CN201787567U - 直流煤粉燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种燃烧稳定、节油性能俱佳的直流煤粉燃烧器，它包括由入口管道、文丘里浓缩器和喷口管顺次连接形成的燃烧器本体外壳，燃烧器内还设有油燃烧风管和位于油燃烧风管中心的油燃烧装置，本实用新型的改进之处是：入口管道内设置整流浓淡分离装置，在喷口管内按燃烧器本体外壳的中心线对称设置上下浓淡分离隔板，在浓淡分离隔板和文丘里浓缩器的出口扩展段间设置扩流锥体，该扩流锥体锥顶指向文丘里浓缩器的缩颈处，油燃烧风管贯穿扩流锥体，助燃风道通向喷口管的喷口内。

Description

直流煤粉燃烧器

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧器，特别是一种直流煤粉燃烧器。

背景技术

煤炭是我国的主要能源，我国煤炭资源虽然丰富，但煤种多变、煤质较差。近几年，国内煤炭供给状况持续恶化，煤价持续上涨，为扭亏增赢，国内各大发电公司普遍推行混煤惨烧策略，以降低发电成本，大量燃用灰分高、热值低的劣质煤，造成机组运行稳定性降低、高负荷灭火的现象时有发生，而启动次数频繁又使启动油耗量增大；另外，燃烧稳定性降低也会使助燃油耗增大。针对这种状况，开发劣质煤燃烧技术，就显得必要和适时。

根据我国目前的煤炭供给现状，市场需求综合性能更高的煤粉燃烧技术，目前的节油技术在启动节油方面效果显著，但在机组正常运行中，降低着火燃烧性能，使得在燃用贫煤及更差煤种机组上应用效应不佳；虽然目前的稳燃技术可显著增强机组稳燃调峰能力，但基本不具备启动节油功能。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是对现有的煤粉燃烧器加以改进，提供一种燃烧稳定、节油性能俱佳的直流煤粉燃烧器。

解决上述问题的技术方案是：所提供的直流煤粉燃烧器包括由入口管道、文丘里浓缩器和喷口管顺次连接形成的燃烧器本体外壳，燃烧器内还设有油燃烧风管和位于油燃烧风管中心的油燃烧装置，本实用新型的改进之处是：入口管道内设置整流浓淡分离装置，在喷口管内按燃烧器本体外壳的中心线对称设置上下浓淡分离隔板，在浓淡分离隔板和文丘里浓缩器的出口扩展段间设置扩流锥体，该扩流锥体锥顶指向文丘里浓缩器的缩颈处，油燃烧风管贯穿扩流锥体，助燃风道通向喷口管的喷口内。

助燃风道的作用是冷却喷口管的喷口并补充燃烧空气，上下浓淡分离隔板8间的腔室为煤粉一级燃烧室，喷口管喷口处的腔室为煤粉二级燃烧室。煤粉气流进入入口管道，经入口管道内的整流浓淡分离装置对煤粉气流实施颗粒分布的优化调整，然后进入文丘里浓缩器，进行二次浓淡分离，浓淡分离隔板可分割保持煤粉气流的浓淡分离流态。大部分淡煤粉气流进入浓淡分离隔板与喷口上下壁面间的通道；小部分浓煤粉气流进入扩流锥体与浓淡分离隔板之间的通道以及扩流锥体与喷口管内侧壁和文丘里浓缩器出口扩展段两侧壁间的通道；从扩流锥体与浓淡分离隔板之间通道进入的浓煤粉气流在受锥体后的一级煤粉燃烧室内受回流区的阻滞而实现再次高效浓缩，气流经这种方式处理后，其稳燃能力极大增强，而且助燃油耗也得以大大降低。

上述油燃烧风管贯穿扩流锥体有两种选择方式：油燃烧风管沿扩流锥体中心线贯穿扩流锥体或者油燃烧风管斜向贯穿扩流锥体。

上述助燃风道也可以这样构成：在燃烧器本体外壳的外部设置气膜风箱，气膜风箱与燃烧器本体外壳之间形成助燃风道。

本实用新型的优点是：由于煤粉气流被多次浓淡分离，形成非常适合于煤粉气流着火燃烧的浓淡分离流态，必然形成分级补气效果，使残炭燃烧能够得到及时充足的氧量供应，燃烧效率提高，飞灰含碳量降低，达到提高锅炉效率、降低燃煤消耗的目的。由于采取多重浓淡分离措施、设置渐次进入浓相气流多股通道等措施，在稳燃能力进一步增强的情况下，节油率大幅度提高。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的结构简图。

