩的喇叭口。所述喷口外形采用渐扩的喇叭口结构可利用气流向喷口边缘扩散和煤粉惯性使集粉稳焰器之间的煤粉气流增浓,从而可在较小的集粉稳焰器的倾角下提高集粉浓缩效果和降低气流流动阻力。

优选的,所述的中部集粉稳焰器与上、下集粉稳焰器在靠近喷口出口一侧的端面相比,中部集粉稳焰器靠近喷口出口一侧的端面更远离喷口出口一侧。该设计方式可以使中部集粉稳焰器在喷口出口一侧的卷吸烟气可伸入喷口内,提高预热能力。

优选的,煤粉点火装置可以穿过中部集粉稳焰器,在靠近喷口出口一侧的端面进行煤粉点火。

作为进一步改进,各集粉稳焰器的大小尺寸、形状和沿气流方向的后端截面大小可以不同,这样可以重点保障一对集粉稳焰器相对的侧面的集粉浓缩效果和该一对集粉稳焰器后部的烟气回流能力。

作为进一步改进,所述浓淡分流隔板为倾斜布置,使得浓淡分流隔板与喷口的壳体围成的浓侧气流的通道沿气流流向的流通截面积逐渐增大;浓淡分流隔板可对淡侧气流进行导向,使淡侧气流偏离浓侧气流流动;

作为进一步改进,本发明的装置还可以和其他外部煤粉浓缩装置对接,从而实现对外部煤粉浓缩装置产生的浓侧气流的进一步浓缩,得到浓侧再增浓的煤粉解耦燃烧器,所述外部煤粉浓缩装置中的浓侧气流和淡侧气流分别经喷口的所述浓侧气流通道和所述淡侧气流通道,进入炉膛燃烧。

本发明还提供了一种基于一种增强分流增浓的煤粉解耦燃烧器的燃烧方法,所述方法包括以下步骤:

1)煤粉进入喷口后,经过上、中、下彼此相对设置的集粉稳焰器时,由于集粉稳焰器斜面的挤压作用,直行的煤粉气流的浓度提高,形成浓煤粉气流;被集粉稳焰器挤压的部分气流从浓粉侧导流隔板的喷口入口一端前部和浓粉侧导流隔板的靠近喷口入口侧的上下部偏转向淡粉侧;

步骤1)中由于集粉稳焰器斜面的挤压作用,部分空气偏向喷口内中部流动,煤粉由于惯性作用,直行的煤粉气流的浓度提高,形成浓煤粉气流。由于浓粉侧导流隔板的设置,被集粉稳焰器挤压的部分气流仅能从浓粉侧导流隔板的喷口入口一端前部和浓粉侧导流隔板的靠近喷口入口侧的上下部偏转向淡粉侧。

2)煤粉经过上、中、下依次设置的集粉稳焰器时,靠近喷口内中心的煤粉浓度和流速呈降低的阶梯式分布。

所述步骤2)中,煤粉经过上、中、下依次设置的集粉稳焰器时,受三个集粉稳焰器后端的阶梯型结构的挤压,阶梯高的气流受挤压大,在该通道内形成靠近喷口外 壳体的外侧气流煤粉浓度更高、流速更快,靠近喷口内中心的煤粉浓度和流速呈相应降低的阶梯式分布,集粉稳焰器的前端使喷口外侧形成更大的回流空间,从炉膛回流的热烟气量更大,外侧浓煤粉气流受加热的强度更高;中部集粉稳焰器的设置,使浓侧气流周界增大,卷吸炉膛高温烟气加热的能力进一步提高。

优选的,所述步骤1)进一步包括以下子步骤:

11)煤粉气流流经外部煤粉浓缩装置后,分为浓侧气流和淡侧气流;浓侧气流进入所述喷口的浓侧气流通道,该浓侧气流中的部分空气经浓粉侧导流隔板,偏向喷口内中部流动,煤粉由于惯性作用,直行的浓煤粉气流的浓度进一步提高,形成超浓煤粉气流;被挤压分流出的气流携带部分煤粉形成次浓煤粉气流。

