CN111365712A - 基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器及其运行方法。该基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器包括:一次风煤粉结构;浓煤粉输送结构,所述浓煤粉输送结构用于输送所述浓煤粉气流;外层一次风结构,所述外层一次风结构的内侧围设成内层一次风通道,用于输送所述浓煤粉气流;一级二次风结构,用于输送二次风;以及二级二次风结构,用于输送二次风;所述基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器低负荷运行时,所述二级二次风结构关闭;所述基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器满负荷运行时,所述二级二次风结构开启。使低负荷运行与满负荷运行下最大程度上满足燃烧相似理论,使低负荷运行下的煤粉燃烧仍然能够保持着满负荷下良好的稳燃、燃尽及抑制污染物生成能力。
Description
技术领域
本发明涉及燃烧设备技术领域,特别是涉及一种基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器及其运行方法。
背景技术
国家节能、减排、降耗的能源政策导向,提高燃煤电站锅炉的燃烧效率及降低污染物排放一直是煤燃烧领域的热点问题。随着分布式清洁能源的兴起,火、热、机、光、电高度耦合的“多能互补”能源结构逐渐形成。同时随着波动性可再生能源的发电比例不断提高,煤电做为基础调节能源,承担着负荷调节的关键角色。火电机组运行目标在追求高效节能的同时也更加注重机组深度调峰及快速启停能力的提升。在燃煤机组灵活调峰过程中,煤粉燃烧器做为锅炉的“心脏”,是决定着机组低负荷稳燃及快速升降负荷能力的关键核心设备。
目前,旋流煤粉燃烧器在国内300MW及以上负荷燃煤机组中份额达40%以上。常规旋流煤粉燃烧器多基于满负荷运行条件进行设计,在燃烧器满负荷运行时,能够实现良好的稳燃、燃尽及低污染物生成能力。但低负荷运行时,由于煤粉浓度大幅降低,使煤粉气流着火热增加,煤粉着火推迟,燃烧稳定性变差。同时,低负荷时煤粉气流周围的旋流二次风量降低,造成二次风卷吸高温回流烟气的能力减弱,进一步降低了燃烧器的稳燃能力。此外,为了降低锅炉氮氧化物的排放,国内多数燃煤电站锅炉在上炉膛燃尽区均增设了燃尽风,这部分风主要来源于燃烧器周围的旋流二次风,进一步削弱了燃烧器的低负荷稳燃能力。以上因素共同作用,造成旋流燃烧器在低负荷运行时存在着火推迟、燃烧不稳、煤粉燃尽差及NOx生成量较高的问题。
为了缓解上述问题,运行人员常对燃煤机组进行低负荷工况下的燃烧优化调整,但性能提升空间有限,多数燃煤锅炉的低负荷稳燃能力仍然较低,在30%~40%额定负荷附近。开发低负荷稳燃燃烧器也是常用的提升低负荷稳燃能力的手段,但仍存在低负荷下燃烧器运行特性大幅偏离满负荷运行特性的问题,制约了燃烧器低负荷稳燃能力的进一步提升。而投油燃烧是燃煤机组运行人员在低负荷运行时所采用的常用方法,但存在费用大及局部热负荷过高造成的超温等问题。
旋流煤粉燃烧器在低负荷工况下存在的上述问题本质上是燃烧特性的差异,也就是低负荷条件下,由于煤粉浓度及风量配比的变化,导致低负荷下煤粉燃烧特性大幅偏离满负荷运行下的设计燃烧特性。在理论上,为了实现不同负荷下均具有相同的煤粉燃烧特性,应该满足燃烧相似理论,具体包括几何相似、气流动量比相同、流动进入第二自模化区及斯托克斯准则等相似准则。而对于实际锅炉煤粉燃烧器而言,受限于实际燃烧器的复杂结构尺寸,难以满足不同负荷下的燃烧器几何相似要求,制约了燃烧相似理论在燃烧器变负荷运行上的应用。
发明内容
基于此,有必要针对目前的燃烧器不能满足不同负荷下的几何相似要求的问题,提供一种能够满足不同负荷运行要求的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器及其运行方法。
上述目的通过下述技术方案实现:
一种基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器,包括:
一次风煤粉结构,所述一次风煤粉结构具有进口端与出口端,用于输送一次风煤粉气流,并将所述一次风煤粉气流分离成浓煤粉气流与淡煤粉气流;
浓煤粉输送结构,设置于所述一次风煤粉结构中,并靠近所述进口端,所述浓煤粉输送结构用于输送所述浓煤粉气流;
外层一次风结构,设置于所述一次风煤粉结构中,并位于所述出口端,所述外层一次风结构用于输送所述淡煤粉气流,所述外层一次风结构的内侧围设成内层一次风通道,用于输送所述浓煤粉气流;
一级二次风结构,套设于所述一次风煤粉结构的外侧,并位于所述出口端,用于输送二次风;以及
二级二次风结构,套设于所述一级二次风结构的外侧,用于输送二次风;
所述基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器低负荷运行时,所述二级二次风结构关闭;所述基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器满负荷运行时,所述二级二次风结构开启。
在其中一个实施例中,所述一次风煤粉结构包括一次风煤粉气流管以及设置于所述一次风煤粉气流管中的入口叶片,所述入口叶片位于所述一次风煤粉气流管的进口端处,用于使所述一次风煤粉气流启旋;
所述一次风煤粉结构还包括叶片角度调节件,所述叶片角度调节件连接于所述入口叶片,并伸出所述一次风煤粉气流管,用于调节所述入口叶片的倾斜角度。
在其中一个实施例中,所述浓煤粉输送结构包括煤粉挡环、煤粉导向管以及浓相煤粉管,所述煤粉挡环设置于所述一次风煤粉气流管中,并位于所述入口叶片远离所述进口端的一侧,所述煤粉挡环具有连通所述煤粉导向管一端的煤粉入口,所述煤粉导向管的另一端与所述浓相煤粉管连通。
在其中一个实施例中,所述煤粉挡环的外壁与所述一次风煤粉气流管的内壁连接,所述煤粉挡环的内壁朝向所述进口端倾斜;
所述浓相煤粉管位于所述一次风煤粉气流管的中部区域,所述煤粉导向管成螺旋状连接至所述浓相煤粉管。
在其中一个实施例中,所述煤粉入口的数量为一或两个,两个所述煤粉入口均匀分布于煤粉挡环;
所述煤粉导向管的数量与所述煤粉入口的数量相等,并与对应的所述煤粉入口连通。
在其中一个实施例中,所述外层一次风结构包括外层一次风管以及设置于所述外层一次风管中的外层一次风叶片,所述外层一次风管设置于所述一次风煤粉气流管中,并与所述一次风煤粉气流管的内壁围设成外层一次风通道,所述外层一次风叶片用于启旋所述外层一次风通道中的所述淡煤粉气流;
所述外层一次风结构还包括外层一次风调节件,所述外层一次风调节件连接于所述外层一次风叶片,并伸出所述一次风煤粉气流管,用于调节所述外层一次风叶片的倾斜角度。
