CN104832916A - 一种钝体可调节煤粉燃烧器喷嘴 - Google Patents

Abstract

一种钝体可调节的煤粉燃烧器喷嘴由喷嘴框、轴承支撑装置、摆动支撑装置、以及可调节的钝体装置组成。通过调节钝体，调节煤粉气流的着火时间，避免着火过早，使燃烧器喷口因过热而被烧坏以及喷口附近结渣。避免着火太迟使火焰中心上移，增大锅炉固体不完全燃烧损失，降低锅炉的燃烧效率，造成炉膛出口处的对流受热面结渣。本发明提供的一种钝体可调节煤粉燃烧器喷嘴，它可以根据煤种的变化或者负荷的变化调节钝体的大小来保证煤粉的及时着火和稳定燃烧，使锅炉能够安全稳定的运行，燃烧效率能够得到保证，同时控制NOx的生成，增强了锅炉对煤种和负荷变化的适应能力。

Description

一种钝体可调节煤粉燃烧器喷嘴

技术领域

本发明涉及一种钝体可调节煤粉燃烧器喷嘴，属于燃烧设备领域。

背景技术

锅炉运行时，针对不同的燃烧工况，希望煤粉气流能在燃烧器喷口附近及时地着火。但如果着火过早，可能使燃烧器喷口因过热而被烧坏，也容易使喷口附近结渣；若果着火太迟，就会推迟整个燃烧过程，致使煤粉来不及烧完就离开炉膛，增大固体不完全燃烧损失，降低锅炉的燃烧效率，同时着火延迟不利于控制NOx的生成。另外着火推迟还会使火焰中心上移，造成炉膛出口处的对流受热面结渣。

煤粉燃烧器喷嘴是煤粉着火和稳定燃烧的关键，尤其是对于无烟煤、贫煤等低挥发分煤种，煤粉的着火和稳定燃烧对锅炉的安全运行和燃烧效率至关重要。在当前的国内外技术中，为解决这一问题，针对于一次风直流燃烧器，大多在煤粉燃烧器喷嘴的前端设置各种形式的钝体，使得一次风在钝体前方形成稳定的回流区，卷吸炉内高温烟气，这部分热烟气和新喷入的煤粉气流混合，将热量迅速传递给新燃料，使煤粉颗粒迅速被加热到着火温度，起到及时着火和稳定燃烧的作用。

但是，由于一次风喷嘴所处工况比较恶劣，温度很高且磨损严重，当前的技术中，喷嘴大都是耐高温耐磨的合金钢通过整体铸造而成，在喷嘴中设置的钝体都是与喷嘴做成一体的，其大小都是根据设计煤种来确定的，在运行中不能做任何调节，当设计煤种和实际燃用煤种差距较大时或者负荷变化引起一次风量变化时，会导致煤粉不能及时的着火和稳定燃烧，使锅炉不能安全经济运行。另外，由于一次风气流是高速的气固两相流，从磨煤机出来到煤粉燃烧器喷嘴经历若干弯头，煤粉颗粒在断面的分布不均不可避免，当这种不均匀性比较严重时，煤粉颗粒的不均匀冲刷导致钝体局部磨损严重甚至使钝体磨掉，导致喷嘴不能起到应有的作用，而喷嘴和钝体是一体的，需要对整个喷嘴进行更换，造成经济上的浪费。再者，由于喷嘴和钝体是一体的，在高温下的热应力容易使喷嘴产生严重变形。

因此，急需一种钝体可调节且维修拆装方便的煤粉燃烧器喷嘴以适应锅炉负荷的变化和煤种的多样性。

发明内容

本发明目的在于提供一种钝体可调节煤粉燃烧器喷嘴，它可以根据煤种的变化或者负荷的变化调节钝体的大小来保证煤粉的及时着火和稳定燃烧，使锅炉能够安全稳定的运行，燃烧效率能够得到保证，同时控制NOx的生成。

为了达到上述目的，本发明的技术方案提供的一种钝体可调节的煤粉燃烧器喷嘴，其特征在于：煤粉燃烧器喷嘴由喷嘴框、轴承支撑装置、摆动支撑装置、以及可调节的钝体装置组成。喷嘴框由喷嘴内框和喷嘴外框通过筋板连接组成方框形或锥形或方框-锥形，在喷嘴内框的左右两侧或者上下两侧开有孔，一侧用于安装轴承，另一侧用于支撑杆穿过，在外框上一侧开有孔，用于安装轴承，煤粉燃烧器喷嘴通过外框和内框固定在箱壳或者一次风管上。