上述步骤中,浓侧气流进入所述喷口的浓侧气流通道,由于相对设置的集粉稳焰器的斜面的挤压作用,该浓侧气流中的部分空气经浓粉侧导流隔板,偏向喷口内中部流动,煤粉由于惯性作用,直行的浓煤粉气流的浓度进一步提高,形成超浓煤粉气流;被挤压分流出的气流携带部分煤粉形成次浓煤粉气流。

优选的,所述步骤2)进一步包括以下子步骤:

21)侧壁倾斜的分流堰3将贴近集粉稳焰器表面的气流导向集粉稳焰器的截面增高方向一侧,分流堰横向汇集了集粉稳焰器在竖向收集的煤粉,并将部分气流在竖向挤压向中部,进一步提高靠近集粉稳焰器斜侧面和分流堰的倾斜的侧壁一侧的煤粉气流的煤粉浓度,使该气流浓缩成为煤粉浓度更高一级的超超浓煤粉气流;同时该超超浓煤粉气流成为着火的稳定火焰;分流堰的倾斜侧壁增大在喷口出口与淡粉气流流动方向的夹角,进而推迟二者的混合。该步骤中超超浓煤粉气流的边界卷吸面积大,易卷吸更多的高温热烟气,成为着火的稳定火焰。

22)超超浓煤粉气流和超浓煤粉气流急速升温,发生快速热解、气化;超浓煤粉气流的挥发分燃烧后,相继与次浓气流和淡粉气流逐步混合燃烧。该步骤中,超超浓煤粉气流和超浓煤粉气流急速升温,发生快速热解、气化,挥发分氮比例大幅提高,超浓煤粉气流的含氧量极低,煤热解气化后的挥发分中还原性物质多,因而在燃烧过程中挥发分氮大多生成稳定的n2;超浓煤粉气流的挥发分燃烧后,相继与次浓气流和淡粉气流逐步混合燃烧,由于浓煤粉中的焦炭已相继燃烧,对氧气的消耗增大,致使淡粉气流与浓粉气流混合后燃烧仍处于贫氧环境下,同时受焦炭的催化还原作用,因而焦炭氮转化为nox的比率降低。

优选的,所述方法进一步包括以下步骤:经燃烧器,浓粉、淡粉的挥发分氮以及煤粉焦炭氮燃烧转化为n2后,及时补充二次风。该步骤可以使煤粉发生高温富氧反应,延长在炉膛充分燃烧的时间,从而充分燃尽,降低烟气中飞灰可燃物、co 的含量,实现了粉煤的解耦燃烧。

本发明提供的煤粉解耦燃烧器及燃烧方法的突出特点:

1、通过设置中部集粉稳焰器,可在同样气流空间压缩速率的情况下,减小各集粉稳焰器的集粉斜面倾角,从而降低集粉稳焰器的磨损,提高设备使用寿命;同时,由于在浓侧气流中部设置中部集粉稳焰器,可以大大增加浓粉气流的周界面积,从而增大浓粉气流卷吸高温烟气的加热能力;另外,减小集粉稳焰器的集粉斜面倾角,也有利于减轻燃烧器出口的煤粉偏析和结焦。

2、浓粉气流通过集粉稳焰器和浓粉侧导流隔板的再分流浓缩,可使靠近炉膛中心一侧(向火侧)的更多的煤粉气流达到超浓的状态。由于浓粉侧导流隔板对浓侧浓煤粉流的分隔导流作用,,可减轻浓侧气流在喷口出口向淡粉侧的偏转;同时,由于浓淡分流隔板对淡粉气流的浓粉侧导流隔板分隔导流作用,以及在淡粉流与浓粉流之间形成次浓气流,可以推迟浓粉气流和淡粉气流的混合,从而提高了解耦燃烧的效果;

3、本发明通过设计可改变浓粉侧导流隔板的形状、与气流导向倾角和分流堰的相对高度尺寸,可改变浓测煤粉气流的流量分配和控制超浓煤粉气流向淡粉侧的偏转;

