CN2172404Y - 一种径向浓淡旋流煤粉燃烧器 - Google Patents

Abstract

一种径向浓淡旋流煤粉燃烧器，包括柱形空间的 浓煤粉通道和环状空间的淡煤粉通道和二次风管道， 淡煤粉通道和二次风管道中分别设置旋流器，浓煤粉 通道分别通过火嘴和浓煤粉输送管与炉膛和煤粉浓 缩器连通，淡煤粉通道亦分别通过火嘴和淡煤粉输送 管与炉膛和煤粉浓缩器连通，本燃烧器煤粉燃烧效率 高，稳燃和低NO_X排放，对于劣质燃煤有良好的适 应性，减少大气污染，提高能源的利用率。

Description

本实用新型涉及一种煤粉燃烧器，特别是旋流煤粉燃烧器。

我国的国情是石油产量少，煤的产量虽多，但煤 种多变，煤质较差，在电力工业煤粉锅炉燃烧技术中，对煤粉燃烧的基本要求是高效率、稳燃和低污染。首先，为节省能源，需保证高效率燃烧；其次是稳燃，由于我国电厂用煤的煤质较差，且煤种多变，稳燃问题很突出，特别是在低负荷运行时，常常不得不投油助燃，从而增加了发电成本。再者，随着人们对环境问题的日益关注，对煤粉燃烧的低污染要求越来越强烈。旋流煤粉燃烧器在我国电站锅炉及其它煤粉燃烧应用领域占有一定的比例，它依靠高温回流区作为稳定的热源，使煤粉气流及时着火并稳定燃烧。煤粉气流经过旋流器后，由于离心力的作用，煤粉多被甩到旋转射流外表面附近，部分煤粉不能进入高温回流区，只能沿着回流区的边缘而过，使煤粉的浓度分布与气流的温度分布不匹配，即高温回流区中煤粉很少，其边缘附近的低温区中却集中了大量的煤粉，没有形成有利于大焰稳定的高温、高浓度区域，不利于煤粉的及时着火和火焰稳定。燃用低挥发分煤和劣质煤时，很难稳燃；特别是对于直吹式***，因一次风中水分高、温度低，而不能进行稳定燃烧；低负荷稳燃能力差，常常需要投油助燃。普通旋流煤粉燃烧器，一、二次风混合强烈，温度峰值高，NO_X生成量大。据调查，其NO_X约为500～600PPm，比直流燃烧器大25％左右。日本石川岛播磨重工株式会社（IHI）开发的WR——PC燃烧器（日本专利昭62——233611）只解决了低负荷稳燃问题，且运行调节复杂，不适合我国国情。美国F·W公司开发的旋流发生器（美国专利US4270895），有效地降低了NO_X的排放，但它的旋流二次风量仅占总风量的5～15％，很难形成稳定的回流区；携带细煤粉颗粒的气流（即淡煤粉气流）和携带粗煤粉颗粒的气流（即浓煤粉气流）均以直流的形式进入炉膛，依靠细煤粉颗粒气流点燃粗煤粉颗粒气流，火焰稳定性差。

本实用新型的目的是针对现在技术存在的问题进行改进，提供一种结构简单、可同时实现煤粉燃烧的高效率、稳燃、低污染的径向浓淡旋流煤粉燃烧器。

本实用新型径向浓淡旋流煤粉燃器，包括一个浓煤粉通道2，一个具有环状空间的淡煤粉通道3和一个具有环状空间的二次风管道4，二次风管道4的环状空间中安装有旋流器5，浓煤粉通道2的入口通过输送管7与煤粉浓缩器9的浓煤粉出口连通、其出口通过火嘴12与炉膛1连通，淡煤粉通道3通过输送管10与煤粉浓缩器9的淡煤粉出口连通、其出口通过火嘴13与炉膛1连通，煤粉浓缩器9的入口接一次风道8，二次风道4的入口与二次风道11连通、其出口与炉膛1连通，本实用新型的特征是浓煤粉通道2，淡煤粉通道3和二次风管道4由里向外依次排列，淡煤粉通道3的环状空间中安装有旋流器6。

本实用新型与现有技术相比，其设计所采用的结构及其原理，既克服了（IHI）WR－PC燃烧器仅用于低负荷稳燃且调节复杂的缺点，又克服了F·W公司的旋流发生器的缺点。本实用新型同时解决了煤粉燃烧的高效率、稳燃和低NO_X排放，这对我国特有劣质煤的高效低污染利用有非常积极的作用。稳燃问题的解决，提高了煤粉锅炉煤种适应性和低负荷运行的可靠性，保证了锅炉运行的安全性；低NO_X排放问题的解决，减少了大气污染，保证了人类生存环境，对煤的低污染利用具有重要的社会意义和经济意义；高效率燃烧可提高能源的利用率，节约了能源。