可调节钝体装置可以是连杆调节方式或者凸轮弹簧调节方式，连杆调节方式钝体由转动调节杆，连杆以及两钝体片组成，两钝体片分别成L和反L形，两钝体片前端是以支撑轴为圆心的圆弧形，两圆弧相啮合，相啮合后所形成的钝体夹角为γ，圆弧段与直段相连，两钝体片直段后端开有圆孔，两钝体片通过此圆孔转动固定于支撑轴上，在两钝体片内侧中部设有拉耳，与两侧连杆一端转动连接，连杆另一端与调节杆两臂转动相连，调节杆中心是开有键槽的孔，套在转动轴上，当转动轴转动时，通过转动轴上的键带动转动调节杆转动，调节杆上的两臂带动两连杆从而使两钝体片以支撑轴为圆心转动，从而改变钝体前端的尺寸，实现钝体可调节。

凸轮弹簧调节方式由转动凸轮，拉紧弹簧以及两钝体片组成，两钝体片分别成L和反L形，两钝体片前端是以支撑轴为圆心的圆弧形，两圆弧相啮合，相啮合后所形成的钝体夹角为γ，两钝体片直段后端开有圆孔，两钝体片通过此圆孔转动固定于支撑轴上，在两钝体片内侧前部设有拉紧弹簧，在拉紧弹簧作用下钝体受向内的拉力，钝体片向内侧转动，转动凸轮中心是开有键槽的孔，套在转动轴上，当转动轴转动时，通过转动轴上的键带动转动凸轮转动，转动凸轮作用于两钝体片，使两钝体片以支撑轴为圆心转动，当凸轮向外转动时，克服弹簧拉力，钝体角度变大，当凸向内轮转动时，在弹簧拉力作用下，钝体夹角变小，从而改变钝体前端的尺寸，实现钝体可调节。

轴承支撑装置在钝体的后部，包括支撑轴承和支撑轴，支撑轴穿过钝体片后面的圆孔通过支撑轴承固定在喷嘴框上，使钝体片能够以支撑轴为中心转动。摆动支撑装置由支撑轴承、摆动杆、转动轴以及转动轴上的键组成，转动调节杆或者转动凸轮通过键与转动轴相连，摆动杆一端是开有键槽的孔，通过键固定在转动轴上，摆动杆另一端连接到摆动装置，当摆动装置摆动，带动摆动杆转动，摆动杆的转动带动转动轴转动，转动轴转动带动转动调节杆或者凸轮转动，从而带动上下钝体片的转动，改变钝体前端的尺寸，实现钝体可调节。

不管是钝体水平放置还是竖直放置在喷口内，钝体可由一组或者多组钝体片组成，每组钝体片之间以及钝体片与喷嘴框之间的距离为1-3mm，以保证安装拆卸以及吸收热膨胀，钝体片长度之和加上间隙之和应等于喷嘴内框的长度。一侧钝体片与转动轴支承轴所形成平面的夹角为α，另一侧钝体片与转动轴支承轴所形成平面的夹角为β，每组钝体片相啮合后的钝体夹角为γ，由于每组钝体片连杆可以是等长或者不等长的，凸轮凸缘可以是对称或者不对称的，当连杆等长或者凸轮凸缘对称时，在转动轴支承轴所形成的平面是钝体对称面，所形成的钝体对称钝体，当连杆不等长或者凸轮凸缘不对称时，在转动轴支承轴所形成的平面是不是钝体对称面，所形成的钝体是不对称钝体，当连杆长边或者凸轮凸缘高的一边在同一边时，形成斜钝体，当长边短边交替或者凸轮凸缘高低交错时，多组盾体片交错形成锯齿状盾体。

优选地，所述每侧钝体片与转动轴支承轴所形成平面的夹角为5~25°。

优选地，所述每组钝体片相啮合后形成的角度为10~30°。

优选地，所述相啮合钝体片的组数至少是一组。

优选地，所述钝体片组的布置可以水平布置在煤粉喷口内。

优选地，所述钝体片组的布置可以竖直布置在煤粉喷口内。

优选地，所述同一组钝体片内的上下连杆是等长的。

优选地，所述同一组钝体片内的上下连杆是不等长的。

优选地，所述同一组钝体片内转动凸轮的凸缘上下对称。

优选地，所述同一组钝体内转动凸轮的凸缘上下不对称。

本发明提供的一种钝体可调节煤粉燃烧器喷嘴，具有以下有益效果。

（1）通过调节钝体，调节煤粉气流的着火时间，避免着火过早，使燃烧器喷口因过热而被烧坏，使喷口附近结渣。避免着火太迟，整个燃烧过程推迟，致使煤粉来不及烧完就离开炉膛，增大固体不完全燃烧损失，降低锅炉的燃烧效率。避免着火太迟使火焰中心上移，造成炉膛出口处的对流受热面结渣。增强了锅炉对煤种和负荷的适应性。

