CN101718432B - 旋流喷射式煤粉燃烧器 - Google Patents

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本发明公开了一种旋流喷射式煤粉燃烧器，其特征在于：由外层钢管(03)、中层钢管(04)、中心钢管(05)的三层同心套管构成的环形风道(1)、混合风道(2)、中心风道(3)结构。本发明采用自外向内的环形风道、混合风道、中心风道结构，在环形风道的出口处设置旋流翼片，形成旋风口，在中心风道的出口端，设有多锥棱的喇叭口形管口，兼作中心喷口和混合风道的扩流锥的技术方案，克服了现有技术存在的火焰距喷口的距离难以调节，喷口处温度过高，需要专设点火器具，不适应中小锅炉应用的问题与不足，所提供的一种旋流喷射式煤粉燃烧器，使煤粉燃烧器达到了能够自行点火，焰炬的距离、体积大小可调，适合中小锅炉应用的目的。

Description

旋流喷射式煤粉燃烧器
技术领域
本发明涉及一种燃烧器，具体是指用于喷射燃烧空气、煤粉混合流体的一种旋流喷射式煤粉燃烧器。
背景技术
现有技术的旋流式煤粉燃烧器，由一次风道、二次风道和一、二次风喷口以及设在一次风喷口前面的扩流锥组成。输送煤粉的空气称为一次风，煤粉空气混合物通过燃烧器的一次风喷口喷入燃烧室燃烧，燃烧所需的另一部分空气称为二次风，二次风经过旋流叶片后形成旋转气流，在燃烧器出口与一次风汇合成一股旋转燃烧的射流，射流中心形成的负压将高温烟气卷吸到火焰的根部，这部分高温烟气是后继煤粉流体着火燃烧的主要热源。一次风喷口前面的扩流锥可以增大一次风的扩散角，以加强高温烟气的卷吸作用。
现有技术的旋流式煤粉燃烧器，通常适用于电厂、水泥厂等大型燃炉，存在火焰距喷口的距离较近，设定后难以调节，喷口处温度过高，需昂贵的耐高温材料制造，需要另外设置专门的点火器具，不适应中小锅炉应用的问题与不足。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题与不足，本发明采用自外向内，由外层钢管、中层钢管、中心钢管的三层同心套管构成的环形风道、混合风道、中心风道结构，在环形风道的出口处设置旋流翼片，形成旋风口，在中心风道的出口端，设有多锥棱的喇叭口形管口，兼作中心喷口和混合风道的扩流锥的技术方案，提供一种旋流喷射式煤粉燃烧器，旨在通过多用途的中心风道，完成引火、续燃、喷射燃烧的全过程；通过调节环形风道、混合风道、中心风道的风压，调节火焰距喷口的距离、焰炬的体积；使煤粉燃烧器达到能够自行点火，焰炬的距离、体积大小可调，适合中小锅炉应用的目的。
本发明的目的是这样实现的：一种旋流喷射式煤粉燃烧器，由外层钢管、中层钢管、中心钢管的三层同心套管构成的环形风道、混合风道、中心风道结构，其中：所述的环形风道为由外层钢管的内壁与同心设置的中层钢管的外壁围成的通道；位于通道的近出口处，环中层钢管的外壁圆周，均布焊有若干与管道轴线成5～15°夹角的叶片构成的旋流翼片，通道出口处的外层钢管上，设有喇叭口形的旋风口；所述的混合风道为由中层钢管的内壁与同心设置的中心钢管的外壁围成的通道；通道出口处的中层钢管上，设有喇叭口形的混合喷口；所述的中心风道为中心钢管的管腔；管腔的出口处设有多锥棱的喇叭口形中心喷口，中心喷口的外壁构成所述混合风道的扩流锥。
各出口的位置关系为，旋风口的口沿位于前端，中心喷口的口沿位于旋风口喇叭口的中部，混合喷口的口沿位于中心喷口的口沿之后。
工作原理
应用时，中心风道的起始端，密封连接有同心的燃气管，燃气管的出口端，深入到中心风道中，位于燃气管出口端后面的中心风道的管壁上设有旁路管，旁路管经调节阀与鼓风机的出口相连。
工作时：
点火，旁路管开放直通大气，打开燃气阀，燃气经中心风道至中心喷口，用火炬点燃中心喷口的燃气；载有煤粉的混合气流，通过混合风道喷入燃烧室，经过中心喷口的燃气火焰时被点燃，形成燃煤火焰，环形风道的净空气经过旋流翼片后在旋风口处形成旋转气流，卷入燃煤火焰中助燃，此时为燃煤火焰的点火阶段；之后，关闭燃气阀，切断燃气，中心风道处于负压状态，大气的空气，经开放的旁路管沿中心风道被吸入燃煤火焰中心助燃，燃煤火焰在喷口处续燃，此时为燃煤火焰的续燃阶段；之后，调整加大混合风道、环形风道的风压，同时关闭旁路管的开放口，开启旁路管的鼓风机，向中心风道提供正风压，中心风道的中心喷口喷出的空气，在燃煤火焰中心形成中空发散的助燃区，加之中心喷口的扩流锥作用，使燃煤火焰的体积得到进一步扩大，燃烧更加充分，同时将燃煤火焰喷射推离喷口，在距喷口较远的燃烧室中燃烧，而喷口处的温度，则随续流的空气和煤粉混合气流的携带有所降低，此时为燃煤火焰的喷射燃烧阶段。
