一种氨煤混燃燃烧器及锅炉的制作方法

本技术涉及锅炉，更具体地说，涉及一种氨煤混燃燃烧器及锅炉。

背景技术：

1、燃煤发电作为目前能源结构的重要组成部分，其二氧化碳排放量约占总排放量的40%，因此，减少燃煤发电的碳排放是实现减少碳排放的关键所在。氨作为一种无碳燃料，具有广泛的应用潜力，与煤混烧可以有效减少二氧化碳的排放。氨煤混燃技术作为一种创新的清洁能源利用方式，近年来受到了广泛关注。

2、氨煤混燃技术通过在燃煤锅炉中掺混氨气进行燃烧，从而实现化石燃料替代，大幅度减少二氧化碳排放，因具有代替传统化石燃料的潜力，在能源领域引起广泛关注。然而，氨气本身含有大量的氮元素，在燃烧过程中容易产生大量的氮氧化物（nox），这会对环境造成新的污染问题。

3、因此，如何在混氨燃烧条件下，降低氮氧化物排放，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的目的在于提供一种氨煤混燃燃烧器，以在混氨燃烧条件下，降低氮氧化物排放；

2、本技术的另一目的在于提供一种具有上述氨煤混燃燃烧器的锅炉。

3、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：

4、本技术第一方面提供了一种氨煤混燃燃烧器，包括：

5、煤粉通道，所述煤粉通道内设置有进口浓粉器；

6、煤粉浓缩器，设置于所述煤粉通道内，且位于所述进口浓粉器的下游；

7、氨分配器，至少部分结构位于所述煤粉通道内，且穿过所述进口浓粉器和所述煤粉浓缩器，所述氨分配器和所述煤粉通道之间形成煤粉气流通道，所述氨分配器和所述煤粉浓缩器之间形成一次通道，所述煤粉浓缩器与所述煤粉通道之间形成二次通道，所述氨分配器至少在所述煤粉浓缩器内部的部分开设有氨气分配孔。

8、在一种可能的实现方式中，所述进口浓粉器沿煤粉输送方向包括依次布置的浓粉缩口部和浓粉扩口部；

9、和/或，

10、所述煤粉浓缩器沿煤粉输送方向包括依次布置的煤粉气流渐缩入口、煤粉气流主体部和混合气体渐扩出口。

11、在一种可能的实现方式中，所述进口浓粉器还包括布置在所述浓粉缩口部和浓粉扩口部之间的浓粉等截面部；

12、和/或，

13、所述浓粉缩口部和所述浓粉扩口部的最小横截面的面积相等，且所述浓粉缩口部和所述浓粉扩口部的最小横截面的面积为所述煤粉气流通道的横截面面积的50%~90%；

14、和/或，

15、所述煤粉气流渐缩入口的进口端面积为所述煤粉气流通道的横截面面积的50%~80%；

16、和/或，

17、所述混合气体渐扩出口的出口端面积为所述煤粉气流通道的横截面面积的40%~80%；

18、和/或，

19、所述浓粉缩口部、所述浓粉扩口部和所述煤粉通道同轴布置；

20、和/或，

21、所述浓粉缩口部和所述浓粉扩口部的最大横截面的面积与所述煤粉通道的横截面面积相等。

22、在一种可能的实现方式中，所述氨分配器的下游端外伸于所述煤粉浓缩器之外，或内陷于所述煤粉浓缩器之内，或与所述煤粉浓缩器的下游端平齐，且在所述氨分配器的下游端外伸于所述煤粉浓缩器之外时，所述氨分配器的下游端外伸于所述煤粉浓缩器之外的部分开设有所述氨气分配孔；

23、和/或，

24、所述煤粉通道的下游端为末端扩口，所述末端扩口的侧壁与所述煤粉通道的轴线的夹角a=0°~50°；

25、和/或，

26、所述氨分配器的下游端的端面与所述煤粉浓缩器的下游端的端面均位于所述煤粉通道内部，且所述煤粉浓缩器的下游端的端面与所述煤粉通道的下游端的端面间距l4为100~500mm。