4、本发明喷口外形采用渐扩喇叭口,利用气流扩散和煤粉惯性使集粉稳焰器之间的煤粉气流增浓,也有利于减小集粉稳焰器的倾角,减小燃烧器磨损和流动阻力;

5、本发明的燃烧器本身具有很好的煤粉浓缩和预热能力,对于烟煤可以不需配置外置煤粉浓缩装置而单独使用,对于直吹式系统,可改善高负荷一次风率偏大对低氮燃烧的不利影响。对于低挥发分难燃煤,本发明的燃烧器可以和外置煤粉浓缩装置对接,以进一步提高煤粉浓缩的能力,产生超浓煤粉气流。

附图说明

图1为现有分流增浓的煤粉解耦燃烧器结构正视图;

图2为本发明的煤粉解耦燃烧器的结构正视图;

图3为本发明的煤粉解耦燃烧器的结构俯视剖视图;

图4为本发明的煤粉解耦燃烧器的结构右视剖视图。

附图标识

1、喷口;2、浓淡分流隔板;3、分流堰;4、浓粉侧导流隔板;5、上集粉稳焰器;6、中部集粉稳焰器;7、淡侧气流;8、浓侧气流;9、上集粉稳焰器;。

具体实施方式

如下为本发明的实施例,其仅用做对本发明的解释而并非限制。

本发明提供的一种增强分流增浓的煤粉解耦燃烧器,所述燃烧器包括喷口1,浓淡分流隔板2,上集粉稳焰器9、下集粉稳焰器和中部集粉稳焰器6;

所述浓淡分流隔板2设置于喷口1的中部,且浓淡分流隔板2的上下两端和喷口1的外壳体连接;喷口1由浓淡分流隔板2分隔开为分别通流淡侧气流7和浓侧气流8的两个气流通道;

所述上集粉稳焰器9、下集粉稳焰器5和中部集粉稳焰器6位于通浓侧气流8的通道一侧;所述上集粉稳焰器9、下集粉稳焰器5和中部集粉稳焰器6的整体横截面呈扁锥形,沿气流方向,前端截面小,后端截面大;所述上集粉稳焰器9、下集粉稳焰器5和中部集粉稳焰器6与气流方向垂直的横截面为由喷口1边缘的外侧面至中心逐渐缩小的阶梯状结构;

所述上集粉稳焰器9、下集粉稳焰器5和中部集粉稳焰器6的外侧面与喷口1连接,上、下集粉稳焰器5的内侧面有阶梯的一侧相对,相对的内侧面之间设有通流的空间;所述中部集粉稳焰器6设置在上集粉稳焰器9、下集粉稳焰器5之间的通流空间,中部集粉稳焰器6的上下有阶梯的斜侧面分别与上集粉稳焰器9、下集粉稳焰器5的内侧面有阶梯的一侧相对,中部集粉稳焰器6与上集粉稳焰器9、下集粉稳焰器5之间分别设有通流的空间;

各集粉稳焰器的相对的侧面的每一个阶梯面靠近浓淡分流隔板2一侧都设有分流堰3;所述分流堰3为沿气流方向较长、在气流方向随集粉稳焰器的阶梯面和相应的斜面弯曲的长条状结构;所述各分流堰3的一个侧壁沿长度方向紧贴连接在集粉稳焰器的阶梯面和相应的斜面;所述各分流堰3可以阻挡紧贴集粉稳焰器的阶梯面和相应的斜面的煤粉随气流流向浓淡分流隔板2一侧。

