CN211372474U - 防磨粒化播洒器及水煤浆锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了防磨粒化播洒器及水煤浆锅炉，该粒化播洒器包括同轴设置的内筒和外筒，所述外筒连通粒化风进风口，所述内筒连通水煤浆入口，所述内筒和外筒间间隙构成粒化风流道，所述粒化风流道中气流指向所述粒化播洒器前端，其特征在于，还包括气垫风生成单元，所述气垫风生成单元包括固定安装在所述外筒外壁上的壳体，所述壳体内设有气垫风流道，所述气垫风流道连通气垫风供风单元，所述气垫风流道的出风口开设于所述壳体的前端面，所述出风口连通炉膛，自所述出风口喷出的气流覆盖所述外筒的磨损区域或主要磨损区域。该粒化播洒器能够通过对粒化播洒器结构的改进，提高其防磨能力和耐高温性能，延长装置使用寿命。

Description

防磨粒化播洒器及水煤浆锅炉

技术领域

本实用新型属于锅炉技术领域，具体涉及防磨粒化播洒器及水煤浆锅炉。

背景技术

粒化播洒器作为水煤浆锅炉的重要输送设备，起到把流体状的水煤浆粒化成液体状颗粒并接受炉膛高温烟气(或高温颗粒)的辐射热、水分迅速汽化、煤颗粒迅速结合成固体颗粒的作用，其结构一般包括同轴设置的内筒和外筒，所述外筒连通粒化风进风口，所述内筒连通水煤浆入口，所述内筒前端设置水煤浆出口，所述内筒和外筒间间隙构成粒化风流道。

粒化播洒器作为燃料输送设备，为达到不结焦和床温均匀的要求，其外筒前部需深入炉膛内,且其深入炉膛的长度较长，为保证锅炉的原始超低排放，一般水煤浆的燃烧方式采用循环流化燃烧模式，由于炉膛内存在大量的循环灰和一定的流化蓄热床料，所述外筒伸入炉膛中的部分区域要承受炉膛的高温和含灰气流的冲击磨损形成外筒的磨损区域，影响粒化播洒器的使用寿命，因此，对粒化播洒器来说，增强局部的防磨耐高温性能至关重要，决定了整体装置的使用寿命长短。

然而，现有粒化播洒器为了提高耐高温性能，其外筒一般需采用较为昂贵的耐高温材质，且对于提高防磨性能，现有的粒化播洒器仅通过整体加大外筒筒壁厚度来实现，由此造成了现有的防磨耐高温粒化播洒器生产成本较高，使用和更换费用较高。

发明内容

针对现有技术不足，本实用新型要解决的技术问题是提供防磨粒化播洒器及水煤浆锅炉，通过对粒化播洒器结构的改进，提高其防磨能力和耐高温性能，延长装置使用寿命，降低防磨耐高温粒化播洒器的生产、使用成本。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种防磨粒化播洒器，包括同轴设置的内筒和外筒，所述外筒连通粒化风进风口，所述内筒连通水煤浆入口，所述内筒和外筒间间隙构成粒化风流道，所述粒化风流道中气流指向所述粒化播洒器前端，所述外筒受炉膛内灰流冲击区域为磨损区域，所述外筒受炉膛内主要冲击区域作为主要磨损区域，还包括气垫风生成单元，所述气垫风生成单元包括固定安装在所述外筒外壁上的壳体，所述壳体内设有气垫风流道，所述气垫风流道连通气垫风供风单元，所述气垫风流道的出风口开设于所述壳体的前端面，所述出风口连通炉膛，自所述出风口喷出的气流覆盖所述外筒的磨损区域或主要磨损区域。

作为优选，所述气垫风供风单元包括开设在所述外筒上的通气孔，所述通气孔连通所述气垫风流道和所述粒化风流道，所述气垫风流道后端封闭，且所述气垫风流道沿所述外筒中轴线方向设置，所述出风口设于所述磨损区域后方。

作为优选，所述通气孔设为多个，且所述通气孔设于所述气垫风流道后部。

作为优选，所述出风口设于所述炉膛内部，所述出风口与所述炉膛水冷壁间间距(所述间距为出风口与水冷壁内壁沿垂直炉膛水冷壁方向的直线距离)设为150毫米至200毫米。

作为优选，位于所述炉膛内的所述气垫风生成单元的壳体外壁包覆有防磨浇注材料构成的防磨层。

作为优选，所述外筒前端向下倾斜设置，所述外筒中轴线与水平线的夹角设为10°至45°。

作为优选，所述壳体前端面敞口设置以构成所述出风口，所述壳体包括设于所述外筒外侧的圆弧面型导风板，所述圆弧面型导风板罩设在外筒开设所述通气孔的区域外部，所述圆弧面型导风板与所述外筒间设置构成所述气垫风流道的间隙，且所述圆弧面型导风板的轴线(圆弧面的轴线是指圆弧面所在圆筒面的中轴线)与所述外筒中轴线共线设置。

