CN109340745A - 新型高效多缩口分级旋风煤粉燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型高效多缩口分级旋风煤粉燃烧器，包括由内至外依次同轴设置的内燃烧腔和外旋风道，外旋风道与二次风管道连通，所述内燃烧腔内壁面设置有耐火层，腔内由下至上依次环形设置二级缩口和一级缩口将内燃烧腔分为一级燃烧室和二级燃烧室，所述一级燃烧室和二级燃烧室的内燃烧腔的腔壁上均设有多层若干个环形均布的通风管道，所述通风管道将外旋风道与内燃烧腔相连且通风管道轴线与内燃烧腔壁面切线倾斜，喷煤管直接通入一级燃烧室。本发明特有的缩口和内外分层结构增强助燃风的喷腾作用和旋流效果，从而改变流场分布并强化煤粉离散程度，控制燃烧范围以降低内燃烧腔内壁温度，提高煤粉燃烧效率，解决了大燃煤量燃烧的问题。

Description

新型高效多缩口分级旋风煤粉燃烧器

技术领域

本发明涉及煤粉燃烧器技术领域，具体涉及一种新型高效多缩口分级旋风煤粉燃烧器。

背景技术

目前在热能领域，化学能源依然是主要运用的能源方式，对我国来说，煤在我国的能源总消费中占有70％以上的份额，而且在相当长的一个时期内以煤为主的能源结构不会发生变化。

我国在热能设备领域所使用的煤粉燃烧器的形式很多，就基本原理来分，可分为旋流式燃烧器和直流式燃烧器2大类。旋流式煤粉燃烧器是利用其能使气流产生旋转的导向结构，使旋转气流形成有利于着火的回流区。按照产生旋转气流方法的不同，旋流煤粉燃烧器可分为蜗壳式、轴向叶片式和切向叶片式3类。直流式燃烧器喷出的一、二次风都是不旋转的直流射流，喷口一般都是狭长型。

目前所广泛使用的煤粉燃烧器并不能满足大燃煤量的要求，当燃煤量提高后，内部流场无法达到最佳情况，且由于助燃氧局部含量低，燃烧不充分，燃尽率低，导致能源浪费，同时为后续的环保处理带来诸多不利因素。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型高效多缩口分级旋风煤粉燃烧器，能够解决大燃煤量的燃烧技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种新型高效多缩口分级旋风煤粉燃烧器，包括由内至外依次同轴设置的内燃烧腔和外旋风道，外旋风道与二次风管道连通，所述内燃烧腔内壁面设置有耐火层，腔内由下至上依次环形设置二级缩口和一级缩口将内燃烧腔分为一级燃烧室和二级燃烧室，所述一级燃烧室和二级燃烧室的内燃烧腔的腔壁上均设有多层若干个环形均布的通风管道，所述通风管道将外旋风道与内燃烧腔相连且通风管道轴线与内燃烧腔壁面切线倾斜，喷煤管直接通入一级燃烧室。

所述二级缩口处内径小于所述一级缩口处的内径，所述二级缩口的自身径向高度尺寸比一级缩口大1/6～3/4。

所述通风管道轴线与内燃烧腔壁面切线之间的夹角为0-90°，所述一级燃烧室和二级燃烧室的每层通风管道同轴布置或者交错布置，每层所述通风管道的数量为4-12个。

进一步，所述二次风管道外壁与燃烧器外壁面相切，二次风管道内壁与外旋风道内壁相切。

进一步，所述外旋风道内部布置阻流环，实现在外旋风道的上下级分风，所述阻流环11径向高度为外旋风道2径向尺寸的1/6～1/2。

优选的，所述通风管道内壁铺设耐磨陶瓷片，所述喷煤管内壁铺设耐磨陶瓷片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将一次煤风和二次风分别通入不同的燃烧器区域，借助外旋风道与通风管道将助燃风再次通入燃烧区域，与煤风混合后燃烧形成火焰。

1.本发明中的二次风管道与管壁相切，保证二次风进入外旋风道时为回转旋风，为后续的旋风燃烧提供了先决条件，这种在圆柱环形结构中的回旋会加快风速，进而后续提高煤粉的离散度；

