本實用新型涉及煙氣處理環(huán)保技術領域，具體涉及一種差速熱回流淡濃雙向穩(wěn)燃低氮氧化物燃燒器。

背景技術：

燃煤電廠鍋爐排放的酸性污染氣體主要包括SOx、NOx以及CO2等。隨著我國經(jīng)濟技術的發(fā)展和環(huán)保要求的提高，對燃煤電站鍋爐的NOx排放有嚴格的控制，不僅具有顯著的環(huán)境效益，而且也具有重大的經(jīng)濟效益和社會效益，是目前亟待解決的環(huán)境問題之一。

從技術和經(jīng)濟角度考慮，低NOx燃燒技術一直是應用最廣泛的控制燃煤鍋爐NOx的排放措施，即便是為了滿足排放標準不得不使用投資和運行成本巨大的燃燒后煙氣脫硝技術，仍須采用低NOx燃燒技術來降低煙氣凈化裝置入口的NOx濃度，從而達到節(jié)省運行費用的目的。

現(xiàn)有的低NOx燃燒技術主要包括：低過量空氣燃燒技術、空氣分級燃燒技術、燃料分級燃燒技術、煙氣再循環(huán)技術、低NOx燃燒器技術等。在上述的低氮燃燒技術中，燃料再燃降低NOx的效果是較明顯的，再燃過程中的再燃燃料可以是氣體(天然氣、煤氣)、液體(水煤 漿、油)或固體(煤粉、生物質燃料 )等各種燃料。在有條件的地方，可以采用不同燃料作為再燃燃料，從而可以大幅度降低再燃技術的運行和改造費用。但是在鍋爐上設置再燃噴口，無疑增加了很多相關設備，使運行成本也隨之增加。

煙氣再循環(huán)，主要從空預器抽取部分煙氣，直接送入爐膛或與一二次風混合后通 過燃燒器進入爐膛，減少爐膛氧濃度，降低爐膛溫度，從而降低NOx的排放并有效的防止結渣，但煙氣再循環(huán)的循環(huán)率對燃燒的穩(wěn)定性影響較大，調節(jié)也很困難。 由于低NOx燃燒器具有技術成熟、應用簡便、投資費用小以及不增加運行費用，具有能夠將上述幾種低NOx技術原理綜合在一起的優(yōu)勢，因此一般作為降低燃煤鍋爐NOx排放的首選技術，在燃煤電站鍋爐中也得到了廣泛應用。許多文獻表明低NOx燃燒器技術與其他單獨的NOx控制技術相比，從脫硝效率、投資費用、運行費用、技術成熟度等綜合考慮上有很大的優(yōu)勢。

目前，隨著國內對NOx的嚴格控制，低NOx燃燒器的應用也越來越廣泛，但現(xiàn)有低氮燃燒器在對NOx的控制有限，遠遠不如鍋爐燃料再燃和空氣立體分級或煙氣再循環(huán)，而現(xiàn)有的鍋爐燃料再燃和空氣立體分級或煙氣再循環(huán)在應用上還存在著諸多的問題，而現(xiàn)在許多電廠都渴望有一種兼?zhèn)溴仩t燃料再燃、空氣立體分級或煙氣再循環(huán)功能且系統(tǒng)簡單、操作容易、調節(jié)靈活而且能降低NOx排放的低NOx煤粉燃燒器。

煤粉鍋爐四角切園直流燃燒方式一次措施主要有以下幾種1.低過量空氣燃燒；2.空氣分級燃燒；3.燃料分級燃燒；4.煙氣再循環(huán)；5.低NOx燃燒器。目前國內低NOx燃燒技術主要為煤粉濃淡燃燒加空氣分級燃燒，煤粉濃淡分離一般采用彎頭或百葉窗式，同時組織燃燒風量沿爐膛垂直方向分級，空氣分級燃燒的基本原理為：將燃燒所需的空氣量分成兩級送入爐膛，使主燃燒區(qū)內過量空氣系數(shù)在80％左右，從而即降低了燃燒區(qū)的氧濃度也降低了燃燒區(qū)的溫度水平，燃料先在欠氧條件下燃燒，使得燃燒速度和溫度降低，延遲了燃燒過程；在還原性氣氛中大量含氮基團與NOx反應，提高了NOx向N2的轉化率，降低了NOx在這一區(qū)域的生成量；將燃燒所需其余空氣（30％左右）通過布置在主燃燒器上方的燃盡風噴口（SOFA）送入爐膛，在供入燃盡風以后，成為富氧燃燒區(qū)。此時空氣量雖多，但因火焰溫度低，且煤中析出的大部分含氮基團在主燃區(qū)已反應完成，最終NOx生成量不大，同時空氣的供入使煤粉顆粒中剩余焦炭充分燃盡，保證煤粉的高燃燒效率，最終爐內垂直空氣分級燃燒可使NOx生成量降低30～40%。

