一種調(diào)節(jié)內(nèi)燃燒燃燒器空氣余量系數(shù)降低氮氧化物的裝置及方法與流程

本發(fā)明屬于節(jié)能環(huán)保降低鍋爐氮氧化物領(lǐng)域，具體涉及一種調(diào)節(jié)內(nèi)燃燒燃燒器空氣余量系數(shù)降低氮氧化物的裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著國內(nèi)火電機(jī)組裝機(jī)容量不斷擴(kuò)大，電煤用量逐年增加，發(fā)電行業(yè)帶來的大氣污染越來越嚴(yán)重，煤在燃燒過程中會(huì)生成二氧化硫、氮氧化物、粉塵等污染物，這些污染物對(duì)我們的環(huán)境產(chǎn)生很大的危害，其中氮氧化物（nox）的危害最大。一方面氮氧化物在一定條件下可以和碳?xì)浠衔镆黄鹦纬晒饣瘜W(xué)煙霧破壞大氣環(huán)境，嚴(yán)重危害人類健康，惡化人類賴以生存的環(huán)境；另一方面，硫氧化物和氮氧化物又是形成酸雨的主要因素。

國務(wù)院于2012年、2013年相繼印發(fā)了《節(jié)能減排“十二五規(guī)劃”》、《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》、《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》等文件，對(duì)燃煤發(fā)電機(jī)組大氣污染物排放提出了更為嚴(yán)格的要求。2014年，國家發(fā)展和改革委員會(huì)、環(huán)境保護(hù)部、國家能源局共同下發(fā)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020年）》（發(fā)改能源[2014]2093號(hào)），提出燃煤發(fā)電機(jī)組大氣污染物排放濃度應(yīng)基本達(dá)到或接近燃?xì)廨啓C(jī)組排放標(biāo)準(zhǔn)。為及早響應(yīng)國家號(hào)召進(jìn)行大氣污染物超低排放改造，以燃?xì)廨啓C(jī)組排放標(biāo)準(zhǔn)作為改造目標(biāo)（固體顆粒物、so2、nox排放濃度分別不高于5mg/nm3、35mg/nm3、50mg/nm3），開發(fā)低氮燃燒技術(shù)，降低nox的排放量是當(dāng)前亟待解決的首要問題之一。

現(xiàn)有的低氮燃燒技術(shù)其主旨在于調(diào)控鍋爐爐膛大空間的空氣余量系數(shù)，其降氮效果不是很理想，現(xiàn)急需一種在燃燒器小空間內(nèi)調(diào)控空氣余量系數(shù)降低氮氧化物的裝置及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種調(diào)節(jié)內(nèi)燃燒燃燒器空氣余量系數(shù)降低氮氧化物的裝置及方法，達(dá)到在燃燒器小空間內(nèi)調(diào)控空氣余量系數(shù)降低氮氧化物的效果。

一種調(diào)節(jié)內(nèi)燃燒燃燒器空氣余量系數(shù)降低氮氧化物的裝置及方法，該裝置由內(nèi)向外包括風(fēng)粉流管道、配風(fēng)管道，兩者的中心線為同一軸心線，其中風(fēng)粉流管道設(shè)有風(fēng)粉進(jìn)口、風(fēng)粉著火出口，在風(fēng)粉流管道中設(shè)有點(diǎn)火裝置，配風(fēng)管道設(shè)有配風(fēng)進(jìn)口、配風(fēng)出口，風(fēng)粉著火出口嵌入在配風(fēng)管道內(nèi)，在風(fēng)粉流管道與配風(fēng)管道之間的環(huán)形通道中，在風(fēng)粉著火出口與配風(fēng)出口的距離內(nèi)設(shè)有三級(jí)（或多級(jí)）嵌入式配風(fēng)裝置：嵌入式配風(fēng)裝置a、嵌入式配風(fēng)裝置b、嵌入式配風(fēng)裝置c。

