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CN108826285B - 大调节比煤粉燃烧器 - Google Patents

大调节比煤粉燃烧器 Download PDF

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CN108826285B CN201810559015.XA CN201810559015A CN108826285B CN 108826285 B CN108826285 B CN 108826285B CN 201810559015 A CN201810559015 A CN 201810559015A CN 108826285 B CN108826285 B CN 108826285B
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Abstract

本发明公开一种大调节比煤粉燃烧器，包括燃烧器本体，燃烧器本体的内腔内设置有燃烧腔体，燃烧腔体内设置有点火燃烧筒，点火燃烧筒两端均与燃烧腔体的内腔连通，点火燃烧筒外壁与燃烧腔体的内腔壁之间设置第一通气环腔，点火助燃风入口通过第一通气环腔与点火燃烧筒连通；燃烧腔体外壁与燃烧器本体的内腔壁之间设置有第二通气环腔，主煤粉燃料入口通过第二通气环腔与燃烧室连通。第一通气环腔和第二通气环腔的设置，对通入的助燃风和煤粉进行预热，保证了煤粉燃烧的稳定性和燃烧充分性，使得本发明的大调节比煤粉燃烧器能抵抗燃烧器调节引起的不稳定，燃烧器调节比更大，且不需要辅助燃料。

Description

大调节比煤粉燃烧器
技术领域
本发明涉及燃烧器技术领域，特别是涉及一种大调节比煤粉燃烧器。
背景技术
煤粉燃烧器，指能够让煤粉在短时间内充分燃烧，产生高温涡流的设备。根据用途，煤粉燃烧器包括回转窑专用煤粉燃烧器、锅炉用煤粉燃烧器、沥青拌和站专用煤粉燃烧器。煤粉燃烧器的调节比是指，在不投入辅助燃料的前提下，煤粉燃烧器的最大输出功率与最小输出功率之比。现有的煤粉燃烧器，此调节比一般为1.8～2.5。
现有技术如果希望提高煤粉燃烧器调节比，通常采用增加点火装置或投入辅助燃料的方法实现。如配备等离子点火装置的煤粉燃烧器可以提高调节比，但是因为等离子点火装置的阴极材料使用寿命非常短，无法长时间使用。如配备微油点火装置的煤粉燃烧器也可以提高调节比，但是燃油消耗量大、运行成本高。
综上所述，如何提供一种不需要投入辅助燃料、且不需要增加点火装置就能提高调节范围的煤粉燃烧器成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种大调节比煤粉燃烧器，以解决上述现有技术存在的问题，使煤粉燃烧器不需要投入辅助燃料、且不需要增加点火装置就能提高调节范围。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种大调节比煤粉燃烧器，包括燃烧器本体，所述燃烧器本体的内腔内设置有燃烧腔体，所述燃烧腔体内设置有点火燃烧筒，所述点火燃烧筒两端均与所述燃烧腔体的内腔连通，所述点火燃烧筒外壁与所述燃烧腔体的内腔壁之间设置有第一通气环腔，所述燃烧腔体外壁与所述燃烧器本体的内腔壁之间设置有第二通气环腔，所述燃烧腔体的上方设置有点火助燃风入口，所述点火助燃风入口通过所述第一通气环腔与所述点火燃烧筒连通；所述燃烧腔体的左端连接点火煤粉燃料入口，所述点火煤粉燃料入口与所述燃烧腔体的内腔连通，所述燃烧腔体内设置有点火枪，所述点火枪的枪口位于所述点火燃烧筒内，所述燃烧器本体的下方设置有主煤粉燃料入口，所述主煤粉燃料入口通过所述第二通气环腔与燃烧室连通，所述燃烧室位于所述点火燃烧筒的出口位置；所述燃烧器本体外连接有二次风风箱，所述二次风风箱上设置有二次风入口，所述二次风入口与所述燃烧室连通。
