煤粉无焰燃烧系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110307538A(43)申请公布日2019.10.08(21)申请号201810232229.6(22)申请日2018.03.20(71)申请人中国科学院工程热物理研究所地址100190北京市海淀区北四环西路11号(72)发明人欧阳子区李诗媛朱建国(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人曹玲柱(51)Int.Cl.F23D1/00(2006.01)F23L9/00(2006.01)F23K1/04(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称煤粉无焰燃烧系统及方法(57)摘要本公开提供了煤粉无焰燃烧系统及方法，该系统包括炉膛本体和煤粉预热器，其中，炉膛本体包括设置于炉膛本体底部的煤粉无焰燃烧器以及沿炉膛本体的轴向分为至少两层布置于炉膛本体侧壁的三次风喷口，煤粉无焰燃烧器包括预热燃料喷口以及多个二次风喷口，煤粉预热器连接至预热燃料喷口，用于预热煤粉，并将预热后的煤粉输送至煤粉无焰燃烧器。进一步提供了利用该系统进行煤粉无焰燃烧的方法。本公开采用预热燃料及分级配风的方式，实现均匀的无焰燃烧，可以降低二次风喷射速度，降低风机压头和电耗。CN110307538ACN110307538A权利要求书1/2页1.一种煤粉无焰燃烧系统，包括：炉膛本体，包括：煤粉无焰燃烧器，其为直流燃烧器，设置于炉膛本体的底部，包括：预热燃料喷口，向所述炉膛本体内送入预热后的煤粉；以及多个二次风喷口，向所述炉膛本体内送入二次风；以及三次风喷口，沿所述炉膛本体的轴向分为至少两层布置于炉膛本体的侧壁，向所述炉膛本体内送入三次风；以及煤粉预热器，连接至所述预热燃料喷口，用于预热煤粉，并将预热后的煤粉输送至所述煤粉无焰燃烧器。2.根据权利要求1所述的煤粉无焰燃烧系统，其中，所述二次风喷口有2～10个，分散布置于所述预热燃料喷口的四周。3.根据权利要求1所述的煤粉无焰燃烧系统，其中，所述三次风喷口分三层布置于炉膛本体的侧壁。4.根据权利要求1所述的煤粉无焰燃烧系统，还包括：供粉装置，连接至所述煤粉预热器，用于向所述煤粉预热器输送煤粉进行预热；一次风管道，依次连接所述供粉装置、煤粉预热器以及煤粉无焰燃烧器，用于输送煤粉；二次风管道，连接至所述煤粉无焰燃烧器，用于输送二次风；以及三次风管道，连接至所述三次风喷口，用于输送三次风。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的煤粉无焰燃烧系统，其中：所述三次风喷口靠近炉膛本体出口的一层为最末层，该最末层的位置能够使煤粉在自该最末层至炉膛本体出口的区域内停留时间大于1s；和/或所述预热燃料喷口、二次风喷口和三次风喷口的形状为方形或圆形；和/或所述三次风喷口采用对冲喷口；和/或所述煤粉预热器为循环流化床。6.一种使用如权利要求1至5中任意一项所述的煤粉无焰燃烧系统进行煤粉无焰燃烧的方法，包括：利用一次风携带煤粉进入煤粉预热器，对煤粉进行预热；将预热后的煤粉通过煤粉无焰燃烧器的预热燃料喷口送入炉膛本体内；将二次风通过煤粉无焰燃烧器的多个二次风喷口分散送入炉膛本体内，使二次风与预热后的煤粉充分混合；以及将三次风通过三次风喷口沿炉膛本体的轴向分为至少两层送入炉膛本体内。7.根据权利要求6所述的方法，其中：所述多个二次风喷口分散布置于预热燃料喷口的四周；和/或所述三次风分为三层进入炉膛本体内。8.根据权利要求6所述的方法，其中：一次风量占煤粉理论燃烧风量的10～20％；二次风量占煤粉理论燃烧风量的20～50％；三次风量占煤粉理论燃烧风量的50～80％；2CN110307538A权利要求书2/2页燃烧过量空气系数为1.1～1.2。9.根据权利要求6所述的方法，其中：预热后的煤粉喷射速度为10～30m/s；二次风喷射速度为20～50m/s；所述三次风喷口采用对冲喷口，三次风喷射速度为使三次风射流长度达到炉膛截面中心。10.根据权利要求6至9中任意一项所述的方法，其中：所述煤粉被预热至着火点以上；和/或所述炉膛本体内各区域的氧含量低于10％。3CN110307538A说明书1/5页煤粉无焰燃烧系统及方法技术领域[0001]本公开涉及燃烧技术领域，尤其涉及一种煤粉无焰燃烧系统及方法。背景技术[0002]无焰燃烧技术是一种新型低NOX燃烧技术，无焰燃烧中燃烧区域温度分布均匀且峰值温度低，没有明显的火焰锋面，温度场均匀，无明显峰值温度，但炉内平均温度提高，辐射效率高。与常规燃烧相比无焰燃烧的热效率可提高30％，同时NO963.排放可降低70％。无焰燃烧又称为高温低氧燃烧，实现无焰燃烧一般需要满足以下条件：1)氧化剂在反应之前被预热到一定的高温或者炉膛被充分预热使得燃烧时炉内任意处的温度均大于燃料的自燃点；2)燃烧反应区中氧气的体积分数低