作为改进,所述分流堰3的靠近集粉稳焰器的截面增高方向一侧(远离浓淡分流隔板2一侧)的侧壁为沿气流方向向集粉稳焰器的截面增高方向一侧倾斜,将贴近集粉稳焰器表面的气流导向集粉稳焰器的截面增高方向一侧(远离浓淡分流隔板2一侧),由于分流堰3横向汇集了集粉稳焰器在竖向收集的煤粉,并将部分气流在竖向挤向中部,进一步浓缩提高了靠近集粉稳焰器斜侧面和分流堰3的倾斜的侧壁一侧的煤粉气流的煤粉浓度,使该气流浓缩成为煤粉浓度更高一级的超超浓煤粉气流;同时该超超浓粉气流位于气流横截面的外角部,加之分流堰3后形成烟气回流并增大了气流边界卷吸面积,使得该气流更易卷吸更多的高温热烟气,因而对于低挥发份 的难燃煤种,该气流可成为着火的稳定火焰,大大改善燃烧器的稳燃能力;分流堰3的导向作用还可使更多的煤粉与淡粉气流流动方向的夹角增大,推迟了二者的混合,有利于抑制nox的生成;

作为改进,所述相对的集粉稳焰器的分流堰3在沿气流方向的喷口出口一侧相连,以减小浓测气流在喷口内的出口端向淡粉侧偏转;

作为改进,集粉稳焰器的斜侧面的每一个阶梯面和相应的斜面上横向间隔地布置有多个分流堰3,各分流堰3可以阻挡紧贴集粉稳焰器的斜侧面的煤粉随气流流向浓淡分流隔板2一侧,使得浓粉气流在各阶梯面间的浓度分布呈现明显的阶梯性,同时在各阶梯面内的浓度分布更为均匀;集粉稳焰器的斜侧面的同一个阶梯面上的分流堰3高度不一致,其中,靠近淡粉侧的分流堰3高度最高;

作为改进,所述浓侧气流8的气流通道内设置有浓粉侧导流隔板4;所述浓粉侧导流隔板4在上、下集粉稳焰器5和中部集粉稳焰器6的靠近浓淡分流隔板2的一侧的喷口出口一端,将所述上、下集粉稳焰器5和中部集粉稳焰器6连接起来;

作为改进,所述浓粉侧导流隔板4与中部集粉稳焰器6的连接严密;所述浓粉侧导流隔板4与上、下集粉稳焰器5仅在喷口出口一端紧密连接,在靠近喷口入口一端留有间隙;由此,被集粉稳焰器挤压的煤粉气流仅能从浓粉侧导流隔板4的喷口入口一端前部和浓粉侧导流隔板4的喷口入口侧的上下部偏转向淡粉侧;改变浓粉侧导流隔板4的形状和向浓粉侧的导向倾角,可改变浓测煤粉气流的流量分配和流向;

作为改进,所述喷口1外形采用渐扩的喇叭口,可利用气流向喷口边缘扩散和煤粉惯性使集粉稳焰器之间的煤粉气流增浓,从而可在较小的集粉稳焰器的倾角下提高集粉浓缩效果和降低气流流动阻力;

作为改进,所述的中部集粉稳焰器6与上、下集粉稳焰器5在靠近喷口出口一侧的端面相比,中部集粉稳焰器6靠近喷口出口一侧的端面更远离喷口出口一侧,以使中部集粉稳焰器6在喷口出口一侧的卷吸烟气可伸入喷口内,提高预热能力;

作为进一步改进,煤粉点火装置可以穿过中部集粉稳焰器6,在靠近喷口出口一侧的端面进行煤粉点火;

作为进一步改进,各集粉稳焰器的大小尺寸、形状和沿气流方向的后端截面大小可以不同,这样可以重点保障一对集粉稳焰器相对的侧面的集粉浓缩效果和该一对集粉稳焰器后部的烟气回流能力。

作为进一步改进,所述浓淡分流隔板2为倾斜布置,使得浓淡分流隔板2与喷口1的壳体围成的浓侧气流8的通道沿气流流向的流通截面积逐渐增大;浓淡分流 隔板2可对淡侧气流7进行导向,使淡侧气流7偏离浓侧气流8流动;

