CN101135446A - 多油枪切圆布置微油点火煤粉燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多油枪切圆布置微油点火煤粉燃烧器。包括依次相连通、且中心轴线重合的一次风通道、煤粉浓缩器和煤粉燃烧室。在煤粉浓缩器上对称地设有至少3个的油燃烧室，每个油燃烧室的进口端设有一个微油枪、每个油燃烧室的出口端与煤粉浓缩器相连通；油燃烧室的中心轴线与一次风通道的中心轴线的夹角α为40°～60°。每个油燃烧室的中心轴线与过该点的法线间夹角β为6～12°，各个油燃烧室的中心轴线相切于同一个假想圆。油枪切向布置，在煤粉燃烧室内部可行成一旋转火炬，该火炬可与煤粉气流进行强烈的紊流质、热交换，迅速加热煤粉并燃烧，汇同部分油燃烧放出的热量进一步加热焦炭，达到着火温度而燃烧，缩短了燃料着火前的预热时间，提高煤粉的燃尽率。

Description

多油枪切圆布置微油点火煤粉燃烧器

技术领域

本发明涉及一种煤粉燃烧器，属于电站煤粉锅炉冷态点火及超低负荷稳燃装置；尤其是涉及一种多油枪切圆布置微油点火煤粉燃烧器。

背景技术

我国是一个石油进口大国，2005年5月国家发改委启动了《节能中长期专项规划》，提出了“十一五”期间节约和替代石油3800万吨的目标，被列为十大节能工程首位。火力发电站锅炉启动和低负荷稳燃的常规方法是采用大油枪投油的方式；以300MW机组为例，锅炉冷态启动从点火到投煤粉带负荷期间需投入燃油50～100T。而采用微油点火助燃技术，根据能量逐级放大的原理，可用高能油枪直接点燃少量煤粉，然后逐级点燃更多的煤粉；从而实现锅炉冷炉启动时用微量的油即可实现锅炉点火，以及在停炉、低负荷和超低负荷稳燃时用微量的油稳定锅炉燃烧，根据煤种的不同，节油效果一般可达70～98％。目前，我国在微油点火技术领域已经取得了相当多的成果，积累了丰富的经验。中国专利ZL03255982.8，ZL200520145352.2等公布了几种不同形式的微油点火燃烧器，这些燃烧器在实现微油点火和低负荷稳燃方面都有各自的长处；但这类燃烧器一般都采用了单侧布置油枪的方式，因此对煤粉的加热是单面加热；这就导致加热时间长，要求整个煤粉燃烧器的尺寸较长。这对于相当多的电厂来说是难以做到的，因为对于已投运的电厂，放置整个煤粉燃烧器的位置(即一次风管道的接口法兰位置与煤粉燃烧室的接口法兰位置)已经固定，即整个煤粉燃烧器长度的上限值已定。于是当整个煤粉燃烧器的实际所需长度超过上限值时，就会导致燃烧器出口煤粉燃尽率的降低；这就大大降低了点火的稳定性，甚至导致无法正常点火。因此上述现有的燃烧器只对高挥发分的烟煤、褐煤具有较好的适应性，其应用受到较大限制。

发明内容

本发明的目的是提供能大大缩短燃料的着火时间的一种多油枪切圆布置微油点火煤粉燃烧器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

包括依次相连通、且中心轴线重合的一次风通道、煤粉浓缩器和煤粉燃烧室。在煤粉浓缩器上对称地设有至少3个的油燃烧室，每个油燃烧室的进口端设有一个微油枪、每个油燃烧室的出口端与煤粉浓缩器相连通；油燃烧室的中心轴线与一次风通道的中心轴线的夹角α为40°～60°。

所述的煤粉浓缩器由依次相连通左侧渐缩段、中间喉部段和右侧渐扩段组成，形成左右两端大、中间小的管道；左侧渐缩段与一次风通道相连通，右侧渐扩段与煤粉燃烧室相连通；在右侧渐扩段上设置油燃烧室。