在其中一个实施例中,所述外层一次风结构还包括外层一次风调节板,所述外层一次风调节板设置于所述外层一次风通道中,用于调节所述外层一次风通道中的风量。
在其中一个实施例中,所述一级二次风结构包括一级二次风管以及设置于所述一级二次风管中的一级二次风叶片,所述一级二次风管套设于所述一次风煤粉气流管的外侧,并与所述一次风煤粉气流管的外壁围设成一级二次风通道,所述一级二次风叶片用于启旋所述一级二次风通道中的二次风;
所述一级二次风结构还包括一级二次风调节件,所述一级二次风调节件连接于所述一级二次风风叶片,并伸出所述一级二次风管,用于调节所述一级二次风叶片的倾斜角度。
在其中一个实施例中,所述一级二次风结构还包括一级二次风调节板,所述一级二次风调节板设置于所述一级二次风通道中,用于调节所述一级二次风中的风量。
在其中一个实施例中,所述二级二次风结构包括二级二次风管以及设置于所述二级二次风管中的二级二次风叶片,所述二级二次风管套设于所述一级二次风管的外侧,并与所述一级二次风管的外壁围设成二级二次风通道,所述二级二次风叶片用于启旋所述二级二次风通道中的二次风;
所述二级二次风结构还包括二级二次风调节件,所述二级二次风调节件连接于所述二级二次风风叶片,并伸出所述二级二次风管,用于调节所述二级二次风叶片的倾斜角度。
在其中一个实施例中,所述二级二次风结构还包括二级二次风调节板,所述二级二次风调节板设置于所述二级二次风通道中,用于调节所述二级二次风中的风量。
在其中一个实施例中,所述外层一次风管的数量为至少两个,至少两个所述外层一次风管沿径向方向向内侧层层套设;
所述一级二次风管的数量为至少两个,至少两个所述一级二次风管沿径向方向向外侧层层套设;
一种基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器的运行方法,应用于如上述任一技术特征所述的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器,所述运行方法包括如下步骤:
当所述基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器满负荷运行时,外层一次风结构喷出直流淡煤粉气流,内层一次风通道输出直流浓煤粉气流,一级二次风结构与二级二次风结构输送高速旋转的二次风;
当所述基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器低负荷运行时,关闭所述二级二次风结构,所述外层一次风结构喷射高速旋转的所述淡煤粉气流,所述内层一次风通道输出浓煤粉气流,所述一级二次风结构输送高速旋转的二次风。
在其中一个实施例中,在所述基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器低负荷运行时,所述运行方法还包括如下步骤:
调节入口叶片的角度,以增加所述入口叶片的倾斜角度;
关闭所述二级二次风结构;
调节外层一次风叶片的角度,以增加所述外层一次风叶片的倾斜角度。
采用上述技术方案后,本发明至少具有如下技术效果:
本发明的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器及其运行方法,使用时,一次风煤粉气流从一次风煤粉结构的进口端进入,由浓煤粉输送结构分离成浓煤粉气流与淡煤粉气流,浓煤粉输送结构输送浓煤粉气流,淡煤粉气流继续在一次风煤粉结构中流动,并且,浓煤粉气流经内层一次风通道输出,淡煤粉气流由外层一次风结构喷出,一级二次风结构与二级二次风结构则输送高速旋转的二次风。当基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器满负荷运行时,一级二次风结构与二级二次风结构共同输送高速旋转的二次风;当基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器低负荷运行时,关闭二级二次风结构,由一级二次风结构输送高速旋转的二次风,外层一次风结构输送高速旋转的淡煤粉气流。有效解决目前的燃烧器无法满足不同负荷下保持相似燃烧特性的问题,以适应不同负荷情况下的使用需求,使得燃烧相似理论在燃烧器变负荷运行上得以应用。
附图说明
图1为本发明一实施例的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器沿轴向的剖视图;
图2为图1所述的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器从上方看的局部示意图;
图3为图1所示的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器沿B-B方向的剖视图;
图4为图1所示的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器沿A-A方向的剖视图;
图5为图1所示的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器满负荷运行时的原理图;
图6为图1所示的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器低负荷时运行的原理图;
图7为图1所示的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器的运行流程图。
其中:100、基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器;110、一次风煤粉结构;111、一次风煤粉气流管;112、入口叶片;113、叶片角度调节件;120、浓煤粉输送结构;121、煤粉挡环;1211、煤粉入口;122、煤粉导向管;123、浓相煤粉管;130、外层一次风结构;131、外层一次风管;1311、外层一次风通道;132、外层一次风叶片;133、外层一次风调节件;134、外层一次风调节板;140、内层一次风通道;150、一级二次风结构;151、一级二次风管;1511、一级二次风通道;152、一级二次风叶片;153、一级二次风调节件;154、一级二次风调节板;160、二级二次风结构;161、二级二次风管;1611、二级二次风通道;162、二级二次风叶片;163、二级二次风调节件;164、二级二次风调节板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下通过实施例,并结合附图,对本发明的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器及其运行方法进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
