CN206274163U - 煤粉燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及能源领域，公开了一种煤粉燃烧器，该煤粉燃烧器包括一次风管(10)和套接在所述一次风管(10)上的二次风管(20)，其特征在于，所述一次风管(10)的喷口处形成有向轴向突出的多个凸缘部(30)，所述凸缘部(30)具有矩形顶部(31)和设置在所述喷口周面上的底部(32)，所述底部(32)的宽度大于所述矩形顶部(31)，并以凹弧形过渡至所述矩形顶部(31)的顶面，从而能够使得煤粉不易向燃烧器喷口区回流，保护了燃烧器，避免了燃烧器超温和结焦等问题的发生。

Description

煤粉燃烧器

技术领域

本实用新型涉及能源领域，具体地，涉及一种煤粉燃烧器。

背景技术

火力发电是利用煤等可燃物燃烧时所产生的热能转换成电能的发电方式。而我国的煤炭资源丰富，火力发电占我国电力产业发电量的80％以上，因此对燃煤电站锅炉的污染物排放进行控制，成为了亟待解决的问题。

通常来说，出于使煤充分燃烧，尽量减少污染物排放的目的，燃煤电站锅炉会根据设计煤种的不同，而对锅炉的炉型、结构和燃烧器等进行选择。但是，随着国内电煤供应的市场化、燃煤制造工艺的变化等原因，使得多数电厂很难一直使用设计煤种。

而伴随着大量非设计煤种的使用，燃煤电站锅炉容易产生下述问题：

(1)当锅炉燃用的非设计煤种为低挥发分煤种时，容易发生煤粉燃尽度变差和燃烧不稳；

(2)当锅炉燃用的非设计煤种为低灰熔点煤种时，燃烧器区和屏区的受热面容易出现严重结渣，进而引起管壁超温、排烟温度升高、使得锅炉不得不降参数运行而造成锅炉效率降低等；

(3)当锅炉燃用的非设计煤种具有不同的燃烧特性以及污染物排放特性不同，容易造成NOx控制效果不理想。

如果无法控制对上述这些现象进行有效地控制，会严重地影响发电机组的安全正常的运行。

煤粉燃烧器是保证煤炭燃烧用空气以一定速度进入炉膛并能够与煤粉充分混合，及时着火和稳定燃烧的关键的燃烧设备之一，因此，即使在使用非设计煤种时，如何使煤粉燃烧器在能够保证不结焦安全运行的同时，满足低NOx环保要求，成为了本领域中亟待解决的技术问题。

虽然现有技术有通过增加空气分级来降低NOx的生成量，但是仍无法解决燃烧器喷口结焦等问题。而煤粉燃烧器在实际使用时产生严重结焦，很可能改变炉内燃烧流场，影响燃烧效果乃至发电机组的安全正常的运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种煤粉燃烧器，该煤粉燃烧器能够解决燃烧器喷口结焦等问题，确保炉内燃烧流场。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种煤粉燃烧器，包括一次风管和套接在所述一次风管上的二次风管，其特征在于，所述一次风管的喷口处形成有向轴向突出的多个凸缘部，所述凸缘部具有矩形顶部和设置在所述喷口周面上的底部，所述底部的宽度大于所述矩形顶部，并以凹弧形过渡至所述矩形顶部的顶面。

优选地，所述多个凸缘部为沿周向均布的8-10个。

优选地，所述凸缘部具有与所述一次风管的喷口顶部面平齐的第一表面，该第一表面的表面积之和为所述一次风管流通面积的10-20％。

优选地，所述凸缘部的厚度自所述喷口周面向所述矩形顶部的顶面逐渐减小。

优选地，所述凸缘部的形状满足：曲线1：(X-2a)²+(Y-1a)²＝1{X∈(1a，2a)；Y∈(0a，1a)}；曲线2：Y＝1{Y∈(-1a，1a)}；曲线3：(X+2a)²+(Y-1a)²＝1{X∈(-1a，-2a)；Y∈(0a，1a)}，其中，常数a为正实数。

优选地，所述二次风管包括在所述一次风管外周自内向外依次布置的直流二次风管、内二次风管和外二次风管。

优选地，所述直流二次风管的喷口处形成有导流调节机构。

优选地，所述直流二次风管、内二次风管和外二次风管的进风口处均设置有风旋流调节机构，该风旋流调节机构分别调节相应各个二次风管的旋流强度和/或风量。

优选地，所述内二次风管具有内二次风管第一进风口和内二次风管第二进风口，所述内二次风管第一进风口和内二次风管第二进风口分别设置有内二次风门调节杆和内二次风旋流叶片调节杆。