所述的每个油燃烧室的中心轴线与过该点的法线间夹角β为6～12°，各个油燃烧室的中心轴线相切于煤粉燃烧室内的一个假想圆。

本发明具有的有益效果是：

由于采用了三油枪(或者是四油枪)切向布置，借鉴了煤粉锅炉炉膛内部的四角切圆燃烧原理，在煤粉燃烧室内部可行成一旋转火炬，该火炬可与煤粉气流进行强烈的紊流质、热交换，迅速加热煤粉，使其挥发分快速析出并燃烧，挥发分燃烧放出的热量，汇同部分油燃烧放出的热量进一步加热焦炭，使其达到着火温度而燃烧。该发明避免了传统的单侧布置油枪时对远端燃料加热不利的弊端，从整体上缩短了燃料着火前的预热时间。因此，可在更短的距离内完成燃料的预热干燥和着火燃烧，大大提高了着火的稳定性，最大限度的避免了由于整个煤粉燃烧器长度不够所带来的点火稳定性不足和煤粉燃尽率偏低的问题。使用本发明的微油点火煤粉燃烧器，可在保持整个微油点火煤粉燃烧器长度不变的情况下，提高煤粉的燃尽率。因此，本发明的微油点火煤粉燃烧器，既可用作点火燃烧器、又可作为主燃烧器及低负荷稳燃的燃烧器。

附图说明

图1是本发明的微油点火煤粉燃烧器的剖视结构示意图；

图2是图1的右视示意图。

图中：1、一次风通道，1.1、中心轴线，2、煤粉浓缩器，2.1、左侧渐缩段，2.2、中间喉部段，2.3、右侧渐扩段，3、微油枪，4、油燃烧室，4.1、进口端，4.2、中心轴线，4.3、出口端，5、冷却风室，5.1、冷却风入口，5.2、冷却风出口，6、煤粉燃烧室，6.1、出口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1和图2所示，本发明包括煤粉浓缩器2、横截面为圆形的一次风通道1和横截面为圆形的煤粉燃烧室6。煤粉浓缩器2由从左至右依次相连通的左侧渐缩段2.1、中间喉部段2.2和右侧渐扩段2.3组成；左侧渐缩段2.1的纵剖面为左端大、右端小的等腰梯形，右侧渐扩段2.3的纵剖面为左端小、右端大的等腰梯形；因此整个煤粉浓缩器2是一个左右两端大、中间小的圆形管道。左侧渐缩段2.1与一次风通道1相连通，右侧渐扩段2.3与煤粉燃烧室6相连通。一次风通道1的中心轴线1.1、左侧渐缩段2.1的中心轴线、中间喉部段2.2的中心轴线、右侧渐扩段2.3的中心轴线以及煤粉燃烧室6的中心轴线相重合。煤粉浓缩器2的上述结构，可以保证油燃烧火焰对煤粉的迅速加热而又不过多的增加整个燃烧器的阻力。

在整个煤粉浓缩器2和煤粉燃烧室6的外围设置筒状的冷却风室5，即整个煤粉浓缩器2和煤粉燃烧室6均位于冷却风室5的内腔。冷却风室5的底部与左侧渐扩段2.1的外壁密封吻合；在风室底部设有冷却风入口5.1，冷却风室5的顶部为开放式的，冷却风室5的冷却风出口5.2与煤粉燃烧室6的出口6.1相齐平。

在右侧渐扩段2.3圆周上等距地设置三个(或四个，本发明为三个)油燃烧室4；即每个油燃烧室4的出口端4.3与右侧渐扩段2.3相连通。油燃烧室4位于冷却风室5的内腔。微油枪3穿过冷却风室5的侧壁与油燃烧室4的进口端4.1相连通；为了确保密封性，微油枪3与冷却风室5的侧壁之间保持无间隙地吻合。微油枪3的中心轴线与油燃烧室4的中心轴线4.2相重合，油燃烧室4的中心轴线4.2与一次风通道1的中心轴线1.1形成α为40°～60°的夹角，例如α为50°的夹角。每个油燃烧室的中心轴线4.2与过该点的法线间夹角β为6～12°，各个油燃烧室的中心轴线4.2相切于煤粉燃烧室内的一个假想圆7。

