物得到充分还原，同时利用外扩结构形成的风墙达到隔离煤粉颗粒和喷口水冷壁区域管屏的目的，从而可有效缓解低氮旋流燃烧器周部水冷壁结焦和高温腐蚀的问题。优选扩锥角<35°，更为优选为20 — 35°，过大会带来气流飞边的问题。
[0020]本发明结构简单、控制方法简便、可靠性高、焦炭气化率高、燃烧效率高、有效减轻腐蚀及磨损问题、设备使用寿命长、低氮排放值更低、对环境友好，煤种适应性好、可适用于褐煤，烟煤，贫煤，甚至无烟煤等。
【附图说明】
[0021]图1为本发明结构示意图。
[0022]其中，1-一次风通道、2-—次风喷口、3-富氧气膜风通道、4-富氧气膜风喷口、5-内二次风通道、6-内二次风喷口、7-外二次风通道、8-外二次风喷口、9-中心气流引射管、10-中心气流引射喷口。
【具体实施方式】
[0023]参见图1，本发明分相气化低氮旋流燃烧器包括由内至外依次设置的中心气流引射管9及中心气流引射喷口 10、一次风通道1及一次风喷口 2、富氧气膜风通道3及富氧气膜风喷口 4、内二次风通道5及内二次风喷口 6和外二次风通道7及外二次风喷口 8 ;所述中心气流引射管9位于一次风通道1的中心轴线处，所述中心气流引射管喷口 10的直径与所述一次风喷口 2的直径比值为0.15-0.35之间。上述各喷口的扩锥角为< 35°，优选20 - 35°。
[0024]作为常用设置，低氮旋流燃烧器中还根据需要设有各风道的调节装置、各种常用检测装置和点火枪、气枪等，此为现有技术，其安装位置、结构和工作原理不作详叙。
[0025]控制方法:
[0026]温度为300-800°C、氧气浓度低于体积百分比15%的高温烟气作为一次风携带煤粉通入一次风通道1，在一次风通道1中烟气高温能使煤粉中部分挥发分析出，由于控制了高温烟气中的含氧量，从而提高了设备的可靠性。携带煤粉的高温烟气经由一次风喷口 2喷出，煤粉中的挥发分在高达一千多度的高温作用下迅速析出；同时二次风分为三股，一股通入内层的内二次风通道5，另一股通入外层的外二次风通道7，并分别经内二次风喷口 6和外二次风喷口 8喷出，第三股加压后作为高速二次风(风速为50 — 70m/s，是一次风的2-3倍)通入中心气流引射管9，再由中心气流引射喷口 10喷出，喷出的高速二次风在靠近喷口的火焰中心区形成高温负压气流，煤粉中析出挥发分被高温负压气流带入火焰中心区剧烈燃烧。同时，氧气浓度为体积百分比30-80%、温度为100 - 180°C (对工业煤粉炉)或240 - 370°C (对电站锅炉)的富氧气膜风通入富氧气膜风通道3 (控制富氧气膜风的纯氧通入量为所述二次风纯氧通入量的5 — 10%。)，由于富氧气膜风温度较低，对低氮旋流燃烧器具有保护作用，提高设备的使用寿命；从富氧气膜风喷口 4喷出的富氧气膜风在一次风外周形成环形的富氧区，一次风中脱除了挥发份的煤粉(焦炭)进入富氧区在一次风和二次风的辅助下进行剧烈燃烧，提高焦炭气化率以确保后期燃烧效率；由于所有喷口均具有扩锥角，因此可形成扩散喷出的效果，所述内、外二次风通道5、7的风量和旋流强度可经由对应的调节装置进行调节，以控制一、二次风的混合时机，使火焰中心区高温剧烈燃烧，提高燃烧效率。
[0027]上述方法中，本发明燃烧器的点火过程为现有技术，在此不作详述。
[0028]安装了本发明分相气化低氮旋流燃烧器的工业煤粉炉及电站锅炉中排出的烟气中氮氧化物可降至100mg/Nm3 (干态，折算为6 %氧量)以内，焦炭气化率可达90 %、燃烧效率可达99%以上。
【主权项】
1.一种分相气化低氮旋流燃烧器，包括由内至外依次设置的一次风通道及其喷口、内二次风通道及其喷口和外二次风通道及其喷口，其特征在于，所述一次风通道及二次风通道之间还设有富氧气膜风通道及其喷口。2.如权利要求1所述的分相气化低氮旋流燃烧器，其特征在于，所述一次风通道的中心轴线处设有中心气流引射装置，所述中心气流引射装置由中心气流引射管及其喷口组成。3.如权利要求2所述的分相气化低氮旋流燃烧器，其特征在于，所述中心气流引射管的喷口直径与所述一次风通道的喷口的直径比值为0.15-0.35之间。4.如权利要求1-3任一项所述的分相气化低氮旋流燃烧器，其特征在于，各通道的喷口扩锥角彡35°。5.一种分相气化低氮旋流燃烧器的控制方法，其特征在于，携带煤粉的一次风通入低氮旋流燃烧器的最内层的一次风通道内并由其喷口喷出；二次风分成两股，一股通入一次风通道外层的内二次风通道并由其喷口喷出，另一股通入内二次风通道外层的外二次风通道并由其喷口喷出，其特征在于，富氧气膜风通入位于所述一次风通道和所述内二次风通道之间的富氧气膜风通道，并由其喷口喷出，所述富氧气膜风的氧气浓度为体积百分比30-80%。6.如权利要求5所述的分相气化低氮旋流燃烧器的控制方法，其特征在于，所述富氧气膜风的温度控制在110 - 370°C之间。7.如权利要求5或6所述的分相气化低氮旋流燃烧器的控制方法，其特征在于，控制富氧气膜风的纯氧通入量为所述二次风纯氧通入量的5 — 10%。8.如权利要求5所述的分相气化低氮旋流燃烧器的控制方法，其特征在于，所述二次风分成三股，第三股作为高速二次风通入位于一次风通道中心轴线处的中心气流引射管并由其喷口喷出，所述高速二次风的风速是一次风风速的2 — 3倍。9.如权利要求5或6或8所述的分相气化低氮旋流燃烧器的控制方法，其特征在于，所述一次风为300-800°C、氧气浓度低于体积百分比15%的高温烟气。
【专利摘要】本发明涉及一种分相气化低氮旋流燃烧器，解决了现有燃烧器存在的焦炭气化率低、燃烧效率低、低氮排放物值有待进一步提高等问题。技术方案包括由内至外依次设置的一次风通道及其喷口、内二次风通道及其喷口和外二次风通道及其喷口，所述一次风通道及二次风通道之间还设有富氧气膜风通道及其喷口。本发明结构简单、燃烧效率高、有效减轻腐蚀及磨损问题、设备使用寿命长、煤种适应性好、低氮排放值低。
【IPC分类】F23L9/00, F23D1/02
【公开号】CN105351922
【申请号】CN201510925732
【发明人】符国运, 周明亮, 廖加林
【申请人】武汉燃控科技热能工程有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月11日