CN1106908A - 在固体燃料燃烧器中或与该燃烧器有关的改进 - Google Patents

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Abstract

一种固体细粒燃料/空气燃烧器，该燃烧器在矩 形风道(16)中具有相对立的波纹件(20)，在运行中， 该波纹件形成喷嘴。分流板(30)同波纹件(20)一起 限定使固体燃料和空气束流通过而流向燃烧室的通 道。这样限定的通道提供并控制分开的混合物的束 流，从而使火焰保持在风道(16)的出口，使生成的氮 的氧化物(NOx)减少，并通过避免使燃烧的产物再 循环进入风道，从而避免使炉灰在风道(16)中聚集。

Description

本发明涉及一种用于工业锅炉的燃烧器。这种燃烧器接受细粒的煤和空气的束流，并在燃烧室中使其燃烧，燃烧产生的热量通过燃烧室传导给水，从而产生用于驱动透平的蒸气。
环境的需要要求设计上文所述的这样一种燃烧器，以便在燃烧器操作过程中使污染物，特别是氮的氧化物NOx的生成减到最小。
已经弄清，如果能够促使燃烧器火焰与燃烧器喷嘴的出口平面保持接触，当这种特性连同正确的燃料/空气流特性一起运用时，能够使生成的NOx的量相对于现有技术的燃烧器大大降低。实现这个结果的一种方法在欧洲专利申请EP0343767A上公开并要求专利保护，它同本发明为同一申请人。
在燃烧室流道内呈炉灰形式的燃烧产物的聚集会防碍前述那种装置有效地工作。流动扰动的结果会防碍火焰保持在喷嘴出口的平面上，并且在任何情况下，为了清洁的目的，都会迫使有关的工厂停工。
本发明的目的是提供一种改进的固体燃料燃烧器。
根据本发明，一种固体燃料燃烧器包括一个中空结构，该结构具有一个可以同细粒固体燃料和空气输送装置连接的入口，还包括一个出口通道，其内壁从所述入口向其出口扩大，在出口通道的内壁上设置楔形波纹装置，该波纹装置的凹槽在出口通道的所述出口端最深，所述凹槽和横跨该结构的分流板一起限定扩大的通道部分，在操作中，该通道部分使经过它的细粒固体燃料/空气束流的速度降低，从而使火焰保持在波纹件的平的下游端，并使细粒固体燃料空气束流不会脱离凹槽表面，从而避免炉灰的再循环。
下面将通过实例并参照附图来说明本发明。
图1是沿图2中箭头1的方向看去的一个根据本发明的燃烧器的视图。
图2是沿图1中剖切线2-2所取的剖视图。
图3是根据本发明的燃烧器的另一个可供选择的实施例的局部轴向剖视图。
参照附图的图1和图2。在垂直于其轴线12的平面上，燃烧器10通常为矩形。
燃烧器10包括一个外壳14，该外壳在周向留有间隔地围绕着矩形风道16。风道16从其轴线12，沿粉化的煤和空气混合物通常前进的方向扩大，这些煤和空气混合物是在风道16运行中从馈送管18得到的。
波纹构件20固定在风道16的每个相对的上下内壁的表面，该构件如此成形，即波纹的凹槽22也沿与风道16相同的方向扩大，但它与风道14的轴线12所成夹角大于其风道16的扩张角。波纹构件的突出部24从风道的轴线12所成夹角大于其风道16的扩张角。波纹构件的突出部24从风道的轴线12，以相对于前述的扩张角来说很小的角度向外扩大。
波纹构件的横截面轮廓为矩形，它们的下游端面26是平的。它们的上游端部28是弯曲的。
……风道16。这些装置本来说是已知的。
为了操作的需要，燃烧器10通过连接件36绞接在煤/气馈送管18上，而外壳14支承一个弯曲的密封件38，该密封件基本上填满风道16和馈送管18的相应弯曲的配合端之间的间隙，这个特性也是公知的。
在操作中，煤和空气的混合物经过馈送管18流到风道16的内部，而与此同时，二次空气在馈送管18的外部流向由外壳14和风道16所限定的通道40。
使在分流板30和与它们相邻的波纹构件20之间的那部分煤/空气束流分开，从而一方面，该煤/空气束流被波纹构件的突出部24压缩，从而基本上沿风道16的轴线方向流动，另一方面，使该煤/空气束流膨胀到凹槽22内，并沿该槽膨胀。这样，后者在它从燃烧器10的喷嘴喷射之前就降低了它的流速。
风道16上的扩张前缘42使来自通道40的二次空气流向风道16的轴线12的外部偏转。
扩张的风道16、波纹构件20以及扩张前缘42的整体效果包括在燃烧器出口喷嘴的附近提供煤和空气的混合物的低压、低速流体的束流，从而在引燃混合物时，可以稳定地保持在波纹构件20的平面26上所产生的火焰。
在上文中已说明燃烧器10的形状以及由此而产生的优点，本领域技术人员会认识到流道的尺寸和它们的相对扩张角将取决于相应的燃料/空气以及燃烧器10上游的二次空气的流动特性。
一般来说，实验已经显示，12°的公称角度α（由分流板30和经过波纹构件20的平均波纹浓度所画的一条直线44所限定），当与一般为11毫米的咽喉状部分尺寸（咽喉状部分是由分流板30和波纹构件20上与分流板靠得最近的点所限定）以及在燃烧器中央25m/sec的煤/空气束流的速度结合起来时，煤/空气流的流速就会通过波纹件20的凹槽降低80%，当从燃烧器喷射流束时，减速的流束不会倒转其方向，并从而避免将炉灰从燃烧室内的周围气氛中带进燃烧器内部。
上文所述燃烧器的尺寸和流动特性使流束不会脱离装置的凹槽22，这是流束不可倒转的直接原因，这就避免了流束的再循环。
现参照图3，在这种可供选择的实施例中，与构件20功能相对应的波纹构件20a实际上是颠倒的，其中空出部24a向着风道16a的轴线12a的方向收缩。然而凹槽22a仍然扩大，但在此例中，平行于风道16a的内壁。
分流板30a，使其外部流动表面相对于轴线12a成形为楔形，并相对于波纹件20a放置，从而在它本身与波纹件的凹槽22a之间限定一个扩大的流道，该流道的作用与图1和图2相同，结果是，在流经该流道的煤/空气束流中得到的流动特性与在图1和图2的实例中得到的相同。
尽管已经说明，波纹构件20和20a的波纹具有矩形截面形式，但只要不失去特性，它们可以具有扇形截面。