作为优选，所述主要磨损区域为位于炉膛稀相区的所述外筒上部的圆弧面区域，所述圆弧面型导风板也位于所述外筒上部，所述主要磨损区域的对称分割面(对称分割面为将圆弧面等分为两部分的平面，圆弧面在其对称分割面两侧呈对称设置)与所述圆弧面型导风板的对称分割面共面，且所述圆弧面型导风板的圆弧角大于等于所述主要磨损区域的圆弧角。

作为优选，所述气垫风生成单元包括多个气垫风流道，多个所述气垫风流道沿所述外筒周向均匀排布，所述通气孔设为多个，每个所述气垫风流道均通过所述通气孔连通所述粒化风流道。

作为优选，所述壳体前端面敞口设置以构成所述出风口，所述壳体包括套设于所述外筒外的圆筒型导风板，所述圆筒型导风板套设在外筒开设所述通气孔的区域外部，所述圆筒型导风板与所述外筒间设置构成所述气垫风流道的间隙，且所述圆筒型导风板的轴线与所述外筒中轴线共线设置。

本发明还公开了一种水煤浆锅炉，包括上述的防磨粒化播洒器。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：提供了防磨粒化播洒器及水煤浆锅炉，通过对粒化播洒器结构的改进，提高其防磨能力和耐高温性能，延长装置使用寿命，降低防磨耐高温粒化播洒器的生产、使用成本。

附图说明

图1为本实施例适用于稀相区的防磨粒化播洒器的结构示意图；

图2为图1的A-A向剖面图；

图3为本实施例适用于密相区的第一种防磨粒化播洒器的结构示意图；

图4为本实施例适用于密相区的第二种防磨粒化播洒器的结构示意图；

图5为图4的B-B向剖面图；

以上各图中：1-内筒，11-水煤浆出口，2-外筒，21-磨损区域，22-通气孔，3-粒化风进风口，4-水煤浆入口，5-粒化风流道，6-壳体，61-气垫风流道，62-出风口，63-圆弧面型导风板，64-圆筒型导风板，7-水冷壁，8-防磨层；

以上各图中，虚线箭头表示气流方向，实线箭头表示炉膛内灰流方向。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至5所示，一种防磨粒化播洒器，包括同轴设置的内筒1和外筒2，所述外筒2连通粒化风进风口3，所述内筒1连通水煤浆入口4，所述内筒1和外筒2间间隙构成粒化风流道5，所述粒化风流道5中气流指向所述粒化播洒器前端，所述外筒2受炉膛内灰流(图中实线箭头方向为灰流流动方向)冲击区域为磨损区域，所述外筒2受炉膛内主要冲击区域作为主要磨损区域，所述粒化播洒器还包括气垫风生成单元，所述气垫风生成单元包括固定安装在所述外筒2外壁上的壳体6，所述壳6体内设有气垫风流道61，所述气垫风流道连通气垫风供风单元，所述气垫风流道61的出风口62开设于所述壳体6的前端面，所述出风口62连通炉膛，自所述出风口62喷出的气流覆盖所述外筒2的磨损区域21或主要磨损区域。

一种水煤浆锅炉，包括上述的防磨粒化播洒器。

在实际应用中，粒化播洒器在不同的位置伸入炉膛，其磨损的方式不同，磨损区域也不同，一般情况下，循环流化燃烧方式的炉膛分为密相区(或流化区)和稀相区(或传热区)，密相区域灰颗粒的流动方向紊乱并且部分颗粒流动速度快，其磨损机理为下降灰流和上升灰流的冲击磨损(密相区灰流流向如图4所示，其中下行实线箭头代表下降灰流，上行实线箭头代表上升灰流)，故位于密相区的外筒2其磨损区域21为受灰流冲击的整个圆筒面区域；而稀相区的灰流相对稳定并且流动方向基本一致，其磨损机理为主要为下降灰流的冲击磨损(稀相区灰流流向如图1所示，下行实线箭头代表下降灰流)，因此位于稀相区的外筒2受灰流冲击的整个圆筒面的磨损区域21所受的冲击磨损程度并不相同，其中位于外筒2上部的圆弧面区域承受稀相区下降灰流的主要冲击，为外筒2的主要磨损区域。对外筒2的整体的磨损区域21或主要磨损区域进行局部保护，都可以起到提高粒化播洒器防磨性能，延迟装置使用寿命的效果。

