[发明专利]一种旋流、直流结合型式的气体燃烧器

说明书

技术领域

本发明属于气体燃烧器，尤其涉及用于前后墙对冲燃烧煤粉锅炉的气体燃烧器。

背景技术

当气体燃料作为掺烧燃料在燃煤锅炉中使用时，如果燃用量较大并且需长期投运时，需设置专门的气体燃烧器。气体燃料一般分为高热值气体燃料和低热值气体燃料两种类型，气体燃烧器也根据气体燃料的类型进行相应设计。在煤粉锅炉中大量掺烧气体燃料时，对于高热值气体燃料一般从煤粉燃烧器之上或煤粉燃烧器上部合适位置送入炉内；对于低热值气体燃料一般在煤粉燃烧器之下或煤粉燃烧器下部合适位置送入炉内。目前的大型电站锅炉多为前后墙对冲燃烧型式，采用旋流煤粉燃烧器，每个燃烧器单独组织配风；为降低锅炉NOx排放量，在煤粉燃烧器上方设置了燃尽风。由于燃尽风的重要作用，气体燃料停运时，增设的气体燃烧器还必须起到原燃尽风的功能，降低锅炉NOx排放量、同时保证煤粉的燃尽，同时还不能使原燃尽风的配风方式、结构型式和运行参数发生变化。

当在这种锅炉中掺烧较大比例的高热值气体燃料时，为满足各种技术要求气体燃烧器需布置在前、后墙煤粉燃烧器的上方。如果将气体燃烧器单独布置在燃尽风之上，则气体燃料的燃尽距离太短，影响气体燃料的燃尽并可能造成屏式受热面超温；此外气体燃烧器单独配风后将造成下部煤粉燃烧器的风量发生变化，影响煤粉燃烧器的正常运行。

另外，燃用气体燃料时，由于燃气量大、燃尽风风量只能满足部分气体燃料的完全燃烧，采用传统的结构型式难以保证进入炉膛前燃料和空气的均匀混合，必将影响气体燃料的及时着火和良好燃尽。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种新的气体燃烧器，降低高热值气体燃料的掺烧难度，实现在大型现代电站锅炉中掺烧较大比例的高热值气体燃料，实现高热值气体燃烧器的大容量化；同时，在气体燃料投运时可保证气体燃料与空气的良好混合和燃烧；在气体燃料停运时仍然能完全实现燃尽风的功能，保证煤粉的燃尽和锅炉的低NOx排放量。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种旋流、直流结合型式的气体燃烧器，包括通有燃尽风的燃尽风通道和通有气体燃料的燃气通道，所述燃尽风通道包括中心的直流风通道和外周的旋流风通道，所述燃气通道包括设于直流风通道内的中心进气通道，其前端燃气喷嘴喷出气体燃料与直流风通道中的直流风混合，还包括设于旋流风通道外周的周向进气通道，其前端燃气喷嘴喷出气体燃料与旋流风通道中的旋流风混合。

作为优选，所述燃气通道中的气体燃料在中心进气通道和周向进气通道中的分配比例，与燃尽风通道中的燃尽风在直流风通道和旋流风通道中的分配比例一致。

作为优选，所述周向进气通道的燃气喷嘴在周向进气通道圆周方向偏斜一定的角度，其气体燃料喷射方向与旋流风的旋转方向一致。

作为优选，所述直流风通道出口为缩口型式。

作为优选，所述中心进气通道燃气喷嘴包括径向喷射和斜朝中心进气通道前端中心喷射的燃气喷嘴。

工作过程为：本发明在典型的大型现代前后墙对冲燃烧煤粉锅炉中将燃尽风和气体燃烧器有机结合，气体燃料投运时作为气体燃烧器使用，气体燃料停运时作为燃尽风装置使用。同时，本发明将气体燃烧装置布置在燃尽风之中，则气体燃料有足够的燃尽空间；而且气体燃料的燃烧利用燃尽风的配风，煤粉燃烧器的配风不会变化，因此不影响煤粉燃烧器的正常运行；另外设备的设计布置更加方便易行，投资费用更小。

燃烧用空气分为两部分，一部分为中心直流风，风速较高，可以穿透上升烟气到达炉膛中心部位与烟气混合；一部分为外周的旋流风，进入炉膛后向四周扩散，与水冷壁附近区域的烟气混合。作为燃尽风使用时，这种配风型式可以保证燃尽风尽可能的与炉膛中的上升烟气均匀混合，在降低锅炉NOx排放量的同时保证煤粉的燃尽。