CN107575860B - 一种煤粉旋流燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种煤粉旋流燃烧器，包括预燃室和燃烧器，燃烧器包括中心风管、一次风管和二次风管，燃烧器的前端伸入至预燃室内部，通过在一次风管的一次出风口设置沿气流方向为渐扩式的圆台型钝体，延长了二次风管的二次风气流与煤粉气流的混合时间，压缩了一次风管口处煤粉燃烧形成的火焰长度，有利于低氮燃烧，同时圆台型钝体的设置使得二次风管的二次风气流在二次出风口形成强烈的回流区，降低了预燃室内的燃烧温度，有效避免了预燃室内结焦现象的产生；而且由于圆台型钝体与预燃室的配合使用，圆台型钝体能够卷吸炉内高温烟气，预燃室能够提高燃烧时的抗干扰能力，进而提高了煤粉的稳燃性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤粉燃烧装置，特别是涉及一种煤粉旋流燃烧器。
背景技术
煤粉燃烧大多在大型锅炉上采用，大型锅炉由于炉膛尺寸较大，使得燃烧器火焰较长；而且大型锅炉的炉内热负荷较高，稳燃能力也较强。然而小型锅炉，特别是工业煤粉炉或工业炉窑，由于燃烧室尺寸较小，不仅稳燃能力较差，而且在使用普通燃烧器进行煤粉燃烧时，燃烧器火焰容易冲刷对面墙体，导致锅炉水冷壁结焦甚至烧坏爆管，存在安全隐患。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种燃烧火焰短、稳燃能力强、适用于小型锅炉的煤粉旋流燃烧器。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种煤粉旋流燃烧器，包括预燃室和燃烧器，所述燃烧器包括中心风管、一次风管和二次风管，所述二次风管的前端为二次出风口，所述二次风管的末端设置有第一密封端盖，所述一次风管套设在所述二次风管的内部，且所述一次风管的末端贯穿所述第一密封端盖；所述一次风管的前端为一次出风口，所述一次风管的末端设置有第二密封端盖，所述中心风管套设在所述一次风管的内部，且所述中心风管的末端贯穿所述第二密封端盖；所述中心风管的前端为中心出风口，所述中心风管的末端设置有点火装置；所述预燃室的末端设置有开口，所述燃烧器的前端穿过所述预燃室的开口伸入至所述预燃室的内部，所述一次风管的一次出风口连接有圆台型钝体，所述圆台型钝体的小头端与所述一次出风口对接。
可选的，所述一次出风口与所述二次出风口位于同一端面上，所述中心出风口位于所述一次风管的内部。
可选的，所述中心风管的管壁上设置有中心进气管，所述中心进气管位于所述一次风管的外部；所述一次风管的管壁上设置有一次进料管，所述一次进料管位于所述二次风管的外部；所述二次风管的管壁上设置有二次进气管。
可选的，所述圆台型钝体的锥角为40°～120°。
可选的，所述二次风管前端与所述一次风管前端所形成的环形空间内周向设置有旋流叶片。
可选的，所述预燃室包括壳体和内衬，所述内衬紧贴所述壳体的内壁设置；所述壳体的末端外圆上套设有第一连接法兰，所述二次风管的外壁上套设有第二连接法兰，所述第一连接法兰和所述第二连接法兰之间连接一弹性连接管，所述预燃室与所述燃烧器通过所述第一连接法兰和所述第二连接法兰螺栓副连接。
可选的，所述第一连接法兰和所述第二连接法兰之间周向均匀连接有多根所述弹性连接管。
可选的，所述壳体为铸钢壳体，所述内衬为耐火内衬。
可选的，所述圆台型钝体与所述燃烧器为一体成型，所述燃烧器为铸钢燃烧器。
