专利名称：风控窗式低氮燃烧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及大中型锅炉风控窗式低氮燃烧与烟气的NOx处理装置，特别用于锅炉、炉窑烟气的脱氮脱硝净化处理。
背景技术：
NOx是一种主要的大气污染物质，NOx与碳氢化合物可以在强光作用下造成光化学污染，排放到大气中的NOx是形成酸雨的主要原因之一，严重危害生态环境。目前国内65%左右的NOx是由煤燃烧所产生的。2007年我国火电厂排放的氮氧化物总量已增至840万吨。据专家预测2020年我国氮氧化物排放量将达到3000万吨，氮氧化物带来的大气污染将会越来越严重。我国早在2003年就出台文件要求电厂脱硝，“十二五”期间国家在节能 减排上将增加“脱硝”这一约束性硬指标。因此作为主要燃煤设备的电站锅炉和工业锅炉成为今后控制NOx排放所必须的焦点。此次由国家环境保护部、国家质量监督检验检疫总局联合发布的史上最严格的国家GB13223-2011《火电厂大气污染排放标准》已于2012年I月I日开始执行，此次排放标准提高了整整I倍，达到世界上最严格的排放标准。氮氧化物排放标准的严格，使得燃烧过程中脱硝及燃烧后的烟气脱硝的重要性更加凸显，目前前端脱硝的低氮燃烧器技术还不足以单独使锅炉机组达到目前非常严格的排放标准，后端SNCR脱硝技术是必须采取的手段。因此只有选择低氮燃烧器、分段燃烧及SNCR技术相结合的集成脱硝路线，才能达到国家GB13223-2011规定的NOx排放标准。
发明内容本实用新型的目的是提供一种风控窗式低氮燃烧装置，以解决锅炉由于煤质变化而可能出现的燃烧不稳定，提高燃用各种不同煤种锅炉的负荷调整范围及大幅度降低烟气中氮氧化物含量等技术问题。为了实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案如下一种风控窗式低氮燃烧装置，包括串接的具有点火装置的煤粉燃烧器和多级风管装置；在一次风管内的喷口前端，位于水平中心线的一侧，即背火侧，安装一列斜向布置的百叶片，在一次风喷口内的喷口后端，位于水平中心线的两侧，安装左右对称成V布置的两列百叶片。所述百叶片的设置角度为以其排列方向，逆煤粉气流方向张开10° -70°。所述百叶片的设置角度为以其排列方向，逆煤粉气流方向张开45°。本实用新型的优点如下(I)降低炉膛出口烟温偏差和保证高温受热面壁温不超温；(2)有效防止两侧墙水冷壁因实现炉内空气分级后导致的主燃区过量空气系数降低而产生的结渣和高温腐蚀问题；(3)有效提高了锅炉的煤种适应性；[0013](4)大幅度降低NOx排放量。
图I是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型低氮燃烧装置的组成示意图。图3是本实用新型低氮燃烧装置安装在炉膛上的结构示意图。附图编号1是V布置的两列百叶片、2是一列斜向布置的百叶片、3是煤粉气流方向、4是一次风管、5是一次风喷口、6是燃尽风管、7是三次风管、8是上二次风管、9、11是一次风管、10是中二次风管、12是下二次风管、13、14是点火装置、15、16、17、18是安装在炉膛侧壁上的百叶窗式低氮燃烧装置、19是炉膛。
具体实施方式本实用新型的结构参见图I。一种风控窗式低氮燃烧装置，在一次风管4内的喷口前端，位于水平中心线的一侧，即背火侧，安装一列斜向布置的百叶片2，在一次风喷口 5内的喷口后端，位于水平中心线的两侧，安装左右对称成V布置的两列百叶片1，煤粉气流的方向3参见图I所示。风控窗型低氮煤粉燃烧器装置在一次风管内(喷口前)水平中心线的一侧(背火侦D装置一列百叶片(浓缩栅)，在一次风喷口内装置两列百叶片(左右对称成V布置)，这种结构会使一次风中的风、粉在惯性力和离心力的作用下分离成两股煤粉浓度差异甚大速度也不同的两股水平射流，当其进入炉膛，在喷口(向火侧)会立即形成局部三高区即高煤粉浓度、高速度梯度(即大回流区)、高温。从而达到稳定着火和强化燃烧的目的。所述百叶片的设置角度为以其排列方向，逆煤粉气流方向张开10° -70°，通常为45°。风控窗型低氮煤粉燃烧器构思的理论依据煤粉气流着火特点煤粉气流受热升温到一定值时，煤粒先成塑性状态再按一定顺序(水蒸气、二氧化碳、一氧化碳、乙烷、甲烷、焦油、氢)析出挥发份。挥发份析出的多少、量值、成份与加热速率和煤粒的尺寸及其终温有关。在足够高的某一温度下，当挥发份在空气中达到一定浓度时着火就发生了，因此挥发份析出的快慢和量的多少决定着火的快慢(即提前或延迟)。