图2是图1的俯视图。

图3是本实用新型第二实施例的结构简图。

图4是图3的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的内容加以详细说明。

本实用新型的第一实施例如图1、图2所示。入口管道1、文丘里浓缩器5、喷口管9依次连接，构成燃烧器本体外壳，油燃烧装置4位于油燃烧风管3中心。入口管道1内设置整流浓淡分离装置2，在喷口管9内对称设置上下浓淡分离隔板8，在隔板8和文丘里浓缩器5的出口扩展段间设置扩流锥体7，油燃烧风管3沿扩流锥体7中心线贯穿扩流锥体7(油燃烧风管3也可以斜向贯穿扩流锥体7，即油燃烧风管的中心线与扩流锥体的中心线相交成一定角度夹角)，助燃风道61通向喷口管9的喷口内(参见图2)。油燃烧风管3的出口连接油燃烧腔室12，上下浓淡分离隔板8之间的腔室是第一煤粉燃烧室13，喷口管喷口处的腔室为煤粉二级燃烧室14。

本实例的喷口管9和文丘里浓缩器5的截面均呈矩形，喷口管9上下壁与文丘里浓缩器5出口端平齐相接；在喷口管9出口处的上下内壁呈收缩斜面91，形成上下对称的收缩锥状；喷口管9两侧壁为双层结构，形成助燃风道61，喷口管内侧壁92与文丘里浓缩器5平齐相接，喷口管内侧壁92出口处为三角状凸起93。

本实例的扩流锥体7为三角锥体，扩流锥体7的侧壁与喷口管内侧壁92和文丘里浓缩器5出口扩展段的两侧壁间形成小通道71，扩流锥体7的底部端面上下布置多个矩形柱块72，从A向看，多个矩形柱块72呈长城朵状。

图3、图4给出了本实用新型的第二个实施例。在燃烧器本体外壳外设置气膜风箱6，此时，气膜风箱6与燃烧器本体外壳之间形成助燃风道61。气膜风箱6的入口设置调节风门10，用于调节助燃风W3的风量。在油燃烧腔室12、一级煤粉燃烧室13、二级煤粉燃烧室14的壁面分别设置壁温测量热偶11(贝尔宾实例只画出了二级煤粉燃烧室14壁面的热偶)。本实例的其它结构与第一实施例相同。

下面结合第二实施例说明本燃烧器的工作原理。

用于燃油的风W2进入燃油风管3中，煤粉气流W1进入口管道1，经整流浓淡分离装置2，煤粉气流实现颗粒分布的分离优化调整，进入文丘里浓缩器5后实现二次风浓淡分离，大部分为淡煤粉气流w1d，进入隔板8与喷口管9上下壁面间的通道；小部分为浓煤粉气流w1n，该浓煤粉气流的大部分进入扩流锥体7与上下隔板8之间的上下通道，小部分进入与喷口管内侧壁、文丘里浓缩器出口扩展段两侧壁间的小通道71。进入隔板8与上下壁面间通道的大部分淡煤粉气流受偏转惯性作用，紧贴上下壁面，以贴壁射流状喷射入炉膛，出口处的收缩锥面结构，可使该部分气流中的煤粉颗粒折向向中心移动，气体惯性小、除近壁附近气流绕流扩展角加大外，主射流仍以贴壁射流喷射，卷吸的大量炉内高温烟气进入到煤粉一、二级燃烧室13和14内。

进入扩流锥体7与上下隔板8之间上下通道的浓煤粉气流绕过扩流锥体后，在端面矩形柱块72折向作用、回流区正压低速区阻滞减速增浓、隔板8出口段三角斜面折向等综合作用下，使该部分气流实现高效浓缩，煤粉颗粒分级向中心移动；小部分进入两侧小通道71的浓煤粉气流，在扩流锥体后受三角状斜面导流作用，迅速流向中间区域。

