CN1120328C - 风箱燃烧器 - Google Patents
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Abstract
该风箱燃烧器具有一个带有供燃烧空气流入的一些孔口(3)的调节器壳体(2)；一个由调节器壳体封闭的二次空气管(35)，具有一些二次空气的进气口(36)；一个圆环风门(20)，与该调节器壳体成共轴线，能轴向移动，在每端有一环形密封装置(21；26)在圆环风门的关闭位置上，该环形密封装置密封地贴靠在孔口(3)的各轴向端的一相应的密封装置(23；22)上，从而防止燃烧空气经孔口(3)流至燃烧器顶，各密封装置(21，23；22，26)由不锈钢耐热材料制成，每对密封装置由一个平面簧片(23；26)和一个带凸面的圆环构成，簧片的平面基本上垂直于圆环风门(20)的纵轴线，在圆环风门的关闭位置上，该簧片切向贴靠在该凸面上。
Description
本发明涉及一种风箱燃烧器，包括一个带有一些供燃烧空气流入的孔口的调节器壳体；一根二次空气管，与该调节器壳体成共轴线，并被它包封，具有一些二次空气进口；一圆环风门，基本上与调节器壳体成共轴线，可轴向移动，在其每端有一环形密封装置，当圆环风门处于关闭位置时，它以密封方式贴靠在这些孔口各轴向端的相应环形密封装置上，从而防止燃烧空气经这些孔口流至燃烧器顶，其中每对彼此贴靠的密封装置由耐热不锈钢材料制成，而每一封密装置包括至少一个平面簧片，簧片的平面大致垂直于该圆环风门的纵轴线，该簧片在关闭位置贴靠在相应密封装置的一个表面上。
在大型锅炉设备中，诸如废物焚烧设备或蒸汽锅炉中，通常是在锅炉的前壁上设置一个或多个供应燃烧空气的风箱。每一风箱包括几个风箱燃烧器，每一风箱燃烧器可包含，例如一混合的煤/油燃烧器。设置一根或多根管子与该煤/油燃烧器成共轴线并包封该煤/油燃烧器，用以将空气输至燃烧器顶，这些空气输送管被一大致管形调节器壳体包封，该壳体具有一些开口，它们允许燃烧空气自风箱流入一根或多根空气输送管。经调节器壳体中的这些开口的空气流由一能轴向位移的圆环风门控制。
在许多公知的风箱燃烧器中，在空气风门两端的密封装置通常仅仅是该管形圆环风门的粗糙机加工的两端，它们贴靠在调节器壳体中相应法兰上或一个安装于其上的制子上。这种公知的圆环风门的直径可能为大约2米，而由于所采用的公差，在圆环风门的关闭位置和其部分开启位置上会出现大的泄漏损失，导致控制空气供应不充分，这再使燃烧恶化，使Nox值升高，对环境产生有害的影响。
在GB-A-1 527 072中，尤其在FR-A-1 561 182中，通过采用不锈钢耐热材料的密封装置，气密性已得到改进，其中一个密封装置包括至少一个平面簧片。
为创造使氮氧化物生成尽可能少的燃烧条件，控制这种燃烧器中的空气流量是重要的，为此，已作了其它一些尝试来减少Nox的生成。
在英国专利申请No.2,146,112中经两个二次空气通道的燃烧空气数量受呈套筒形式的圆环风门的轴向位移控制，在各通道中的涡流由涡旋叶片调节。
US 3,904,349公开了一种燃烧装置，其中，由风箱供给的燃烧空气被分配在三个单独的通道之间。进入各通道的数量受单独的流量调节装置控制。
本发明的目的是改进在前言中提到的这种风箱燃烧器，其中，在该燃烧器中的燃烧条件相对于最大程度地降低NOX生成物是最佳化了的。
按照本发明，这一目的是这样达到的，其中，所述表面的横截面是中凸的，平面簧片在关闭位置沿切向贴靠在所述表面上，二次空气管支承一个轴向可调节的适于覆盖各进口孔至少一部分并具有一外法兰盘的管形风门，在一个开启位置上，圆环风门覆盖该外法兰盘，借此，流经二次空气管和调节器壳体之间空间的空气流基本上被该外法兰盘堵塞，而在更加开启的第二位置上，该圆环风门离开外法兰盘，从而允许空气作为三次空气流经所述空间。
