CN109340744B - 一种浓淡分离型跨负荷解耦燃烧器 - Google Patents
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Abstract
一种浓淡分离型跨负荷解耦燃烧器，包括中心风风管、内一次风风管、淡侧内一次风汇集通道、内一次风淡侧引出管、旋流内二次风风管、外一次风风管及旋流外二次风风管，其中，设置在内一次风风管内壁的煤粉浓淡分离器沿气流方向呈缩口状，且表面为交错排列的三维滤粉孔或三维滤粉缝隙，加强了浓淡分离效果，在其后设置的淡侧内一次风汇集通道与内一次风淡侧引出管相通，并与外一次风风管相连通，在锅炉低负荷运行时为外一次风风管供风。该燃烧器能够实现锅炉变负荷运行时内一次风与外一次风的耦合及解耦运行，实现浓淡分离，提高燃烧稳定性，降低NOx排放的同时降低锅炉整体能耗。
Description
技术领域
本发明涉及煤粉燃烧技术及环境保护技术领域，特别涉及一种浓淡分离型跨负荷解耦燃烧器。
背景技术
随着我国对节能减排的日益重视，对于电站燃煤锅炉的结构更新、改造变得愈加重要。在对燃烧器结构优化时，着重在于解决优化煤粉的稳燃，降低NOx排放的问题。而煤粉浓淡分离技术是目前采用最广泛、技术最为成熟的主流低NOx技术之一。
电站锅炉会出现高负荷运行和低负荷运行交替性变化的情况。而在锅炉低负荷运行的情况下，燃烧器“大马拉小车”，使得整体能耗偏高，投资和运行费用也相应增大。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种浓淡分离型跨负荷解耦燃烧器，该燃烧器能实现内一次风与外一次风解耦合运行，并能合理利用内一次风的淡风气流，降低燃烧器在低负荷运行下的能耗。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种浓淡分离型跨负荷解耦燃烧器，包括中心风风管1，所述的中心风风管1外侧设置有内一次风风管2，内一次风风管2为环形管道，内一次风风管2内壁前端设置煤粉浓淡分离器12，所述的煤粉浓淡分离器12沿气流方向呈缩口状，表面为交错排列的孔隙，所述的煤粉浓淡分离器12与内一次风风管2和中心风风管1之间靠近中心风风管1一侧为环形区域，煤粉浓淡分离器12后设置淡侧内一次风汇集通道3，并与内一次风淡侧引出管4相通，内一次风淡侧引出管4与外一次风风管6相连通，所述的内一次风风管2内壁后端设置煤粉浓缩器8，所述的外一次风风管6外侧设置有外二次风风管7，内一次风风管2外侧设置有内二次风风管5。
所述的煤粉浓淡分离器12表面孔隙为三维滤粉孔13或三维滤粉缝隙14，所述的三维滤粉孔13或三维滤粉缝隙14位于煤粉浓淡分离器12内部，设置有三维滤粉孔的微挡板15或三维滤粉缝隙的微挡板16。
所述的淡侧内一次风汇集通道3由内一次风风管2，内一次风浓淡分离管10及导流片11组成，带有斜度的导流片11安装在内一次风风管2的环形管道内，通道内的淡煤粉气流沿着导流片11流动到内一次风浓淡分离管10顶部，并汇集进入内一次风淡侧引出管4，进一步通入外一次风风管6。
所述的煤粉浓缩器8为一截面呈三角形的环状结构。
所述的旋流内二次风风管5为蜗壳结构，以形成旋流空气流。
所述的旋流外二次风风管7与外一次风风管6形成的环形通道内设置若干轴向旋流叶片。
本发明的有益效果：
