CN103912872A - 一种具有喷口风冷结构的煤粉燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有喷口风冷结构的煤粉燃烧器，所述煤粉燃烧器的喷口中心线的相对两侧边壁上分别设置内含冷却风道的喷口风冷结构，通过边界风在所述冷却风道内的流动对煤粉燃烧器的喷口和煤粉燃烧器内的集粉稳焰器进行冷却。本发明可以对喷口边壁和内设的集粉稳焰器进行冷却，同时能够让边界风远离浓粉通道，不会影响经浓粉通道进入炉膛气流的浓度。

Description

一种具有喷口风冷结构的煤粉燃烧器

技术领域

本发明属于原煤燃烧设备领域，特别涉及一种具有喷口风冷结构的煤粉燃烧器。

背景技术

电站锅炉煤粉燃烧器由于工作环境温度较高，很容易发生变形和烧损，特别是向炉膛输送煤粉的一次风喷口，经常在锅炉非满负荷运行时停运，失去一次风的冷却。因此锅炉运行中需采取一定措施对燃烧器一次风喷口进行持续冷却，避免其超温烧损。目前所采取的冷却措施主要有水冷和风冷两种方式。水冷结构虽然冷却效果较好，但因系统过于复杂而在实际中很少被采用；风冷结构因其系统简单而被广泛采用。得到应用最多的风冷结构是给煤粉燃烧器一次风喷口设置边界风。边界风来自连续运行的二次风（不含煤粉的助燃空气）系统，边界风将一次风包裹在中部，当一次风停运时，边界风依然运行。虽然边界风可以较为可靠地对一次风喷口进行持续冷却，但是喷入炉膛的边界风很容易破坏煤粉燃烧器的燃烧性能。此外，为了在燃烧初期抑制NOx的生成，目前普遍应用的一次风喷口均采用浓淡燃烧方式，即将一次风喷口分为浓、淡两路独立的通道，一次风分为浓淡两股气流分别喷入炉膛燃烧。如果采用浓淡燃烧方式的一次风喷口设有边界风，则边界风会与喷口浓侧气流快速混合，稀释了浓侧煤粉的浓度，极大地破坏了煤粉浓缩后燃烧的效果。

对于难燃煤种，边界风还会增加一次风煤粉气流的着火热，使得燃烧器的稳燃能力下降，威胁锅炉的安全运行。另外，燃用难燃煤的一次风喷口通常设有可以加强烟气回流加热能力的钝体类结构，钝体截面积越大，烟气回流空间越大，但钝体得不到有效冷却而超温的问题也越严重，致使运行中强度降低，磨损加快，甚至变形烧损。申请号为201210587100.X的中国发明专利——一种分流增浓的煤粉解耦燃烧器及燃烧方法，该专利所公开的燃烧器可以使燃烧器的低NOx燃烧性能和稳燃性能得到提高，但该燃烧器附近的火焰温度较高，燃烧器喷口和集粉稳焰器没有冷却措施，很容易烧坏。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种具有喷口风冷结构的煤粉燃烧器，该煤粉燃烧器可以对喷口边壁和内设的集粉稳焰器进行冷却，同时能够让边界风远离浓粉通道，不会影响经浓粉通道进入炉膛气流的浓度。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种具有喷口风冷结构的煤粉燃烧器，所述煤粉燃烧器1的喷口5中心线的相对两侧边壁2上分别设置内含冷却风道3的喷口风冷结构4，通过边界风在所述冷却风道3内的流动对煤粉燃烧器的喷口5和煤粉燃烧器内的集粉稳焰器6进行冷却。

本发明的一个改进在于，所述冷却风道的进风口7设置于煤粉燃烧器1的浓粉通道的边壁外；所述冷却风道3的出风口10设置于煤粉燃烧器的淡粉通道的边壁外。

本发明的另一个改进在于，所述冷却风道3的进风口7开设于集粉稳焰器6的内边壁，所述集粉稳焰器6的内边壁上还开设有与边界风相连通的第一通风孔8和/或第二通风孔9，所述第一通风孔8和/或第二通风孔9分别通过集粉稳焰器6内部空腔与冷却风道3的进风口7相连通，所述冷却风道3的出风口10设置于煤粉燃烧器的淡粉通道的边壁外。