2.在外旋风道中存在阻流环结构，由于煤粉进入的是一级燃烧室，因而为了增加煤粉的离散度，需要提高一级燃烧室的通风量，阻流环通过环形结构起到一定的挡风作用，进而提高一级燃烧室的通风量；

3.本发明利用通风管道来连接外旋风道和内燃烧腔，通风管道的倾斜的方向与外旋风道的回转旋风方向一致，这种设计便于降低助燃风通过通风管道带来的阻力，以利于风机的选择以及结构对于工况条件的强适应性；

4.在内燃烧腔布置两级圆环形缩口，分为两级燃烧器，其中二级缩口的径向高度要大于一级缩口，通过这种布置方式提高一级燃烧室内煤粉与助燃风的停留时间，既可以让所有的煤粉都被回旋风吹散，提高喷腾作用和旋流效果，又将燃烧过程进行划分，在一级燃烧室与二级燃烧室内的燃烧在近壁面不会产生过高温度，还通过缩口的结构进一步收缩回转旋风的回转半径，一方面降低内燃烧腔内壁的温度，另一方面使得携带煤粉的风对于内燃烧腔的内壁磨损度降低；

5.通风管道可设置为交错分布，借此来提高进入二级燃烧室内的助燃风的回转强度，以便于降低二级燃烧室内的高温气体温度。本发明是通过风煤的特殊混合方式，将通入的煤粉吹散，避开传统的煤粉大量通入后在狭小的空间燃烧的情况，增加煤粉燃烧过程的离散度，同时借助助燃风的回转将煤粉的离散范围收缩在一定范围内，随着煤粉量的增加，提高了煤粉分布的密集度，但离散的分布方式依旧保持，因而可以完成大燃煤量的燃烧需要，不会出现煤粉燃不尽或者黑心的问题。通过本发明所述的结构，可以完成大燃煤量的燃烧，优化流场且燃烧结果良好，高效节能。

6.本发明所特有的结构使得助燃风在与煤粉混合形成了特殊的旋风，进而改变流场的整个分布，之后在与煤粉混合，进而改变离散煤粉轨迹，优化煤粉的离散情况，可以控制煤粉的分布范围以及颗粒运动轨迹，已达到良好的燃烧情况，杜绝了传统大燃煤量燃煤时出现的煤粉燃烧不充分的问题，因而这种新型燃烧器结构可以实现大燃煤量的燃烧技术问题。

附图说明

图1为本发明整体结构主视图；

图2为本发明图1中A-A视图；

图3为本发明图2中B-B视图；

其中，1-内燃烧腔；2-外旋风道；3-二次风管道；4-耐火层；5-二级缩口；6-一级缩口；7-一级燃烧室；8-二级燃烧室；9-通风管道；10-喷煤管；11-阻流环。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1-3所示，本发明提供一种新型高效多缩口分级旋风煤粉燃烧器，包括由内至外依次同轴设置的内燃烧腔1和外旋风道2，外旋风道2与二次风管道3连通，所述内燃烧腔1内壁面设置有耐火层4，腔内由下至上依次环形设置二级缩口5和一级缩口6将内燃烧腔1分为一级燃烧室7和二级燃烧室8，所述一级燃烧室7和二级燃烧室8的内燃烧腔1的腔壁上均设有多层若干个环形均布的通风管道9，所述通风管道9将外旋风道2与内燃烧腔1相连且通风管道9轴线与内燃烧腔1壁面切线倾斜，喷煤管10直接通入一级燃烧室。

在上述实施例中，所述二级缩口5处内径小于所述一级缩6处的内径，且所述二级缩口5的自身径向高度尺寸比一级缩口6大1/6～3/4，通过这种布置方式提高一级燃烧室内煤粉与助燃风的停留时间，既可以让所有的煤粉都被回旋风吹散，又将燃烧过程进行划分，在一级燃烧室与二级燃烧室内的燃烧不会产生过高温度。

在上述实施例中，所述通风管道9轴线与内燃烧腔1壁面切线之间的夹角为0-90°，通风管道的倾斜的方向与外旋风道的回转旋风方向一致，这种设计便于降低助燃风通过通风管道带来的阻力，以利于风机的选择以及结构对于工况条件的强适应性。