上述粒化播洒器通过结构改进，采用上述结构通过气垫风生成单元向外筒2的磨损区域21喷射高速气流，在磨损区域21表面形成覆盖磨损区域21的气垫(气流薄层)，以隔离高温的灰流和磨损区域21，以该高速气流作为气垫风，通过高速的气垫风可带走高温的灰流并迅速衰减，不影响炉内空气动力场，防止灰流直接冲击外筒2筒壁，从而提高粒化播洒器的局部防磨能力。同时，高速的气垫风还有利于降低粒化器外筒2的温度，以提高粒化播洒器的耐热性能，进而延长装置使用寿命。且相较于现有提高粒化播洒器防磨耐热性能的技术手段，本实施例采用简单的装置结构改进的技术手段可降低防磨耐高温粒化播洒器的生产、使用成本。

具体的，所述气垫风供风单元包括开设在所述外筒2上的通气孔22，所述通气孔22连通所述气垫风流道61和所述粒化风流道5，所述气垫风流道61后端封闭，且所述气垫风流道61沿所述外筒2中轴线方向设置，所述出风口62设于所述磨损区域后方。上述结构采用粒化播洒器原有粒化风流道5的粒化风作为气垫风供风单元，可减小装置改造成本，且由于粒化播洒器的粒化风采用一次风，空气压力高，气垫风是粒化风通过外筒2的通气孔22进入气垫风流道61，并经过气垫风流道61的过渡，形成稳定、高速的气流，气垫风流速与炉膛内的灰流流速相比存在数量级的区别，能够保证气垫风具有足够高的流速，保障隔离灰流的效果。

所述气垫风供风单元除了可采用粒化风外，也可采用外接的高压风机等高速气流气源，也可实现隔离灰流，延迟装置使用寿命的效果。

具体的，所述通气孔22设为多个，且所述通气孔22设于所述气垫风流道61后部。通气孔22设为多个，可通过控制通气孔22的数量和开孔的大小来控制气垫风分流粒化风的流量，从而确保足够的粒化风量，保证粒化效果，同时在开设通气孔22的时候可根据实际使用需求设计通气孔22的个数和具***置排布，以尽量避免开设通气孔22对外筒2的结构强度的影响；通气孔22设于所述气垫风流道61后部可保证自通气孔22进入气垫风流道61的气流具有充分的时间进行稳流，确保出风口62喷出稳定的气垫风，以在磨损区域21由气垫风形成稳定的空气薄层，确保局部防磨效果。

具体的，所述出风口62设于所述炉膛内部，所述出风口62与所述炉膛水冷壁7间间距设为150至200毫米(所述间距为出风口62与水冷壁7内壁沿垂直炉膛水冷壁7方向的直线距离)。

具体的，所述炉膛水冷壁7内壁和位于所述炉膛内的所述气垫风生成单元的壳体6外壁均包覆防磨层8，所述防磨层8由防磨浇注材料构成。位于所述炉膛内的所述气垫风生成单元还可采用现有防止受高温辐射防变形措施，以确保气垫风生成单元在炉膛内的稳定运行，更好的提高延迟装置使用寿命。

具体的，所述外筒2前端向下倾斜设置，所述外筒2中轴线与水平线的夹角设为10°至45°。

具体的，如图2和图3所示，所述壳体6前端面敞口设置以构成所述出风口62，所述壳体6包括设于所述外筒2外侧的圆弧面型导风板63，所述圆弧面型导风板63罩设在外筒2开设所述通气孔22的区域外部，所述圆弧面型导风板63与所述外筒2间设置构成所述气垫风流道61的间隙，且所述圆弧面型导风板63的轴线(圆弧面的轴线是指圆弧面所在圆筒面的中轴线)与所述外筒2中轴线共线设置。以所述圆弧面型导风板63与所述外筒2间的窄小间隙作为气垫风流道61，可确保气垫风流道61对气垫风气流的加速效果，应用少量的粒化风就可产生足够的高速气垫风气流，避免气垫风过度分流粒化风，从而确保足够的粒化风量，保证粒化效果。

基于位于炉膛内不同位置的粒化播洒器的磨损机理不同，适用于稀相区和密相区的气垫风生成单元可根据其不同磨损机理设为不同的结构。

具体的，如图2所示，所述粒化播洒器伸入炉膛的稀相区，则所述主要磨损区域为位于炉膛稀相区的所述外筒2上部的圆弧面区域，所述圆弧面型导风板63也位于所述外筒2上部，以在外筒2上部形成气垫风抵御稀相区下行灰流的冲击磨损，所述主要磨损区域的对称分割面(对称分割面为将圆弧面等分为两部分的平面，圆弧面在其对称分割面两侧呈对称设置)与所述圆弧面型导风板63的对称分割面共面，且所述圆弧面型导风板63的圆弧角大于等于所述主要磨损区域的圆弧角。采用上述结构可确保自所述出风口62喷出的气流完全覆盖主要磨损区域。

