CN103672885A - 一种一次风喷嘴内部偏转的垂直浓淡直流煤粉燃烧装置 - Google Patents

Abstract

一种一次风喷嘴内部偏转的垂直浓淡直流煤粉燃烧装置，它涉及一种垂直浓淡直流煤粉燃烧装置。本发明为了解决现有的垂直浓淡燃烧器存在易引起一次风偏斜、水冷壁结渣和高温腐蚀的问题。本发明的隔板将进入本燃烧装置的煤粉气流分隔成上下浓淡两部分，偏转丘体和浓缩丘体分别设置在淡一次风喷口和淡一次风通道上，浓一次风喷口和淡一次风喷口分别设置在浓一次风通道的一侧和下部为淡一次风通道的一侧，进入炉膛的浓一次风射流中心线与淡一次风射流中心线在水平面上的投影线之间的角度为α，淡一次风中心线向浓一次风中心线的背火侧偏转。本发明用于燃煤锅炉中的煤粉燃烧。

Description

一种一次风喷嘴内部偏转的垂直浓淡直流煤粉燃烧装置

技术领域

本发明属于煤粉炉切向燃烧技术，具体涉及一种一次风喷嘴内部偏转的垂直浓淡直流煤粉燃烧装置。

背景技术

煤粉炉切向燃烧技术一般指煤粉气流从布置在炉膛4角（或6角、8角，水冷壁）的直流式燃烧器引入炉膛进行切向旋转燃烧的方式。通过各角来的风粉混合物协同动作，在炉内形成一个强旋流火球燃烧。各一次风、二次风、三次风和燃尽风风口的几何中心线都分别与中央的一个或几个假想圆相切。

垂直浓淡燃烧技术已经广泛应用于直流切向煤粉燃烧领域。它是将一次风在高度方向上通过浓缩装置进行浓淡分级，形成浓煤粉气流和淡煤粉气流，浓煤粉气流在燃烧时，由于着火热减少，挥发分析出快，燃烧迅速，有利于煤粉的着火和燃烧，同时由于浓煤粉气流和淡煤粉气流都偏离了化学当量比燃烧，所以可以降低NOx的生成。具体在燃烧器的开发上，美国CE公司研制了宽调节比（WR）燃烧器，利用弯头的离心分离作用形成浓淡煤粉气流，然后浓淡煤粉气流通过设置在喷嘴体内的水平隔板进入炉膛；日本三菱重工业株式会社（MHI）研制的低污染（PM）燃烧器，主要由一次风管、弯头、浓煤粉喷嘴和淡煤粉喷嘴组成，一次风粉气流经弯头时在离心力的作用下进行分离，浓煤粉气流由上喷嘴进入炉膛，淡煤粉气流由下喷嘴进入炉膛，从而实现煤粉垂直浓淡燃烧。但实际运行过程中发现，采用垂直浓淡燃烧时一次风容易发生偏斜，在发生偏斜时，浓一次风煤粉气流在离水冷壁较近的区域燃烧，造成水冷壁结渣和高温腐蚀等现象。

综上所述，现有的垂直浓淡燃烧器存在易引起一次风偏斜、水冷壁结渣和高温腐蚀的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的垂直浓淡燃烧器存在易引起一次风偏斜、水冷壁结渣和高温腐蚀的问题。进而提供一种一次风喷嘴内部偏转的垂直浓淡直流煤粉燃烧装置。

本发明的技术方案是：一种一次风喷嘴内部偏转的垂直浓淡直流煤粉燃烧装置，它包括隔板、钝体、浓一次风喷口、淡一次风喷口、偏转丘体和浓缩丘体，隔板水平设置并将炉膛内的浓淡两股煤粉气流分隔成上下两部分，上部为浓一次风通道，下部为淡一次风通道，偏转丘体和浓缩丘体分别设置在淡一次风喷口和淡一次风通道上，浓一次风喷口和淡一次风喷口分别设置在浓一次风通道的一侧和下部为淡一次风通道的一侧，且浓一次风喷口和淡一次风喷口制成一体，钝体设置在浓一次风喷口和淡一次风喷口之间，浓煤粉气流通过上部的浓一次风通道与浓一次风喷口进入炉内，淡煤粉气流通过下部的淡一次风通道与淡一次风喷口进入炉内，进入炉膛的浓一次风射流中心线与淡一次风射流中心线在水平面上的投影线之间的角度为α，淡一次风中心线向浓一次风中心线的背火侧偏转4-12°。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

本发明垂直浓淡燃烧装置形成垂直方向上的燃料分级，垂直浓淡两股一次风在水平面上以一定的夹角喷入炉内形成水平方向上的燃料分级，这种布置形式能够防止高浓度煤粉气流刷壁造成水冷壁结渣和高温腐蚀，另一方面也能够同淡煤粉气流在横截面上形成分级燃烧，即在垂直浓淡的同时形成内浓外淡的风包粉的燃烧形式，进一步的减少NOx的生成。

本发明为实现淡一次风的偏转，同时考虑到燃烧器喷口所处炉内高温环境，煤粉的冲刷容易造成喷口、钝体或偏转丘体的磨损。所以在淡煤粉一次风通道中设置浓缩丘体，用以将煤粉向通道中央区域集中，然后淡煤粉一次风喷口设置偏转丘体用以将淡煤粉气流向水冷壁方向偏转。