本发明所述的浓淡分离型跨负荷解耦燃烧器在具体操作时，使用两台给粉机分别通过风粉管道向内一次风风管与外一次风风管独立供风，且内一次风风管内壁的煤粉浓淡分离器后设置淡侧内一次风汇集通道，并与内一次风淡侧引出管相通，内一次风淡侧引出管与外一次风风管相连通。当锅炉长期处于高负荷运行状态时，内一次风与外一次风耦合运行，其中，使内一次风处于满负荷状态，而外一次风风量根据实际负荷情况进行调节；当锅炉长期处于低负荷运行状态时，关闭外一次风给粉机，内一次风与外一次风解耦运行，内一次风由给粉机提供，而外一次风由引出的内一次风淡风提供，在增强浓淡分离效果的同时，降低锅炉的能耗。另外，内一次风风管内设置先后煤粉浓淡分离器和煤粉浓缩器，造成燃烧器出口煤粉浓度内浓外淡，煤粉浓度沿径向大梯度变化；且内、外二次风均为旋流，可卷吸回流炉内高温烟气。最终，促进煤粉气流着火，并显著降低NOx生成。因此，该燃烧器可实现跨负荷解耦运行，降低能耗与运行费用。同时，一次风风管内设置的煤粉浓淡分离器和煤粉浓缩器，内、外二次风旋流的综合组合为煤粉气流及时着火与低NOx燃烧提供保障。实现煤粉的高效、低污染及经济性燃烧。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1在A-A方向的剖面图。
图3为图1在B-B方向的剖面图。
图4.1为带三维滤粉孔的煤粉浓淡分离器的示意图。
图4.2为带三维滤粉缝隙的煤粉浓淡分离器的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参考图1、图2、图3及图4.1、图4.2，本发明所述的浓淡分离型跨负荷解耦燃烧器包括中心风风管1、内一次风风管2、淡侧内一次风汇集通道3、内一次风淡侧引出管4、旋流内二次风风管5、外一次风风管6及旋流外二次风风管7；所述内一次风风管2的内壁分别设置煤粉浓淡分离器12和煤粉浓缩器8。
如图1图2所示：内一次风风管2内壁前端设置煤粉浓淡分离器12，煤粉浓淡分离器12沿气流方向呈缩口状，表面为交错排列的三维滤粉孔13或三维滤粉缝隙14，当煤粉空气经过煤粉浓淡分离器12时，煤粉受三维滤粉孔的微挡板15或三维滤粉缝隙的微挡板16的作用(如图4所示)，被集中在内一次风风管2和中心风风管1之间靠近中心风风管1的环形区域，形成浓煤粉气流，通过煤粉浓淡分离器12的气流在内一次风风管2和中心风风管1之间靠近内一次风风管2的环形区域形成淡煤粉气流，实现内一次风风管2内煤粉气流的浓淡分离。
煤粉浓淡分离器12后设置淡侧内一次风汇集通道3，并与内一次风淡侧引出管4相通，内一次风淡侧引出管4与外一次风风管6相连通。
淡侧内一次风汇集通道3由内一次风风管2，内一次风浓淡分离管10及导流片11组成，带有斜度的导流片11安装在淡侧内一次风汇集通道3的环形管道内，通道内的淡煤粉气流沿着导流片11流动到内一次风浓淡分离管10顶部，并汇集进入内一次风淡侧引出管4，进一步通入外一次风风管6。
内一次风风管2内壁后端设置煤粉浓缩器8，该煤粉浓缩器8为一截面为三角形的环形结构。
旋流内二次风风管5为蜗壳结构，以形成旋流空气流。
旋流外二次风风管7与外一次风风管6形成的环形通道内设置若干轴向旋流叶片9。
本发明的具体工作过程为：
