CN108662579B - 防止旋流燃烧器煤粉泄露的结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锅炉技术领域，公开了一种防止旋流燃烧器煤粉泄露的结构，包括煤粉管、一次风管，二次风管，煤粉管与一次风管通过连接管道连通，连接管道与煤粉管之间、连接管道与一次风管之间均采用法兰连接，一次风管的喷口与二次风管连通，一次风管与二次风管之间设置有夹层，一次风管、二次风管、夹层同轴设置，夹层端部设置有阻挡一次风管的喷口的挡板，法兰包括匹配连接的凸面法兰、凹面法兰，凸面法兰的连接面为凸面，凹面法兰的连接面为凹面，凸面法兰、凹面法兰之间设置有柔性垫片，法兰设置为凹凸面，垫片不易被挤出，装配时便于对中，工作压力范围比平面法兰宽，密封性能更好，能够防止燃烧器煤粉外漏。

Description

防止旋流燃烧器煤粉泄露的结构

技术领域

本发明涉及锅炉技术领域，尤其是一种防止旋流燃烧器煤粉泄露的结构。

背景技术

旋流燃烧器旋流式燃烧器由一次风管、二次风管、旋流器形成，在一次风管内设中心风管，在中心风管引入小股煤粉气流或油雾流或燃气直接进入回流区先行着火，燃烧稳定，着火压力波动小，被普遍应用到高参数大容量的燃煤电站锅炉中。由于燃煤锅炉中燃烧器区域是炉膛内温度最高的区域，燃烧器始终与高温火焰及烟气接触，当燃烧器投运时，通过燃烧器的风量大，足以冷却一次风组件等金属部件，正常情况下不会造成燃烧器的烧损；但是当燃烧器与煤粉管道的法兰连接处发生煤粉泄漏，或者煤粉从燃烧器喷口泄漏到一次风组件外时，则会引发燃烧器的烧损。尤其在燃用褐煤的情况下，煤粉极易燃烧，泄漏到燃烧器筒体外的煤粉燃烧起来将会烧损燃烧器平台的其他设备，而燃烧器喷口泄漏的煤粉或者燃烧器的回火将直接烧损燃烧器本身。

燃烧器系统的煤粉泄漏主要有以下两方面原因：1、燃烧器煤粉外漏。泄漏部位为燃烧器与煤粉管道的接口即法兰连接处。在实际运行过程中，由于燃烧器的接口的法兰承受煤粉管道膨胀节的反作用力，该反作用力使得法兰之间容易出现间隙。运行过程中由于管道晃动，运行较长时间之后螺栓易松动，也可能导致法兰面之间存在间隙，从而造成煤粉泄漏。目前在旋流燃烧器的设计中已经考虑防止煤粉泄漏的措施，如采用陶瓷纤维垫密封燃烧器与煤粉管道的接口，或者对燃烧器与煤粉管道的接口进行焊接，但不能完全避免煤粉泄漏，泄漏后的煤粉会附着在燃烧器表面，尤其对于极易着火的褐煤，易造成燃烧器面板烧红并见明火。若采用将燃烧器与煤粉管道的接口焊接的方式，虽然可以有效防止煤粉泄漏，但燃烧器不能抽出检修，为燃烧设备的运行维护带来不便。2、燃烧器煤粉内漏。正常情况下燃用褐煤的旋流燃烧器有较高的一次风速，正常情况下着火点远离燃烧器喷口，卷吸回流的火焰也不会将煤粉带回到燃烧器。但是当磨煤机或者风机出现出力波动或者煤粉管道堵塞等情况造成一次风速降低时，着火点离燃烧器很近，并会有部分煤粉被卷回到燃烧器喷口，在喷口附近燃烧致使喷口变形进而导致部分煤粉泄漏至燃烧器一次风组件外(一/二次风夹层)，并在燃烧器内着火。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种防止旋流燃烧器煤粉泄露的结构，能够防止燃烧器煤粉泄漏。