可选的，所述圆台型钝体与所述燃烧器分体设置，所述圆台型钝体为铸钢圆台型钝体，所述燃烧器为铸钢燃烧器，所述圆台型钝体与所述燃烧器通过螺栓螺母结构连接。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的煤粉旋流燃烧器，通过在一次风管的一次出风口设置沿气流方向为渐扩式的圆台型钝体，延长了二次风管的二次风气流与煤粉气流的混合时间，压缩了一次出风口处煤粉燃烧形成的火焰长度，有利于低氮燃烧，同时圆台型钝体的设置使得二次风管的二次风气流在二次出风口形成强烈的回流区，降低了预燃室内的燃烧温度，有效避免了预燃室内结焦现象的产生；而且由于圆台型钝体与预燃室的配合使用，圆台型钝体会卷吸炉内高温烟气，预燃室能够提高燃烧时的抗干扰能力，进而提高了煤粉的稳燃性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明煤粉旋流燃烧器的结构示意图；
图2为图1中燃烧器的具体结构示意图。
附图标记说明：1、预燃室；11、壳体；12、内衬；13、第一连接法兰；14、弹性连接管；15、螺栓副；2、燃烧器；21、中心风管；211、中心进气管；212、中心出风口；22、一次风管；221、第二密封端盖；222、一次进料管；223、一次出风口；23、二次风管；231、第一密封端盖；232、二次进气管；233、二次出风口；24、点火装置；25、旋流叶片；26、第二连接法兰；3、圆台型钝体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种燃烧火焰短、稳燃能力强、适用于小型锅炉的煤粉旋流燃烧器。
基于此，本发明提供一种煤粉旋流燃烧器，包括预燃室和燃烧器，燃烧器包括中心风管、一次风管和二次风管，二次风管的前端为二次出风口，二次风管的末端设置有第一密封端盖，一次风管套设在二次风管的内部，且一次风管的末端贯穿第一密封端盖；一次风管的前端为一次出风口，一次风管的末端设置有第二密封端盖，中心风管套设在一次风管的内部，且中心风管的末端贯穿第二密封端盖；中心风管的前端为中心出风口，中心风管的末端设置有点火装置；预燃室的末端设置有开口，燃烧器的前端穿过预燃室的开口伸入至预燃室的内部，一次风管的一次出风口连接有圆台型钝体，圆台型钝体的小头端与一次出风口对接。
本发明的煤粉旋流燃烧器，通过在一次风管的一次出风口设置沿气流方向为渐扩式的圆台型钝体，延长了二次风管的二次风气流与煤粉气流的混合时间，压缩了一次风管口处煤粉燃烧形成的火焰长度，有利于低氮燃烧，同时圆台型钝体的设置使得二次风管的二次风气流在二次出风口形成强烈的回流区，降低了预燃室内的燃烧温度，有效避免了预燃室内结焦现象的产生；而且由于圆台型钝体与预燃室的配合使用，圆台型钝体会卷吸炉内高温烟气，预燃室能够提高燃烧时的抗干扰能力，进而提高了煤粉的稳燃性能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：
如图1和2所示，本实施例提供一种煤粉旋流燃烧器，包括预燃室1和燃烧器2，燃烧器2包括中心风管21、一次风管22和二次风管23，二次风管23的前端为二次出风口233，二次风管23的末端设置有第一密封端盖231，一次风管22套设在二次风管23的内部，且一次风管22的末端贯穿第一密封端盖231；一次风管22的前端为一次出风口223，一次风管22的末端设置有第二密封端盖221，中心风管21套设在一次风管22的内部，且中心风管21的末端贯穿第二密封端盖221；中心风管21的前端为中心出风口212，中心风管21的末端设置有点火装置24；预燃室1的尾端设置有开口，燃烧器2的前端穿过预燃室1的开口伸入至预燃室1内部，一次风管22的一次出风口223设置有圆台型钝体3，圆台型钝体3的小头端与一次出风口223对接。