参见图1,本发明一种基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100。该基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100应用于燃煤锅炉中,以保证锅炉低负荷运行下的煤粉着火与稳定燃烧,降低煤粉燃烧过程中的NOx生成。当然,在本发明的其他实施方式中,上述的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100还可以应用于其他需要煤粉燃烧的领域中。本发明的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100可以适应不同负荷情况下的使用需求,使得燃烧相似理论在燃烧器变负荷运行上的应用,利于锅炉不同负荷段下的煤粉着火与稳定燃烧,降低煤粉燃烧过程中的NOx生成。
参见图1至图6,在一实施例中,基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100包括一次风煤粉结构110、浓煤粉输送结构120、外层一次风结构130、一级二次风结构150以及二级二次风结构160。一次风煤粉结构110具有进口端与出口端,用于输送一次风煤粉气流。浓煤粉输送结构120设置于一次风煤粉结构110中,并靠近进口端,浓煤粉输送结构120用于将一次风煤粉气流分离成浓煤粉气流与淡煤粉气流,并输送浓煤粉气流。外层一次风结构130设置于一次风煤粉结构110中,并位于出口端,外层一次风结构130用于输送淡煤粉气流,外层一次风结构130的内侧围设成内层一次风通道140,用于输送浓煤粉气流。一级二次风结构150套设于一次风煤粉结构110的外侧,并位于出口端,一级二次风结构150用于输送二次风。二级二次风结构160套设于一级二次风结构150的外侧,用于输送二次风。基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100低负荷运行时,二级二次风结构160关闭;基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100满负荷运行时,二级二次风结构160开启。
一次风煤粉结构110为输送一次风煤粉气流的主要结构。一次风煤粉结构110具有相对设置的进口端与出口端。一次风煤粉气流从进口端进入一次风煤粉结构110中,并经过一次风煤粉结构110进行处理后,从一次风煤粉结构110的出口端送出。一次风煤粉结构110的出口端的外侧为高温烟气回流区,该高温烟气回流区有利于卷吸基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100出口端的高温烟气,加热并点燃煤粉气流,实现稳定燃烧,并降低NOx生成。
并且,一次风煤粉气流进入一次风煤粉结构110后,还可以将一次风煤粉气流进行分离,分离成浓煤粉气流和淡煤粉气流两股气流组织,一次风煤粉结构110中实现浓淡分离的具体结构在下文详述。可以理解的,根据浓淡煤粉燃烧技术,即将一次风煤粉气流分离成浓煤粉气流和淡煤粉气流两股气流组织燃烧。在一次风总量不变的前提下,浓煤粉气流的煤粉浓度高、着火热小,有利于煤粉气流的着火和火焰传播,同时富燃料条件下的煤粉气流燃烧初期NOx生成量小,浓煤粉气流着火后还可以为淡煤粉气流提供着火热源,使整个火炬的燃烧稳定性增强,燃烧的稳燃能力好、煤种适应性强。
一次风煤粉结构110将一次风煤粉气流分离成浓煤粉气流和淡煤粉气流后,淡煤粉气流继续在一次风煤粉结构110中流动,浓煤粉气流则进入浓煤粉输送结构120中,实现浓煤粉气流与淡煤粉气流的分别输送,避免浓煤粉气流与淡煤粉气流的混合。可以理解的,将一次风煤粉气流分离成淡煤粉气流与浓煤粉气流相当于对煤粉气流进行浓缩。这样,可以使浓煤粉气流中的煤粉浓度增大到浓缩前的2倍~3倍,即浓煤粉气流中煤粉浓度大幅提高,实现有效的煤粉浓淡分级燃烧,有利于降低煤粉燃烧所需着火热,促进挥发分的提前析出及煤粉的及时着火。
外层一次风结构130设置于一次风煤粉结构110靠近出口端的内壁处,外层一次风结构130可以一次风煤粉结构110的出口端分隔成两部分,一部分即为外层一次风结构130与一次风煤粉结构110之间的空间,用于输送淡煤粉气流,另一部分为外层一次风结构130径向内侧的空间,该空间为内层一次风通道140,用于输送浓煤粉气流,实现淡煤粉气流与浓煤粉气流分开从一次风煤粉结构110中输出。而且,一级二次风结构150与二级二次风结构160层层套设于一次风煤粉结构110的外侧,并且,一级二次风结构150位于二级二次风结构160与一次风煤粉结构110之间,用于输送煤粉气流燃烧的二次风。可以理解的,在一次风煤粉结构110的外侧靠近一次风煤粉气流的出口端处,由内向外依次布置一级二次风结构150以及二级二次风结构160。
具体的,一级二次风结构150与二级二次风结构160输出高速旋转的气流可以在一次风煤粉结构110的出口端的外侧构建高温烟气回流区,浓煤粉气流与高温烟气回流区紧邻,并逐渐与高温烟气混合,同时,浓煤粉气流直接接受高温回流烟气的热辐射,有利于煤粉的着火及稳定燃烧。外层一次风结构130输出的淡煤粉气流可以在高温烟气回流区与浓煤粉气流混合,以使淡煤粉气流进行预热以及着火等操作。
参见图1和图5,当基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100处于满负荷运行时,一次风煤粉气流从一次风煤粉结构110的进口端进入一次风煤粉结构110中,并分离成浓煤粉气流与淡煤粉气流。分离后的淡煤粉气流继续沿着一次风煤粉结构110流动,并经外层一次风结构130从一次风煤粉结构110的出口端喷出。分离后的浓煤粉气流进入浓煤粉输送结构120中,并由浓煤粉输送结构120输送入内层一次风通道140,最终由一次风煤粉结构110的出口端喷出。并且,一级二次风结构150与二级二次风结构160喷射高速旋转的二次风,以在一次风煤粉结构110的出口端的外侧构建高温烟气回流区,卷吸基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100出口端的高温烟气,加热并点燃煤粉气流,实现稳定燃烧,并降低NOx生成。