更進(jìn)一步技術(shù)方案是點(diǎn)火裝置能源來自于：a.燃油（或燃?xì)猓┡c純氧（或空氣）預(yù)混燃燒產(chǎn)生；b.高溫?zé)煔猓ɑ蚋邷匮鯕猓籧.等離子體，點(diǎn)火裝置使風(fēng)粉流管道的煤粉分級(jí)著火燃燒后從風(fēng)粉著火出口噴出。

更進(jìn)一步技術(shù)方案是按風(fēng)粉流方向，風(fēng)粉流管道內(nèi)依次設(shè)有環(huán)形撞擊式濃縮環(huán)、臺(tái)柱形一級(jí)燃燒室、臺(tái)柱形二級(jí)燃燒室，其中點(diǎn)火裝置可設(shè)置在臺(tái)柱形一級(jí)燃燒室中，臺(tái)柱形一級(jí)燃燒室入口小出口大，臺(tái)柱形二級(jí)燃燒室入口大出口小，臺(tái)柱形二級(jí)燃燒室入口大于臺(tái)柱形一級(jí)燃燒室出口且相互重合，二級(jí)燃燒室出口小于風(fēng)粉著火出口且相互重合。

更進(jìn)一步技術(shù)方案是嵌入式配風(fēng)裝置a設(shè)有空氣進(jìn)口d1、空氣出口h1，在空氣出口h1位置設(shè)有引流錐體，在嵌入式配風(fēng)裝置b設(shè)有空氣進(jìn)口d2、空氣出口h2，嵌入式配風(fēng)裝置c設(shè)有空氣進(jìn)口d3、空氣出口h3。

更進(jìn)一步技術(shù)方案是空氣進(jìn)口d1直徑大于風(fēng)粉著火出口直徑，風(fēng)粉著火出口嵌入在嵌入式配風(fēng)裝置a中，且風(fēng)粉著火出口與空氣出口h1平齊，嵌入式配風(fēng)裝置a與風(fēng)粉流管道之間形成環(huán)形配風(fēng)通道x1，引流錐體將環(huán)形配風(fēng)通道x1的配風(fēng)引向風(fēng)粉著火出口區(qū)域。

更進(jìn)一步技術(shù)方案是空氣進(jìn)口d2直徑大于嵌入式配風(fēng)裝置a直徑，空氣出口h1嵌入在嵌入式配風(fēng)裝置b中，嵌入式配風(fēng)裝置b與嵌入式配風(fēng)裝置a之間形成環(huán)形配風(fēng)通道x2。

更進(jìn)一步技術(shù)方案是空氣進(jìn)口d3直徑大于空氣出口h2直徑，空氣出口h2嵌入在嵌入式配風(fēng)裝置c中，嵌入式配風(fēng)裝置c與嵌入式配風(fēng)裝置b之間形成環(huán)形配風(fēng)通道x3。

更進(jìn)一步技術(shù)方案是配風(fēng)出口直徑大于空氣出口h3且平齊，嵌入式配風(fēng)裝置c與配風(fēng)管道之間形成環(huán)形配風(fēng)通道x4。

更進(jìn)一步技術(shù)方案是從風(fēng)粉著火出口噴出的著火風(fēng)粉，進(jìn)入風(fēng)粉著火出口與配風(fēng)出口之間的空間環(huán)境中，通過調(diào)控環(huán)形配風(fēng)通道x1、環(huán)形配風(fēng)通道x2、環(huán)形配風(fēng)通道x3的配風(fēng)量，調(diào)控燃燒環(huán)境的空氣余量系數(shù)，使著火風(fēng)粉卷吸空氣，一直在缺氧環(huán)境中處于燃燒狀態(tài)產(chǎn)生大量一氧化碳等還原性氣體，抑制和還原氮氧化物，最后由空氣出口h3噴出進(jìn)入鍋爐爐膛。

更進(jìn)一步技術(shù)方案是空氣余量系數(shù)為0.4~0.8。

更進(jìn)一步技術(shù)方案是環(huán)形配風(fēng)通道x1、環(huán)形配風(fēng)通道x2、環(huán)形配風(fēng)通道x3所配風(fēng)量可產(chǎn)生氣膜保護(hù)作用，達(dá)到燃燒安全可控。