本发明的进一步改进在于，所述第一通风孔8和第二通风孔9分别开设于喷口5的相邻侧边壁上或同侧边壁上。

本发明中集粉稳焰器6位于喷口5内部的浓粉通道和向火一侧（向火一侧指炉膛内燃烧温度较高的一侧）并且紧靠喷口5的内边壁。集粉稳焰器6内部为空腔结构，便于边界风的流动通过。

冷却风道3位于喷口5的外部并且紧靠喷口5的外边壁。冷却风道3上设有出风口10，出风口10朝向炉膛且靠近喷口5的淡粉通道和背火一侧（背火一侧指炉膛内燃烧温度较低的一侧）。

根据本发明的一个优选实施例，将本发明的喷口风冷结构内的冷却风道3包裹住喷口5一周的外壁，在边界风不经过集粉稳焰器内或喷口内未设置集粉稳焰器的情况下可使喷口5一周的边壁都能够得到边界风冷却的结构。

根据本发明的一个优选实施例，针对喷口5中心线两侧边壁上的喷口风冷结构中的任一个喷口风冷结构，喷口5的边壁之上设有3个不同的开孔，分别为集粉稳焰器与冷却风道相通的进风口7、喷口5相邻外壁上的第一通风孔8和第二通风孔9。所述三个孔全部与同一个集粉稳焰器内的空腔相通，并且集粉稳焰器内的边界风只能通过上述3个开孔进出。第二通风孔9位于喷口5向火一侧的侧边壁之上，边界风由此进入集粉稳焰器内。第一通风孔作为第二通风孔的补充进风孔，且沿一次风流向，第一通风孔位于第二通风孔的上游。

集粉稳焰器内的边界风通过进风口7后全部进入冷却风道3，冷却风道3内的风全部穿过冷却风道然后从冷却风道出风口10喷入炉膛。

根据本发明的一个优选实施例，本发明的喷口风冷结构可以设计成沿喷口5中心线呈对称布置的结构。进一步的优选可以为，在上述对称结构之上通过改进冷却风道3，使冷却风道出风口10位于煤粉燃烧器的淡粉通道的边壁外的中部，可使喷口5背火一侧的边壁也能够得到边界风冷却。

本发明的一种具有喷口风冷结构的煤粉燃烧器的工作流程如下：

本发明在使用时，一次风依次经过一次风风道及喷口喷入炉膛。一次风风道与喷口的入口相连接，一次风风道及喷口穿过冷却风室，并且一次风风道及喷口通过其自身边壁与冷却风室相隔离。冷却风室通过隔墙与炉膛相隔离。冷却风室内为边界风。

边界风沿B-B和A-A流向分别从第一通风孔和第二通风孔进入集粉稳焰器内，集粉稳焰器内的边界风再经过进风口后进入冷却风道3，冷却风道3内的风穿过冷却风道然后从冷却风道出风口10喷入炉膛。

或，边界风沿A-A流向分别从进风口进入冷却风道3，冷却风道3内的风穿过冷却风道然后从冷却风道出风口10喷入炉膛。

与现有技术相比，本发明的优点为：

本发明采用的风冷结构，不仅可以使冷却风（边界风）充分流经所需冷却的喷口边壁，也可以同时流经集粉稳焰器，使之得到冷却。同时该冷却风进入炉膛后，仅在燃烧器喷口的背火侧与一次风喷口的淡粉气流混合，不会对向火侧的浓侧气流产生不利影响，从而确保了燃烧器的各项性能。

本发明设有多个通风孔，可以在燃烧器一侧边壁外冷却风室空间较小时，确保集粉稳焰器得到充分的冷却。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为图1的的左视图；

图3为图1的正视图；

图4为图1的俯视图；

图5为实施例2的结构示意图；

图6为实施例3的结构示意图；

附图标记：1、煤粉燃烧器；2、喷口边壁；3、冷却风道；4、喷口风冷结构；5、喷口；6、集粉稳焰器；7、进风口；8、第一通风孔；9、第二通风孔；10、出风口。

具体实施方式

下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

如图1、图2、图3、图4所示，一种具有喷口风冷结构的煤粉燃烧器，所述煤粉燃烧器1的喷口5中心线的相对两侧边壁2上分别设置内含冷却风道3的喷口风冷结构4，通过边界风在所述冷却风道3内的流动对煤粉燃烧器的喷口5和煤粉燃烧器内的集粉稳焰器6进行冷却。