如图1图3所示：本发明中使用两台给粉机分别通过风粉管道向内一次风管2与外一次风管6独立供风，且内一次风风管2内壁的煤粉浓淡分离器12后设置淡侧内一次风汇集通道3，并与内一次风淡侧引出管4相通，内一次风淡侧引出管4与外一次风风管6相连通。当锅炉长期处于高负荷运行状态时，内一次风与外一次风耦合运行，其中，使内一次风处于满负荷状态，而外一次风风量根据实际负荷情况进行调节；当锅炉长期处于低负荷运行状态时，内一次风与外一次风解耦运行，内一次风由给粉机提供，外一次风给粉机停止运行，而外一次风由引出的内一次风淡风提供，在增强浓淡分离效果的同时，降低锅炉的能耗。
同时需要说明的是，内二次风管5为蜗壳结构，外二次风管7内沿轴向均匀设置有若干轴向旋流叶片9，旋流内二次风和外二次风可促进煤粉气流及时着火；通过内一次风管2设置的煤粉浓淡分离器12和煤粉浓缩器8，实现了浓淡分离，促进着火，并进一步抑制NOx的生成；同时，煤粉浓淡分离器12后设置的淡侧内一次风汇集通道3与内一次风淡侧引出管4相通，并与外一次风风管6相连通，在低负荷运行时给外一次风供风，降低了锅炉运行时的能耗。
综上所示，本发明能够适应变负荷时内一次风与外一次风的耦合及解耦运行，在有效实现浓淡燃烧的前提下，提高燃烧稳定性，降低NOx排放，同时降低锅炉整体能耗。
Claims (6)
1.一种浓淡分离型跨负荷解耦燃烧器，其特征在于，包括中心风风管(1)，所述的中心风风管(1)外侧设置有内一次风风管(2)，内一次风风管(2)为环形管道，内一次风风管(2)内壁前端设置煤粉浓淡分离器(12)，所述的煤粉浓淡分离器(12)沿气流方向呈缩口状，表面为交错排列的孔隙，所述的煤粉浓淡分离器(12)设置在内一次风风管(2)和中心风风管(1)之间，且在靠近中心风风管(1)一侧形成环形区域，煤粉浓淡分离器(12)后设置淡侧内一次风汇集通道(3)，淡侧内一次风汇集通道(3)与内一次风淡侧引出管(4)相通，内一次风淡侧引出管(4)与外一次风风管(6)相连通，所述的内一次风风管(2)内壁后端设置煤粉浓缩器(8)，所述的外一次风风管(6)外侧设置有外二次风风管(7)，内一次风风管(2)外侧设置有内二次风风管(5)； 当锅炉长期处于高负荷运行状态时，外一次风风量根据实际负荷情况进行调节 ，当锅炉长期处于低负荷运行状态时，外一次风给粉机停止运行，而外一次风由引出的内一次风淡风提供。
2.根据权利要求1所述的一种浓淡分离型跨负荷解耦燃烧器，其特征在于，所述的煤粉浓淡分离器(12)表面孔隙为三维滤粉孔(13)或三维滤粉缝隙(14)，在煤粉浓淡分离器(12)内侧还设置有三维滤粉孔的微挡板(15)或三维滤粉缝隙的微挡板(16)。
3.根据权利要求1所述的一种浓淡分离型跨负荷解耦燃烧器，其特征在于，所述的淡侧内一次风汇集通道(3)由内一次风风管(2)，内一次风浓淡分离管(10)及导流片(11)组成，带有斜度的导流片(11)安装在内一次风风管(2)的环形管道内，通道内的淡煤粉气流沿着导流片(11)流动到内一次风浓淡分离管(10)顶部，并汇集进入内一次风淡侧引出管(4)，进一步通入外一次风风管(6)。
4.根据权利要求1所述的一种浓淡分离型跨负荷解耦燃烧器，其特征在于，所述的煤粉浓缩器(8)为一截面呈三角形的环状结构。
5.根据权利要求1所述的一种浓淡分离型跨负荷解耦燃烧器，其特征在于，所述的内二次风风管(5)为蜗壳结构，以形成旋流空气流。
6.根据权利要求1所述的一种浓淡分离型跨负荷解耦燃烧器，其特征在于，所述的外二次风风管(7)与外一次风风管(6)形成的环形通道内设置若干轴向旋流叶片,以形成旋流空气流。
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