CN101446412B - 煤粉燃烧器 - Google Patents
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Abstract
一种煤粉燃烧器，包括至少一根并具有一次风粉切向入口的旋风筒。所述的旋风筒中部为锥形收缩段；从旋风筒顶部插入并具有乏气调节风门的乏气管道，设置在旋风筒出口直段内的一级煤粉燃烧室和二级煤粉燃烧室。还设置从旋风筒顶部插入并贯通乏气管道的进口至一级煤粉燃烧室的进口处的微油油枪。在旋风筒的收缩段与出口直段交界处成更内缩的喉口。在喉口外设置了浓缩环及消旋叶片。在二级煤粉燃烧室的出口还设置二次风喷口。由于采用微油气化油枪点火、二级煤粉燃烧、及乏气流量和煤粉浓缩比可调、煤粉进一步浓缩及消旋等技术措施，实现了用微量的油通过强化燃烧逐级放大点燃大量的煤粉，实现了点燃无烟煤和贫煤的目的，节油率达70％以上；尤其适用于W型火焰锅炉。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤粉燃烧器，尤其涉及一种燃用无烟煤或贫煤的W型火焰锅炉的燃烧器，属燃烧技术及设备技术领域。
背景技术
我国是世界上少数几个以煤炭为主要一次能源的国家之一。由于煤炭的着火和燃烧比油、气困难得多，在锅炉启动和低负荷运行条件下一般采用大量的燃油或燃气来进行点火和稳燃。中国的煤炭储量虽然相对丰富，但煤质差异较大。在中国南方大部分地区，以及北方的部分地区，有大量的劣质煤资源，尤其是灰分高、挥发份低的无烟煤和贫煤。W型火焰锅炉是目前对无烟煤和贫煤适应最好的技术之一，该锅炉对广布于中国的劣质煤有很强的适应性，但无论是点火或低负荷稳燃，都需配用大功率的油燃烧器。现有W型火焰锅炉的燃烧系统包括双旋风筒式燃烧器，靠近燃烧器喷口附近设置独立的大功率的油枪点火。
微油燃烧技术是近年来兴起的一种以煤代油的节油燃烧技术，能够切实有效的降低锅炉点火、稳燃的消耗燃油。常见的微油点火技术通常是将微油油枪布置在一次风喷口内，点燃经撞击式浓淡分离后的浓相煤粉，实现分级燃烧，逐级放大。目前，其他常规电站煤粉锅炉的四角切圆布置和墙式布置燃烧器的微油燃烧系统已有普及之势，而W型火焰锅炉由于使用煤种煤质较差，燃烧器结构异常特殊、点火和稳燃特别困难，还没有微油燃烧技术应用的先例。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤粉燃烧器，尤其是提供一种用于W型火焰锅炉的煤粉燃烧器，解决煤粉燃烧器的有效点火、稳燃技术问题，从而降低燃用无烟煤或贫煤的W型火焰锅炉点火启动和低负荷稳燃所需的耗油量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种煤粉燃烧器，包括至少一根并具有一次风粉切向入口的旋风筒，所述的旋风筒中部为锥形收缩段；从旋风筒顶部插入并具有乏气调节风门的乏气管道，设置在旋风筒出口直段内的一级煤粉燃烧室和二级煤粉燃烧室；其特征在于：设置微油气化油枪，所述的微油气化油枪从旋风筒顶部插入并贯通乏气管道的进口至一级煤粉燃烧室的进口处。
所述的旋风筒是两根并列的圆筒形。
为了将煤粉旋风分离和中心浓淡分离相结合，在旋风筒的收缩段与直段交界处设置成更内缩的喉口。
为了将喉口所浓缩的煤粉进一步浓缩，在喉口外设置了浓缩环。
为了消除旋风筒出来的一次煤粉旋风，使燃烧器更好燃烧，在喉口外设置了消旋叶片。
为了充分燃烧、保持火焰形状稳定并冷却燃烧器喷口，在二级煤粉燃烧室的出口设置二次风喷口。
本发明的积极效果：由于采用微油气化油枪点火、二级煤粉燃烧、及乏气流量和煤粉浓缩比可调、煤粉进一步浓缩及消旋等等技术措施，
1)本发明实现了用微量的油通过强化燃烧逐级放大点燃大量的煤粉，实现了点燃无烟煤和贫煤的目的，节油率达70％以上；
2)本发明尤其适用于W型火焰锅炉，锅炉正常运行时不影响锅炉原燃烧器的乏气分离效果和燃烧性能，保持喷口火焰形状和贯穿深度，不增加飞灰可燃物、不导致NOx升高；
3)通过设置喉口实现了将旋风分离和中心浓淡分离相结合，两级煤粉分离效果保证无烟煤或贫煤的有效着火；