图1为本实用新型煤粉燃烧器一个实例的轴向剖视原理图，图2为本实用新型煤粉燃烧器又一个实例的轴向剖视原理图。

下面结合两个实例对本实用新型做详细描述。

实施例1：

如图1：图中1炉膛、2浓煤粉通道、3淡煤粉通道、4二次风管道、5旋流器、6旋流器、7浓煤粉气流输送管、8一次风输粉管道、9浓缩器、10淡煤粉气流输送管、11二次风道，12和13为火嘴。

本实用新型是通过下列方式予以实现的：从一次风输粉管道8送来的煤粉空气流经过浓缩器9分成煤粉浓度相差很大的浓、淡煤粉气流，浓煤粉气流含有一次风粉气流中的绝大部分煤粉，淡煤粉气流仅含有一次风粉气流中的一小部分煤粉。浓煤粉气流经过浓煤粉气流输送管7浓煤粉通道2及处于燃烧器内层的火嘴－－浓煤粉气流火嘴12以直流或弱旋流的形式进入炉膛1，淡煤粉气流经过淡煤粉气流输送管10淡煤粉通道3及旋流器6和处于浓煤粉气流火嘴外侧的淡煤粉气流火嘴13以旋流的形式进入炉膛。二次风经过二次风道11、二次风管道及旋流器5后由二次风喷口在最外层喷入炉膛。浓煤粉气流进入高温回流区，调节二次风旋流强度，使淡煤粉气流的扩展角大于或等于浓煤粉气流的扩展角，保证在着火初期，淡煤粉气流及二次风尽量少混入浓煤粉气流，进而形成高温，高浓度区域，有利于煤粉着火和火焰稳定。着火前及燃烧初期，在径向依次分布着：浓煤粉气流区、淡煤粉气流区、二次风区，各个区中，煤粉气流的气粉比远离燃烧的化学当量比，能有效地抑制NO_X的形成，大幅度降低NO_X的排放。选择合适的二次风旋流强度，保证淡煤粉气流和二次风在浓煤粉气流着火后适时混入，使煤粉燃烧所需氧量得到及时供给；同时，浓煤粉气流会及时点燃淡煤粉气流。实现着火，稳燃和及时燃尽。

另外，浓淡两股煤粉气流总一次风率为挥发分燃烧的化学当量比，即总一次风率仍为常规设计值，这保证了高效率燃烧。浓煤粉通道2内设有中心管，中心管内设有的油枪，端部为扩锥。

实施例2：

如图2所示，图中14中心管，15环形隔板，16旋流二次风道，17直流二次风道，18和19风门档板。

从一次风输粉管道8送来的煤粉空气流经过浓缩器9分成煤粉浓度相差很大的浓、淡煤粉气流，两股气流总的一次风率为常规设计值。浓煤粉气流经过浓煤粉气流输送管7浓煤粉通道2和浓煤粉气流火嘴12以直流形式进入高温回流区，形成有利于稳燃的高温、高浓度区域，淡煤粉气流经过淡煤粉气流输送管10、淡煤粉通道3、旋流器5及淡煤粉气流火嘴13以旋流形式进入炉膛1，形成淡煤粉气流区。本实例的改进在于：二次风通道4中设有环形隔板15将通道分隔为旋流二次风管道16和直流二次风管道17，旋流二次风管道16中设旋流器6，旋流二次风管道16和直流二次风管道17的入口分别设有可调整转动的风门档板18和19，二次风由二次风道进入燃烧器以前分为旋流二次风和直流二次风两部分，两部分风所占的份额可由风门挡板18和19灵活调节，它们分别经过旋流二次风管道16和直流二次风管道17进入炉膛1。二次风旋流强度可通过改变二次风量灵活调节，中心管14内设有油枪以及端部为扩锥。

Claims (1)

1、一种径向浓淡旋流煤粉燃烧器，包括一个浓煤粉通道[2]，一个具有环状空间的淡煤粉通道[3]和一个具有环状空间的二次风管道[4]，二次风管道[4]的环状空间中安装有旋流器[5]，浓煤粉通道[2]的入口通过输送管[7]与煤粉浓缩器[9]的浓煤粉出口连通、其出口通过火嘴[12]与炉膛[1]连通，淡煤粉通道[3]通过输送管[10]与煤粉浓缩器[9]的淡煤粉出口连通、其出口通过火嘴[13]与炉膛[1]连通，煤粉浓缩器[9]的入口接一次风道[8]，二次风管道[4]的入口连通二次风道[11]、其出口与炉膛[1]连通，本实用新型的特征在于浓煤粉通道[2]，淡煤粉通道[3]和二次风管道[4]由里向外依次排列，淡煤粉通道[3]的环状空间中安装有旋流器[6]。

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