适用于富氧燃烧的外浓内淡型直流燃烧器及直流燃烧方法与流程

1.本发明涉及燃烧设备技术领域，具体涉及一种适用于富氧燃烧的外浓内淡型直流燃烧器及直流燃烧方法。


背景技术：

2.富氧燃烧技术是进行二氧化碳捕捉利用与封存的重要方式之一，在当今提出“碳达峰”和“碳中和”的大背景下，十分具有应用潜力，目前德国、澳大利亚等国家已经建立应用富氧燃烧技术进行碳捕捉的示范项目，我国也于2011年建立了富氧燃烧示范项目基地，但是尚无大功率直流富氧燃烧技术；富氧燃烧有别于传统的燃烧方式，其参与燃烧的气体成分主要是co2、o2以及水蒸气，鉴于co2本身的特性，导致在相同氧浓度下，煤粉的着火要比空气工况困难，同时，富氧燃烧一次风采取循环烟气输送的方式，导致一次风的含量率远远小于空气燃烧工况，这更加导致了煤粉着火的困难，目前，富氧燃烧器在国内只有一个中试试验台，无成熟的燃烧技术，相关燃烧系统及设备仍处于探索阶段，同时，富氧燃烧系统又需要专用的燃烧设备以达到优化燃烧的目的，本发明便是应用于此系统的燃烧设备。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种适用于富氧燃烧的外浓内淡型直流燃烧器及直流燃烧方法，该结构及方法是实现富氧燃烧在电站锅炉中应用的关键设备，能够实现煤粉在电站锅炉中的富氧燃烧，且氧气与二氧化碳的量可控，同时，还具有方便现有电站锅炉改造的优点，在如今提出“碳达峰”和“碳中和”的大背景下，具有广阔的应用前景。
4.上述的目的通过以下的技术方案实现：一种适用于富氧燃烧的外浓内淡型直流燃烧器，其组成包括：一次风通道，所述的一次风通道后方安装有一次风补氧器，所述的风补氧器尾部的一次风补氧管路穿过所述的一次风通道，所述的一次风补氧管路内安装有一次风补氧管路调阀，所述的一次风补氧管路外部拐角位置安装防磨瓦，所述的一次风补氧器为纺锤形结构，所述的一次风补氧器包括迎风面，所述的迎风面与轴线夹角为45
°
，背风面与水平面夹角为20
°
，并在所述的背风面设置出风小孔。
5.所述的适用于富氧燃烧的外浓内淡型直流燃烧器，所述的一次风通道左端具有一次风喷口、周界风喷口、一次风喷口钝体，并且在所述一次风通道外侧安装有支撑板，所述的一次风通道四周分别安装有一组周界风补氧管路，所述的周界风补氧管路内安装有周界风补氧管路调阀，所述的周界风补氧管路外部为周界风风箱，所述的周界风风箱外部安装有二次风补氧管路，所述的二次风补氧管路内安装有二次风补氧管路调阀，所述的二次风补氧管路外部为二次风风箱、二次风喷口。
6.一种适用于富氧燃烧的外浓内淡型直流燃烧器及直流燃烧方法，该方法包括如下步骤：
首先是沿一次风流动方向，将一次风补氧器布置在一次风通道的后方，所述的一次风补氧器呈纺锤形，迎风面与轴线夹角45
°
，背风面与水平面夹角为20
°
，且在背风面均匀设置出风小孔；煤粉燃烧所需的氧气由一次风补氧管路、周界风补氧管路、二次风补氧管路分别补给，在保证各级氧气流量可控的同时，也实现分级燃烧；二次风风箱和周界风风箱与二氧化碳来流直接连接，在一次风喷口当中设置一次风喷口钝体，起到稳燃作用，一次风通道内的氧气管路迎风侧设置防磨瓦，以抵御煤粉气流对管路的冲击作用。
7.有益效果：1.本发明设置了一次风补氧器，其迎风面压力激增，背风面会产生一定范围的回流区，同时一次风补氧管路中的氧气在此处减速，静压升高，两者同时作用，使一次风补氧管路中的氧气顺利进入一次风中心，实现氧气补充。
8.2.本发明的一次风氧气由一次风的中心补入，能够使氧气与一次风充分混合，使煤粉燃烧更充分。
9.3.本发明的氧气从一次风、周界风和二次风三处进行补给，符合分级燃烧的原则，能够实现煤粉的分级燃烧，有效降低nox的生成。
10.4.本发明的氧气和二氧化碳分别供给，氧气管路都设有调阀，能够精确调节氧气与二氧化碳各自的量。
11.5.本发明的外观与热力发电厂锅炉现役直流燃烧器结构相似，具有便于改造的优点。
12.6.本发明使实现富氧燃烧在电站锅炉中应用的关键设备，能够实现煤粉在电站锅炉中的富氧燃烧，且氧气与二氧化碳的量可控，同时，还具有方便现有电站锅炉改造的优点，在如今提出“碳达峰”和“碳中和”的大背景下，具有广阔的应用前景。
13.附图说明：附图1是本发明的结构示意图。
14.附图2是附图1的左视图。
15.附图3是附图1中的一次风补氧器结构示意图。
16.其中：1、一次风通道，2、一次风补氧管路，2-1、一次风补氧管路调阀，3、一次风补氧器，3-1、迎风面，3-2、背风面，3-3、出风小孔，4、周界风补氧管路，4-1、周界风补氧管路调阀，5、二次风补氧管路，5-1、二次风补氧管路调阀，6、周界风风箱，7、二次风风箱，8、二次风喷口，9、周界风喷口，10、一次风喷口，11、一次风喷口钝体，12、支撑板，13、防磨瓦。
17.具体实施方式：实施例1：一种适用于富氧燃烧的外浓内淡型直流燃烧器，其组成包括：一次风通道1，所述的一次风通道后方安装有一次风补氧器3，所述的风补氧器尾部的一次风补氧管路2穿过所述的一次风通道，所述的一次风补氧管路内安装有一次风补氧管路调阀2-1，所述的一次风补氧管路外部拐角位置安装防磨瓦13，所述的一次风补氧器为纺锤形结构，所述的一次风补氧器包括迎风面（3-1），所述的迎风面与轴线夹角为45
°
，背风面（3-2）与水平面夹角为20
°
，并在所述的背风面设置出风小孔（3-3）。
18.实施例2：根据实施例1所述的适用于富氧燃烧的外浓内淡型直流燃烧器，所述的一次风通道左端具有一次风喷口10、周界风喷口9、一次风喷口钝体11，并且在所述一次风通道外侧安装有支撑板12，所述的一次风通道四周分别安装有一组周界风补氧管路4，所述的周界风补氧管路内安装有周界风补氧管路调阀4-1，所述的周界风补氧管路外部为周界风风箱6，所述的周界风风箱外部安装有二次风补氧管路5，所述的二次风补氧管路内安装有二次风补氧管路调阀5-1，所述的二次风补氧管路外部为二次风风箱7、二次风喷口8。
19.实施例3：根据实施例1-2所述的适用于富氧燃烧的外浓内淡型直流燃烧器的直流燃烧方法，该方法包括如下步骤：首先是沿一次风流动方向，将一次风补氧器布置在一次风通道的后方，所述的一次风补氧器呈纺锤形，迎风面与轴线夹角45
°
，背风面与水平面夹角为20
°
，且在背风面均匀设置出风小孔；煤粉燃烧所需的氧气由一次风补氧管路、周界风补氧管路、二次风补氧管路分别补给，在保证各级氧气流量可控的同时，也实现分级燃烧；二次风风箱和周界风风箱与二氧化碳来流直接连接，在一次风喷口当中设置一次风喷口钝体，起到稳燃作用，一次风通道内的氧气管路迎风侧设置防磨瓦，以抵御煤粉气流对管路的冲击作用。
20.本申请在二次风到后方连接二氧化碳管路，一次风后方连接一次风管路，氧气接口连接氧气管路，将燃烧器安装在锅炉相应喷口处即可。