4)设置旋风筒出口直段，增加点火时煤粉燃烧行程，有利于煤粉被加热着火；
5)分级煤粉燃烧并可设置壁温监测点保证燃烧器内不超温、不结焦、不烧毁。
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
附图说明
图1为煤粉燃烧器构造剖视图。
图2为图1的A-A向视图。
图3为图2的B-B剖视放大图。
图中：1.一次风入口、2.旋风筒、3.直段、4.主喷口、5.乏气调节风门、6.乏气管道、7.乏气喷口、8.乏气进口、9.微油气化油枪、10.喉口11.浓缩环、12.消旋叶片、14.一级煤粉燃烧室、15.燃烧器缩口、16.二级煤粉燃烧室、17.二次风喷口。
具体实施方式
实施例1，如图1、2、3所示，一种煤粉燃烧器，包括两根并具有一次风粉切向入口的旋风筒2，旋风筒是两根并列的圆筒形。所述的旋风筒2中部为锥形收缩段；从旋风筒2顶部插入并具有乏气调节风门5的乏气管道6，设置在旋风筒2出口直段3内的一级煤粉燃烧室14和二级煤粉燃烧室16。还包括微油气化油枪9，所述的微油气化油枪9从旋风筒2顶部插入并贯通乏气管道的进口8至一级煤粉燃烧室14的进口处。在旋风筒2的收缩段与直段3交界处设置成更内缩的喉口10。
实施例2，一种煤粉燃烧器，为了将喉口所浓缩的煤粉进一步浓缩，在喉口10外设置了浓缩环11。其余同实施例1。
实施例3，一种煤粉燃烧器，为了消除旋风筒出来的一次煤粉旋风，使燃烧器更好燃烧，在喉口10外设置了消旋叶片12。其余同实施例1。
实施例4，一种煤粉燃烧器，为了充分燃烧、保持火焰形状稳定并冷却燃烧器喷口，在二级煤粉燃烧室的出口设置二次风喷口。
本发明的工作过程是，在启动点火或低负荷稳燃时，启动微油气化油枪9，少量的燃油经在油燃烧室内被点燃后产生的高强度的高温油火焰(中心温度高达1500～2000℃)直接进入一级煤粉燃烧室。
此时，一次风煤粉混合物经一次风切向入口1进入燃烧器双旋风筒2进行旋风分离，约90％的煤粉和50％的空气的富粉气流进入旋风筒2下端，并通过浓缩喉口10进一步浓缩，改变煤粉外浓内淡的分布使之内浓外淡，并使进入一级煤粉燃烧室14的煤粉约占富粉气流中煤粉50％，在一级煤粉燃烧室14内被高温油火焰所引燃。未进入一级煤粉燃烧室的富粉气流经一级燃烧室14与直段3之间的环形通道进入二级煤粉燃烧室16，并对一级煤粉燃烧室14外壁进行冷却，使其壁面温度不超过600℃。在一级煤粉燃烧室14内被点燃的煤粉火焰进入二级煤粉燃烧室16，并逐步点燃通过环形通道进入二级煤粉燃烧室的煤粉。在二级煤粉燃烧室16内，边壁的煤粉通过燃烧室缩口15进一步向中心浓缩。煤粉火焰通过燃烧器主喷口4进入炉膛，形成W型的煤粉燃烧火焰。
二次风经二次风喷口17进入炉膛助燃，同时对燃烧器主喷口4进行冷却保护，保证喷口不被烧损、不结焦。
在旋风筒2内经旋风分离产生的乏气，约50％的空气和10％的煤粉，经乏气出口8进入乏气管道6，经乏气喷口7进入炉膛。乏气管道6上的乏气调节风门5可以调节乏气流量和旋风分离浓缩比。
本发明实现了微油燃烧技术和W型火焰锅炉燃烧器相结合，用微量的油通过强化燃烧逐级放大点燃无烟煤和贫煤，节油率达70％以上。并且在锅炉正常运行时不影响W型火焰锅炉原燃烧器的乏气分离效果和燃烧性能，保持乏气流量和浓缩比可调，保持喷口火焰形状和贯穿深度，不增加飞灰可燃物、不导致NOx升高。该燃烧器可靠性高，性能稳定，是专门针对燃用无烟煤和贫煤的W型火焰锅炉燃烧器设计，对我国南方广大的使用W型火焰锅炉的电厂节省燃油效益显著。
Claims (1)
1.一种煤粉燃烧器，包括两根并列的并具有一次风粉切向入口的旋风筒，所述的旋风筒中部为锥形收缩段；从旋风筒顶部插入并具有乏气调节风门的乏气管道，设置在旋风筒出口直段内的一级煤粉燃烧室和二级煤粉燃烧室；设置微油气化油枪，所述的微油气化油枪从旋风筒顶部插入并贯通乏气管道的进口至一级煤粉燃烧室的进口处；其特征在于：在所述的旋风筒的收缩段与直段交界处设置成更内缩的喉口；在所述的喉口外设置了浓缩环；在所述的喉口外设置了消旋叶片。
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