优选地，所述内二次风管第一进风口和所述内二次风管第二进风口通过台形管连通至所述内二次风管的喷口，所述台形管中设置有旋流器。

通过上述技术方案，由于一次风管的喷口处形成有向轴向突出的多个凸缘部，该凸缘部具有对一次风中心流动阻力扰小，对一次风根部扰动大的形状，该矩形顶部通过凹弧形过渡到喷口周面，从而在一次风喷出喷口时仅对风产生小扰动，而这一扰动在一次风喷出喷口一定距离后，变成大扰动。从而能够加强燃烧后期一二次风的混合强烈程度，促进煤粉的燃尽程度。同时由于凸缘部的截流作用，在一定程度上提高了一次风速，使得煤粉不易向燃烧器喷口区回流，保护了燃烧器，避免了燃烧器超温和结焦等问题的发生。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型所述煤粉燃烧器的俯视图。

图2是本实用新型所述煤粉燃烧器的结构示意图。

图3是本实用新型所述煤粉燃烧器的喷口结构示意图。

附图标记说明

10 一次风管

20 二次风管 21 直流二次风管

22 内二次风管 23 外二次风管

24 导流调节机构 25 外二次风管进风口

26 内二次风管第一进风口 27 内二次风管第二进风口

28 直流进风口 29 台形管

30 凸缘部 31 矩形顶部

32 底部 33 第一表面

41 外二次风旋流叶片调节杆 42 内二次风门调节杆

43 内二次风旋流叶片调节杆 44 旋流器

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

如图1所示，本实用新型提供一种煤粉燃烧器，包括一次风管10和套接在一次风管10上的二次风管20，所述一次风管10的喷口处形成有向轴向突出的多个凸缘部30，所述凸缘部30具有矩形顶部31和设置在喷口周面上的底部32，底部32的宽度大于矩形顶部31，并以凹弧形过渡至矩形顶部31的顶面。由于凸缘部30的矩形顶部31的面积小，底部面积大，因而对一次风中心流动扰动较小，对一次风根部扰动较大，当一次风携带煤粉吹过时，因为凸缘部30的截流作用，会在一定程度上提高一次风速，使得煤粉不易在燃烧器喷口区回流。

更进一步地，所述多个凸缘部30为沿周向均布的8-10个，并具有与一次风管10的喷口顶部面平齐的第一表面33，多个凸缘部30的第一表面33的表面积之和为所述一次风管10流通面积的10-20％。这样设置的凸缘部30，在燃烧初期，小扰动不仅不会影响火焰的稳定还可以促进回流区高温烟气与煤粉更好的混合，后期的大扰动可以加强燃烧后期一二次风的混合强烈程度，促进煤粉的燃尽程度。同时由于凸缘部的截流作用，在一定程度上提高了一次风速，使得煤粉不易向燃烧器喷口区回流，保护了燃烧器，避免了燃烧器超温和结焦等问题的发生。具体地，该凸缘部形成为马蹄形，并由经过耐磨、耐高温材料制成。

另外，由于该凸缘部30安装在一次风管的喷口，因此只需要简单的改造就能够投入使用。例如，各个凸缘部30能够分别形成，焊接在喷口处。

为了更好地对风进行引导，优选凸缘部30的厚度自所述喷口周面向所述矩形顶部31的顶面逐渐减小。具体地，凸缘部30的高度为D，底部32的宽度为L1，矩形顶部31的顶面宽度为L2能够相应于煤种进行调整，以达到稳燃，防结焦的目的。优选凸缘部30的形状满足：曲线1：(X-2a)²+(Y-1a)²＝1{X∈(1a，2a)；Y∈(0a，1a)}；曲线2：Y＝1{Y∈(-1a，1a)}；曲线3：(X+2a)²+(Y-1a)²＝1{X∈(-1a，-2a)；Y∈(0a，1a)}，其中，常数a为正实数。该曲线1、2、3均是在笛卡尔坐标系中定义的，曲线1为圆心在(1a，2a)的圆弧，曲线2为距离y轴为1a的直线，曲线3为圆心在(-1a，-2a)的圆弧。其中，常数a能够根据一次风管10的形状尺寸，所设置凸缘部30的个数等适当设置。例如，a能够为任意正实数，例如a＝1。如图1示箭头中所指。

在上述技术方案的基础上，二次风管20包括在所述一次风管10外周自内向外依次布置的直流二次风管21、内二次风管22和外二次风管23。由于本实用新型所述的煤粉燃烧器相比于现有技术的煤粉燃烧器增加了一股直流二次风，该直流二次风靠近一次风，而介于一次风和内二次风之间，且其风量较小，约占总二次风量的15％。这样，能够通过具有固定向前的流向的直流风，在一次风喷出喷口时对一次风起到一定的包裹作用，增强一次风刚度，使得一次风不会过早发散，使前期一次风煤粉集中于中心回流区附近，因而一方面起到稳燃作用，另一方面也避免煤粉颗粒的外向发散，减轻燃烧器喷口结焦。而且能够通过直流风能够解决携带有煤粉的一次风与二次风混合所带来的着火问题，降低了NOx等中间产物与氧气过早接触的几率，更好地抑制煤粉燃烧初期NOx的生成量。

