[发明专利]一种气固双燃料宽负荷稳燃旋流燃烧装置

说明书

一种气固双燃料宽负荷稳燃旋流燃烧装置。本发明涉及一种气固双燃料宽负荷稳燃旋流燃烧装置。本发明是要解决目前燃煤火电机组15％额定负荷深度调峰工况下燃烧侧稳燃及低氮的问题。它包括燃烧装置本体、煤粉空气混合物通道、NHsubgt;3/subgt;/Hsubgt;2/subgt;燃气管道入口、内补燃风通道入口、外补燃风通道入口、中心补燃风通道、扩流锥、整流器、稳燃齿、热风管道入口和多管式燃气喷嘴；变相降低煤粉燃烧器燃煤的一次风率，达到了低负荷工况下煤粉与生物质协同低碳稳燃的效果，并利用NHsubgt;3/subgt;/Hsubgt;2/subgt;的还原气氛性质，与煤粉共燃协同降氮。本发明适用于大、中型煤粉锅炉。

技术领域

本发明涉及一种气固双燃料宽负荷稳燃旋流燃烧装置。

背景技术

在煤电机组灵活性调峰作用和“双碳”背景下，利用高能量密度、零碳的NH₃/H₂替代部分燃煤，助力火力发电去煤化成为当下热点研究方向。目前国内外对NH₃/H₂与燃煤机组耦合发电的研究尚属起步阶段，尤其对NH₃/H₂与煤共燃燃烧装置的设计基本处于空白状态。如何通过燃烧装置的结构设计实现NH₃/H₂与煤气固两相燃料的稳定共燃和协同降氮，是NH₃/H₂与煤混合发电的重要环节。此外，深度调峰下限不断下探，对火电机组燃煤低负荷稳燃能力要求越来越高，尤其对于挥发分较低的煤质，在现有制粉系统及燃烧装置条件下，无法满足锅炉15％额定负荷稳燃的要求。

发明内容

本发明目的是要解决目前燃煤火电机组15％额定负荷深度调峰工况下燃烧侧稳燃及低氮的问题，而提供一种气固双燃料宽负荷稳燃旋流燃烧装置。

一种气固双燃料宽负荷稳燃旋流燃烧装置包括燃烧装置本体、煤粉空气混合物通道、NH₃/H₂燃气管道入口、内补燃风通道入口、外补燃风通道入口、中心补燃风通道、扩流锥、整流器、稳燃齿、热风管道入口和多管式燃气喷嘴；所述燃烧装置本体的进口侧设置有煤粉空气混合物通道；所述热风管道入口通过热风管道与燃烧装置本体相连通，所述热风管道上设置有NH₃/H₂燃气管道入口；在煤粉空气混合物通道内设置有扩流锥和整流器，使得一次风与煤粉混合物在燃烧器出口前形成内浓外淡的煤粉浓淡分布；在浓煤粉侧布置稳燃齿；所述内补燃风通道入口、外补燃风通道入口、中心补燃风通道设置在燃烧装置本体内，补燃空气分别通过中心补燃风通道、内补燃风通道入口、外补燃风通道入口分级进入炉膛；燃烧装置本体的出口设置多管式燃气喷嘴。

本发明优点：

本发明用于配备旋流燃烧系统的大型燃煤发电锅炉或燃煤耦合NH₃/H₂发电锅炉，该燃烧装置可同时燃用NH₃/H₂及煤粉两种燃料，无需单独设置NH₃/H₂燃气燃烧器，同时解决目前燃煤火电机组15％额定负荷深度调峰工况下燃烧侧稳燃及低氮难题。

本发明首先通过扩流锥、整流器、中心风管、稳燃齿结构，配合不同的内、外补燃风风量及旋流叶片，可以获得不同形状的出口回流区，整体呈现内浓外淡的中心回流形态；在此基础上，设置NH₃/H₂零碳燃气接入口，在燃烧器低负荷运行时一次风率偏高的情况下，切断中心风管空气供应，改为输送NH₃/H₂燃气，一方面变相降低燃烧器整体一次风率，另一方面利用NH₃/H₂燃气的易燃特性，提升煤粉燃烧的稳定性，尤其对于燃用挥发分较低煤质的锅炉，可大幅提升锅炉低负荷稳燃能力。并利用NH₃/H₂的还原气氛性质，有望实现与煤粉共燃协同降氮。