附图说明

图1是本发明的侧视图；图2是本发明的主视图；图3是本发明浓煤粉一次风通道及喷嘴的结构示意图；图4是本发明淡煤粉一次风通道及喷嘴的结构示意图；图5是多个本发明的煤粉燃烧装置采用四角布置方式下的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式包括隔板2、钝体3、浓一次风喷口4、淡一次风喷口5、偏转丘体6和浓缩丘体7，隔板2水平设置并将炉膛内的浓淡两股煤粉气流分隔成上下两部分，上部为浓一次风通道8，下部为淡一次风通道9，偏转丘体6和浓缩丘体7分别设置在淡一次风喷口5和淡一次风通道9上，浓一次风喷口4和淡一次风喷口5分别设置在浓一次风通道8和下部为淡一次风通道9的一侧，且浓一次风喷口4和淡一次风喷口5制成一体，钝体3设置在浓一次风喷口4和淡一次风喷口5之间，浓煤粉气流通过上部的浓一次风通道8与浓一次风喷口4进入炉内，淡煤粉气流通过下部的淡一次风通道9与淡一次风喷口5进入炉内，进入炉膛的浓一次风射流中心线与淡一次风射流中心线在水平面上的投影线之间的角度为α，淡一次风中心线向浓一次风中心线的背火侧偏转4-12°。

本实施方式的垂直浓淡进入的是已经分离了的浓淡两股一次风气流。

本实施方式的偏转丘体和浓缩丘体使得淡一次风射流和浓一次风射流以一定的夹角射流炉内。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的浓一次风射流的中心线与淡一次风射流的中心线在炉膛水平面上的投影线之间的角度α为4～12°，浓一次风采用小角度反切（0～5°），淡一次风正切布置。如此设置，能够防止高浓度煤粉气流刷壁造成水冷壁结渣和高温腐蚀，另一方面也能够同淡煤粉气流在横截面上形成分级燃烧，即在垂直浓淡的同时形成内浓外淡的风包粉的燃烧形式，进一步的减少NOx的生成。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式中在炉壁1和燃烧器间设置于周界风通道输入周界风配合浓淡两股一次风进行燃烧，其中周界风11上下布置，出口面积相等。周界风10左右布置，向火侧出口面积是背火侧出口面积的2～3倍。如此设置，用以配合一次风燃烧器燃烧，其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1和图4，本实施方式的煤粉燃烧装置布置在包括炉膛、二次风喷嘴等炉膛的若干个角上或形成切圆流动的墙上，多层这种煤粉燃烧装置和二次风喷嘴构成燃烧器，二次风射流中心线在炉膛内形成主假想切圆，浓一次风射流延长线与二次风射流中心线在水平面上的投影线之间的夹角呈β（6～25°）偏向向火侧，在炉膛内形成与主假想切圆相反的切圆。本发明即有助于防止垂直浓淡燃烧时煤粉刷壁造成水冷壁结渣和高温腐蚀，又有利于NOx总体排放浓度的控制。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

本发明的一次风煤粉燃烧器在炉内可实现垂直摆动以调节汽温，内置偏转的淡煤粉喷口不影响燃烧器整体摆动。

本发明的一次风煤粉燃烧器可以顺列布置，即垂直方向上以淡-浓-淡-浓-淡-，也可以采用两两对称布置，即垂直方向上以淡-浓-浓-淡-淡-。

具体实施方式五：本发明的煤粉燃烧装置，该装置布置在炉膛的四面墙上。其它组成和连接关系与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：本发明的煤粉燃烧装置，该装置布置在炉膛的六个角上。其它组成和连接关系与具体实施方式五相同。

Claims (2)

1.一种一次风喷嘴内部偏转的垂直浓淡直流煤粉燃烧装置，其特征在于：它包括隔板（2）、钝体（3）、浓一次风喷口（4）、淡一次风喷口（5）、偏转丘体（6）和浓缩丘体（7），隔板（2）水平设置并将炉膛内的浓淡两股煤粉气流分隔成上下两部分，上部为浓一次风通道（8），下部为淡一次风通道（9），偏转丘体（6）和浓缩丘体（7）分别设置在淡一次风喷口（5）和淡一次风通道（9）上，浓一次风喷口（4）和淡一次风喷口（5）分别设置在浓一次风通道（8）的一侧和下部为淡一次风通道（9）的一侧，且浓一次风喷口（4）和淡一次风喷口（5）制成一体，钝体（3）设置在浓一次风喷口（4）和淡一次风喷口（5）之间，浓煤粉气流通过上部的浓一次风通道（8）与浓一次风喷口（4）进入炉内，淡煤粉气流通过下部的淡一次风通道（9）与淡一次风喷口（5）进入炉内，进入炉膛的浓一次风射流中心线与淡一次风射流中心线在水平面上的投影线之间的角度为α，淡一次风中心线向浓一次风中心线的背火侧偏转4-12°。

2.根据权利要求1所述的一种一次风喷嘴内部偏转的垂直浓淡直流煤粉燃烧装置，其特征在于：所述浓一次风射流的中心线与淡一次风射流的中心线在炉膛水平面上的投影线之间的角度α为4～12°。

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