一种燃烧器的制作方法

本实用新型涉及燃料燃烧设备技术领域，尤其涉及一种燃烧器。

背景技术：

全球气候变暖和应对气候变化，中国政府承诺的减排任务和十三五能源规划里对国内五大电力集团的燃煤火电机组的碳排放强度均提出了具体要求，即到2020年，五大电力的燃煤火电机组的平均碳排放强度要在650kgCO₂/kWh以下。未来燃煤电厂都需要通过购买绿色证书或碳指标来维持全年发电负荷量，或者就需要进行燃料灵活性改造，变成低碳排放强度的火力发电厂。

现有大型火电机组的锅炉大部分是采用高效煤粉锅炉形式，为了解决上述问题，现有技术进行了燃料灵活性改造，但是这些方案本身存在如下缺陷：

1.现有技术的技术方案，由于供氧不足，存在燃料燃烧不充分，燃料的燃烧率低等问题。

2.现有技术的技术方案一般需要对锅炉本体和锅炉受热面做大规模的高成本的改造，而且改造后一般只容许燃烧一种燃料，例如煤粉锅炉完全改为烧生物质的锅炉，这样做实际上并没有实现燃料的灵活性。

技术实现要素：

(一)实用新型目的

本实用新型的目的是提供一种燃烧器，应用于大型电站煤粉锅炉内，将现有电站煤粉锅炉的燃烧器结构进行改造，在低成本改造的基础上，就可以实现大型火电机组的富氧燃烧功能和燃料灵活性。通过增加纯氧供给枪、油气供给枪和相应的多燃料供给管路，从而可以实现在传统煤粉锅炉燃烧器的一次风和二次风基础上，实现富氧燃烧和多燃料的供给及燃烧。特别是生物质气、氢气以及纯氧的引入，可以实现大型火电机组锅炉的低负荷稳燃，从而提高锅炉低负荷调峰的负荷范围，加大火电机组的调峰能力，通过全年参与电网的深度调峰，使电厂获得调峰补贴。同时，生物质能源的高效清洁的利用，可以避免国内焚烧秸秆等生物质产生的污染，增加农民收入。

(二)技术方案

为解决上述问题，本实用新型提供了一种燃烧器，包括：燃烧器出口，其包含一种或多种燃料出口，用于连接到锅炉的炉膛，以将一种或多种燃料输送到炉膛内进行燃烧；一次风通道，其一端侧壁上设置有一次风入口，另一端延伸到所述燃烧器出口并形成为一次风出口；二次风通道，其一端侧壁上设置有二次风入口，另一端延伸到所述燃烧器出口并形成为二次风出口；氧气供给枪，其一端形成为氧气入口，另一端延伸到所述燃烧器出口并形成为氧气出口，用于将氧气引入所述炉膛内。

进一步，所述氧气供给枪的轴线与所述一次风通道的轴线形成第一夹角,所述第一夹角的角度范围为0°～30°。

进一步，所述氧气供给枪的氧气出口端设置有第一截止阀门；所述氧气供给枪的氧气出口端还设置有第一压力传感器，和/或，所述氧气供给枪的氧气出口处设置有第一温度探头；所述第一压力传感器用于检测氧气出口端的气体压力P1并发送给控制器，所述控制器将采集到的气体压力P1与第一预设压力进行比较，当采集到的气体压力P1超出第一预设压力范围时，所述控制器控制所述第一截止阀门关闭；所述第一温度探头用于检测氧气出口处的温度T1并发送给所述控制器，所述控制器将采集到的温度T1与第一预设温度进行比较，当采集到的温度T1高于第一预设温度时，所述控制器控制所述第一截止阀门关闭；所述炉膛内设置有含氧量检测仪，用于检测所述炉膛内的含氧量，所述含氧量检测仪将检测到的含氧量数值发送给所述控制器，所述控制器将采集到的含氧量数值与预设数值进行比较，当采集到的含氧量数值高于预设数值时，所述控制器控制所述第一截止阀门关闭；所述炉膛内还设置有第二温度探头，用于检测所述炉膛内的烟气温度T2，所述第二温度探头将检测到的烟气温度T2发送给所述控制器，所述控制器将采集到的烟气温度T2与第二预设温度进行比较，当采集到的烟气温度T2高于第二预设温度时，所述控制器控制所述第一截止阀门关闭。