参见图1和图6,当基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100处于低负荷运行时,一次风煤粉气流从一次风煤粉结构110的进口端进入一次风煤粉结构110中,通过增大入口叶片112的倾斜角度,增加一次风煤粉气流的旋转强度,强化煤粉颗粒的浓缩效果。使低负荷运行中一次风煤粉气流浓度较低的情况下,浓煤粉输送结构120仍可以保持较高的煤粉气流浓度喷出。具体的,分离后的浓煤粉气流进入浓煤粉输送结构120中,并由浓煤粉输送结构120输经内层一次风通道140从一次风煤粉结构110的出口端喷出。同时,关闭二级二次风结构160,增加外层一次风结构130中气流的旋转强度,使得外层一次风结构130中的超低浓度煤粉气流高速旋转。这样,外层一次风结构130输出的高速旋转超低浓度煤粉气流与一级二次风结构150输出的高速旋转的二次风在一次风煤粉结构110的出口端的外侧构建高温烟气回流区,从而形成低负荷下中心高浓度煤粉气流加周围两层高速旋流气流的燃烧方式,使低负荷运行与满负荷运行下最大程度上满足燃烧相似理论,也就是满足几何相似、气流动量比相同、流动进入第二自模化区及斯托克斯准则等相似条件,使低负荷运行下的煤粉燃烧仍然能够保持着满负荷下良好的稳燃、燃尽及抑制污染物生成能力。
上述实施例的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100中,通过淡煤粉气流的旋转强度调整以及二级二次风结构160的开闭,实现基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100在低负荷运行时,能够保持着满负荷下良好的稳燃、燃尽及抑制污染物生成能力。有效解决目前的燃烧器无法满足不同负荷下保持相似燃烧特性的问题,以适应不同负荷情况下的使用需求,使得燃烧相似理论在燃烧器变负荷运行上得以应用。
参见图1和图2,在一实施例中,一次风煤粉结构110包括一次风煤粉气流管111以及设置于一次风煤粉气流管111中的入口叶片112,入口叶片112位于一次风煤粉气流管111的进口端处,用于使一次风煤粉气流启旋。一次风煤粉气流管111的一端为进口端,另一端为出口端,入口叶片112位于一次风煤粉气流管111靠近进口端的内壁处。当一次风煤粉气流经进口端进入一次风煤粉气流管111后,一次风煤粉气流与入口叶片112接触,受入口叶片112的启旋作用,使沿着一次风煤粉气流管111轴向流动的一次风煤粉气流趋向旋转流动。在旋转流动过程中,由于煤粉颗粒密度大,受离心力作用更容易被甩向一次风煤粉气流管111的内壁面区域,使一次风煤粉气流管111内壁附近的煤粉浓度相对较高。也就是说,一次风煤粉气流在离心力作用下分离为淡煤粉气流与浓煤粉气流。浓煤粉气流则沿着一次风煤粉气流管111的内壁进入浓煤粉输送结构120中,淡煤粉气流继续在一次风煤粉气流管111中流动。
值得说明的是,当基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100满负荷运行时,入口叶片112的角度处于正常的倾斜状态即可满足一次风煤粉气流的分离要求。当基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100低负荷运行时,需要增加入口叶片112的倾斜角度,从而增加一次风煤粉气流流经入口叶片112的旋转强度,进一步增大煤粉颗粒受到的离心力作用,强化煤粉颗粒的浓缩效果。
在一实施例中,一次风煤粉结构110还包括叶片角度调节件113,叶片角度调节件113连接于入口叶片112,并伸出一次风煤粉气流管111,用于调节入口叶片112的倾斜角度。叶片角度调节件113可以实现入口叶片112倾斜角度的调节,进而调节一次风煤粉气流流经入口叶片112的旋转强度,满足不同工况的使用需求。可以理解的,叶片角度调节件113可以为调节扳手,调节板手与入口叶片112连接,并通过扳动调节板手调节入口叶片112的倾斜角度。当然,调节扳手还可与电机及控制器连接,实现入口叶片112的倾斜角度的自动调节。而且,叶片角度调节件113还可以采用现有技术中叶片倾斜角度的调节机构,在此不一一赘述。
参见图1和图3,在一实施例中,浓煤粉输送结构120包括煤粉挡环121、煤粉导向管122以及浓相煤粉管123,煤粉挡环121设置于一次风煤粉气流管111中,并位于入口叶片112远离进口端的一侧,煤粉挡环121具有连通煤粉导向管122一端的煤粉入口1211,煤粉导向管122的另一端与浓相煤粉管123连通。也就是说,煤粉挡环121位于入口叶片112的下游。一次风煤粉气流流经入口叶片112后旋转分离为浓煤粉气流与淡煤粉气流,浓煤粉气流沿着一次风煤粉气流管111的内壁流动。当浓煤粉气流与煤粉挡环121相遇后,煤粉挡环121可以阻止浓煤粉气流流动,使得浓煤粉气流经煤粉挡环121上的煤粉入口1211进入煤粉导向管122中,进而进入到浓相煤粉管123中,经浓相煤粉管123输出。淡煤粉气流穿过煤粉挡环121的中部区域,并沿着煤粉导向管122的外壁以及浓相煤粉管123的外壁流动。这样,实现浓煤粉气流与淡煤粉气流的分别输送,并且,浓相煤粉管123可以直接将浓煤粉气流输送至内层一次风通道140中,浓相煤粉管123外侧的淡煤粉气流则会进入外层一次风结构130中。
在一实施例中,煤粉挡环121的外壁与一次风煤粉气流管111的内壁连接,煤粉挡环121的内壁朝向进口端倾斜。也就是说,煤粉挡环121是倾斜设置于一次风煤粉气流管111中的,这样可以引导浓煤粉气流朝向一次风煤粉气流管111的内壁流动,减少浓煤粉气流的外流。
在一实施例中,浓相煤粉管123位于一次风煤粉气流管111的中部区域,煤粉导向管122成螺旋状连接至浓相煤粉管123。浓相煤粉管123位于中部区域可以对准内层一次风通道140,以将浓煤粉输送至内层一次风通道140中。这样,浓煤粉气流经内层一次风通道140输送、淡煤粉气流经外层一次风通道1311输送后可以形成中心区域煤粉浓度较高而周围区域的煤粉浓度较低的分布。并且,煤粉导向管122的螺旋状形式易于浓煤粉气流的流动,便于浓煤粉气流从浓相煤粉管123中喷出。
在一实施例中,浓相煤粉管123的出口正对内层一次风通道140。这样,可以保证浓相煤粉管123输送的浓煤粉气流可以准确的输送至内层一次风通道140中,避免浓煤粉气流外流,保证燃烧效果。进一步地,浓相煤粉管123管径小于等于内层一次风通道140的直径。这样,可以保证浓相煤粉管123输送的浓煤粉气流可以准确的输送至内层一次风通道140中。
较佳地,煤粉入口1211的数量为一个,相应的煤粉导向管122的数量也为一个,通过一个煤粉导向管122连通煤粉入口1211与浓相煤粉管123实现浓煤粉气流的输送。当然,在一实施例中,煤粉入口1211的数量为两个,两个煤粉入口1211均匀分布于煤粉挡环121。煤粉导向管122的数量与煤粉入口1211的数量相等,并与对应的煤粉入口1211连通。示例性地,如图3所示,煤粉入口1211的数量为两个,煤粉导向管122的数量也为两个,两个煤粉入口1211对称设置,并通过对应的煤粉导向管122连接至中部区域的浓相煤粉管123一端。