（2）由于钝体是由若干组钝体片组成，当煤粉颗粒的不均匀冲刷致钝体局部磨损严重甚至使钝体磨掉，导致喷嘴不能起到应有的作用时，不需对整个喷嘴进行更换，只需更换磨损的钝体片，避免了对整个喷嘴进行更换所造成经济上的浪费。

（3）由于钝体是由若干组钝体片组成，钝体和喷嘴之间有一定的空隙，避免了在高温情况下铸造喷嘴钝体和喷嘴框之间在热应力的作用下变形损坏。

本发明提供的一种钝体可调节煤粉燃烧器喷嘴，它可以根据煤种的变化或者负荷的变化调节钝体的大小来保证煤粉的及时着火和稳定燃烧，使锅炉能够安全稳定的运行，燃烧效率能够得到保证，同时控制NOx的生成。

附图说明

图1为一种钝体水平布置且可调节煤粉燃烧器喷嘴。

图2为实施例1连杆方式调节钝体水平布置A-A剖视图。

图3为实施例1连杆方式调节钝体水平布置B-B剖视图。

图4为实施例2凸轮弹簧方式调节钝体水平布置A-A剖视图。

图5为实施例2凸轮弹簧方式调节钝体水平布置B-B剖视图。  

附图标记说明

1----喷嘴内框，2----喷嘴外框，3----内轴承，4----外轴承，5----箱壳，6、6a----转

动轴，7、8----连杆， 9、10、9a、10a----钝体片，11、11a----支撑轴，12---转动

调节杆，13、13a、15----键，14、14a----摆动杆，16----转动凸轮，17----拉紧弹簧，

γ1、γ2----两钝体片片圆弧相啮合后的钝体夹角，α1、α2、β1、β2 ----每侧

钝体片与转动轴支承轴所形成平面的夹角。

具体实施方式

为了使本发明更明显易懂，兹以四个优选实施例，并配合附图作详细说明如下。  

实施例1：一种钝体水平布置且连杆方式调节的煤粉燃烧器喷嘴。

图1为一种钝体水平布置且可调节煤粉燃烧器喷嘴，图2为连杆方式调节钝体A-A剖视图，图3为连杆方式调节钝体B-B剖视图，本发明提供的一种钝体可调节煤粉燃烧器喷嘴，其特征在于：煤粉燃烧器喷嘴由喷嘴框、轴承支撑装置、摆动支撑装置、以及可调节的钝体装置组成。喷嘴框由喷嘴内框（1）和喷嘴外框（2）通过筋板连接组成方框形,在喷嘴内框的左右两侧开有孔，一侧用于安装内轴承（3），另一侧用于轴穿过，在外框（2）上一侧开有孔，用于安装外轴承（4），煤粉燃烧器喷嘴通过外框（1）和内框（2）固定在箱壳（5）上。

可调节钝体装置采用连杆调节方式，由转动调节杆（6），连杆（7,8）以及五组上下钝体片（9,10）组成，上下钝体片（9,10）成L和反L形，前端呈圆弧形，两钝体片圆弧相啮合，相啮合后形成的夹角为γ1，后端交错开有同轴圆孔，两钝体片（9,10）通过此同轴圆孔转动固定于支撑轴（11）上，在上下钝体片（9,10）内侧中部设有拉耳，与上下连杆（7,8）一端转动连接，上下连杆（7,8）不等长，连杆另一端与调节杆（12）两臂转动相连，调节杆（12）中心是开有键槽的孔，套在转动轴（6）上，当转动轴（6）转动时，通过转动轴（6）上的键（13）带动转动调节杆（12）转动，调节杆（12）上的两臂带动上下两连杆从而使上下钝体片（9,10）以支撑轴（11）为圆心转动，从而改变钝体前端的高度，实现钝体可调节。由于每组钝体片连杆（7,8）是不等长的，在转动轴（6）支承轴（11）平面不是对称的，第一、三、五组盾体片长连杆在上端，短连杆在下端，第二、四组盾体片长连杆在下端，短连杆在上端，五组盾体片交错形成锯齿状盾体。