在上述实施例中，所述一级燃烧室7和二级燃烧室8的每层通风管道同轴布置或者交错布置，根据具体的工况而定。

作为上述实施例进一步优化，每层所述通风管道9的数量为4-12个。

作为上述实施例进一步优化，所述二次风管道3外壁与燃烧器外壁面相切，二次风管道3内壁与外旋风道2内壁相切。

作为上述实施例进一步优化，所述外旋风道2内部布置阻流环11，实现在外旋风道2的上下级分风，所述阻流环11径向高度为外旋风道2径向尺寸的1/6～1/2，阻流环11设置在二级缩口5处的外侧，能尽可能使外旋风道2中的旋风从一级燃烧室7处的通风管道9进入。

作为上述实施例进一步优化，所述通风管道9内壁和所述喷煤管10内壁铺设耐磨陶瓷片，其目的是克服煤粉对于喷煤管的磨损以及含尘助燃风中的尘土对通风管道内壁的磨损，延长使用的寿命。

本发明的工作原理：本发明特有的缩口和内外分层结构增强助燃风的喷腾作用和旋流效果，从而改变流场分布并强化煤粉离散程度，控制燃烧范围以降低内燃烧腔内壁温度，提高煤粉燃烧效率。通过风煤的特殊混合方式，将通入的煤粉吹散，避开传统的煤粉大量通入后在狭小的空间燃烧的情况，增加煤粉燃烧过程的离散度，同时借助助燃风将煤粉的离散范围收缩在一定范围内，随着煤粉量的增加，提高了煤粉分布的密集度，但离散的分布方式依旧保持，因而可以完成大燃煤量的燃烧需要，不会出现煤粉燃不尽或者黑心的问题。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为其中的一种实施例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种新型高效多缩口分级旋风煤粉燃烧器，其特征在于：包括由内至外依次同轴设置的内燃烧腔(1)和外旋风道(2)，外旋风道(2)与二次风管道(3)连通，所述内燃烧腔(1)内壁面设置有耐火层(4)，腔内由下至上依次环形设置二级缩口(5)和一级缩口(6)将内燃烧腔(1)分为一级燃烧室(7)和二级燃烧室(8)，所述一级燃烧室(7)和二级燃烧室(8)的内燃烧腔(1)的腔壁上均设有多层若干个环形均布的通风管道(9)，所述通风管道(9)将外旋风道(2)与内燃烧腔(1)相连且通风管道(9)轴线与内燃烧腔(1)壁面切线倾斜，喷煤管(10)直接通入一级燃烧室。

2.根据权利要求1所述的一种新型高效多缩口分级旋风煤粉燃烧器，其特征在于：所述二级缩口(5)处内径小于所述一级缩口(6)处的内径，所述二级缩口(5)的自身径向高度尺寸比一级缩口(6)大1/6～3/4。

3.根据权利要求2所述的一种新型高效多缩口分级旋风煤粉燃烧器，其特征在于：所述通风管道(9)轴线与内燃烧腔(1)壁面切线之间的夹角为0-90°。

4.根据权利要求3所述的一种新型高效多缩口分级旋风煤粉燃烧器，其特征在于：所述一级燃烧室(7)和二级燃烧室(8)的每层通风管道同轴布置或者交错布置。

5.根据权利要求4所述的一种新型高效多缩口分级旋风煤粉燃烧器，其特征在于：每层所述通风管道(9)的数量为4-12个。

6.根据权利要求1所述的一种新型高效多缩口分级旋风煤粉燃烧器，其特征在于：所述二次风管道(3)外壁与燃烧器外壁面相切，二次风管道(3)内壁与外旋风道(2)内壁相切。

7.根据权利要求1所述的一种新型高效多缩口分级旋风煤粉燃烧器，其特征在于：所述外旋风道(2)内部布置阻流环(11)，实现在外旋风道(2)的上下级分风，所述阻流环(11)径向高度为外旋风道(2)径向尺寸的1/6～1/2。

8.根据权利要求1所述的一种新型高效多缩口分级旋风煤粉燃烧器，其特征在于：所述通风管道(9)内壁铺设耐磨陶瓷片。

9.根据权利要求1所述的一种新型高效多缩口分级旋风煤粉燃烧器，其特征在于：所述喷煤管(10)内壁铺设耐磨陶瓷片。