回流进入一级煤粉燃烧室13的高温烟气与分级折向向中心移动的高浓度煤粉气流强烈掺混，完成极高的热质交换而被快速加热，挥发分大量快速析出而着火燃烧，形成稳定的着火区域，随气流扩散不断引燃主煤粉气流，这样煤粉气流得以稳定提前燃烧，稳燃能力极大增强，在正常调峰负荷下，节约全部助燃油耗，达到增强调峰能力、降低助燃油耗的目的。

在冷态点火启动过程中，炉内温度水平低，点火油枪在油燃烧室12燃烧释放热量只需满足进入一级煤粉燃烧室13中心部分浓煤粉气流着火需要，因而所需热量极少，使该部分煤粉着火燃烧，再靠回流区回输和气流扩散，逐次引燃主煤粉气流，使能级不断放大，以极少的燃油消耗，完成冷态点火启动过程，大幅降低点火启动过程燃油消耗，达到启动油耗目的。

在油燃烧室12、一级煤粉燃烧室13、二级煤粉燃烧室14的壁面设置的测温热偶及时反应壁面温度变化情况，测量温度间接反应各燃烧室内燃烧状况，如果温度高于壁面允许承受的温度限，可以开启气膜风冷却喷口，或者降低油枪出力，使燃烧器始终处于安全温度限以下工作。

从上述工作过程可以看出：无论冷态点火启动、还是正常运行过程，煤粉一级燃烧室中心高浓度煤粉都处于被快速加热、挥发分大量快速析出、在贫氧环境下着火燃烧状态，极大抑制氮氧化物的生成；在二级煤粉燃烧室，淡相气流的混入，及时补充燃烧空气，强化燃烧，因二次风尚未混合补入，所以形成的依然是高温还原火焰，使中心浓煤粉燃烧产生的氮氧化物得以还原，可以大幅度降低氮氧化物排放浓度，达到保护环境目的。

Claims (6)

1.一种直流煤粉燃烧器，包括由入口管道(1)、文丘里浓缩器(5)和喷口管(9)顺次连接形成的燃烧器本体外壳，燃烧器内还设有油燃烧风管(3)和位于油燃烧风管中心的油燃烧装置(4)，其特征是：入口管道(1)内设置整流浓淡分离装置(2)，在喷口管内按燃烧器本体外壳的中心线对称设置上下浓淡分离隔板(8)，在浓淡分离隔板(8)和文丘里浓缩器(5)的出口扩展段间设置扩流锥体(7)，该扩流锥体(7)锥顶指向文丘里浓缩器(5)的缩颈处，油燃烧风管(3)贯穿扩流锥体(7)，助燃风道(61)通向喷口管(9)的喷口内。

2.根据权利要求1所述的煤粉燃烧器，其特征是油燃烧风管(3)贯穿扩流锥体7有两种选择方式：油燃烧风管(3)沿扩流锥体(7)中心线贯穿扩流锥体或者油燃烧风管(3)斜向贯穿扩流锥体(7)。

3.根据权利要求1所述的煤粉燃烧器，其特征是在燃烧器本体外壳的外部设置气膜风箱(6)，气膜风箱(6)与燃烧器本体外壳之间形成助燃风道(61)。

4.根据权利要求3所述的煤粉燃烧器，其特征是气膜风箱(6)的入口设置调节风门(10)。

5.根据权利要求1至4任一项所述的煤粉燃烧器，其特征是喷口管(9)和文丘里浓缩器(5)的截面均呈矩形，喷口管(9)上下壁与文丘里浓缩器(5)出口端平齐相接；在喷口管(9)出口处的上下内壁呈收缩斜面(91)，形成上下对称的收缩锥状；喷口管(9)两侧壁为双层结构，形成助燃风道(61)，喷口管内侧壁(92)与文丘里浓缩器(5)平齐相接，喷口管内侧壁(92)出口处为三角状凸起(93)。

6.根据权利要求5所述的煤粉燃烧器，其特征是扩流锥体(7)为三角锥体，扩流锥体(7)的侧壁与喷口管内侧壁(92)和文丘里浓缩器(5)出口扩展段的两侧壁间形成小通道(71)，扩流锥体(7)的底部端面上下布置多个矩形柱块(72)，从A向看，多个矩形柱块(72)呈长城朵状。

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