CN106047420A - 一种煤粉均布装置 - Google Patents

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苏毅
赵子通
刘思远
周威
张世程
朱国庆
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SHANGHAI HUAYI ENGINEERING Co Ltd
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Shanghai Qiyao Thermal Engineering Co Ltd
711th Research Institute of CSIC
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Abstract

本发明公开了一种煤粉均布装置，设置于烧嘴的头部，其包括：氧气输送管；多个煤粉输送管，固定在所述氧气输送管的外圆周表面上；以及冷却装置，布置在所述多个煤粉输送管的周围，其内侧沿着煤粉输出的方向与所述氧气输送管的出口处形成一段渐缩的导流通道，其中所述煤粉均布装置还包括：多个分布筋，布置在所述煤粉输送管与所述导流通道之间，其中每个分布筋设置为螺旋式筋条结构而固定在所述氧气输送管的外圆周表面上，多个分布筋之间构成多条螺旋通道。本发明的技术效果是：提高了煤粉在烧嘴出口处的分布均匀性，使得煤粉燃烧过程更加稳定，从而避免了局部偏烧的问题。

Description

一种煤粉均布装置
技术领域
本发明涉及一种煤粉均布装置。
背景技术
近年来，发展煤化工、开发和推广洁净煤技术是我国解决煤的高效利用和降低环境污染的主要方向。煤气化烧嘴作为煤化工气化装置的关键设备，煤粉的输送将直接影响烧嘴的燃烧效果。单个煤粉管道直接通往炉膛的烧嘴，使煤粉在出口处的分布不均匀，煤粉管道外侧流通高速纯氧，这种内侧煤粉外侧纯氧的布置方式俗称“风包煤”。然而，这种烧嘴由于在氧气通道外侧还设置一层冷却装置用于保护烧嘴头部，氧气在煤粉外侧，使得煤粉的温度降低较慢，烧嘴在高温下的寿命比较短，而且外氧内煤的燃烧使得氧气无法穿透至煤粉中心，导致氧气与煤粉混合不够充分，这也使得这种类型的烧嘴的单个负荷无法提高太多。
为了提高烧嘴寿命，目前很多顶喷装置的煤粉气化烧嘴都采用纯氧-煤粉-冷却装置的布置方式，俗称“煤包风”，冷却装置一侧流通的煤粉温度相对更低，极大提高了烧嘴的平均寿命，而且氧气外侧一周均流通煤粉，不存在氧气无法穿透煤粉混合不均匀的情况。除了提高冷却装置的寿命外，单个燃烧器的负荷也可以提高很多。但这种煤粉烧嘴对于煤粉的输送以及出口处的分布均匀性比较差，煤粉通道属于夹层通道，煤粉流通进去后很难保证整个夹层迅速充满，并在出口处四周均匀喷射出去，从而燃烧过程就会因为煤粉的分布不均而出现局部偏烧问题，即整个烧嘴出口处，四周火焰分布不均，有的氧气过高，有的氧气过低。因此，对于煤粉在烧嘴出口处的分布均匀性方面提出了更高的要求。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述缺陷或不足，本发明提出了一种煤粉均布装置，其提高了煤粉在烧嘴出口处的分布均匀性，使得烧嘴燃烧过程更加稳定，从而避免出现局部偏烧的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种煤粉均布装置，设置于烧嘴的头部，其包括：氧气输送管；多个煤粉输送管，固定在所述氧气输送管的外圆周表面上；以及冷却装置，布置在所述多个煤粉输送管的周围，其内侧沿着煤粉输出的方向与所述氧气输送管的出口处形成一段渐缩的导流通道；其中，所述煤粉均布装置还包括：多个分布筋，布置在所述煤粉输送管与所述导流通道之间，其中每个分布筋设置为螺旋式筋条结构而固定在所述氧气输送管的外圆周表面上，多个分布筋之间构成多条螺旋通道。