轴承支撑装置在钝体的后部，包括内、外轴承（3,4）和支撑轴（11），支撑轴（11）穿过钝体后面的圆孔通过轴承固定在喷嘴框上，使钝体片（9,10）能够在支撑轴（11）上转动。摆动支撑装置由内、外轴承（3，4）、摆动杆（14）、转动轴（6）以及转动轴上的键（13）组成，转动调节杆（12）通过键（13）与转动轴（6）相连，摆动杆（4）一端是开有键槽的孔，通过键（15）固定在转动轴（6）上，摆动杆另一端连接到摆动装置，当摆动装置摆动，带动摆动杆（14）转动，摆动杆（14）的转动带动转动轴（6）转动，转动轴（6）转动带动转动调节杆（12）转动，转动调节杆（12）的两臂带动两连杆（7,8）从而带动上下钝体片（9,10）的转动，改变钝体前端的高度，实现钝体可调节。  

实施例2：一种钝体水平布置且凸轮弹簧方式调节的煤粉燃烧器喷嘴。

图1为一种钝体水平布置且可调节煤粉燃烧器喷嘴，图4为凸轮弹簧方式调节钝体水平布置A-A剖视图，图5为凸轮弹簧方式调节钝体水平布置B-B剖视图，本发明提供的一种钝体可调节煤粉燃烧器喷嘴，其特征在于：煤粉燃烧器喷嘴由喷嘴框、轴承支撑装置、摆动支撑装置、以及可调节的钝体装置组成。喷嘴框由喷嘴内框（1）和喷嘴外框（2）通过筋板连接组成方框形,在喷嘴内框的左右两侧开有孔，一侧用于安装内轴承（3），另一侧用于轴穿过，在外框（2）上一侧开有孔，用于安装外轴承（4），煤粉燃烧器喷嘴通过外框（1）和内框（2）固定在箱壳（5）上。

可调节钝体装置采用凸轮弹簧调节方式，凸轮弹簧调节方式由转动凸轮（16），拉紧弹簧（17）以及五组上下钝体片（9a,10a）组成，上下钝体片（9a,10a）成L和反L形，前端呈圆弧形，两钝体片圆弧相啮合，相啮合后所形成的夹角γ2后端交错开有同轴圆孔，两钝体片（9a,10a）通过此同轴圆孔转动固定于支撑轴（11a）上，在上下钝体片（9a,10a）内侧前部设有拉紧弹簧（17），在拉紧弹簧（17）作用下受向内的拉力，钝体片（9a,10a）向内侧转动，转动凸轮（16）中心是开有键槽的孔，套在转动轴上，当转动轴转动时，通过转动轴上的键（13a）带动转动凸轮（16）转动，转动凸轮（16）作用于上下钝体片（9a,10a），使上下钝体片（9a,10a）以支撑轴（11a）为圆心转动，当凸轮向外转动时，克服弹簧拉力，钝体角度变大，当凸轮向内转动时在弹簧拉力作用下，钝体夹角变小。从而改变钝体前端的高度，实现钝体可调节。由于每组钝体片凸轮（16）凸缘是不对称的，在转动轴（6a）支承轴（11a）平面不是对称的，第一、三、五组盾体片长凸缘在上端，短连杆凸缘在下端，第二、四组盾体片长凸缘在下端，短凸缘在上端，五组盾体片交错形成锯齿状盾体。

轴承支撑装置在钝体的后部，包括内、外轴承（3,4）和支撑轴（11a），支撑轴（11a）穿过钝体后面的圆孔通过轴承固定在喷嘴框上，使钝体片（9a,10a）能够在支撑轴（11a）上转动。摆动支撑装置由内、外轴承（3，4）、摆动杆（14a）、转动轴（6a）以及转动轴上的键（13a）组成，转动凸轮（16）通过键（13a）与转动轴（6a）相连，摆动杆（14a）一端是开有键槽的孔，通过键（15）固定在转动轴（6a）上，摆动杆另一端连接到摆动装置，当摆动装置摆动，带动摆动杆（14a）转动，摆动杆（14a）的转动带动转动轴（6a）转动，转动轴（6a）转动带动转动凸轮（16）转动，从而带动上下钝体片（9a,10a）的转动，改变钝体前端的高度，实现钝体可调节。

Claims (14)