于本具体实施例中，如图2所示，一次风管22的一次出风口223与二次出风口233位于同一端面上，中心出风口212位于一次风管22的内部。中心风管21的管壁上设置有中心进气管211，由中心进气管211向中心进气管211内输送一次风气流，作为引燃气体，且中心进气管211位于一次风管22的外部；同时一次风管22的管壁上设置有一次进料管222，由一次进料管22向一次进料管22内部输送具有设定比例的煤粉、气混合物料，且一次进料管222位于二次风管23的外部，中心出风口212喷出的一次风气流与一次出风口223喷出的煤粉、气混合物料在一次出风口223处接触燃烧并生成火焰；二次风管23的管壁上设置有二次进气管232，二次进气管231用于向二次进气管231内输送二次风气流，对由圆台型钝体所喷出的火焰起助燃作用。
进一步地，如图1所示，圆台型钝体3的锥角为40°～120°，可以使得二次风气流在二次出风口形成强烈的回流区，便于延长二次风气流与煤粉气流的混合时间，压缩一次出风口处煤粉燃烧形成的火焰长度，且有利于低氮燃烧。
进一步地，如图2所示，二次风管23前端与一次风管22前端所形成的环形空间内周向设置有旋流叶片25，用于实现二次风气流的旋流式输出，有利于二次风气流在二次出风口处形成回流区。
进一步地，如图1所示，预燃室1包括壳体11和内衬12，内衬12紧贴壳体11的内壁设置；壳体11的末端外圆上套设有第一连接法兰13，相应的二次风管23的外壁上套设有与第一连接法兰13配合的第二连接法兰26，第一连接法兰13和第二连接法兰26之间连接一弹性连接管14，预燃室1与燃烧器2通过第一连接法兰13和第二连接法兰26螺栓副15连接。
进一步地，第一连接法兰13和第二连接法兰26之间周向均匀连接有多根弹性连接管14，以提高燃烧器2和预燃室1之间的连接稳固性。当燃烧器2的前端伸入预燃室1内后，调整第一连接法兰13和第二连接法兰26之间的相对位置，第一连接法兰13和第二连接法兰26之间的弹性联接管14会产生相应的压缩或拉伸，以此可以调节圆台型钝体3的大头端距离预燃室1前端的距离L，调整好L后通过螺栓副15连接第一连接法兰13和第二连接法兰26即可完成对燃烧器2的位置固定。在燃烧器2的过程中，可随时通过先拆卸螺栓副15、再压缩或拉伸弹性联接管14的方法调整距离L，以充分适应燃烧过程中煤种的变化和燃烧状况的调整，保证良好的燃烧状况。
进一步地，壳体11为铸钢壳体，内衬12为耐火内衬。
进一步地，圆台型钝体3与燃烧器2为铸钢一体成型；或者，圆台型钝体3与燃烧器2分体设置，圆台型钝体3为铸钢圆台型钝体，燃烧器2为铸钢燃烧器，圆台型钝体3与燃烧器2通过螺栓螺母结构连接。
下面以圆台型钝体3的锥角α为120°为例，对本实施例作使用说明。
使用时，首先将安装有圆台型钝体3的燃烧器2伸入预燃室1内，通过第一连接法兰13和第二连接法兰26的连接实现燃烧器2与预燃室1的固定；然后同时打开通风管道向中心风管21和二次风管23内通风气流、打开物料管道向一次风管22内通煤粉、气混合流，之后打开点火装置24点燃中心风管21内的一次风气流，使得当点燃的一次风气流与煤粉流在中心出风口212相遇时瞬间点燃煤粉，进而在一次出风口223处形成火焰，同时由于圆台型钝体3设置在一次风管22的一次出风口223上，导致二次出风口223位于圆台型钝体3的外围，圆台型钝体3的遮挡作用延长了二次风气流与煤粉气流的混合时间，延缓了二次风气流对煤粉火焰的助燃作用，进而压缩了火焰长度，而且有利于低氮燃烧。同时圆台型钝体3的设置使得二次风管23的二次风气流在二次出风口233处形成强烈的回流区，降低了预燃室1内的燃烧温度，有效避免了预燃室1内结焦现象的产生；而且由于圆台型钝体3与预燃室1的配合使用，圆台型钝体3会卷吸炉内高温烟气，预燃室1能够提高燃烧时的抗干扰能力，进而提高了煤粉的稳燃性能。此外，在燃烧器2运行时可以根据煤种变化和燃烧情况燃烧器2前端距离在预燃室1前端的距离L，保证良好的燃烧状况。