本发明所采用的技术方案是：防止旋流燃烧器煤粉泄露的结构，包括煤粉管、一次风管，二次风管，煤粉管与一次风管通过连接管道连通，连接管道与煤粉管之间、连接管道与一次风管之间均采用法兰连接，一次风管的喷口与二次风管连通，一次风管与二次风管之间设置有夹层，一次风管、二次风管、夹层同轴设置，夹层端部设置有阻挡一次风管的喷口的挡板，法兰包括匹配连接的凸面法兰、凹面法兰，凸面法兰的连接面为凸面，凹面法兰的连接面为凹面，凸面法兰、凹面法兰之间设置有柔性垫片，法兰设置为凹凸面，垫片不易被挤出，装配时便于对中，工作压力范围比平面法兰宽，密封性能更好，能够防止燃烧器煤粉外漏。

进一步地，在一次风管与二次风管连通的一端的外管壁上沿其周向设置有第一挡环，在夹层内壁上沿其周向设置有第二挡环，第二挡环设置在第一挡环靠近喷口的一侧且能够阻挡第一挡环向喷口一侧滑动，第一挡环与第二挡环错开设置，能够防止燃烧器煤粉内漏，同时，燃烧器能够直接抽出检修，便于燃烧设备的运行维护。

进一步地，连接管道包括直管、弯管，直管两端分别连接弯管、煤粉管，煤粉管的另一端连接一次风管，直管与弯管、煤粉管之间，煤粉管与一次风管之间均通过法兰连接。

进一步地，二次风管包括同轴设置的内二次风组件、外二次风组件，内二次风组件连接在夹层上，外二次风组件连接在内二次风组件上。

进一步地，柔性垫片为石墨垫片，石墨垫片能耐1260℃的高温，而且具有很低的热传导性，适用于高温环境下的隔热、密封。

本发明的有益效果是：

(1)将燃烧器管道的法兰的连接面设置为凹凸面，且采用柔性垫片，垫片不易被挤出，装配时便于对中，工作压力范围比平面法兰宽，密封性能更好，能够防止燃烧器煤粉外漏。

(2)在一次风管与二次风管端部交错设置有挡环，能够防止燃烧器煤粉内漏，同时，燃烧器能够直接抽出检修，便于燃烧设备的运行维护。

附图说明

图1是本发明的燃烧器结构图。

图2是现有的燃烧器结构图。

图3是现有的燃烧器煤粉泄漏时的状态图。

图4是本发明的燃烧器粉泄漏时的状态图。

图5是现有的燃烧器法兰结构图。

图6是本发明的燃烧器法兰结构图。

图中标记为：1-煤粉管，2-一次风管，3-内二次风组件，4-直管，5-弯管，6-法兰，7-凸面法兰，8-凹面法兰，9-柔性垫片，10-第一挡环，11-第二挡环，12-外二次风组件，13-夹层，14-挡板，15-煤粉，22-一次风管，33-夹层，26-平面法兰，29-陶瓷纤维垫片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

如图1所示，本发明的防止旋流燃烧器煤粉15泄露的结构，既可用于燃用褐煤的旋流燃烧器，也可用于燃用褐煤的旋流燃烧器，以1000MW等级的燃用褐煤的煤粉15锅炉为例，其配置有56个旋流燃烧器，56个燃烧器的巡检工作量很大，同时燃烧器数量多，发生泄露的风险也会很大。这56个旋流燃烧器均可采用发明的防止旋流燃烧器煤粉15泄露的结构，能够有效提高机组的安全可靠性。