所述冷却风道3的进风口7开设于集粉稳焰器6的内边壁，所述集粉稳焰器6的内边壁上还开设有与边界风相连通的第一通风孔8和第二通风孔9，所述第一通风孔8和第二通风孔9分别通过集粉稳焰器6内部空腔与冷却风道3的进风口7相连通，所述冷却风道3的出风口10设置于煤粉燃烧器的淡粉通道的边壁外。

所述第一通风孔8和第二通风孔9分别开设于喷口5的相邻侧边壁上。

本实施例在使用时，边界风沿B-B和A-A流向分别从第一通风孔和第二通风孔进入集粉稳焰器内，集粉稳焰器内的边界风再经过进风口后进入冷却风道3，冷却风道3内的风穿过冷却风道然后从冷却风道出风口10喷入炉膛。

实施例2

如图5所示，本实施例在实施例1的基础上将冷却风道延伸，使出风口10位于煤粉燃烧器的淡粉通道的边壁外的中部，可使喷口5背火一侧的边壁也能够得到边界风冷却。

本实施例在使用时，边界风的流动方向与实施例1相同。

实施例3

如图6所示，一种具有喷口风冷结构的煤粉燃烧器，所述煤粉燃烧器1的喷口5中心线的相对两侧边壁2上分别设置内含冷却风道3的喷口风冷结构4，通过边界风在所述冷却风道3内的流动对煤粉燃烧器的喷口5和煤粉燃烧器内的集粉稳焰器6进行冷却。

所述冷却风道的进风口7设置于煤粉燃烧器1的浓粉通道的边壁外；所述冷却风道3的出风口10设置于煤粉燃烧器的淡粉通道的边壁外。

所述冷却风道3包裹住喷口5一周的边壁。

本实施例在使用时，边界风沿A-A流向分别从进风口进入冷却风道3，冷却风道3内的风穿过冷却风道然后从冷却风道出风口10喷入炉膛。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种具有喷口风冷结构的煤粉燃烧器，其特征在于，所述煤粉燃烧器（1）的喷口（5）中心线的相对两侧边壁（2）上分别设置内含冷却风道（3）的喷口风冷结构（4），通过边界风在所述冷却风道（3）内的流动对煤粉燃烧器的喷口（5）和煤粉燃烧器内的集粉稳焰器（6）进行冷却。

2.根据权利要求1所述的具有喷口风冷结构的煤粉燃烧器，其特征在于，所述冷却风道的进风口（7）设置于煤粉燃烧器（1）的浓粉通道的边壁外；所述冷却风道（3）的出风口（10）设置于煤粉燃烧器（1）的淡粉通道的边壁外。

3.根据权利要求2所述的具有喷口风冷结构的煤粉燃烧器，其特征在于，所述冷却风道（3）包裹住喷口（5）一周的边壁。

4.根据权利要求1所述的具有喷口风冷结构的煤粉燃烧器，其特征在于，所述冷却风道（3）的进风口（7）开设于集粉稳焰器（6）的内边壁，所述集粉稳焰器（6）的内边壁上还开设有与边界风相连通的第一通风孔（8）和/或第二通风孔（9），所述第一通风孔（8）和/或第二通风孔（9）通过集粉稳焰器（6）内部空腔与冷却风道（3）的进风口（7）相连通，所述冷却风道（3）的出风口（10）设置于煤粉燃烧器的淡粉通道的边壁外。

5.根据权利要求4所述的具有喷口风冷结构的煤粉燃烧器，其特征在于，所述第一通风孔（8）和第二通风孔（9）分别开设于喷口（5）的相邻侧边壁上或同侧边壁上。

6.根据权利要求4或5所述的具有喷口风冷结构的煤粉燃烧器，其特征在于，所述出风口（10）位于煤粉燃烧器的淡粉通道的边壁外的中部。