参见图1和图4,在一实施例中,外层一次风结构130包括外层一次风管131以及设置于外层一次风管131中的外层一次风叶片132,外层一次风管131设置于一次风煤粉气流管111中,并与一次风煤粉气流管111的内壁围设成外层一次风通道1311,外层一次风叶片132用于启旋外层一次风通道1311中的淡煤粉气流。外层一次风管131呈环形设置,外层一次风管131设置于一次风煤粉气流管111的内侧,并与一次风煤粉气流管111的内壁围设成供淡煤粉气流流动的外层一次风通道1311。沿浓相煤粉管123外壁流动的淡煤粉气流进入外层一次风通道1311中,经外层一次风通道1311喷出。外层一次风叶片132设置于外层一次风通道1311中,可以使得流经该外层一次风叶片132的淡煤粉气流启旋,以增加淡煤粉气流的旋转强度。
在一实施例中,外层一次风结构130还包括外层一次风调节件133,外层一次风调节件133连接于外层一次风叶片132,并伸出一次风煤粉气流管111,用于调节外层一次风叶片132的倾斜角度。外层一次风调节件133可以实现外层一次风叶片132的倾斜角度的调节,进而调节淡煤粉气流流经外层一次风叶片132的旋转强度,满足不同工况的使用需求。可以理解的,外层一次风调节件133可以为调节扳手,调节板手与外层一次风叶片132连接,并通过扳动调节板手调节外层一次风叶片132的倾斜角度。当然,调节扳手还可与电机及控制器连接,实现外层一次风叶片132的倾斜角度的自动调节。而且,外层一次风调节件133还可以采用现有技术中叶片倾斜角度的调节机构,在此不一一赘述。
当基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100满负荷运行时,外层一次风叶片132的倾斜角度为0°,也就是说,外层一次风叶片132沿竖直方向设置,此时,外层一次风叶片132不会阻挡外层一次风通道1311中淡煤粉气流的流动,使得流经外层一次风叶片132的淡煤粉气流直流喷出。当基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100低负荷运行时,增大外层一次风叶片132的倾斜角度,使得流经外层一次风叶片132的淡煤粉气流产生高速旋转。
在一实施例中,外层一次风结构130还包括外层一次风调节板134,外层一次风调节板134设置于外层一次风通道1311中,用于调节外层一次风通道1311中的风量。外层一次风调节板134可以调节不同工况下外层一次风通道1311中淡煤粉气流的流量,以满足不同工况的使用需求。
在一实施例中,一级二次风结构150包括一级二次风管151以及设置于一级二次风管151中的一级二次风叶片152,一级二次风管151套设于一次风煤粉气流管111的外侧,并与一次风煤粉气流管111的外壁围设成一级二次风通道1511,一级二次风叶片152用于启旋一级二次风通道1511中的二次风。一级二次风管151呈环形设置,一级二次风管151设置于一次风煤粉气流管111的外侧靠近出口端的位置,并与一次风煤粉气流管111的外壁围设成供二次风流动的一级二次风通道1511。外界环境中的二次风经过一级二次风通道1511喷出。一级二次风叶片152设置于一级二次风通道1511中,可以使得流经该一级二次风叶片152的二次风启旋,以增加二次风的旋转强度。
一级二次风通道1511输送二次风后,二次风逐渐与浓煤粉气流及淡煤粉气流相遇,发生混合及燃烧。可以理解的,浓煤粉气流中煤粉燃烧所需的氧量由淡煤粉气流及二次风分级依次给入。这样可以使煤粉始终保持在强还原气分下燃烧,强化空气分级燃烧效果,有利于进一步降低煤粉燃烧过程中的NOx生成。
在一实施例中,一级二次风结构150还包括一级二次风调节件153,一级二次风调节件153连接于一级二次风叶片152,并伸出一级二次风管151,用于调节一级二次风叶片152的倾斜角度。一级二次风调节件153可以实现一级二次风叶片152的倾斜角度的调节,进而调节二次风流经一级二次风叶片152的旋转强度,满足不同工况的使用需求。可以理解的,一级二次风调节件153可以为调节扳手,调节板手与一级二次风叶片152连接,并通过扳动调节板手调节一级二次风叶片152的倾斜角度。当然,调节扳手还可与电机及控制器连接,实现一级二次风叶片152的倾斜角度的自动调节。而且,一级二次风调节件153还可以采用现有技术中叶片倾斜角度的调节机构,在此不一一赘述。
在一实施例中,一级二次风结构150还包括一级二次风调节板154,一级二次风调节板154设置于一级二次风通道1511中,用于调节一级二次风通道1511中的风量。一级二次风调节板154可以调节不同工况下一级二次风通道1511中二次风的流量,以满足不同工况的使用需求。
在一实施例中,二级二次风结构160包括二级二次风管161以及设置于二级二次风管161中的二级二次风叶片162,二级二次风管161套设于一级二次风管151的外侧,并与一级二次风管151的外壁围设成二级二次风通道1611,二级二次风叶片162用于启旋二级二次风通道1611中的二次风。二级二次风管161呈环形设置,二级二次风管161设置于一级二次风管151的外侧,并与一级二次风管151的外壁围设成供二次风流动的二级二次风通道1611。外界环境中的二次风经过二级二次风通道1611喷出。二级二次风叶片162设置于二级二次风通道1611中,可以使得流经该二级二次风叶片162的二次风启旋,以增加二次风的旋转强度。
在一实施例中,二级二次风结构160还包括二级二次风调节件163,二级二次风调节件163连接于二级二次风叶片162,并伸出二级二次风管161,用于调节二级二次风叶片162的倾斜角度。二级二次风调节件163可以实现二级二次风叶片162的倾斜角度的调节,进而调节二次风流经二级二次风叶片162的旋转强度,满足不同工况的使用需求。可以理解的,二级二次风调节件163可以为调节扳手,调节板手与二级二次风叶片162连接,并通过扳动调节板手调节二级二次风叶片162的倾斜角度。当然,调节扳手还可与电机及控制器连接,实现二级二次风叶片162的倾斜角度的自动调节。而且,二级二次风调节件163还可以采用现有技术中叶片倾斜角度的调节机构,在此不一一赘述。
在一实施例中,二级二次风结构160还包括二级二次风调节板164,二级二次风调节板164设置于二级二次风通道1611中,用于调节二级二次风通道1611中的风量。二级二次风调节板164可以调节不同工况下二级二次风通道1611中二次风的流量,以满足不同工况的使用需求。
当基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100满负荷运行时,二级二次风调节板164打开,使得二次风可以经二级二次风通道1611喷射,配合一级二次风通道1511在基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100的出口端形成两层高速旋转流。当基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100低负荷运行时,控制二级二次风调节板164关闭二级二次风通道1611,此时,通过一级二次风通道1511与外层一次风通道1311的配合形成两层高速旋转流。