优选地，所述燃烧腔体靠近所述点火煤粉燃料入口的内壁上固定连接有点火枪支架，所述点火枪固定连接在所述点火枪支架上。
优选地，所述燃烧腔体的左端伸出所述燃烧器本体，所述点火助燃风入口及所述点火煤粉燃料入口均位于所述燃烧器本体外部。
优选地，所述燃烧腔体的体壁为夹层壁，所述夹层壁包括夹层内壁和夹层外壁，所述夹层内壁和夹层外壁之间形成第三通气环腔，所述夹层内壁远离所述点火煤粉燃料入口的一端设置有通孔，所述通孔连通所述第三通气环腔和所述第一通气环腔，所述点火助燃风入口与所述第三通气环腔连通。
优选地，所述点火煤粉燃料入口与所述燃烧腔体之间设置有均流器。
优选地，所述二次风风箱内壁与所述燃烧器本体外壁之间设置有夹缝，所述夹缝内设置有二次风旋流叶片。
优选地，所述二次风风箱的端部设置有端部法兰，所述端部法兰通过螺栓与固定连接在所述燃烧器本体外壁上的法兰连接。
优选地，所述第一通气环腔内设置有热电偶。
优选地，所述点火燃烧筒的外壁两端各设置有若干支撑凸块，所述支撑凸块的外表面固定连接在所述燃烧腔体的内表面，若干所述支撑凸块之间预留有进气通道，所述进气通道为所述第一通气环腔与所述点火燃烧筒的连通通道。
优选地，所述点火燃烧筒为陶瓷或碳化硅材质，所述点火燃烧筒的长度为L，单位为m，满足L＝C1·Q/A1，其中C1为常数，取值为3.28～4.92×10-4，Q为点火煤粉燃料输送风、点火助燃风总流量，单位为m3/h，A1为所述点火燃烧筒的截面积，单位为m2；所述点火燃烧筒出口的截面积为A2，单位为m2，A2＝C2·A1，其中C2为常数，取值为0.6～0.8。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供了一种大调节比煤粉燃烧器，所述点火燃烧筒外壁与所述燃烧腔体的内腔壁之间设置第一通气环腔，所述点火助燃风入口通过所述第一通气环腔与所述点火燃烧筒连通；所述燃烧腔体外壁与所述燃烧器本体的内腔壁之间设置有第二通气环腔，所述主煤粉燃料入口通过所述第二通气环腔与燃烧室连通。所述第一通气环腔的设置，不但可以为装置散热，提高装置使用寿命，而且同时能对通入的点火助燃风进行预热，保证了点火煤粉燃烧的稳定性和燃烧充分性。所述第二通气环腔对其内通过的主煤粉燃料进行预热，提高了主煤粉燃烧的稳定性和燃烧充分性；使得本发明的大调节比煤粉燃烧器能抵抗燃烧器调节引起的不稳定，允许燃烧器在10％～100％负荷范围内任意调整，且在大范围调节运行中完全不需要辅助燃料。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的大调节比煤粉燃烧器的结构示意图；
图2为本发明的大调节比煤粉燃烧器B-B剖视图；
图3为本发明的大调节比煤粉燃烧器A部结构放大示意图；
其中，1为燃烧器本体，2为点火煤粉燃料入口，3为均流器，4为点火助燃风入口，5为主煤粉燃料入口，6为二次风风箱，7为二次风入口，8为点火枪，9为点火枪支架，10为点火燃烧筒，101为支撑凸块，11为二次风旋流叶片，12为热电偶，13为燃烧腔体，131为通孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种大调节比煤粉燃烧器，以解决现有技术存在的问题，使煤粉燃烧器不需要投入辅助燃料、且不需要增加点火装置就能提高调节范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-3所示，本发明提供一种大调节比煤粉燃烧器，包括燃烧器本体1，燃烧器本体1的内腔内设置有燃烧腔体13，燃烧腔体13内设置有点火燃烧筒10，点火燃烧筒10两端均与燃烧腔体13的内腔连通，点火燃烧筒10外壁与燃烧腔体13的内腔壁之间设置有第一通气环腔，燃烧腔体13外壁与燃烧器本体1的内腔壁之间设置有第二通气环腔，燃烧腔体13的上方设置有点火助燃风入口4，点火助燃风入口4通过所述第一通气环腔与点火燃烧筒10连通。