可选地，所述煤粉输送管包括一段螺旋曲线管。
可选地，所述分布筋的螺旋式筋条结构具有与所述煤粉输送管的螺旋曲线管相同的旋向和螺距。
可选地，所述多个分布筋的数量与所述多个煤粉输送管的数量对应相等，均设置为3-6个。
可选地，所述煤粉均布装置还包括固定板，其通过焊接将所述多个煤粉输送管的末端和所述多个分布筋的起始端固定。
可选地，所述多个煤粉输送管的螺旋曲线管围绕所述氧气输送管延伸至少1个螺距。
可选地，所述多个分布筋围绕所述氧气输送管延伸至少1/4个螺距。
可选地，所述煤粉输送管和所述分布筋分别通过焊接固定在所述氧气输送管上。
可选地，所述氧气输送管的氧气出口处设置有气体旋流装置。
可选地，所述煤粉输送管还包括一段直线管，其设置在所述煤粉输送管的螺旋曲线管的前端。
本发明的技术效果是，通过分布筋的螺旋式筋条结构，使得煤粉从煤粉输出管流出后被均匀地分配至渐缩的导流通道，提高了煤粉在烧嘴出口处的分布均匀性，使得煤粉燃烧过程更加稳定，从而避免了局部偏烧的问题。
上面描述中提到的特征和特征组合以及在下面附图的描述中提到的和/或单独显示在附图中的特征和特征组合是可用的，不仅可用在各自指定的组合中，而且也可用在其他组合或者单独的特征中，而不脱离本发明的范围。
附图说明
通过参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。其中显示：
图1为根据本发明的实施例的煤粉均布装置的构造图。
图2为图1所示的煤粉均布装置的煤粉输送管的放大视图。
图3为图1所示的煤粉均布装置的分布筋的放大视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1为根据本发明的实施例的煤粉均布装置的构造图。如图1所示，煤粉均布装置100设置于烧嘴的头部，其主要包括：氧气输送管1，多个煤粉输送管2，以及冷却装置3。
具体地，煤粉输送管2设置为包含一段螺旋曲线管2b的管状结构而固定在氧气输送管1的外圆周表面上。图2为图1所示的煤粉均布装置的煤粉输送管的放大视图。如图2所示，螺旋曲线管2b可以使煤粉在输送过程中产生一定的旋流，强化煤粉在氧气输送管1的圆周处的分布。根据实际使用情况，煤粉输送管2的数量可以设置为3-6个。
具体地，冷却装置3布置在多个煤粉输送管2的周围，由冷却水通过进水回水通道4在冷却装置3中循环，从而降低输送进煤粉输送管2中的煤粉的温度，提高整个烧嘴的平均寿命。另外，冷却装置3的内侧沿着煤粉输出的方向与所述氧气输送管1的出口处形成一段渐缩的导流通道，煤粉从该导流通道流出后与氧气输送管1中输送的氧气形成一定的汇合角度，从而方便煤粉与氧气的混合。
为了使煤粉在导流通道的圆周方向分布均匀，从而与氧气的混合更加充分，如图1所示，所述煤粉均布装置100还包括多个分布筋10，布置在煤粉输送管2与前述导流通道之间。每个分布筋10设置为螺旋式筋条结构而固定在氧气输送管1的外圆周表面上。图3为图1所示的煤粉均布装置的分布筋的放大视图。如图3所示，为了进一步强化煤粉在氧气输送管1的圆周处的分布，分布筋10的螺旋式筋条结构具有与煤粉输送管2的螺旋曲线管2b相同的旋向和螺距，多个分布筋10之间构成多条螺旋通道，每条螺旋通道对应于每个螺旋曲线管2b的下方而设置，分布筋10的横截面可以设置为圆形、梯形、矩形或者正方形的形状。另外，分布筋10的数量与煤粉输送管2的数量对应相等，可以设置为3-6个。