进一步，所述燃烧器还包括：油气供给枪，其一端形成为油气入口，另一端延伸到所述燃烧器出口并形成为油气出口，用于分时输送液体或气体燃料。

进一步，所述油气供给枪的轴线与所述一次风通道的轴线形成第二夹角，所述第二夹角的角度范围为0°～30°。

进一步，所述油气供给枪的油气出口端设置有第二截止阀门；所述油气供给枪的油气出口端还设置有第二压力传感器，和/或，所述油气供给枪的油气出口处设置有第三温度探头；所述第二压力传感器用于检测油气出口端的油气压力P2并发送给控制器，所述控制器将采集到的油压或气压P2与第二预设压力进行比较，当采集到的油压或气压P2低于第二预设压力时，所述控制器控制所述第二截止阀门关闭；所述第三温度探头用于检测油气出口处的温度T3并发送给所述控制器，所述控制器将采集到的温度T3与第三预设温度进行比较，当采集到的温度T3高于第三预设温度时，所述控制器控制所述第二截止阀门关闭。

进一步，所述一次风通道位于所述锅炉的炉墙外侧的一端侧壁上设置有一次风入口。

进一步，所述二次风通道套设在所述一次风通道的一次风出口端外部。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本实用新型可以实现低成本的对现有大型煤粉锅炉的改造，将现有电站煤粉锅炉的燃烧器结构进行改造，在低成本改造的基础上，就可以实现大型火电机组的富氧燃烧功能和燃料灵活性。通过增加纯氧供给枪、油气供给枪和相应的多燃料供给管路，从而可以实现在传统煤粉锅炉燃烧器的一次风和二次风基础上，实现富氧燃烧和多燃料的供给及燃烧。通过氧气供给枪、油气供给枪的灵活组合使用，实现了真正的燃料灵活性，使得煤粉锅炉在改造后可以灵活地燃烧重油、轻质油、天然气、氢气、生物质气等多种燃料。特别是生物质气、氢气以及纯氧的引入，可以实现大型火电机组锅炉的低负荷稳燃，从而提高锅炉低负荷调峰的负荷范围，加大火电机组的调峰能力，通过全年参与电网的深度调峰，使电厂获得调峰补贴。同时，生物质能源的高效清洁的利用，可以避免国内焚烧秸秆等生物质产生的污染，增加农民收入。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的燃烧器与炉膛连接的内部结构示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的燃烧器外形示意图；

图3是本实用新型实施例二提供的燃烧器出口端面示意图。

附图标记：

1、一次风通道，1a、第一直段，1b、第一锥段，1c、第二直段，1d、第三直段，2、二次风通道，2a、第一直段，2b、第二直段，3、氧气供给枪，4、油气供给枪，5、固定架，6、燃烧器出口，7、固定板，8、炉膛。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

实施例一

图1是本实用新型实施例一提供的燃烧器与炉膛连接结构示意图。

请参照图1，该燃烧器包括：燃烧器出口6、一次风通道1、二次风通道2、氧气供给枪3。

燃烧器出口6，其包含一种或多种燃料出口，用于连接到锅炉的炉膛8，以将一种或多种燃料输送到炉膛8内进行燃烧。具体的，燃烧器出口6由一种或多种燃料出口汇集而成，形成一个统一的出口，以便与炉膛8灵活对接，此处的炉膛8，是指大型电站煤粉锅炉的炉膛。