从上述物理和化学现象出发我们可以得出使煤粉提前着火、燃烧稳定的几个途径a、高加热速度(强化辐射和对流吸热);b、提高煤粉终温(形成高温区);c、提高煤粉浓度(不均匀浓度场、局部高浓度)d、提高煤粉细度(受热升温快)。煤粉浓度与着火温度的关系煤粉浓度高，挥发份的容积浓度升高的快，在较低的温度下便与空气达到合适的化合比着火就发生了。但是如果煤粉浓到使空气不足以满足挥发份完全燃烧所需的氧量时，则会使挥发份不能完全燃烧而生成煤烟，这样的话就会降低回流区的烟气温度，使煤粒升温速率减慢，造成着火推迟，因此对于每一种煤来说其煤粉浓度都有一个最佳值，在此浓度下其着火温度最低，即最易着火。不同煤种的最佳浓度是不同的，因此不是越浓越好。煤粉气流撞击绕流百叶片时的流动特性由于煤粉和空气密度(重度)差别甚大，当煤粉气流撞击和绕流百叶片时，煤粉在惯性力的作用下随着高速主气流朝前流动形成粗、浓相，一部分空气携带少量的细煤粉，在压力差的作用下绕过百叶片流动形成细、淡相，两股浓度(其浓度差可达到I. 2 I. 5倍)、速度均差别较大的水平射流，在进入内装置有两列成V型水平对称布置的百叶片一次风喷口后，煤粉继续向两侧壁浓缩，当流过最后一片百叶片，由于高速主气流卷吸叶片背部的流体，在喷口水平中心方向，产生反向压力梯度，因此便在喷口形成一个大的回流区风控窗式低氮燃烧器的稳燃机理当一次风煤粉气流绕流装置在一次风管内的一列百叶片后，便形成粗浓相和细淡相两股水平射流，进入百叶窗喷口后，煤粉继续向两侧壁浓缩，伴随吸收炉膛高温辐射热及与回流区高温烟气进行热质交换，煤粉便迅速地升温析出挥发份，使之很快(相对较低的温度下)着火(所需着火热及吸收着火热所需的时间甚少)，形成稳定的着火源(高温区)，使燃烧稳定。因此本燃烧器具有强稳燃特性，能经受煤质、工况及负荷变化等各种强干扰，保持燃烧稳定。·本燃烧装器的系统组成参见图2、3，其包括一个炉膛，该炉膛的侧壁上设置有连通口组合体，每组连通口组合体具有多个连通口，且每组连通口组合体纵向分布在该炉膛的侧壁上，在每组连通口组合体中至少有二个连通口安装了煤粉燃烧器，每个煤粉燃烧器均设有点火装置13、14，该点火装置13、14在低氮燃烧装置运行过程中始终处于点火工作状态；该低氮燃烧装置还包括至少一组二次风口组合体，参见上、中、下二次风管8、10、12，所述二次风口组合体与连通口组合体的数量相同，每组二次风口组合体与每组连通口组合体位置相对应地位于同一竖排上。低氮燃烧技术是根据氮氧化物的生成机理，主要通过采用空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环和低氮燃烧器等方法降低煤粉燃烧过程中氮氧化物的生成量的技术。这类技术具有相对简单，投资、运行费用较低等特点，是经济、有效的技术措施，对部分煤种如果优化设计或改造效果良好，可以不用再上脱硝设备，节约了巨大的投资和运行成本，同时大幅度地降低二次循环污染。所以，从技术成熟性和成本节约性的角度来看，低氮燃烧技术更加适合我国电力行业的现状。
权利要求1.一种风控窗式低氮燃烧装置，包括串接的具有点火装置的煤粉燃烧器和多级风管装置；其特征在于，在一次风管内的喷口前端，位于水平中心线的一侧，即背火侧，安装一列斜向布置的百叶片，在一次风喷口内的喷口后端，位于水平中心线的两侧，安装左右对称成V布置的两列百叶片。
2.根据权利要求I所述的一种风控窗式低氮燃烧装置，其特征在于，所述百叶片的设置角度为以其排列方向，逆煤粉气流方向张开10° -70°。
3.根据权利要求2所述的一种风控窗式低氮燃烧装置，其特征在于，所述百叶片的设置角度为以其排列方向，逆煤粉气流方向张开45°。
专利摘要本实用新型公开了一种风控窗式低氮燃烧装置，包括串接的具有点火装置的煤粉燃烧器和多级风管装置；在一次风管内的喷口前端，位于水平中心线的一侧，即背火侧，安装一列斜向布置的百叶片，在一次风喷口内的喷口后端，位于水平中心线的两侧，安装左右对称成V布置的两列百叶片。本实用新型可以解决锅炉由于煤质变化而可能出现的燃烧不稳定，提高燃用各种不同煤种锅炉的负荷调整范围及大幅度降低烟气中氮氧化物含量等的技术问题。
文档编号F23D1/00GK202692035SQ20122036621
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者徐久利, 连淳, 丁希文, 谢永锋 申请人:北京同方亚热能技术有限公司