有益效果
中心风道、中心喷口，在燃煤火焰的点火阶段，作为点火器具；在燃煤火焰的续燃阶段，起中心助燃的作用；在燃煤火焰的喷射燃烧阶段，起扩大燃煤火焰体积，并与混合风道、环形风道配合，共同将燃煤火焰喷射至远离喷口的燃烧室中燃烧的作用。
旋流喷射式煤粉燃烧器在配套以煤粉机后，特别适用于中小锅炉和中大型水泥窑炉的应用，同时适用于对中小流化床锅炉的节能技术改造。
综上，本发明采用自外向内，由外层钢管、中层钢管、中心钢管的三层同心套管构成的环形风道、混合风道、中心风道结构，在环形风道的出口处设置旋流翼片，形成旋风口，在中心风道的出口端，设有多锥棱的喇叭口形管口，兼作中心喷口和混合风道的扩流锥的技术方案，克服了现有技术存在的火焰距喷口的距离难以调节，喷口处温度过高，需要专设点火器具，不适应中小锅炉应用的问题与不足，所提供的一种旋流喷射式煤粉燃烧器，通过多用途的中心风道，完成引火、续燃、喷射燃烧的全过程；通过调节环形风道、混合风道、中心风道的风压，调节火焰距喷口的距离、焰炬的体积；使煤粉燃烧器达到了能够自行点火，焰炬的距离、体积大小可调，适合中小锅炉应用的目的。
附图说明
图1是本发明的旋流喷射式煤粉燃烧器的结构剖视示意图；
图2是图1的右视图。
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步详细说明，但不应理解为对本发明的任何限制。
图中：环形风道1、旋流翼片11、旋风口12、混合风道2、混合喷口21、中心风道3、中心喷口31、扩流锥311、旁路管01、燃气管02、外层钢管03、中层钢管04、中心钢管05。
具体实施方式
参阅图1、图2，本发明的一种旋流喷射式煤粉燃烧器，由外层钢管03、中层钢管04、中心钢管05的三层同心套管构成的环形风道1、混合风道2、中心风道3结构，其中：所述的环形风道1为由外层钢管03的内壁与同心设置的中层钢管04的外壁围成的通道；位于通道的近出口处，环中层钢管04的外壁圆周，均布焊有若干与管道轴线成5～15°夹角的叶片构成的旋流翼片11，通道出口处的外层钢管03上，设有喇叭口形的旋风口12；所述的混合风道2为由中层钢管04的内壁与同心设置的中心钢管05的外壁围成的通道；通道出口处的中层钢管04上，设有喇叭口形的混合喷口21；所述的中心风道3为中心钢管05的管腔；管腔的出口处设有多锥棱的喇叭口形中心喷口31，中心喷口31的外壁构成所述混合风道2的扩流锥311。
各出口的位置关系为，旋风口12的口沿位于前端，中心喷口31的口沿位于旋风口12喇叭口的中部，混合喷口21的口沿位于中心喷口31的口沿之后。
工作原理
应用时，中心风道3的起始端，密封连接有同心的燃气管02，燃气管02的出口端，深入到中心风道3中，位于燃气管02出口端后面的中心风道3的管壁上设有旁路管01，旁路管01经调节阀与鼓风机的出口相连。
工作时：
点火，旁路管01开放直通大气，打开燃气阀，燃气经中心风道3至中心喷口31，用火炬点燃中心喷口31的燃气；载有煤粉的混合气流，通过混合风道2喷入燃烧室，经过中心喷口31的燃气火焰时被点燃，形成燃煤火焰，环形风道1的净空气经过旋流翼片11后在旋风口12处形成旋转气流，卷入燃煤火焰中助燃，此时为燃煤火焰的点火阶段；之后，关闭燃气阀，切断燃气，中心风道3处于负压状态，大气的空气，经开放的旁路管01沿中心风道3被吸入燃煤火焰中心助燃，燃煤火焰在喷口处续燃，此时为燃煤火焰的续燃阶段；之后，调整加大混合风道2、环形风道1的风压，同时关闭旁路管01的开放口，开启旁路管01的鼓风机，向中心风道3提供正风压，中心风道3的中心喷口31喷出的空气，在燃煤火焰中心形成中空发散的助燃区，加之中心喷口31的扩流锥311作用，使燃煤火焰的体积得到进一步扩大，燃烧更加充分，同时将燃煤火焰喷射推离喷口，在距喷口较远的燃烧室中燃烧，而喷口处的温度，则随续流的空气和煤粉混合气流的携带有所降低，此时为燃煤火焰的喷射燃烧阶段。
有益效果
中心风道3、中心喷口31，在燃煤火焰的点火阶段，作为点火器具；在燃煤火焰的续燃阶段，起中心助燃的作用；在燃煤火焰的喷射燃烧阶段，起扩大燃煤火焰体积，并与混合风道2、环形风道1配合，共同将燃煤火焰喷射至远离喷口的燃烧室中燃烧的作用。
旋流喷射式煤粉燃烧器在配套以煤粉机后，特别适用于中小锅炉和中大型水泥窑炉的应用，同时适用于对中小流化床锅炉的节能技术改造。