一次风通道1，其一端侧壁上设置有一次风入口，另一端延伸到燃烧器出口6并形成为一次风出口。一次风通道1用来输送煤粉与空气的混合物。

二次风通道2，其一端侧壁上设置有二次风入口，另一端延伸到燃烧器出口6并形成为二次风出口。二次风通道2用来输送预热的空气。

可选的，一次风通道1位于锅炉的炉墙外侧的一端侧壁上设置有一次风入口。

可选的，二次风通道2套设在一次风通道1的一次风出口端外部，二次风通道2的二次风出口与炉膛8连接。

具体的，一次风通道1包括依次连接的第一直段1a、第一锥段1b、第二直段1c以及第三直段1d；第一直段1a的侧壁上设置一次风入口；第三直段1d延伸到燃烧器出口6并形成为一次风出口；一次风通道1的第一直段1a、第二直段1c以及第三直段1d的截面面积依次减小。

具体的，二次风通道2包括依次连接的第一直段2a和第二直段2b；第一直段2a的侧壁上设置二次风入口；第二直段2b延伸到燃烧器出口6并形成为二次风出口；二次风通道2的第一直段2a的截面面积大于第二直段2b的截面面积。

氧气供给枪3，其一端形成为氧气入口，另一端延伸到燃烧器出口6并形成为氧气出口，用于将氧气引入炉膛8内，为燃料提供充足的氧气，提高了燃料的燃烧率，实现了煤粉锅炉的富氧燃烧，使得煤粉锅炉的低负荷燃烧更加稳定。

可选的，氧气供给枪3的轴线与一次风通道1的轴线形成第一夹角。

可选的，第一夹角的角度范围为0°～30°。

可选的，氧气供给枪3的截面包括但不限于圆形。

可选的，氧气供给枪3的截面直径范围为1mm～200mm。

由于氧气的供给和中断需要根据氧气供给枪3内的气体压力P1以及氧气供给枪3的出口处的温度T1进行控制，因此，氧气供给枪3的氧气出口端设置有第一截止阀门；氧气供给枪3的氧气出口端还设置有第一压力传感器，和/或，氧气供给枪3的氧气出口处设置有第一温度探头。当氧气供给枪3的氧气出口端的第一压力传感器检测到的气体压力P1超出第一预设压力范围时，或者当氧气供给枪3的氧气出口处的第一温度探头检测到的温度T1高于预设温度时，则控制器控制第一截止阀门关闭，来控制炉膛8内的含氧量和烟气温度T2。

第一压力传感器用于检测氧气出口端的气体压力P1并发送给控制器，控制器将采集到的气体压力P1与第一预设压力进行比较，当采集到的气体压力P1超出第一预设压力范围时，控制器控制第一截止阀门关闭。

第一温度探头用于检测氧气出口处的温度T1并发送给控制器，控制器将采集到的温度T1与第一预设温度进行比较，当采集到的温度T1高于第一预设温度时，控制器控制第一截止阀门关闭。

可选的，氧气供给枪3的氧气出口端设置有第一截止阀门和第一压力传感器，当氧气供给枪3的氧气出口端的第一压力传感器检测到的气体压力P1超出第一预设压力范围时，则控制器控制第一截止阀门关闭。

可选的，氧气供给枪3的氧气出口端设置有第一截止阀门，氧气供给枪3的氧气出口处设置有第一温度探头，当氧气供给枪3的氧气出口处的第一温度探头检测到的温度T1高于第一预设温度时，则控制器控制第一截止阀门关闭。

可选的，氧气供给枪3的氧气出口端设置有第一截止阀门和第一压力传感器，氧气供给枪3的氧气出口处还设置有第一温度探头，当氧气供给枪3的氧气出口端的第一压力传感器检测到的气体压力P1超出第一预设压力范围时，或者当氧气供给枪3的氧气出口处的第一温度探头检测到的温度T1高于第一预设温度时，则控制器控制第一截止阀门关闭。