1.一种钝体可调节的煤粉燃烧器喷嘴，其特征在于：煤粉燃烧器喷嘴由喷嘴框、轴承支撑装置、摆动支撑装置、以及可调节的钝体装置组；喷嘴框由喷嘴内框（1）和喷嘴外框（2）通过筋板连接组成；在喷嘴内框（1）的左右两侧或者上下两侧开有孔，一侧用于安装轴承，另一侧用于支撑杆穿过，在外框（2）上一侧开有孔，用于安装轴承，煤粉燃烧器喷嘴通过外框（1）和内框（2）固定在箱壳（5）或者一次风管上；可调节钝体装置可以是连杆调节方式或者凸轮弹簧调节方式，轴承支撑装置在每组钝体片的后部，包括支撑轴承（3、4）和支撑轴（11、11a），支撑轴（11、11a）穿过钝体后面的圆孔通过支撑轴承（3、4）固定在喷嘴框上，使钝体片（9、10、9a、10a）能够在支撑轴（11、11a）上转动；摆动支撑装置由支撑轴承（3、4）、摆动杆（14、14a）、转动轴（6、6a）以及上面的键（13、13a、15）组成。

2.如权利要求1所述一种钝体可调节的煤粉燃烧器喷嘴，其特征在于：所述连杆调节方式钝体由转动调节杆（12），连杆（7、8）以及两侧钝体片（9、10）组成，两钝体片（9、10）分别成L和反L形，两钝体片前端是以支撑轴为圆心的圆弧形，圆弧相啮合，相啮合后的钝体夹角为γ，两钝体片9、10）直段后端开有圆孔，两钝体片（9、10）通过此圆孔转动固定于支撑轴（11）上，在两钝体片（9、10）内侧中部设有拉耳，与两侧连杆（7、8）一端转动连接，连杆另一端与调节杆（12）两臂转动相连，调节杆（12）中心是开有键槽的孔，套在转动轴（6）上。

3.如权利要求1所述一种钝体可调节的煤粉燃烧器喷嘴，其特征在于：所述凸轮弹簧调节方式由转动凸轮（16），拉紧弹簧（17）以及两钝体片（9a、10a）组成，两钝体片（9a、10a）分别成L和反L形，两钝体片（9a、10a）前端是以支撑轴（11a）为圆心的圆弧形，两钝体片（9a、10a）圆弧相啮合，相啮合后的钝体夹角为γ，两钝体片（9a、10a）直段后端开有圆孔，两钝体片（9a、10a）通过此圆孔转动固定于支撑轴（11a）上，在两钝体片（9a、10a）内侧前部设有拉紧弹簧（17），转动凸轮（16）中心是开有键槽的孔，套在转动轴（6a）上。

4. 如权利要求1-3所述一种钝体可调节的煤粉燃烧器喷嘴，其特征在于：每组钝体片（9、10、9a、10a）之间以及钝体片（9、10、9a、10a）与喷嘴内框（1）之间的距离为1-3mm。

5.如权利要求1-3所述一种钝体可调节的煤粉燃烧器喷嘴，其特征在于：钝体片（9、10、9a、10a）长度之和加上间隙之和应等于喷嘴内框（1）的长度。

6.如权利要求1-3所述一种钝体可调节的煤粉燃烧器喷嘴，其特征在于：所述每侧钝体片（9、10、9a、10a）与转动轴（6、6a）支承轴（11、11a）所形成平面的夹角为5~25°。

7.如权利要求1-3所述一种钝体可调节的煤粉燃烧器喷嘴，其特征在于：所述每组钝体片（9、10、9a、10a）相啮合后形成的角度为10~30°。

8.如权利要求1-3所述一种钝体可调节的煤粉燃烧器喷嘴，其特征在于：所述相啮合钝体片（9、10、9a、10a）的组数至少是一组。

9.如权利要求1-3所述一种钝体可调节的煤粉燃烧器喷嘴，其特征在于：所述钝体片组（9、10、9a、10a）水平布置在煤粉喷口内。

10.如权利要求1-3所述一种钝体可调节的煤粉燃烧器喷嘴，其特征在于：所述钝体片组（9、10、9a、10a）竖直布置在煤粉喷口内。

11.如权利要求1、2所述一种钝体可调节的煤粉燃烧器喷嘴，其特征在于：所述同一组钝体片内（9、10）的两侧连杆（7、8）是等长的。

12.如权利要求1、2所述一种钝体可调节的煤粉燃烧器喷嘴，其特征在于：所述同一组钝体片（9、10）内的两侧连杆（7、8）是不等长的。

13.如权利要求1、3所述一种钝体可调节的煤粉燃烧器喷嘴，其特征在于：所述同一组钝体片（9a、10a）内转动凸轮（16）的凸缘两侧对称。

14.如权利要求1、3所述一种钝体可调节的煤粉燃烧器喷嘴，其特征在于：所述同一组钝体片（9a、10a）内转动凸轮（16）的凸缘两侧不对称。