更進(jìn)一步技術(shù)方案是嵌入式配風(fēng)裝置a與嵌入式配風(fēng)裝置b與嵌入式配風(fēng)裝置c形成的擴(kuò)口式配風(fēng)結(jié)構(gòu)，使燃燒產(chǎn)生的氣阻形成釋放張角，釋放燃燒壓力。

采用上述結(jié)構(gòu)及方法，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：調(diào)控燃燒環(huán)境的空氣余量系數(shù)0.4~0.8，即在燃燒器小空間內(nèi)調(diào)控空氣余量系數(shù)降低氮氧化物，使煤粉一直在缺氧環(huán)境中處于燃燒狀態(tài)產(chǎn)生大量一氧化碳等還原性氣體，使煤粉處于提前著火狀態(tài)進(jìn)入鍋爐爐膛，抑制和還原氮氧化物。所配風(fēng)量可產(chǎn)生氣膜保護(hù)作用，達(dá)到燃燒安全可控。嵌入式配風(fēng)裝置形成的擴(kuò)口式配風(fēng)結(jié)構(gòu)，使燃燒產(chǎn)生的氣阻形成釋放張角，釋放燃燒壓力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的示意圖；

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例2的示意圖；

圖3是本發(fā)明的實(shí)施例3的示意圖。

具體實(shí)施方式

在圖1所示的實(shí)施例1中：一種調(diào)節(jié)內(nèi)燃燒燃燒器空氣余量系數(shù)降低氮氧化物的裝置及方法，該裝置由內(nèi)向外包括風(fēng)粉流管道（1）、配風(fēng)管道（2），兩者的中心線為同一軸心線，其中風(fēng)粉流管道（1）設(shè)有風(fēng)粉進(jìn)口（25）、風(fēng)粉著火出口（6），在風(fēng)粉流管道（1）中設(shè)有點(diǎn)火裝置（7），配風(fēng)管道（2）設(shè)有配風(fēng)進(jìn)口（12）、配風(fēng)出口（23），風(fēng)粉著火出口（6）嵌入在配風(fēng)管道（2）內(nèi)，在風(fēng)粉流管道（1）與配風(fēng)管道（2）之間的環(huán)形通道中，在風(fēng)粉著火出口（6）與配風(fēng)出口（23）的距離內(nèi)設(shè)有三級(jí)（或多級(jí)）嵌入式配風(fēng)裝置：嵌入式配風(fēng)裝置a（8）、嵌入式配風(fēng)裝置b（9）、嵌入式配風(fēng)裝置c（10）。

點(diǎn)火裝置（7）能源來自于：a.燃油（或燃?xì)猓┡c純氧（或空氣）預(yù)混燃燒產(chǎn)生；b.高溫?zé)煔猓ɑ蚋邷匮鯕猓?；c.等離子體，點(diǎn)火裝置（7）使風(fēng)粉流管道（1）的煤粉分級(jí)著火燃燒后從風(fēng)粉著火出口（6）噴出。

按風(fēng)粉流方向，風(fēng)粉流管道（1）內(nèi)依次設(shè)有環(huán)形撞擊式濃縮環(huán)（3）、臺(tái)柱形一級(jí)燃燒室（4）、臺(tái)柱形二級(jí)燃燒室（5），其中點(diǎn)火裝置（7）可設(shè)置在臺(tái)柱形一級(jí)燃燒室（4）中，臺(tái)柱形一級(jí)燃燒室（4）入口小出口大，臺(tái)柱形二級(jí)燃燒室（5）入口大出口小，臺(tái)柱形二級(jí)燃燒室（5）入口大于臺(tái)柱形一級(jí)燃燒室（4）出口且相互重合，二級(jí)燃燒室（5）出口小于風(fēng)粉著火出口（6）且相互重合。

嵌入式配風(fēng)裝置a（8）設(shè)有空氣進(jìn)口d1（13）、空氣出口h1（15），在空氣出口h1（15）位置設(shè)有引流錐體（11），在嵌入式配風(fēng)裝置b（9）設(shè)有空氣進(jìn)口d2（16）、空氣出口h2（18），嵌入式配風(fēng)裝置c（10）設(shè)有空氣進(jìn)口d3（19）、空氣出口h3（24）。

