[实用新型]设有SOFA的高温烟气回流预燃式低NOx燃烧器

说明书

【技术领域】

本实用新型属于热能与动力工程技术领域，涉及一种设有SOFA的高温烟气回流预燃式低NOx燃烧器。

【背景技术】

NO_x是造成近年来大规模雾霾的元凶之一，此外NO_x还会诱发光化学烟雾、酸雨等一系列环境问题，而燃煤锅炉又是我国NO_x排放的最主要来源之一，经过多年的努力粉尘和SOx污染治理取得了很大的成效，但是NO_x排放控制还相对落后。依据环保部的最新数据，2012年全国全年氮氧化物排放总量2337.8万吨，火电排放约占35％～40％，给我们的环境带来严重的威胁。因此国家制定了越来越严格的措施控制NO_x的排放。最新的《火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011》NO_x排放标准比欧美都严格，燃煤锅炉的NO_x排放量要小于100mg/m³。

目前氮氧化物的控制方法主要有烟气脱硝和燃烧脱硝两大类。目前常用的烟气脱硝方法主要包括选择性催化还原法和选择性非催化还原法。燃烧脱硝技术则包括低NOx燃烧器、空气分级燃烧和烟气再循环等方法。煤粉燃烧装置是火电生产的主要设备，因此，如何提高煤粉燃烧的稳定性，同时降低NOx的排放是煤粉燃烧装置研究的重点。煤粉低温预燃技术是近几年发展起来的低NOx燃烧技术，煤粉进入燃烧器前，先流入一个还原性气氛的预燃室。在预燃室内由于高温条件，一次风内携带的煤粉直接在预燃室内燃烧，燃料中的氮有机化合物受热首先热解为氰化氢(HCN)、氨(NH₃)和CN等中间产物。由于预燃室内空气中氧气含量非常有限，氧气优先与中间产物(HCN、NH₃和CN)反应生成H₂O、N₂和CO₂，降低助燃空气的氧浓度同时降低氮氧化物的生成。此外分级配风布置技术，使进入炉膛的混合气中的氧气比例小，保证煤粉在低氧环境中燃烧，降低火焰温度，不仅可以降低燃料型NOx生成而且会减少热力型NOx的生成，在局部形成还原性气氛，有效降低NOx的排放。燃烧器二次风旋转射流对气流的扰动以及煤粉的混合有很大作用，可以稳定燃烧，而且旋转射流形成的回流区一方面从回流区回流高温烟气；另一方面旋转射流也从射流的外边界卷吸周围高温烟气，从而提高煤粉着火、燃烧的稳定性，通过高速射流卷吸大量烟气，使煤粉在低氧环境中燃烧，降低火焰温度峰值，减少热力型NOx生成。通过一次风煤粉浓淡分离以及稳焰齿也有助于降低NOx生成量以及提高燃烧稳定性。

SOFA风是远距离燃尽风(Separated Over Fire Air)的简称，是炉膛中距离主燃区有一定距离的燃尽风。因为为了降低NOx的生成，一般主燃烧区是处于微缺氧环境下(即还原性气氛)燃烧的，过量空气系数是小于1的，所以可燃物(C，CO等)并不能完全燃尽，因此需要在炉膛中距离主燃烧区一定距离的地方配置SOFA风，以使可燃物在后期进一步燃尽，而且因为距离较远所以未燃尽烟气到达此处时，温度有所降低也会抑制NOx的生成。本实用新型将SOFA风引入该低NOx燃烧器，使得该燃烧器在通过分级配风、旋转射流和煤粉预燃来降低NOx排放、稳定燃烧的同时能够使可燃物在后期进一步燃尽，降低飞灰并进一步降低NOx。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种设有SOFA的高温烟气回流预燃式低NOx燃烧器。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

设有SOFA的高温烟气回流预燃式低NOx燃烧器，包括预燃室，预燃室的入口一侧设置中芯管，中芯管外依次套设有一次风套筒、直流内二次风套筒以及旋流内二次风套筒；油枪和高能点火装置由中芯管的末端伸入，并由前端伸出至预燃室内；预燃室上设置有外二次风和SOFA风套筒，预燃室的侧壁上开设有若干外二次风喷口，预燃室壳体外侧设置若干SOFA风直流喷口；一次风套筒的入口与一次风入口相连通；直流内二次风套筒的入口与直流内二次风通道相连通，出口与预燃室相连通；旋流内二次风套筒的入口与旋流内二次风通道相连通，出口与预燃室相连通。

本实用新型进一步的改进在于：

所述油枪和高能点火装置的末端连接组合式气动推进器，在需要点火时，组合式气动推进器将油枪和高能点火装置送至点火位置，在点火结束后，将油枪和高能点火装置收缩回中芯管中。

所述中芯管的末端设置第一窥火装置，预燃室后端侧壁上设置红外火焰检测装置和第二窥火装置。