燃烧腔体13的左端连接点火煤粉燃料入口2，点火煤粉燃料入口2与燃烧腔体13的内腔连通，燃烧腔体13内设置有点火枪8，点火枪8的枪口位于点火燃烧筒10内，燃烧器本体1的下方设置有主煤粉燃料入口5，主煤粉燃料入口5通过所述第二通气环腔与燃烧室连通。燃烧器本体1外连接有二次风风箱6，二次风风箱6上设置有二次风入口7，二次风入口7与所述燃烧室连通。所述燃烧室位于点火燃烧筒10的出口位置。点火燃烧筒10是为点火煤粉燃料设置的燃烧空间，保证点火煤粉燃料和点火助燃风稳定燃烧，提高燃尽率。点火助燃风通过所述第一通气环腔进入点火燃烧筒10参与燃烧；所述第一通气环腔的设置，不但可以为装置散热，提高装置使用寿命，而且同时能对通入的点火助燃风进行预热，保证了煤粉燃烧的稳定性和燃烧充分性。所述第二通气环腔对其内通过的主煤粉燃料进行预热，提高了主煤粉燃烧的稳定性和燃烧充分性。
燃烧腔体13靠近点火煤粉燃料入口2的内壁上固定连接有点火枪支架9，点火枪8固定连接在点火枪支架9上。点火枪8为点火油枪或点火气枪。点火枪支架9将点火枪8固定在燃烧腔体的中部，使得能够很方便地更换点火枪8。
燃烧腔体13的左端伸出燃烧器本体1，点火助燃风入口4及点火煤粉燃料入口2均位于所述燃烧器本体1外部。
燃烧腔体13的体壁为夹层壁，所述夹层壁包括夹层内壁和夹层外壁，所述夹层内壁和夹层外壁之间形成第三通气环腔，所述夹层内壁远离点火煤粉燃料入口2的一端设置有通孔131，通孔131连通所述第三通气环腔和所述第一通气环腔，点火助燃风入口4与所述第三通气环腔连通。点火助燃风在所述第三通气环腔内进行预热，通过通孔131进入所述第一通气环腔，在所述第一通气环腔中对点火助燃风进行进一步预热，然后再进入点火燃烧筒10进行燃烧，从而提高了煤粉燃烧的稳定性。
点火煤粉燃料入口2与燃烧腔体13之间设置有均流器3。均流器3使点火煤粉燃料均匀进入点火燃烧筒10参与燃烧。
二次风风箱6内壁与燃烧器本体1外壁之间设置有夹缝，所述夹缝内设置有二次风旋流叶片11。二次风从所述夹缝通过，所述夹缝中的二次风旋流叶片11，使二次风旋转进入燃烧室，改善二次风与主煤粉燃料的混合及燃烧效果。
二次风风箱6的端部设置有端部法兰，所述端部法兰通过螺栓与固定连接在燃烧器本体1外壁上的法兰连接。方便对二次风旋流叶片11进行检修及更换。
所述第一通气环腔内设置有热电偶12。热电偶12用于检测点火燃烧筒10外部的温度。
点火燃烧筒10的外壁两端各设置有若干支撑凸块101，支撑凸块101的外表面固定连接在燃烧腔体13的内表面，若干支撑凸块101之间预留有进气通道，所述进气通道为所述第一通气环腔与点火燃烧筒10内腔的连通通道。
点火燃烧筒10采用陶瓷或碳化硅材质，耐高温、耐冲刷。点火燃烧筒10的长度为L，单位为m，L＝C1·Q/A1，其中C1为常数，取值为3.28～4.92×10-4，Q为点火煤粉燃料输送风、点火助燃风总流量，单位为m3/h，A1为点火燃烧筒10的截面积，单位为m2；点火燃烧筒10出口的截面积为A2，单位为m2，A2＝C2·A1，其中C2为常数，取值为0.6～0.8。
燃烧器需要启动时，先点燃点火枪8喷入的燃油(或燃气)，预热点火燃烧筒10；当热电偶12的检测温度达到600℃～800℃时，开始通入点火煤粉燃料；当热电偶12的检测温度达到700℃～850℃时，切断点火燃油(或燃气)。