近年來，為了改進電站鍋爐燃燒技術，節(jié)約點火和助燃用油、降低煤耗，國內許多單位研究開發(fā)出多種型式的煤粉燃燒器，并在許多電站鍋爐上推廣應用，取得了一定的經(jīng)濟效益。其中，煤粉濃淡燃燒方式，在國內受到高度重視，無論在理論研究、試驗研究和燃燒技術開發(fā)方面，均有較多的成果。

在四角切向燃燒方式中適當?shù)靥岣咭淮物L煤粉濃度，可以達到強化煤粉著火和穩(wěn)定燃燒的目的。同時，適當提高煤粉濃度，可以降低鍋爐NOx的排放量，對鍋爐低負荷運行也有一定的作用。

淡燃燒技術方面主要應用的是撞擊式濃淡煤粉分離器。它主要是利用煤粉氣流沖擊到導向塊后，煤粉顆粒因反彈而轉向，由于煤粉顆粒的慣性比空氣大得多，因而受慣性作用，煤粉在濃側聚集。

研究表明，煤粉著火初期的揮發(fā)分析出和燃燒過程對消減整個NOx排放量至關重要，對于不同揮發(fā)分含量煤種用于攜帶煤粉的一次風相對揮發(fā)分燃燒需要的化學當量波動很大，很多情況對于揮發(fā)分燃燒并非欠氧狀態(tài)，而是處在富氧狀態(tài)，因此現(xiàn)有低NOx燃燒技術低氮效果欠佳、不穩(wěn)定。由于減弱了下部爐膛的進風，風的剛性減弱，燃燒區(qū)域混合擴散減弱，燃燒火焰拉長、火焰高溫位置滯后，造成容易出現(xiàn)主燃燒區(qū)水冷壁、下游燃燒器噴口結焦。目前國內燃煤粉鍋爐四角切園燃燒低NOx燃燒技術普遍存在問題：低氮效果欠佳、不穩(wěn)定、主燃燒區(qū)結渣。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于解決上述問題，提供一種系統(tǒng)簡單、低氮效果良好、穩(wěn)定且主燃燒區(qū)不易結渣的低氮氧化物燃燒裝置。

為了解決上述問題，本實用新型采用的技術方案如下：

差速熱回流淡濃雙向穩(wěn)燃低氮氧化物燃燒器，其爐膛截面為正方形，爐壁四角分別設有進風口，其特征在于，所述進風口包括中心風管，在所述中心風管的外周自內向外依次同心設置有一次風管和風差速器，所述一次風管分為高速風進口和低速風進口，所述高速風進口側部設有二次風管，所述二次風管風道方向與高速風進口風道方向一致。

本實用新型的優(yōu)化，所述風差速器利用不同位置的風速擋板將夾帶粉塵的風分為高速風和低速風。

進一步優(yōu)化，所述風差速器依次交錯布置的風速擋板組成，所述風速擋板與水平面夾角為30-45度。

本實用新型的工作原理及其有益效果為：

控制燃燒過程中 NOx 的生成量所采取的措施原則為：（1）降低過量空氣系數(shù)，使煤粉在欠氧條件下燃燒；（2）降低燃燒溫度，防止產(chǎn)生局部高溫區(qū)；（3）縮短煙氣在高溫區(qū)的停留時間。