另外，由于氧气的供给和中断还需要根据炉膛8内的含氧量和烟气温度T2进行控制，因此，设置在氧气供给枪3的氧气出口端的第一截止阀门还要根据炉膛8内的含氧量和烟气温度T2进行控制。当炉膛8内含氧量检测仪检测的含氧量数值或计算值高于预设数值时，或者当炉膛8内的第二温度探头检测到烟气温度T2高于第二预设温度时，则控制器控制第一截止阀门关闭，来控制炉膛8内的含氧量和烟气温度T2。

炉膛8内设置有含氧量检测仪，用于检测炉膛8内的含氧量，含氧量检测仪将检测到的含氧量数值发送给控制器，控制器将采集到的含氧量数值与预设数值进行比较，当采集到的含氧量数值高于预设数值时，控制器控制第一截止阀门关闭。

炉膛8内还设置有第二温度探头，用于检测炉膛8内的烟气温度T2，第二温度探头将检测到的烟气温度T2发送给控制器，控制器将采集到的烟气温度T2与第二预设温度进行比较，当采集到的烟气温度T2高于第二预设温度时，控制器控制第一截止阀门关闭。

第一截止阀门的具体控制逻辑可根据实际需要进行适当调整。

本实施例中，燃烧器还包括固定架5，设置在二次风通道2内，与二次风通道2焊接在一起。

可选的，固定架5设置在二次风通道2的中心。

本实施例中，燃烧器还包括固定板7，设置在一次风通道1的右侧。

可选的，固定板7包括但不限于圆形、方形。

具体的，一次风通道1形成为一次风出口的一端通过固定架5固定，设置有一次风入口的一端通过固定板7固定。氧气供给枪3上形成氧气入口的一端通过固定板7固定，形成为氧气出口的一端位于二次风通道2内侧，同时位于固定架5外侧。氧气供给枪3在固定板7上的分布位置可根据实际需要适当调整。

实施例二

图2是本实用新型实施例二提供的燃烧器外形示意图。

图3是本实用新型实施例二提供的燃烧器出口端面示意图。

请参照图2、图3，本实施例的燃烧器在实施例一的基础上，增加了油气供给枪4，其一端形成为油气入口，另一端延伸到燃烧器出口6并形成为油气出口，用于分时输送液体或气体燃料，使得煤粉锅炉在改造后可以灵活地燃烧多种燃料。

可选的，液体燃料包括但不限于重油、轻质油。

可选的，气体燃料包括但不限于天然气、生物质气、氢气。

可选的，油气供给枪4的轴线与一次风通道1的轴线形成第二夹角。

可选的，第二夹角的角度范围为0°～30°。

可选的，油气供给枪4的截面包括但不限于圆形。

可选的，油气供给枪4的截面直径范围为1mm～200mm。

由于液体或气体燃料燃烧时容易产生回火，存在安全隐患，因此，油气供给枪4的油气出口端设置有第二截止阀门；油气供给枪4的油气出口端还设置有第二压力传感器，和/或，油气供给枪4的油气出口处设置有第三温度探头。当第二压力传感器检测到油气供给枪4内的气压或油压P2低于预设压力时，或者当第三温度探头检测到的温度T3高于第三预设温度时，则控制器控制第二截止阀门关闭，用于避免回火事故的发生，提高了设备的安全性。

第二压力传感器用于检测油气出口端的油气压力P2并发送给控制器，控制器将采集到的油压或气压P2与第二预设压力进行比较，当采集到的油压或气压P2低于第二预设压力时，控制器控制第二截止阀门关闭。

第三温度探头用于检测油气出口处的温度T3并发送给控制器，控制器将采集到的温度T3与第三预设温度进行比较，当采集到的温度T3高于第三预设温度时，控制器控制第二截止阀门关闭。