Claims (1)

1.一种旋流喷射式煤粉燃烧器，其特征在于：由外层钢管(03)、中层钢管(04)、中心钢管(05)的三层同心套管构成的环形风道(1)、混合风道(2)、中心风道(3)结构，其中：所述的环形风道(1)为由外层钢管(03)的内壁与同心设置的中层钢管(04)的外壁围成的通道；位于通道的近出口处，环中层钢管(04)的外壁圆周，均布焊有若干与管道轴线成5～15°夹角的叶片构成的旋流翼片(11)，通道出口处的外层钢管(03)上，设有喇叭口形的旋风口(12)；所述的混合风道(2)为由中层钢管(04)的内壁与同心设置的中心钢管(05)的外壁围成的通道；通道出口处的中层钢管(04)上，设有喇叭口形的混合喷口(21)；所述的中心风道(3)为中心钢管(05)的管腔；管腔的出口处设有多锥棱的喇叭口形中心喷口(31)，中心喷口(31)的外壁构成所述混合风道(2)的扩流锥(311)；
各出口的位置关系为，旋风口(12)的口沿位于前端，中心喷口(31)的口沿位于旋风口(12)喇叭口的中部，混合喷口(21)的口沿位于中心喷口(31)的口沿之后；应用时，中心风道(3)的起始端，密封连接有同心的燃气管(02)，燃气管(02)的出口端，深入到中心风道(3)中，位于燃气管(02)出口端后面的中心风道(3)的管壁上设有旁路管(01)，旁路管(01)经调节阀与鼓风机的出口相连。
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