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CN109028051A - 一种三旋流低co高效煤粉燃烧器 - Google Patents

一种三旋流低co高效煤粉燃烧器 Download PDF

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CN109028051A CN201811226212.6A CN201811226212A CN109028051A CN 109028051 A CN109028051 A CN 109028051A CN 201811226212 A CN201811226212 A CN 201811226212A CN 109028051 A CN109028051 A CN 109028051A
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    • F23D—BURNERS
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    • F23D1/02—Vortex burners, e.g. for cyclone-type combustion apparatus
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Abstract

一种三旋流低CO高效煤粉燃烧器，包括自里到外依次同心设置的一次风煤粉管道、内二次风管道和外二次风管道。一次风煤粉管道出口端内侧50~150mm处设置有导向装置，出口端设置有增旋装置。导向装置包括钝体和沿圆周均匀分布式固定在钝体上的若干叶片。叶片选用翼型叶片，呈10~30°固定在钝体上，表面喷涂有高温耐磨材料。内二次风通道中部设置有导向叶片，选用百叶窗式旋流叶片。增旋装置呈渐扩环状结构设置，渐扩环状结构的内侧沿圆周设置有若干弱扰动端块，外侧沿圆周设置有若干强扰动端块。弱扰动端块迎风端面的宽度和高度均小于强扰动端块迎风端面的宽度和高度。本发明具有煤粉和空气混合充分、燃烧完全、高效等优点。