Claims (6)

1、一种固体燃料燃烧器，包括一个中空结构(10)，该结构具有一个可以同细粒固体燃料和空气输送装置(18)连接的入口，还包括一个通道，其内壁从所述入口向其出口扩大，其特征在于，楔形波纹装置(20)设置在通道的内壁上，波纹装置(20)具有凹槽(22)，该凹槽在通道的出口端最深，与凹槽(22)相邻的分流板(30)横跨中空结构(10)的内部，以限定扩大的通道部分，在操作中，该通道部分使经过它的细粒的固体燃料/空气束流的速度降低，从而使火焰保持在波纹装置(20)的平的下游端，并使细粒固体燃料/空气束流不至脱离凹槽(22)的表面，从而避免炉灰的再循环。
2、根据权利要求1所述的固体燃料燃烧器，其特征在于，波纹装置（20）的凹槽（22）从燃烧器的轴线（12）向外扩大。
3、根据权利要求1或2所述的固体燃料燃烧器，其特征在于，波纹装置（20）的突出部（24）从燃烧器的轴线（12）向外扩大。
4、根据权利要求1或2所述的固体燃料燃烧器，其特征在于，波纹装置（20）的突出部（24）和分流板（30）向燃烧器的轴线（12）收缩。
5、根据任何前述权利要求所述的固体燃料燃烧器，其特征在于，波纹装置（20）的波纹的横截面形状为矩形。
6、根据权利要求1至4中任何一个权利要求所述的固体燃料燃烧器，其特征在于，波纹装置（20）的波纹的横截面形状为弯弯曲曲的。
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