本发明的微油点火煤粉燃烧器实际工作时情形如下：

从冷却风室5的冷却风入口5.1灌入冷却风，用于对位于冷却风室5内腔的煤粉浓缩器2和煤粉燃烧室6的壁面进行冷却，防止壁温过高。被加热后的冷却风从冷却风室5的冷却风出口5.2流出。

一次风携带煤粉进入一次风通道1，当通过中间喉部段2.2时，煤粉气流被浓缩。当进一步通过右侧渐扩段2.3时，依据惯性原理，当煤粉气流的流通截面突然扩大时，浓煤粉气流将保持惯性而集中在煤粉燃烧室6中部(即靠近煤粉燃烧室6的中心轴线)，而淡煤粉气流则会发生偏转而集中到煤粉燃烧室6的贴壁处。这样，从油燃烧室4喷出的油火焰将在煤粉气流外侧形成一环绕火炬直接冲刷到浓煤粉气流的四周，形成剧烈的传质、传热过程，使煤粉迅速升温并着火燃烧；最终从煤粉燃烧室6的出口6.1喷出。由于采用了三油枪(或者是四油枪)切向布置，借鉴了煤粉锅炉炉膛内部的四角切圆燃烧原理，在煤粉燃烧室内部可行成一旋转火炬，该火炬可与煤粉气流进行强烈的紊流质、热交换，迅速加热煤粉，使其挥发分快速析出并燃烧，挥发分燃烧放出的热量，汇同部分油燃烧放出的热量进一步加热焦炭，使其达到着火温度而燃烧。因此与传统的单油枪布置相比，煤粉的着火由单面着火变为环面着火，快速而稳定。另一方面，单油枪布置时，由于油火焰的冲力作用，会将主煤粉气流吹偏而破坏煤粉燃烧室6内的空气动力结构，从而导致油枪对面的煤粉燃烧室6的壁面超温甚至结渣，这在以往的实际运行过程中是常见的问题。本发明的微油点火煤粉燃烧器，由于采用了三油枪(或者是四油枪)切向布置，因此可从根本上解决这一问题，能极大的改善煤粉燃烧室6内部的空气动力工况，使得煤粉燃烧室6内部有着良好的火焰充满度，基本上消除了涡漩区和死滞区，避免了煤粉燃烧室6壁面产生较大的热应力而降低强度。再者，淡煤粉气流集中在煤粉燃烧室6的壁面处可有效地防止煤粉燃烧室6壁温过高，从而起到保护煤粉燃烧室6和避免煤粉燃烧室6壁面结渣的作用。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种多油枪切圆布置微油点火煤粉燃烧器，包括依次相连通、且中心轴线重合的一次风通道(1)、煤粉浓缩器(2)和煤粉燃烧室(6)，其特征在于：在煤粉浓缩器(2)上对称地设有至少3个的油燃烧室(4)，每个油燃烧室(4)的进口端(4.1)设有一个微油枪(3)、每个油燃烧室(4)的出口端(4.3)与煤粉浓缩器(2)相连通；油燃烧室(4)的中心轴线(4.2)与一次风通道(1)的中心轴线(1.1)的夹角α为40°～60°。

2.根据权利要求1所述的一种多油枪切圆布置微油点火煤粉燃烧器，其特征在于：所述的煤粉浓缩器(2)由依次相连通左侧渐缩段(2.1)、中间喉部段(2.2)和右侧渐扩段(2.3)组成，形成左右两端大、中间小的管道；左侧渐缩段(2.1)与一次风通道(1)相连通，右侧渐扩段(2.3)与煤粉燃烧室(6)相连通；在右侧渐扩段(2.3)上设置油燃烧室(4)。

3.根据权利要求2所述的一种多油枪切圆布置微油点火煤粉燃烧器，其特征在于：所述的每个油燃烧室的中心轴线(4.2)与过该点的法线间夹角β为6～12°，各个油燃烧室的中心轴线(4.2)相切于煤粉燃烧室内的一个假想圆(7)。

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