这样，当煤粉从多个煤粉输送管2流出后分别到达由多个分布筋10构成的多个螺旋通道，形成一周多股煤粉的径向均布情况，并沿着螺旋通道的曲线路径输送至前述渐缩的导流通道，实现了多股煤粉在烧嘴出口处的均布，并与煤粉出口的内侧流通的氧气形成一定汇合角度混合在炉内充分燃烧。
进一步地，如图1所示，煤粉均布装置100还包括固定板5，多个煤粉输送管2的螺旋曲线管2b的末端和多个分布筋10的起始端沿着氧气输送管7的周向通过焊接分别固定于固定板5处。优选地，二者沿着氧气输送管7的周向均匀地固定于固定板5处。另外，优选地，煤粉输送管2、分布筋10也分别通过焊接固定在氧气输送管1上，从而保证煤粉均布装置100在拆装和运行过程的稳定性。
作为一种可选的实施方式，煤粉输送管2的螺旋曲线管2b围绕氧气输送管1延伸至少一个螺距的长度至固定板5处，分布筋10从固定板5开始围绕氧气输送管1延伸至少1/4个螺距的长度，如图2、图3所示。螺距的尺寸大小根据实际使用情况而定。
作为一种可选的实施方式，氧气输送管1的出口处可以设置气体旋流装置，使从氧气输送管1的出口处出来的氧气由平流气体变为旋流气体，进一步增加氧气与煤粉的混合均匀性。
作为一种可选的实施方式，煤粉输送管2还包括一段直线管2a，设置在所述煤粉输送管2的螺旋曲线管2b的前端，便于快速输送煤粉，避免煤粉在输送过程中淤积堵塞。
本发明提供的煤粉均布装置，通过分布筋的螺旋式筋条结构，使得煤粉从煤粉输出管流出后被均匀地分配至渐缩的导流通道，提高了煤粉在烧嘴出口处的分布均匀性，使得煤粉燃烧过程更加稳定，从而避免了局部偏烧的问题。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种煤粉均布装置，设置于烧嘴的头部，其包括：
氧气输送管；
多个煤粉输送管，固定在所述氧气输送管的外圆周表面上；以及
冷却装置，布置在所述多个煤粉输送管的周围，其内侧沿着煤粉输出的方向与所述氧气输送管的出口处形成一段渐缩的导流通道；
其特征在于，所述煤粉均布装置还包括：
多个分布筋，布置在所述煤粉输送管与所述导流通道之间，其中每个分布筋设置为螺旋式筋条结构而固定在所述氧气输送管的外圆周表面上，多个分布筋之间构成多条螺旋通道。
2.根据权利要求1所述的煤粉均布装置，其特征在于，所述煤粉输送管包括一段螺旋曲线管。
3.根据权利要求2所述的煤粉均布装置，其特征在于，所述分布筋的螺旋式筋条结构具有与所述煤粉输送管的螺旋曲线管相同的旋向和螺距。
4.根据权利要求1所述的煤粉均布装置，其特征在于，所述多个分布筋的数量与所述多个煤粉输送管的数量对应相等，均设置为3-6个。
5.根据权利要求4所述的煤粉均布装置，其特征在于，所述煤粉均布装置还包括固定板，其通过焊接将所述多个煤粉输送管的末端和所述多个分布筋的起始端固定。
6.根据权利要求2所述的煤粉均布装置，其特征在于，所述多个煤粉输送管的螺旋曲线管围绕所述氧气输送管延伸至少1个螺距。
7.根据权利要求5所述的煤粉均布装置，其特征在于，所述多个分布筋围绕所述氧气输送管延伸至少1/4个螺距。
8.根据权利要求1至7任一项所述的煤粉均布装置，其特征在于，所述煤粉输送管和所述分布筋分别通过焊接固定在所述氧气输送管上。
9.根据权利要求1所述的煤粉均布装置，其特征在于，所述氧气输送管的氧气出口处设置有气体旋流装置。
10.根据权利要求1或2所述的煤粉均布装置，其特征在于，所述煤粉输送管还包括一段直线管，其设置在所述煤粉输送管的螺旋曲线管的前端。
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