可选的，油气供给枪4的油气出口端设置有第二截止阀门和第二压力传感器，当第二压力传感器检测到油气供给枪4内的油压或气压P2低于第二预设压力时，则控制器控制第二截止阀门关闭。

可选的，油气供给枪4的油气出口端设置有第二截止阀门，油气供给枪4的油气出口处设置有第三温度探头，当第三温度探头检测到的温度T3高于第三预设温度时，则控制器控制第二截止阀门关闭。

可选的，油气供给枪4的油气出口端设置有第二截止阀门和第二压力传感器，油气供给枪4的油气出口处还设置有第三温度探头，当第二压力传感器检测到油气供给枪4内的油压或气压P2低于第二预设压力时，或者当第三温度探头检测到的温度T3高于第三预设温度时，则控制器控制第二截止阀门关闭。

油气供给枪4上形成油气入口的一端通过固定板7固定，形成为油气出口的一端位于二次风通道2内侧，同时位于固定架5外侧。油气供给枪4在固定板7上的分布位置可根据实际需要适当调整。

本实施例中燃烧器的其他部件结构以及连接关系与实施例一的结构及连接关系相同，在此不再赘述。

本实用新型中的氧气供给枪3和油气供给枪4的组合方式包括但不限于上述实施方式，氧气供给枪3和油气供给枪4还可以根据需要以其他方式进行组合使用，以实现大型电站煤粉锅炉的富氧燃烧和多燃料的供给及燃烧。氧气供给枪3和油气供给枪4分别与对应的供给管路连接，并设置有控制阀或流量计，可以对氧气及多种燃料的供给进行中断，以实现氧气量及供给燃料量的增减，从而实现燃煤火电厂的富氧燃烧功能以及充分的燃料灵活性。

本实用新型旨在保护一种燃烧器，应用于大型电站煤粉锅炉内，是在现有的大型火电站煤粉燃烧器的结构基础上进行改进，在传统煤粉锅炉燃烧器的一次风和二次风的基础上，通过增加氧气供给枪、油气供给枪以及相应供给管道，实现了对现有大型煤粉锅炉的低成本改造，使得煤粉锅炉在改造后具有富氧燃烧功能，同时可以灵活地燃烧重油、轻质油、天然气、氢气、生物质气等多种燃料。通过氧气供给枪、油气供给枪的灵活组合使用，实现了真正的燃料灵活性，此处所述的真正的燃料灵活性，是指锅炉在不同时段根据燃料的供给和价格情况，可以灵活地采纳不同的燃料进行燃烧发电。采用本实用新型的燃烧器，使得传统大型火电厂的煤粉锅炉可以具有燃烧其他燃料，特别是可再生能源燃料(生物质气或氢气)的功能，可以降低火电机组的碳排放强度，使电厂可以享受部门生物质发电的上网电价，增加电厂收入，还可以使电厂在未来碳税和绿色证书强制执行阶段在电力市场的竞争中处于有利地位，其利用可再生能源燃烧发电不但上网电价高，而且可以避免被征收高额的碳税，如果生物质燃烧发电未来可以申请绿色电力证书，则火电厂未来也可以靠销售绿色电力证书获得额外的可观收益。特别是生物质气、氢气以及纯氧的引入，可以实现大型火电机组锅炉的低负荷稳燃，从而提高锅炉低负荷调峰的负荷范围，加大火电机组的调峰能力，通过全年参与电网的深度调峰，使电厂获得调峰补贴。同时，生物质能源的高效清洁的利用，可以避免国内焚烧秸秆等生物质产生的污染，增加农民收入。

本实用新型目前实施的方案是针对传统的电站煤粉锅炉进行改造，未来也可以针对煤粉供热锅炉进行多燃料燃烧器的改造，包括目前存在的大量燃气燃烧器也可以考虑进行添加纯氧和生物质气或燃油喷枪等多燃料的改造，这些改造方式均属于本专利的保护范围。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。