现有的燃烧器，如图2所示，正常情况下着火点远离燃烧器喷口，卷吸回流的火焰也不会将煤粉15带回到燃烧器，一次风管22的喷口与挡板14之间没有间隙，煤粉15沿一次风管22平行进入一次风管22的的锥形扩口。但是当磨煤机或者风机出现出力波动或者煤粉15管1道堵塞等情况造成一次风速降低时，着火点离燃烧器很近，并会有部分煤粉15被卷回到燃烧器喷口，如采用现有的燃烧器结构，在喷口附近燃烧致使喷口变形，即一次风管22的喷口与挡板14之间有一定间隙，如图3所示，进而导致部分煤粉15泄漏至燃烧器夹层33中，并在燃烧器内着火。而采用本发明的燃烧器结构，如图4所示，由于交错设置的第一挡环10、第二挡环11在一次风管2与的喷口与挡板14之间有一定间隙的情况下仍能够将煤粉15阻挡在一次风管2内，并平行进入一次风管2的的锥形扩口。

现有技术中采用平面法兰26及陶瓷纤维垫片29，如图5所示，由于燃烧器管道的接口的法兰6承受煤粉15管1道膨胀节的反作用力使得法兰6之间容易出现间隙或者运行过程中由于管道晃动，运行较长时间之后螺栓易松动导致法兰6面之间存在间隙时，煤粉15会从该间隙泄漏至燃烧器外部，而采用本发明的法兰6时，如图6所示，首先由于凸面法兰7、凹面法兰8分别为凸面、凹面，增加了摩擦力，使凸面法兰7、凹面法兰8之间不易产生间隙，又由于石墨垫片的压缩回弹性，即使在凸面法兰7、凹面法兰8的连接面之间存在间隙时，石墨垫片能够将该间隙填充，保证了法兰6的密封性，不会使煤粉15泄漏。根据统计，如使用现有技术的旋流燃烧器结构，当出现异常工况时，比如一次风速低于设计值10％的情况下，有18％的机率会出现燃烧器煤粉泄漏，而采用本发明专利的技术后，即使出现一次风速低于设计值的情况，燃烧器都不会煤粉泄漏。

Claims (5)

1.防止旋流燃烧器煤粉泄露的结构，包括煤粉管（1）、一次风管（2），二次风管，煤粉管（1）与一次风管（2）通过连接管道连通，连接管道与煤粉管（1）之间、连接管道与一次风管（2）之间均采用法兰（6）连接，一次风管（2）的喷口与二次风管连通，一次风管（2）与二次风管之间设置有夹层（13），一次风管（2）、二次风管、夹层（13）同轴设置，夹层（13）端部设置有阻挡一次风管（2）的喷口的挡板，其特征在于：法兰（6）包括匹配连接的凸面法兰（7）、凹面法兰（8），凸面法兰（7）的连接面为凸面，凹面法兰（8）的连接面为凹面，凸面法兰（7）、凹面法兰（8）之间设置有柔性垫片（9），在一次风管（2）与二次风管连通的一端的外管壁上沿其周向设置有第一挡环（10），在夹层（13）内壁上沿其周向设置有第二挡环（11），第二挡环（11）设置在第一挡环（10）靠近喷口的一侧且能够阻挡第一挡环（10）向喷口一侧滑动。

2.如权利要求1所述的防止旋流燃烧器煤粉泄露的结构，其特征在于：连接管道包括直管（4）、弯管（5），直管（4）两端分别连接弯管（5）、煤粉管（1），煤粉管（1）的另一端连接一次风管（2），直管（4）与弯管（5）、煤粉管（1）之间，煤粉管（1）与一次风管（2）之间均通过法兰（6）连接。

3.如权利要求2所述的防止旋流燃烧器煤粉泄露的结构，其特征在于：二次风管包括同轴设置的内二次风组件（3）、外二次风组件（12），内二次风组件（3）连接在夹层（13）上，外二次风组件（12）连接在内二次风组件（3）上。

4.如权利要求2所述的防止旋流燃烧器煤粉泄露的结构，其特征在于：柔性垫片为石墨垫片。

5.如权利要求3所述的防止旋流燃烧器煤粉泄露的结构，其特征在于：柔性垫片为石墨垫片。

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