參考說明書附圖2和附圖4所示，風差速器通過不同位置的擋板將夾帶粉塵的風分為高速風和低速風，在一次風噴口前部設計一個與常規(guī)百葉窗式煤粉濃淡分離器反向的一次風差速器和正向的一次風噴口，每角一次風射流：向火側為淡（低速）煤粉、背火側為濃（高速）煤粉，這樣一次風射流引燃效果減弱著火時間延長，卷吸煙氣量增加，相對降低了著火區(qū)過量空氣系數(shù)；由于煤粉濃淡相對假象圓反向，多股射流方向、流速存在差異，爐膛中心形成相對分散的四個混合均勻燃燒中心，降低了局部高溫區(qū)；由于一次風射流引燃效果減弱，主燃燒發(fā)生在軸向向上流速較高的爐膛中心，因此煙氣在高溫區(qū)的停留時間相對縮短。最大程度滿足了控制燃燒過程中 NOx 的生成量所采取的措施原則。所述二次風管貼近高速風管吹入，隔離一次風管的高速風與分管和爐壁內部接觸，使夾帶粉塵的煙氣不接觸管壁，因此防結焦。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型燃燒爐截面的結構示意圖；

圖2為本實用新型風差速器的結構示意圖；

圖3為本實用新型一次風口的結構示意圖；

圖4為本實用新型燃燒爐工作原理示意圖；

附圖標記說明：爐壁-1、進風口-2、中心風管-21、一次風管-22、高速風進口-221、低速風進口-222、風差速器-23、風速擋板-231、進風口-232、隔板-233、高速風出口-234、低速風出口-235、二次風管-24；

向火側-001、背火側-002、假象圓-003、高溫區(qū)-004。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

參閱說明書附圖1、圖2和圖3所示，本實用新型提供差速熱回流淡濃雙向穩(wěn)燃低氮氧化物燃燒器，其爐膛截面為正方形，爐壁1四角分別設有進風口2，其特征在于，所述進風口2包括中心風管21，在所述中心風管21的外周自內向外依次同心設置有一次風管22和風差速器23，所述一次風管22分為高速風進口221和低速風進口222，所述高速風進口221側部設有二次風管24，所述二次風管風道方向與高速風進口風道方向一致。

本具體實施方式的工作原理及其有益效果為：

控制燃燒過程中 NOx 的生成量所采取的措施原則為：（1）降低過量空氣系數(shù)，使煤粉在欠氧條件下燃燒；（2）降低燃燒溫度，防止產(chǎn)生局部高溫區(qū)；（3）縮短煙氣在高溫區(qū)的停留時間。

參考說明書附圖4所示，風差速器通過不同位置的擋板將夾帶粉塵的風分為高速風和低速風，在一次風噴口前部設計一個與常規(guī)百葉窗式煤粉濃淡分離器反向的一次風差速器和正向的一次風噴口，每角一次風射流：向火側001為淡（低速）煤粉、背火側002為濃（高速）煤粉，這樣一次風射流引燃效果減弱著火時間延長，卷吸煙氣量增加，相對降低了著火區(qū)過量空氣系數(shù)；由于煤粉濃淡相對假象圓003反向，多股射流方向、流速存在差異，爐膛中心形成相對分散的四個混合均勻燃燒中心，降低了局部高溫區(qū)004；由于一次風射流引燃效果減弱，主燃燒發(fā)生在軸向向上流速較高的爐膛中心，因此煙氣在高溫區(qū)004的停留時間相對縮短。最大程度滿足了控制燃燒過程中 NOx 的生成量所采取的措施原則。所述二次風管貼近高速風管吹入，隔離一次風管的高速風與分管和爐壁內部接觸，使夾帶粉塵的煙氣不接觸管壁，因此防結焦。

本實用新型的優(yōu)化，如說明書附圖2所示，所述風差速器23利用不同位置的風速擋板231將夾帶粉塵的風分為高速風和低速風，所述風差速器23一側為進風口232，一側通過隔板233分為高速風出口234和低速風出口235。

進一步優(yōu)化，所述風差速器23依次交錯布置的風速擋板231組成，所述風速擋板231與水平面夾角為30-45度。所述風速擋板231兩端固定在風差速器23兩側壁上。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中的描述僅為本實用新型的優(yōu)選例，本實用新型并不受上述優(yōu)選例的限制，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還可有各種變化和改進，這些變化和改進都落入本實用新型要求保護的范圍內。

盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權利要求及其等同物限定。