27、在一种可能的实现方式中，各个所述氨气分配孔的孔径均相等或至少两个所述氨气分配孔的孔径不等；

28、和/或，

29、各个所述氨气分配孔的中心线与所述氨分配器的轴线的夹角b=45°~90°；

30、和/或，

31、所述氨气分配孔为圆孔或条形孔，在所述氨气分配孔为条形孔时，所述条形孔的延伸方向与所述氨分配器的轴线的夹角c=0°~50 °；

32、和/或，

33、所述氨分配器包括等直径段和隆起管段，所述隆起管段的直径大于所述等直径段的直径，且隆起管段上开设有所述氨气分配孔。

34、在一种可能的实现方式中，所述氨分配器的出口端面设置有气孔；

35、和/或，

36、所述煤粉浓缩器上开设有氨煤混合气分配孔。

37、在一种可能的实现方式中，各个所述氨煤混合气分配孔的孔径均相等或至少两个所述氨煤混合气分配孔的孔径不等；

38、和/或，

39、各个所述氨煤混合气分配孔的中心线与所述煤粉浓缩器的轴线的夹角为45°~90°；

40、和/或，

41、所述氨煤混合气分配孔为圆孔或条形孔，在所述氨煤混合气分配孔为条形孔时，所述条形孔的延伸方向与所述煤粉浓缩器的轴线的夹角为0°~50 °；

42、和/或，

43、上游端的所述的氨气分配孔与上游端的所述氨煤混合气分配孔的间距l1为0~1000mm；

44、和/或，

45、下游端的所述氨气分配孔与下游端的所述氨煤混合气分配孔的间距l2为0~600mm。

46、本技术提供的氨煤混燃燃烧器，煤粉通道的进口端用于喷入煤粉和空气，由煤粉和空气组成的气粉混合气流在进口浓粉器处改变通流面积，使得气粉混合气流的通流面积变小。由于煤粉的密度明显大于空气的密度，因此气粉混合气流离开进口浓粉器后，煤粉在惯性作用下，继续沿直线向前流动，而空气则因失去进口浓粉器的约束后，向外侧扩散，使得大部分煤粉以及小部分空气进入煤粉浓缩器内，而小部分煤粉和大部分空气进入煤粉浓缩器与煤粉通道之间的二次通道。氨分配器用于通入氨气，氨气通过氨气分配孔进入煤粉浓缩器内，并与气粉混合气流混合，这就使得在煤粉浓缩器流通的混合气流具有更高的煤粉和氨气浓度，而在二次通道流通的混合气流具有较低的煤粉浓度。

47、由于煤粉浓缩器内的煤粉和氨气浓度较高，空气较少，使得氨气能够在乏氧环境中反应，可不产生或较少产生氮氧化物。即使产生氮氧化物也会通过煤粉反应后的挥发份以及未反应的残余氨气进行还原，将氮氧化物还原为氮气，因此本技术可降低氮氧化物排放。

48、本技术第二方面提供了一种锅炉，包括：

49、锅炉本体，具有锅炉尾部烟道；

50、氨煤混燃燃烧器，为如上任一项所述的氨煤混燃燃烧器，且所述氨煤混燃燃烧器为多个，并均与所述锅炉本体的炉膛连通；

51、氨蒸发器，利用所述锅炉尾部烟道内部的烟气的热量将氨蒸发器内的液态氨蒸发为气态氨，所述氨蒸发器的入口端连通有液态氨管道，出口端连通有气态氨管道，所述气态氨管道与所述氨分配器连通。

52、在一种可能的实现方式中，所述氨蒸发器设置于所述锅炉尾部烟道的内部；或者，

53、所述氨蒸发器设置于所述锅炉尾部烟道的外部，所述锅炉尾部烟道通过管道引出烟气并作用在所述氨蒸发器上。

54、在一种可能的实现方式中，所述气态氨管道上串联有气态氨储存罐；

55、和/或，

56、所述气态氨管道和所述液态氨管道上设置有压力传感器；

57、和/或，

58、所述气态氨管道上设置有温度传感器；

59、和/或，

60、所述液态氨管道上设置有液氨控制阀组，所述液氨控制阀组用于调节进入所述氨蒸发器的液氨流量及压力；

61、和/或，

62、所述气态氨管道上设置有氨气控制阀组，所述氨气控制阀组用于调节进入所述氨煤混燃燃烧器的氨气流量及压力。

63、本技术提供的锅炉，由于具有上述氨煤混燃燃烧器，因此兼具上述氨煤混燃燃烧器的所有技术效果，本文在此不再赘述。