具体的，如图3所示，所述粒化播洒器伸入炉膛的密相区，所述气垫风生成单元包括多个气垫风流道61(例如，气垫风流道61可如图3所示设为2个，也可设为3个、4个等)，多个所述气垫风流道61沿所述外筒2周向均匀排布，所述通气孔22设为多个，每个所述气垫风流道61均通过所述通气孔22连通所述粒化风流道5。气垫风生成单元包括多个沿所述外筒2周向均匀排布的气垫风流道61可沿外筒2周向形成气垫，以抵御密相区上行灰流和下行灰流的冲击磨损，保证出风口62喷出的气垫风完全覆盖位于密相区的外筒2的磨损区域21。上述结构实际同样适用于伸入炉膛的稀相区的粒化播洒器。

除上述结构外，所述粒化播洒器伸入炉膛的密相区时，还可设为如图4和图5所示结构，所述壳体6前端面敞口设置以构成所述出风口62，所述壳体6包括套设于所述外筒2外的圆筒型导风板64，所述圆筒型导风板64套设在外筒2开设所述通气孔22的区域外部，所述圆筒型导风板64与所述外筒2间设置构成所述气垫风流道61的间隙，且所述圆筒型导风板64的轴线与所述外筒2中轴线共线设置。采用上述结构可确保自所述出风口62喷出的气流完全覆盖位于密相区的磨损区域21。上述结构实际同样适用于伸入炉膛的稀相区的粒化播洒器。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种防磨粒化播洒器，包括同轴设置的内筒和外筒，所述外筒连通粒化风进风口，所述内筒连通水煤浆入口，所述内筒和外筒间间隙构成粒化风流道，所述粒化风流道中气流指向所述粒化播洒器前端，其特征在于，还包括气垫风生成单元，所述气垫风生成单元包括固定安装在所述外筒外壁上的壳体，所述壳体内设有气垫风流道，所述气垫风流道连通气垫风供风单元，所述气垫风流道的出风口开设于所述壳体的前端面，所述出风口连通炉膛，自所述出风口喷出的气流覆盖所述外筒的磨损区域或主要磨损区域。

2.根据权利要求1所述的防磨粒化播洒器，其特征在于，所述气垫风供风单元包括开设在所述外筒上的通气孔，所述通气孔连通所述气垫风流道和所述粒化风流道，所述气垫风流道后端封闭，且所述气垫风流道沿所述外筒中轴线方向设置，所述出风口设于所述磨损区域后方。

3.根据权利要求2所述的防磨粒化播洒器，其特征在于，所述通气孔设为多个，且所述通气孔设于所述气垫风流道后部。

4.根据权利要求1所述的防磨粒化播洒器，其特征在于，所述出风口设于所述炉膛内部，所述出风口与所述炉膛的水冷壁间间距设为150毫米至200毫米。

5.根据权利要求4所述的防磨粒化播洒器，其特征在于，位于所述炉膛内的所述壳体外壁包覆有防磨浇注材料构成的防磨层。

6.根据权利要求2所述的防磨粒化播洒器，其特征在于，所述壳体前端面敞口设置以构成所述出风口，所述壳体包括设于所述外筒外侧的圆弧面型导风板，所述圆弧面型导风板罩设在外筒开设所述通气孔的区域外部，所述圆弧面型导风板与所述外筒间设置构成所述气垫风流道的间隙，且所述圆弧面型导风板的轴线与所述外筒中轴线共线设置。

7.根据权利要求6所述的防磨粒化播洒器，其特征在于，所述主要磨损区域为位于炉膛稀相区的所述外筒上部的圆弧面区域，所述圆弧面型导风板也位于所述外筒上部，所述主要磨损区域的对称分割面与所述圆弧面型导风板的对称分割面共面，且所述圆弧面型导风板的圆弧角大于等于所述主要磨损区域的圆弧角。

8.根据权利要求6所述的防磨粒化播洒器，其特征在于，所述气垫风生成单元包括多个气垫风流道，多个所述气垫风流道沿所述外筒周向均匀排布，所述通气孔设为多个，每个所述气垫风流道均通过所述通气孔连通所述粒化风流道。

9.根据权利要求2所述的防磨粒化播洒器，其特征在于，所述壳体前端面敞口设置以构成所述出风口，所述壳体包括套设于所述外筒外的圆筒型导风板，所述圆筒型导风板套设在外筒开设所述通气孔的区域外部，所述圆筒型导风板与所述外筒间设置构成所述气垫风流道的间隙，且所述圆筒型导风板的轴线与所述外筒中轴线共线设置。

10.一种水煤浆锅炉，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的防磨粒化播洒器。

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