技术特征：
1.一种适用于富氧燃烧的外浓内淡型直流燃烧器，其组成包括：一次风通道，其特征是：所述的一次风通道后方安装有一次风补氧器，所述的风补氧器尾部的一次风补氧管路穿过所述的一次风通道，所述的一次风补氧管路内安装有一次风补氧管路调阀，所述的一次风补氧管路外部拐角位置安装防磨瓦，所述的一次风补氧器为纺锤形结构，所述的一次风补氧器包括迎风面，所述的迎风面与轴线夹角为45
°
，背风面与水平面夹角为20
°
，并在所述的背风面设置出风小孔。2.根据权利要求1所述的适用于富氧燃烧的外浓内淡型直流燃烧器，其特征是：所述的一次风通道左端具有一次风喷口、周界风喷口、一次风喷口钝体，并且在所述一次风通道外侧安装有支撑板，所述的一次风通道四周分别安装有一组周界风补氧管路，所述的周界风补氧管路内安装有周界风补氧管路调阀，所述的周界风补氧管路外部为周界风风箱，所述的周界风风箱外部安装有二次风补氧管路，所述的二次风补氧管路内安装有二次风补氧管路调阀，所述的二次风补氧管路外部为二次风风箱、二次风喷口。3.根据权利要求1或2之一所述的适用于富氧燃烧的外浓内淡型直流燃烧器的直流燃烧方法，其特征是：该方法包括如下步骤：首先是沿一次风流动方向，将一次风补氧器布置在一次风通道的后方，所述的一次风补氧器呈纺锤形，迎风面与轴线夹角45
°
，背风面与水平面夹角为20
°
，且在背风面均匀设置出风小孔；煤粉燃烧所需的氧气由一次风补氧管路、周界风补氧管路、二次风补氧管路分别补给，在保证各级氧气流量可控的同时，也实现分级燃烧；二次风风箱和周界风风箱与二氧化碳来流直接连接，在一次风喷口当中设置一次风喷口钝体，起到稳燃作用，一次风通道内的氧气管路迎风侧设置防磨瓦，以抵御煤粉气流对管路的冲击作用。

技术总结
本发明涉及一种适用于富氧燃烧的外浓内淡型直流燃烧器及直流燃烧方法。目前富氧燃烧器在国内没有大功率直流富氧燃烧技术。本发明组成包括：一次风通道（1），所述的一次风通道后方安装有一次风补氧器（3），所述的风补氧器尾部的一次风补氧管路（2）穿过所述的一次风通道，所述的一次风补氧管路内安装有一次风补氧管路调阀（2-1），所述的一次风补氧管路外部拐角位置安装防磨瓦（13），所述的一次风补氧器为纺锤形结构，所述的一次风补氧器包括迎风面（3-1），所述的迎风面与轴线夹角为45


技术研发人员：王静杰 栾世健 贾庚 庞振洲 夏良伟 于强 刘恒宇 王明昊 李伟 翟胜兵 孙浩 马孝纯 黄莺
受保护的技术使用者：哈尔滨锅炉厂有限责任公司
技术研发日：2022.05.17
技术公布日：2022/9/26