空氣進(jìn)口d1（13）直徑大于風(fēng)粉著火出口（6）直徑，風(fēng)粉著火出口（6）嵌入在嵌入式配風(fēng)裝置a（8）中，且風(fēng)粉著火出口（6）與空氣出口h1（15）平齊，嵌入式配風(fēng)裝置a（8）與風(fēng)粉流管道（1）之間形成環(huán)形配風(fēng)通道x1（14），引流錐體（11）將環(huán)形配風(fēng)通道x1（14）的配風(fēng)引向風(fēng)粉著火出口（6）區(qū)域。

空氣進(jìn)口d2（16）直徑大于嵌入式配風(fēng)裝置a（8）直徑，空氣出口h1（15）嵌入在嵌入式配風(fēng)裝置b（9）中，嵌入式配風(fēng)裝置b（9）與嵌入式配風(fēng)裝置a（8）之間形成環(huán)形配風(fēng)通道x2（17）。

空氣進(jìn)口d3（19）直徑大于空氣出口h2（18）直徑，空氣出口h2（18）嵌入在嵌入式配風(fēng)裝置c（10）中，嵌入式配風(fēng)裝置c（10）與嵌入式配風(fēng)裝置b（9）之間形成環(huán)形配風(fēng)通道x3（20）。

配風(fēng)出口（23）直徑大于空氣出口h3（24）且平齊，嵌入式配風(fēng)裝置c（10）與配風(fēng)管道（2）之間形成環(huán)形配風(fēng)通道x4（22）。

從風(fēng)粉著火出口（6）噴出的著火風(fēng)粉，進(jìn)入風(fēng)粉著火出口（6）與配風(fēng)出口（23）之間的空間環(huán)境中，通過調(diào)控環(huán)形配風(fēng)通道x1（14）、環(huán)形配風(fēng)通道x2（17）、環(huán)形配風(fēng)通道x3（20）的配風(fēng)量，調(diào)控燃燒環(huán)境的空氣余量系數(shù)，使著火風(fēng)粉卷吸空氣，一直在缺氧環(huán)境中處于燃燒狀態(tài)產(chǎn)生大量一氧化碳等還原性氣體，抑制和還原氮氧化物，最后由空氣出口h3（24）噴出進(jìn)入鍋爐爐膛。

空氣余量系數(shù)為0.4~0.8。

環(huán)形配風(fēng)通道x1（14）、環(huán)形配風(fēng)通道x2（17）、環(huán)形配風(fēng)通道x3（20）所配風(fēng)量可產(chǎn)生氣膜保護(hù)作用，達(dá)到燃燒安全可控。

嵌入式配風(fēng)裝置a（8）與嵌入式配風(fēng)裝置b（9）與嵌入式配風(fēng)裝置c（10）形成的擴(kuò)口式配風(fēng)結(jié)構(gòu)，使燃燒產(chǎn)生的氣阻形成釋放張角，釋放燃燒壓力。

在圖2所示的實(shí)施例2中：除嵌入式配風(fēng)裝置外，其他和實(shí)施例1相同，在此不贅述。本實(shí)施例中，分級(jí)配風(fēng)裝置為一級(jí)配風(fēng)。

在圖3所示的實(shí)施例3中：風(fēng)粉流管道未設(shè)有環(huán)形撞擊式濃縮環(huán)、臺(tái)柱形一級(jí)燃燒室、臺(tái)柱形二級(jí)燃燒室，即適用于點(diǎn)火裝置提前點(diǎn)燃煤粉，調(diào)控裝置內(nèi)空氣余量系數(shù)降低氮氧化物的領(lǐng)域，也適應(yīng)于點(diǎn)火裝置提前點(diǎn)燃燃?xì)?，調(diào)控裝置內(nèi)空氣余量系數(shù)降低氮氧化物的領(lǐng)域，其他和實(shí)施例1相同，在此不贅述。

除了本實(shí)施列明的這種方法，其他組合亦在本申請(qǐng)保護(hù)范圍內(nèi)。