作为进一步改进,本发明的装置还可以和其他外部煤粉浓缩装置对接,从而实现对外部煤粉浓缩装置产生的浓侧气流的进一步浓缩,得到浓侧再增浓的煤粉解耦燃烧器,所述外部煤粉浓缩装置中的浓侧气流和淡侧气流分别经喷口1的所述浓侧气流通道和所述淡侧气流通道,进入炉膛燃烧。

本发明还提供了一种基于上述的增强分流增浓的煤粉解耦燃烧器的燃烧方法,所述方法包括以下步骤:

1)煤粉进入喷口1后,经过上、中、下彼此相对设置的集粉稳焰器时,由于集粉稳焰器斜面的挤压作用,部分空气偏向喷口内中部流动,煤粉由于惯性作用,直行的煤粉气流的浓度提高,形成浓煤粉气流。由于浓粉侧导流隔板4的设置,被集粉稳焰器挤压的部分气流仅能从浓粉侧导流隔板4的喷口入口一端前部和浓粉侧导流隔板4的靠近喷口入口侧的上下部偏转向淡粉侧。

2)煤粉经过上、中、下依次设置的集粉稳焰器时,受三个集粉稳焰器后端的阶梯型结构的挤压,阶梯高的气流受挤压大,在该通道内形成靠近喷口外壳体的外侧气流煤粉浓度更高、流速更快,靠近喷口内中心的煤粉浓度和流速呈相应降低的阶梯式分布,集粉稳焰器的前端使喷口外侧形成更大的回流空间,从炉膛回流的热烟气量更大,外侧浓煤粉气流受加热的强度更高;中部集粉稳焰器的设置,使浓侧气流周界增大,卷吸炉膛高温烟气加热的能力进一步提高。

作为进一步的优选,所述步骤1)和2)包括以下子步骤:

11)煤粉气流流经外部煤粉浓缩装置后,分为浓侧气流和淡侧气流;浓侧气流进入所述喷口1的浓侧气流通道,由于相对设置的集粉稳焰器的斜面的挤压作用,该浓侧气流中的部分空气经浓粉侧导流隔板,偏向喷口内中部流动,煤粉由于惯性作用,直行的浓煤粉气流的浓度进一步提高,形成超浓煤粉气流;被挤压分流出的气流携带部分煤粉形成次浓煤粉气流。

21)侧壁倾斜的分流堰3将贴近集粉稳焰器表面的气流导向集粉稳焰器的截面增高方向一侧,分流堰横向汇集了集粉稳焰器在竖向收集的煤粉,并将部分气流在竖向挤压向中部,进一步浓缩提高了靠近集粉稳焰器斜侧面和分流堰的倾斜的侧壁一侧的煤粉气流的煤粉浓度,使该气流浓缩成为煤粉浓度更高一级的超超浓煤粉气流;同时该超超浓煤粉气流的边界卷吸面积大,易卷吸更多的高温热烟气,成为着火的稳定火焰;分流堰的倾斜侧壁使更多的煤粉向浓侧偏转,增大在喷口出口与淡粉气流流动方向的夹角,进而推迟二者的混合;

22)超超浓煤粉气流和超浓煤粉气流急速升温,发生快速热解、气化,挥发分 氮比例大幅提高,超浓煤粉气流的含氧量极低,煤热解气化后的挥发分中还原性物质多,因而在燃烧过程中挥发分氮大多生成稳定的n2;超浓煤粉气流的挥发分燃烧后,相继与次浓气流和淡粉气流逐步混合燃烧,由于浓煤粉中的焦炭已相继燃烧,对氧气的消耗增大,致使淡粉气流与浓粉气流混合后燃烧仍处于贫氧环境下,同时受焦炭的催化还原作用,因而焦炭氮转化为nox的比率降低。

所述方法进一步包括以下步骤:经燃烧器,浓粉、淡粉的挥发分氮以及煤粉焦炭氮燃烧转化为n2后,及时补充二次风,让煤粉发生高温富氧反应,延长在炉膛充分燃烧的时间,从而充分燃尽,降低烟气中飞灰可燃物、co的含量,实现了粉煤的解耦燃烧。

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