点火煤粉燃料，由点火煤粉燃料入口2进入预热的点火燃烧筒10，与预热后的的点火助燃风混合并开始燃烧；点火煤粉燃料及助燃风在温度较高的点火燃烧筒10内有充分的停留时间，能保证煤粉的稳定、完全燃烧。燃烧后的高温烟气伴随部分燃烧的煤粉从点火燃烧筒10的喷口喷出，点燃主煤粉燃料及二次风混合物。主煤粉燃料占煤粉燃烧器全部燃料的90％，可以根据负荷需要从0～90％任意调节。因此，本发明的大调节比煤粉燃烧器能抵抗燃烧器调节引起的不稳定，允许燃烧器在10％～100％负荷范围内任意调整，且在大范围调节运行中完全不需要辅助燃料。本发明的大调节比煤粉燃烧器，在不投入辅助燃料的前提下，调节比为10～12。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种大调节比煤粉燃烧器，包括燃烧器本体，其特征在于：所述燃烧器本体的内腔内设置有燃烧腔体，所述燃烧腔体内设置有点火燃烧筒，所述点火燃烧筒两端均与所述燃烧腔体的内腔连通，所述点火燃烧筒外壁与所述燃烧腔体的内腔壁之间设置有第一通气环腔，所述燃烧腔体外壁与所述燃烧器本体的内腔壁之间设置有第二通气环腔，所述燃烧腔体的上方设置有点火助燃风入口，所述点火助燃风入口通过所述第一通气环腔与所述点火燃烧筒连通；
所述燃烧腔体的左端连接点火煤粉燃料入口，所述点火煤粉燃料入口与所述燃烧腔体的内腔连通，所述燃烧腔体内设置有点火枪，所述点火枪的枪口位于所述点火燃烧筒内，所述燃烧器本体的下方设置有主煤粉燃料入口，所述主煤粉燃料入口通过所述第二通气环腔与燃烧室连通，所述燃烧室位于所述点火燃烧筒的出口位置；
所述燃烧器本体外连接有二次风风箱，所述二次风风箱上设置有二次风入口，所述二次风入口与所述燃烧室连通。
2.根据权利要求1所述的大调节比煤粉燃烧器，其特征在于：所述燃烧腔体靠近所述点火煤粉燃料入口的内壁上固定连接有点火枪支架，所述点火枪固定连接在所述点火枪支架上。
3.根据权利要求1所述的大调节比煤粉燃烧器，其特征在于：所述燃烧腔体的左端伸出所述燃烧器本体，所述点火助燃风入口及所述点火煤粉燃料入口均位于所述燃烧器本体外部。
4.根据权利要求3所述的大调节比煤粉燃烧器，其特征在于：所述燃烧腔体的体壁为夹层壁，所述夹层壁包括夹层内壁和夹层外壁，所述夹层内壁和夹层外壁之间形成第三通气环腔，所述夹层内壁远离所述点火煤粉燃料入口的一端设置有通孔，所述通孔连通所述第三通气环腔和所述第一通气环腔，所述点火助燃风入口与所述第三通气环腔连通。
5.根据权利要求1所述的大调节比煤粉燃烧器，其特征在于：所述点火煤粉燃料入口与所述燃烧腔体之间设置有均流器。
6.根据权利要求1所述的大调节比煤粉燃烧器，其特征在于：所述二次风风箱内壁与所述燃烧器本体外壁之间设置有夹缝，所述夹缝内设置有二次风旋流叶片。
7.根据权利要求6所述的大调节比煤粉燃烧器，其特征在于：所述二次风风箱的端部设置有端部法兰，所述端部法兰通过螺栓与固定连接在所述燃烧器本体外壁上的法兰连接。
8.根据权利要求1所述的大调节比煤粉燃烧器，其特征在于：所述第一通气环腔内设置有热电偶。
9.根据权利要求1所述的大调节比煤粉燃烧器，其特征在于：所述点火燃烧筒的外壁两端各设置有若干支撑凸块，所述支撑凸块的外表面固定连接在所述燃烧腔体的内表面，若干所述支撑凸块之间预留有进气通道，所述进气通道为所述第一通气环腔与所述点火燃烧筒的连通通道。
10.根据权利要求1所述的大调节比煤粉燃烧器，其特征在于：所述点火燃烧筒为陶瓷或碳化硅材质，所述点火燃烧筒的长度为L，单位为m，满足L＝C1·Q/A1，其中C1为常数，取值为3.28～4.92×10-4，Q为点火煤粉燃料输送风、点火助燃风总流量，单位为m3/h，A1为所述点火燃烧筒的截面积，单位为m2；所述点火燃烧筒出口的截面积为A2，单位为m2，A2＝C2·A1，其中C2为常数，取值为0.6～0.8。
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