由此可见，本实施例通过在一次出风口设置锥角α为120°的圆台型钝体，延长了二次风管的二次风气流与煤粉气流的混合时间，压缩了一次出风口处煤粉燃烧形成的火焰长度，有利于低氮燃烧，同时圆台型钝体的设置使得二次风管的二次风气流在二次出风口形成强烈的回流区，降低了预燃室内的燃烧温度，有效避免了预燃室内结焦现象的产生；而且由于圆台型钝体与预燃室的配合使用，圆台型钝体会卷吸炉内高温烟气，预燃室能够提高燃烧时的抗干扰能力，进而提高了煤粉的稳燃性能。
需要说明的是，本发明中圆台型钝体的锥角α并不限于40°～120°，可以根据实际需求而进行适应性改变；而且，预燃室和燃烧器的结构尺寸都是可以根据实际生产需要而针对性设置的，并不限于某一固定尺寸；此外，预燃室和燃烧器的连接固定方式也并不限于连接法兰与弹性连接管配合的固定方式，只要是能够实现燃烧器在预燃室内的稳定连接和便于燃烧器在预燃室内的相对距离的调节的固定方式均可；最后，本发明中预燃室外壳、燃烧器和圆台型钝体并不限于铸钢材质，其他符合要求的金属材质均可，同时预燃室内衬采用耐火耐高温材料，只要满足本发明需求的耐火耐高温衬层均可适应性应用到本发明；当圆台型钝体与燃烧器分体设置时，圆台型钝体与燃烧器之间并不限于上述实施例中的通过螺栓螺母结构连接，其他能够稳定连接圆台型钝体与燃烧器的连接方式均可。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种煤粉旋流燃烧器，其特征在于，包括预燃室和燃烧器，所述燃烧器包括中心风管、一次风管和二次风管，所述二次风管的前端为二次出风口，所述二次风管的末端设置有第一密封端盖，所述一次风管套设在所述二次风管的内部，且所述一次风管的末端贯穿所述第一密封端盖；所述一次风管的前端为一次出风口，所述一次风管的末端设置有第二密封端盖，所述中心风管套设在所述一次风管的内部，且所述中心风管的末端贯穿所述第二密封端盖；所述中心风管的前端为中心出风口，所述中心风管的末端设置有点火装置；所述预燃室的末端设置有开口，所述燃烧器的前端穿过所述预燃室的开口伸入至所述预燃室的内部，所述一次风管的一次出风口连接有圆台型钝体，所述圆台型钝体的小头端与所述一次出风口对接；所述一次出风口与所述二次出风口位于同一端面上，所述二次风管前端与所述一次风管前端所形成的环形空间内周向设置有旋流叶片；所述预燃室包括壳体和内衬，所述内衬紧贴所述壳体的内壁设置；所述壳体的末端外圆上套设有第一连接法兰，所述二次风管的外壁上套设有第二连接法兰，所述第一连接法兰和所述第二连接法兰之间连接一弹性连接管，所述预燃室与所述燃烧器通过所述第一连接法兰和所述第二连接法兰螺栓副连接；所述圆台型钝体与所述燃烧器分体设置，所述圆台型钝体为铸钢圆台型钝体，所述燃烧器为铸钢燃烧器，所述圆台型钝体与所述燃烧器通过螺栓螺母结构连接。
2.根据权利要求1所述的煤粉旋流燃烧器，其特征在于，所述中心出风口位于所述一次风管的内部。
3.根据权利要求2所述的煤粉旋流燃烧器，其特征在于，所述中心风管的管壁上设置有中心进气管，所述中心进气管位于所述一次风管的外部；所述一次风管的管壁上设置有一次进料管，所述一次进料管位于所述二次风管的外部；所述二次风管的管壁上设置有二次进气管。
4.根据权利要求3所述的煤粉旋流燃烧器，其特征在于，所述圆台型钝体的锥角为40°～120°。
5.根据权利要求1所述的煤粉旋流燃烧器，其特征在于，所述第一连接法兰和所述第二连接法兰之间周向均匀连接有多根所述弹性连接管。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180720 |