Description

一种三旋流低CO高效煤粉燃烧器
技术领域
本发明涉及一种三旋流低CO高效煤粉燃烧器，属于燃烧技术领域。
背景技术
对于燃用烟煤的煤粉锅炉，一般采用角式布置的直流燃烧器和墙式布置的旋流燃烧器。目前墙式布置燃烧器主要采用双调风旋流燃烧器来解决煤粉的着火和稳燃问题。由于国家环保要求越来越严格，墙式布置旋流燃烧器需要通过设置OFA（燃尽风）来控制锅炉出口的NOx（氮氧化物）排放。
双调风旋流燃烧器主要由一次风煤粉管道，内、外二次风道组成。经过制粉系统的一次风携带煤粉从燃烧器一次风管以直流状态进入炉膛，其主要作用是输送煤粉并提供煤粉燃烧过程中挥发份析出燃烧所需部分氧气。双调风燃烧器将二次风分为内二次风和外二次风两股气流，旋转的内外二次风可卷吸炉内高温热烟气并适时补充燃烧所需的空气，有利于煤粉的着火与燃烬。为了满足国家环保要求，通过设置OFA（燃尽风）进行分级燃烧，让主燃烧区形成缺氧状态，从而降低NOx（氮氧化物）的产生。
但是双调风旋流燃烧器运用分级燃烧降低NOx（氮氧化物）排放的同时，减少了主燃烧器的二次风，降低了二次风卷吸煤粉的动量，再加上主燃烧区缺氧使得本身就相对厚重的煤粉不能与氧气充分接触，造成煤粉中碳的不完全燃烧，使得烟气中一氧化碳（CO）含量明显增加，这样就会造成锅炉化学未完全燃烧热损失增加，进而降低锅炉燃烧效率。
专利文献CN102434878A公开了一种三层二次风低氮氧化物旋流燃烧器，包括依次同心布置的一次风管、内二次风管、中二次风管和外二次风管，各二次风管进风口均设有包括旋流器和拉杆的旋流调节机构，旋流器包括旋流叶片、锥形环形通道。各二次风管能够分别独立的调节产生直流或旋流强度可变的二次风。各二次风管出口端均设有锥形扩角。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三旋流低CO高效煤粉燃烧器，通过增加扰动或导向装置，强化其配风旋流强度，从而增强煤粉和空气的接触而促进煤粉完全燃烧。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种三旋流低CO高效煤粉燃烧器，包括自里到外依次同心设置的一次风煤粉管道、内二次风管道和外二次风管道，所述一次风煤粉管道出口端内侧设置有导向装置，所述一次风煤粉管道出口端设置有增旋装置。
上述技术方案中，所述导向装置设置在距离一次风煤粉管道出口内侧50~150mm处。
上述技术方案中，所述导向装置包括钝体和固定在所述钝体上的若干叶片；所述若干叶片沿圆周均匀布置在所述钝体上。
作为进一步改进的技术方案，所述叶片与所述一次风煤粉管道中心轴线呈10~30°固定在所述钝体上。
作为进一步改进的技术方案，所述叶片选用翼型叶片，表面喷涂有高温耐磨材料。
上述技术方案中，所述内二次风通道中部设置有导向叶片。
上述技术方案中，所述导向叶片选用百叶窗式旋流叶片。
上述技术方案中，所述增旋装置呈渐扩环状结构设置在所述一次风煤粉管道出口端，扩展至所述内二次风管道和外二次风管道出口端。
上述技术方案中，所述增旋装置的渐扩环状结构的内侧沿圆周设置有若干弱扰动端块，且其渐扩环状结构的外侧沿圆周设置有若干强扰动端块。
上述技术方案中，所述弱扰动端块迎风端面的宽度和高度均小于所述强扰动端块迎风端面的宽度和高度。
本发明具有以下优点及有益效果：通过在一次风煤粉管道增加导向装置、在内二次风管道增加导向叶片，优化一次风道和二次风道结构，使得稳定的一次风和煤粉混合气流呈现湍动状态；并在出口处进一步增加增旋装置，使得一二次风旋流增强，使得煤粉与空气进一步充分接触，促进煤粉燃烧，使得燃烧器具有燃烧高效、环保的优点。
附图说明
图1为本发明所涉及的一种三旋流低CO高效煤粉燃烧器示意图。
图2为其中一种实施方式的导向装置示意图。
图中：1－一次风煤粉管道；2－内二次风通道；3－外二次风通道；4－导向装置；41－钝体；42－叶片；5－导向叶片；6－增旋装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式及工作过程作进一步的说明。
本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。
如图1所示，一种三旋流低CO高效煤粉燃烧器，包括自里到外依次同心设置的一次风煤粉管道1、内二次风管道2和外二次风管道3。一次风煤粉管道1出口端内侧设置有导向装置4，导向装置4设置在距离一次风煤粉管道1出口50~150mm处。
如图2所示，导向装置4包括钝体41和固定在钝体上的若干叶片42。钝体41优选异形钝体。若干叶片42沿圆周均匀布置在钝体41上。作为优选的技术方案，叶片42中心线与一次风煤粉管道1中心轴线呈10°~30°固定在钝体41上。此时，可以将叶片一端焊接在钝体41上，另一端与一次风煤粉管道1内壁焊接固定。这种情况下，沿着进料方向，叶片42中心线可以与一次风煤粉管道1中心轴线呈锐角设置，即若干叶片整体呈现扩散式椎体状。另一种情况下，叶片42沿着进料方向，呈收拢式椎体状。若干叶片的优选地，叶片选用翼型叶片，表面喷涂有高温耐磨材料。考虑到燃烧器喷口处高温环境和煤粉的磨损性，钝体41表面也喷涂耐高温耐磨材料。导向装置的存在，让原本稳定的一次风和煤粉混合气流湍动起来，旋转的煤粉离开燃烧器喷口后，卷吸周围气流，使中心煤粉颗粒尽早与空气接触。
一次风煤粉管道1出口端还设置有增旋装置6。增旋装置6呈渐扩环状结构设置在一次风煤粉管道1出口端，扩展至内二次风管道2和外二次风管道3出口端。增旋装置6的渐扩环状结构的内侧沿圆周设置有若干弱扰动端块，且其渐扩环状结构的外侧沿圆周设置有若干强扰动端块。弱扰动端块迎风端面的宽度和高度均小于强扰动端块迎风端面的宽度和高度。增旋装置能够增加内外二次风的旋流强度，增加二次风卷吸煤粉的动量。
内二次风通道2中部设置有导向叶片5。导向叶片5选用百叶窗式旋流叶片，使得内二次风风量和风向变得可调。
当稳定的一次风和煤粉混合气流经过导向装置后形成弱旋转气流，通过燃烧器喷口进入炉膛，与包覆的、强旋转的内外二次风充分融合，形成了三旋流煤粉气流。煤粉在三股旋流中与空气及高温烟气充分接触，促进煤粉中碳的燃烧尽可能完全，有效降低烟气中CO的产生，减少了锅炉化学未完全燃烧热损失，提高了锅炉燃烧效率。而内二次风管道内的可调节导向叶片能够根据煤种不同调节内二次风的风量和风向，从而提高了燃烧器的煤种适应性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三旋流低CO高效煤粉燃烧器，包括自里到外依次同心设置的一次风煤粉管道（1）、内二次风管道（2）和外二次风管道（3），其特征在于：所述一次风煤粉管道（1）出口端内侧设置有导向装置（4），所述一次风煤粉管道（1）出口端设置有增旋装置（6）。
2.根据权利要求1所述的一种三旋流低CO高效煤粉燃烧器，其特征在于：所述导向装置（4）设置在距离一次风煤粉管道（1）出口50~150mm处。
3.根据权利要求1所述的一种三旋流低CO高效煤粉燃烧器，其特征在于：所述导向装置（4）包括钝体（41）和固定在所述钝体上的若干叶片（42）；所述若干叶片（42）沿圆周均匀布置在所述钝体（41）上。
4.根据权利要求3所述的一种三旋流低CO高效煤粉燃烧器，其特征在于：所述叶片（42）与所述一次风煤粉管道（1）中心轴线呈10~30°固定在所述钝体（41）上。
5.根据权利要求3或4所述的一种三旋流低CO高效煤粉燃烧器，其特征在于：所述叶片（42）选用翼型叶片，表面喷涂有高温耐磨材料。
6.根据权利要求1所述的一种三旋流低CO高效煤粉燃烧器，其特征在于：所述内二次风通道（2）中部设置有导向叶片（5）。
7.根据权利要求5所述的一种三旋流低CO高效煤粉燃烧器，其特征在于：所述导向叶片（5）选用百叶窗式旋流叶片。
8.根据权利要求1所述的一种三旋流低CO高效煤粉燃烧器，其特征在于：所述增旋装置（6）呈渐扩环状结构设置在所述一次风煤粉管道（1）出口端，扩展至所述内二次风管道（2）和外二次风管道（3）出口端。
9.根据权利要求8所述的一种三旋流低CO高效煤粉燃烧器，其特征在于：所述增旋装置（6）的渐扩环状结构的内侧沿圆周设置有若干弱扰动端块，且其渐扩环状结构的外侧沿圆周设置有若干强扰动端块。
10.根据权利要求9所述的一种三旋流低CO高效煤粉燃烧器，其特征在于：所述弱扰动端块迎风端面的宽度和高度均小于所述强扰动端块迎风端面的宽度和高度。
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