更进一步地，直流二次风管21的喷口处形成有导流调节机构24，从而能够对所形成直流风的强度进行控制以应对不同规格的煤种。

在上述技术方案的基础上，直流二次风管21、内二次风管22和外二次风管23的进风口处均设置有风旋流调节机构，该风旋流调节机构分别调节相应各个二次风管20的旋流强度和/或风量。利用上述风旋流调节机构，能够实现对各个通道的旋流强度和风量的单独控制，旋转气流能将炉膛内的高温烟气卷吸到煤粉着火区，点燃煤粉并使之稳定燃烧。同时，可以改变旋流强度，从而调整煤粉气流的下冲能力，充分有效的利用下炉膛的空间，使煤粉进行有效的燃烧。另外，燃烧器采用这种分级送风的方式，不仅有利于煤粉的着火与稳燃，也有利于控制火焰中氮氧化物的生成。

更进一步地，内二次风管22具有内二次风管第一进风口26和内二次风管第二进风口27，内二次风管第一进风口26和内二次风管第二进风口27分别设置有内二次风门调节杆42和内二次风旋流叶片调节杆43。

在上述技术方案的基础上，内二次风管第一进风口26和内二次风管第二进风口27通过台形管29连通至内二次风管22的喷口，台形管29中设置有旋流器44，这样能够通过调节旋流器44更加可靠地控制混合点，以适应不同的规格的煤种，确保煤粉燃尽，并有效地防止喷口局部高温，防止结焦。另外，还能够进一步控制还原区和氧化区，降低NOx的生成量。

具体地，通过上述描述可知，本实用新型所提供的一种煤粉燃烧器由于具有凸缘部30，因而能够对如图3所示对风进行扰动。其中，A为小扰动着火区，B为内回流区，C为大扰动燃尽区，D为外二次风，E为内二次风，F为直流二次风，G为一次风。可见，由于煤粉燃烧器能够形成上述四股风，即外二次风D，内二次风E，直流二次风F，一次风G，并通过凸缘部30形成能够使火焰稳定的小扰动着火区A、能够加强空气和煤粉混合的内回流区、以及加强一二次风混合，促进煤粉的燃尽程度的大扰动燃尽区C，从而有效地防止了燃烧器喷口结焦。改变了炉内燃烧流场，从而改善了燃烧效果使发电机组能够保持安全稳定的运行。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种煤粉燃烧器，包括一次风管(10)和套接在所述一次风管(10)上的二次风管(20)，其特征在于，所述一次风管(10)的喷口处形成有向轴向突出的多个凸缘部(30)，所述凸缘部(30)具有矩形顶部(31)和设置在所述喷口周面上的底部(32)，所述底部(32)的宽度大于所述矩形顶部(31)，并以凹弧形过渡至所述矩形顶部(31)的顶面。

2.根据权利要求1所述的煤粉燃烧器，其特征在于，所述多个凸缘部(30)为沿周向均布的8-10个。

3.根据权利要求1所述的煤粉燃烧器，其特征在于，所述凸缘部(30)具有与所述一次风管(10)的喷口顶部面平齐的第一表面(33)，该第一表面(33)的表面积之和为所述一次风管(10)流通面积的10-20％。

4.根据权利要求3所述的煤粉燃烧器，其特征在于，所述凸缘部(30)的厚度自所述喷口周面向所述矩形顶部(31)的顶面逐渐减小。

5.根据权利要求1所述的煤粉燃烧器，其特征在于，所述凸缘部(30)的形状满足：曲线1：(X-2a)²+(Y-1a)²＝1{X∈(1a，2a)；Y∈(0a，1a)}；曲线2：Y＝1{Y∈(-1a，1a)}；曲线3：(X+2a)²+(Y-1a)²＝1{X∈(-1a，-2a)；Y∈(0a，1a)}，其中，常数a为正实数。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的煤粉燃烧器，其特征在于，所述二次风管(20)包括在所述一次风管(10)外周自内向外依次布置的直流二次风管(21)、内二次风管(22)和外二次风管(23)。

7.根据权利要求6所述的煤粉燃烧器，其特征在于，所述直流二次风管(21)的喷口处形成有导流调节机构(24)。

8.根据权利要求6所述的煤粉燃烧器，其特征在于，所述直流二次风管(21)、内二次风管(22)和外二次风管(23)的进风口处均设置有风旋流调节机构，该风旋流调节机构分别调节相应各个二次风管(20)的旋流强度和/或风量。

9.根据权利要求6所述的煤粉燃烧器，其特征在于，所述内二次风管(22)具有内二次风管第一进风口(26)和内二次风管第二进风口(27)，所述内二次风管第一进风口(26)和内二次风管第二进风口(27)分别设置有内二次风门调节杆(42)和内二次风旋流叶片调节杆(43)。

10.根据权利要求9所述的煤粉燃烧器，其特征在于，所述内二次风管第一进风口(26)和所述内二次风管第二进风口(27)通过台形管(29)连通至所述内二次风管(22)的喷口，所述台形管(29)中设置有旋流器(44)。