在一实施例中,外层一次风管131的数量为至少两个,至少两个外层一次风管131沿径向方向向内侧层层套设。一级二次风管151的数量为至少两个,至少两个一级二次风管151沿径向方向向外侧层层套设。外层一次风管131的数量增加,表明外层一次风通道1311的数量增加。一级二次风管151的数量增加,表明一级二次风通道1511的数量增加。并且,外层一次风通道1311的数量增加的同时,一级二次风通道1511的数量也相应增加。这样的多层通道设置可以增加变负荷调节的灵活性,增加负荷调节的梯度。
参见图1至图5,当基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100满负荷运行时,空气携带煤粉颗粒组成一次风煤粉气流由一次风煤粉气流管111的进口端进入,并与入口叶片112相遇,由于入口叶片112具有一定的倾斜角度,受入口叶片112的启旋流作用,使沿着一次风煤粉气流管111轴向流动的一次风煤粉气流趋向旋转流动,在旋转流动过程中,由于煤粉颗粒密度大,受离心力作用更容易被甩向一次风煤粉气流管111的内壁面区域,使一次风煤粉气流管111内壁附近的煤粉浓度相对较高,即为浓煤粉气流。当浓煤粉气流与煤粉挡环121相遇后,将顺势由煤粉入口1211流入煤粉导向管122,并最终流入与煤粉导向管122连通的浓相煤粉管123内,而后由浓相煤粉管123的出口喷出。此时,位于一次风煤粉气流管111与浓相煤粉管123间的煤粉浓度相对较低即为淡煤粉气流,淡煤粉气流沿着一次风煤粉气流管111与浓相煤粉管123间的环形通道流出。通过以上结构,实现一次风煤粉气流管111中心区域的煤粉浓度较高而周围区域的煤粉浓度较低的煤粉浓度分布,并最终经由内层一次风通道140和外层一次风通道1311流出。此时,外层一次风叶片132的倾斜角度为零,使流经该区域的淡煤粉气流直流喷出。而位于一级二次风通道1511及二级二次风通道1611内的一级二次风叶片152及二级二次风叶片162均具有较大倾斜角度,从而使二次风在基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100的出口处形成两层高速旋转流,构建基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100出口的高温烟气回流区。高温烟气回流区的存在有利于卷吸基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100出口的高温烟气,加热并点燃煤粉气流,实现稳定燃烧并降低氮氧化物的生成。
参见图1至图4和图6,当基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100低负荷运行时,流入一次风煤粉气流管111内的一次风煤粉气流浓度大幅降低。首先调整叶片角度调节件113增大入口叶片112的倾斜角度,从而增大一次风煤粉气流流经入口叶片112后的旋转强度,进一步增大煤粉颗粒受到的离心力作用,强化对煤粉颗粒的浓缩效果。使低负荷运行中进口端处一次风煤粉气流浓度很低的情况下,浓相煤粉管123内仍能保持较高的煤粉气流浓度喷出。与此同时,关闭位于二级二次风通道1611内的二级二次风调节板164,使该通道不供风。同时调节外层一次风调节件133增大位于外层一次风通道1311内的外层一次风叶片132倾斜角度,使流经该通道的超低浓度煤粉气流产生高速旋转,构建基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100的出口处由超低浓度煤粉气流及一级二次风通道1511内空气流形成的两层高速旋转气流,从而形成低负荷下中心高浓度煤粉气流加周围两层高速旋流气流的燃烧方式,使低负荷运行与满负荷运行下最大程度上满足燃烧相似理论。也就是满足几何相似、气流动量比相同、流动进入第二自模化区及斯托克斯准则等相似条件,使低负荷运行下的煤粉燃烧仍然能够保持着满负荷下良好的稳燃、燃尽及抑制污染物生成能力。从而解决常规旋流燃烧器低负荷燃烧特性大幅偏离满负荷运行下的设计燃烧特性问题,及由此造成的着火推迟、燃烧不稳、煤粉燃尽差及氮氧化物生成量高的负面结果。
参见图1、图5至图7,本发明还提供一种基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100的运行方法,应用于上述实施例中的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100,运行方法包括如下步骤:
当基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100满负荷运行时,外层一次风结构130喷出淡煤粉气流,内层一次风通道140输出浓煤粉气流,一级二次风结构150与二级二次风结构160输送高速旋转的二次风;
当基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100低负荷运行时,关闭二级二次风结构160,外层一次风结构130喷射高速旋转的淡煤粉气流,内层一次风通道140输出浓煤粉气流,一级二次风结构150输送高速旋转的二次风。
当基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100处于满负荷运行时,一次风煤粉气流从一次风煤粉结构110的进口端进入一次风煤粉结构110中,并分离成浓煤粉气流与淡煤粉气流。分离后的淡煤粉气流继续沿着一次风煤粉结构110流动,并经外层一次风结构130从一次风煤粉结构110的出口端喷出。分离后的浓煤粉气流进入浓煤粉输送结构120中,并由浓煤粉输送结构120输经内层一次风通道140从一次风煤粉结构110的出口端喷出。并且,一级二次风结构150与二级二次风结构160喷射高速旋转的二次风,以在一次风煤粉结构110的出口端的外侧构建高温烟气回流区,卷吸基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100出口端的高温烟气,加热并点燃煤粉气流,实现稳定燃烧,并降低NOx生成。
当基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100处于低负荷运行时,一次风煤粉气流从一次风煤粉结构110的进口端进入一次风煤粉结构110中,增加一次风煤粉气流的旋转强度,强化煤粉颗粒的浓缩效果。使低负荷运行中一次风煤粉气流浓度较低的情况下,浓煤粉输送结构120仍可以保持较高的煤粉气流浓度喷出。具体的,分离后的浓煤粉气流进入浓煤粉输送结构120中,并由浓煤粉输送结构120输经内层一次风通道140从一次风煤粉结构110的出口端喷出。同时,关闭二级二次风结构160,增加外层一次风结构130中气流的旋转强度,使得外层一次风结构130中的超低浓度煤粉气流高速旋转。这样,外层一次风结构130输出的高速旋转超低浓度煤粉气流与一级二次风结构150输出的高速旋转的二次风在一次风煤粉结构110的出口端的外侧构建高温烟气回流区,从而形成低负荷下中心高浓度煤粉气流加周围两层高速旋流气流的燃烧方式,使低负荷运行与满负荷运行下最大程度上满足燃烧相似理论,也就是满足几何相似、气流动量比相同、流动进入自模化区及斯托克斯准则等相似条件,使低负荷运行下的煤粉燃烧仍然能够保持着满负荷下良好的稳燃、燃尽及抑制污染物生成能力。从而解决常规旋流燃烧器低负荷燃烧特性大幅偏离满负荷运行下的设计燃烧特性问题,及由此造成的着火推迟、燃烧不稳、煤粉燃尽差及氮氧化物生成量高的负面结果。
在一实施例中,在基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100低负荷运行时,运行方法还包括如下步骤:
调节入口叶片112的角度,以增加入口叶片112的倾斜角度;
关闭二级二次风结构160;
调节外层一次风叶片132的角度,以增加外层一次风叶片132的倾斜角度。
当基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100满负荷运行时,空气携带煤粉颗粒组成一次风煤粉气流由一次风煤粉气流管111的进口端进入,并与入口叶片112相遇,由于入口叶片112具有一定的倾斜角度,受入口叶片112的启旋流作用,使沿着一次风煤粉气流管111轴向流动的一次风煤粉气流趋向旋转流动,在旋转流动过程中,由于煤粉颗粒密度大,受离心力作用更容易被甩向一次风煤粉气流管111的内壁面区域,使一次风煤粉气流管111内壁附近的煤粉浓度相对较高,即为浓煤粉气流。当浓煤粉气流与煤粉挡环121相遇后,将顺势由煤粉入口1211流入煤粉导向管122,并最终流入与煤粉导向管122连通的浓相煤粉管123内,而后由浓相煤粉管123的出口喷出。此时,位于一次风煤粉气流管111与浓相煤粉管123间的煤粉浓度相对较低即为淡煤粉气流,淡煤粉气流沿着一次风煤粉气流管111与浓相煤粉管123间的环形通道流出。通过以上结构,实现一次风煤粉气流管111中心区域的煤粉浓度较高而周围区域的煤粉浓度较低的煤粉浓度分布,并最终经由内层一次风通道140和外层一次风通道1311流出。此时,外层一次风叶片132的倾斜角度为零,使流经该区域的淡煤粉气流直流喷出。而位于一级二次风通道1511及二级二次风通道1611内的一级二次风叶片152及二级二次风叶片162均具有较大倾斜角度,从而使二次风在基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100的出口处形成两层高速旋转流,构建基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100出口的高温烟气回流区。高温烟气回流区的存在有利于卷吸基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100出口的高温烟气,加热并点燃煤粉气流,实现稳定燃烧并降低氮氧化物的生成。
当基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100低负荷运行时,流入一次风煤粉气流管111内的一次风煤粉气流浓度大幅降低。首先调整叶片角度调节件113增大入口叶片112的倾斜角度,从而增大一次风煤粉气流流经入口叶片112后的旋转强度,进一步增大煤粉颗粒受到的离心力作用,强化对煤粉颗粒的浓缩效果。使低负荷运行中进口端处一次风煤粉气流浓度很低的情况下,浓相煤粉管123内仍能保持较高的煤粉气流浓度喷出。与此同时,关闭位于二级二次风通道1611内的二级二次风调节板164,使该通道不供风。同时调节外层一次风调节件133增大位于外层一次风通道1311内的外层一次风叶片132倾斜角度,使流经该通道的超低浓度煤粉气流产生高速旋转,构建基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器100的出口处由超低浓度煤粉气流及一级二次风通道1511内空气流形成的两层高速旋转气流,从而形成低负荷下中心高浓度煤粉气流加周围两层高速旋流气流的燃烧方式,使低负荷运行与满负荷运行下最大程度上满足燃烧相似理论。也就是满足几何相似、气流动量比相同、流动进入第二自模化区及斯托克斯准则等相似条件,使低负荷运行下的煤粉燃烧仍然能够保持着满负荷下良好的稳燃、燃尽及抑制污染物生成能力。从而解决常规旋流燃烧器低负荷燃烧特性大幅偏离满负荷运行下的设计燃烧特性问题,及由此造成的着火推迟、燃烧不稳、煤粉燃尽差及氮氧化物生成量高的负面结果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书的记载范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器,其特征在于,包括:
一次风煤粉结构,所述一次风煤粉结构具有进口端与出口端,用于输送一次风煤粉气流,并将所述一次风煤粉气流分离成浓煤粉气流与淡煤粉气流;
浓煤粉输送结构,设置于所述一次风煤粉结构中,并靠近所述进口端,所述浓煤粉输送结构用于输送所述浓煤粉气流;
外层一次风结构,设置于所述一次风煤粉结构中,并位于所述出口端,所述外层一次风结构用于输送所述淡煤粉气流,所述外层一次风结构的内侧围设成内层一次风通道,用于输送所述浓煤粉气流;
一级二次风结构,套设于所述一次风煤粉结构的外侧,并位于所述出口端,用于输送二次风;以及
二级二次风结构,套设于所述一级二次风结构的外侧,用于输送二次风;
所述基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器低负荷运行时,所述二级二次风结构关闭;所述基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器满负荷运行时,所述二级二次风结构开启。
2.根据权利要求1所述的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器,其特征在于,所述一次风煤粉结构包括一次风煤粉气流管以及设置于所述一次风煤粉气流管中的入口叶片,所述入口叶片位于所述一次风煤粉气流管的进口端处,用于使所述一次风煤粉气流启旋;
所述一次风煤粉结构还包括叶片角度调节件,所述叶片角度调节件连接于所述入口叶片,并伸出所述一次风煤粉气流管,用于调节所述入口叶片的倾斜角度。
3.根据权利要求2所述的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器,其特征在于,所述浓煤粉输送结构包括煤粉挡环、煤粉导向管以及浓相煤粉管,所述煤粉挡环设置于所述一次风煤粉气流管中,并位于所述入口叶片远离所述进口端的一侧,所述煤粉挡环具有连通所述煤粉导向管一端的煤粉入口,所述煤粉导向管的另一端与所述浓相煤粉管连通。
4.根据权利要求3所述的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器,其特征在于,所述煤粉挡环的外壁与所述一次风煤粉气流管的内壁连接,所述煤粉挡环的内壁朝向所述进口端倾斜;
所述浓相煤粉管位于所述一次风煤粉气流管的中部区域,所述煤粉导向管成螺旋状连接至所述浓相煤粉管。
5.根据权利要求2至4任一项所述的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器,其特征在于,所述外层一次风结构包括外层一次风管以及设置于所述外层一次风管中的外层一次风叶片,所述外层一次风管设置于所述一次风煤粉气流管中,并与所述一次风煤粉气流管的内壁围设成外层一次风通道,所述外层一次风叶片用于启旋所述外层一次风通道中的所述淡煤粉气流;
所述外层一次风结构还包括外层一次风调节件,所述外层一次风调节件连接于所述外层一次风叶片,并伸出所述一次风煤粉气流管,用于调节所述外层一次风叶片的倾斜角度。
6.根据权利要求5所述的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器,其特征在于,所述一级二次风结构包括一级二次风管以及设置于所述一级二次风管中的一级二次风叶片,所述一级二次风管套设于所述一次风煤粉气流管的外侧,并与所述一次风煤粉气流管的外壁围设成一级二次风通道,所述一级二次风叶片用于启旋所述一级二次风通道中的二次风;
所述一级二次风结构还包括一级二次风调节件,所述一级二次风调节件连接于所述一级二次风风叶片,并伸出所述一级二次风管,用于调节所述一级二次风叶片的倾斜角度。
7.根据权利要求6所述的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器,其特征在于,所述一级二次风结构还包括一级二次风调节板,所述一级二次风调节板设置于所述一级二次风通道中,用于调节所述一级二次风中的风量。
8.根据权利要求6所述的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器,其特征在于,所述二级二次风结构包括二级二次风管以及设置于所述二级二次风管中的二级二次风叶片,所述二级二次风管套设于所述一级二次风管的外侧,并与所述一级二次风管的外壁围设成二级二次风通道,所述二级二次风叶片用于启旋所述二级二次风通道中的二次风;
所述二级二次风结构还包括二级二次风调节件,所述二级二次风调节件连接于所述二级二次风风叶片,并伸出所述二级二次风管,用于调节所述二级二次风叶片的倾斜角度。
9.一种基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器的运行方法,其特征在于,应用于如权利要求1至8任一项所述的基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器,所述运行方法包括如下步骤:
当所述基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器满负荷运行时,外层一次风结构喷出淡煤粉气流,内层一次风通道输出浓煤粉气流,一级二次风结构与二级二次风结构输送高速旋转的二次风;
当所述基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器低负荷运行时,关闭所述二级二次风结构,所述外层一次风结构喷射高速旋转的所述淡煤粉气流,所述内层一次风通道输出浓煤粉气流,所述一级二次风结构输送高速旋转的二次风。
10.根据权利要求9所述的运行方法,其特征在于,在所述基于相似准侧的稳燃旋流燃烧器低负荷运行时,所述运行方法还包括如下步骤:
调节入口叶片的角度,以增加所述入口叶片的倾斜角度;
关闭所述二级二次风结构;
调节外层一次风叶片的角度,以增加所述外层一次风叶片的倾斜角度。
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JPH08135918A (ja) * | 1994-11-15 | 1996-05-31 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 微粉炭バーナ |
CN201935184U (zh) * | 2011-01-13 | 2011-08-17 | 朱洪模 | 一种稳燃、环保的旋流煤粉燃烧器 |
CN110319436A (zh) * | 2019-06-15 | 2019-10-11 | 沈阳环境科学研究院 | 一种紧凑型浓淡分级旋流煤粉燃烧器 |
CN110360548A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-10-22 | 沈阳航空航天大学 | 基于等离子体激励分级强化燃烧的低NOx燃烧器 |
CN210035479U (zh) * | 2019-02-26 | 2020-02-07 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 | 中心浓淡防烧损旋流燃烧器 |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08135918A (ja) * | 1994-11-15 | 1996-05-31 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 微粉炭バーナ |
CN201935184U (zh) * | 2011-01-13 | 2011-08-17 | 朱洪模 | 一种稳燃、环保的旋流煤粉燃烧器 |
CN210035479U (zh) * | 2019-02-26 | 2020-02-07 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 | 中心浓淡防烧损旋流燃烧器 |
CN110319436A (zh) * | 2019-06-15 | 2019-10-11 | 沈阳环境科学研究院 | 一种紧凑型浓淡分级旋流煤粉燃烧器 |
CN110360548A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-10-22 | 沈阳航空航天大学 | 基于等离子体激励分级强化燃烧的低NOx燃烧器 |
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