借助于这种设计，可将流经调节器壳体开口的燃烧空气流不成一股当圆环风门开始开启时已流过该二次空气管的二次空气流和一股在开启该圆环风门以后形成的三次空气流。该三次空气流经在二次空气管和调节器壳体之间限定的空间或环形腔道流到燃烧器顶部。该轴向可调的管形风门，例如借助于一手工操作的螺杆或一个接收来自锅炉或燃烧炉控制系统的控制脉冲的气动工作缸能进行调节。
于是，即使在部分或低负荷作业时，也能保持良好的燃烧条件，因为当移动圆环气门来减少流至燃烧器的空气总量时，可将三次空气量减少，并最终消除。
此外，在气门的关闭位置上达到了高度的气密性，圆环风门制造上的不精确通过簧片在受压时能弯曲并密封地贴靠在相应密封装置的中凸面上可得到补偿。
在本发明的一个风箱燃烧器实施例中，一个密封装置的簧片具有一些径向窄缝，它们沿圆周等距离，分布，以增加簧片的柔性。这样获得的簧片柔性的增加意味着该密封装置能补偿圆环风门和调节器壳体相应部分的较大的形状偏差和制造不精确。
在另一实施例中，一个密封装置可包括一个贴靠第一簧片并大体以与第一簧片相同的方法制成的第二簧片，在两簧片上的窄缝沿切向可彼此错开，以阻止空气流经这些窄缝。
采用两个具有彼此错到窄缝的簧片防止了任何泄漏损失，这种泄漏通过各簧片的窄缝本来是可能出现的。
在另一些实施例中，该簧片可由不锈钢弹簧带钢制成，而相应的密封装置可以是一个由不锈钢圆棒钢制成的圆环。
为确保圆环风门相对于调节器壳体精确导向，从而确保圆环气门在关闭时该密封装置的相互精确位置，并且为了确保该通常很重的圆周风门沿轴向易于移动，在本发明的风箱实施例中，可将圆环风门安装在一个适于在被平行于风箱燃烧器中心轴线安装的轨道上滑动的支架上，或可安装在一个适于在所述轨道上行走的带轮子的小车上。
为进一步确保圆环气门能补偿调节器各部分的任何不精确对中，可使圆环风门绕一根大致垂直于风箱燃烧器中轴线且与之相交的轴线摆动。在一个实施例中，也可使圆环风门弹性地支承在该支架或小车上，这样，再次使圆环风门在关闭位置上能补偿任何子精确性。
在一个实施例中，该支架或小车可支承一个被制成一半环的装置，在各端有一枢销，该圆环风孔门可转动地支承在该枢销上，在那里可以有一些制子，以限制圆环风门相对于风箱燃烧器中心轴线摆动大约在±2.5°范围内。
业已发现使圆环风门偏置，当处在开启位置时取其沿摆动方向的极端位置之一，则当圆环风门移到其关闭位置时会产生一种特别好的密封。还不十分清楚为何会获得这一效果，但可以设想，因为将该圆环风门的密封装置不仅沿圆环的轴向且沿其垂直方向彼此对着移动，因此，这可引起更好的贴靠，从而改善气密性。也有可能，横向于该纵向的移动能有助于去除密封装置上的任何聚集的杂质，从而有助于改善密封。将圆环风门沿摆动方向移向其一个极端位置的力，例如可通过对圆环风门的一端施加重力负载，通过相对于圆环风门的中部移动该枢销，或通过用一弹力来偏置该圆环风门来获得。
在本发明的另一实施例中，该圆环风门设置在该调节壳体内部。业已发现尤其在装运或安装锅炉或燃烧炉风箱中的风箱燃烧器时具有相当的优点。假定圆环风门由调节器壳体封闭，可使移动部分，如小车或支架和圆环风门本身，避免在装运或安装时可能出现的损坏。若将圆环风门安排成封闭该调节器壳体的外侧，则须将带小车或支架的圆环风门固定，以便在运输中不被移动，而且，例如，若整个风箱燃烧器在用安置在圆环风门周围的铁皮条举高时，对该圆环风门损坏危险是大的。
调节器壳体的孔口可这样构成，使该圆环风门的开启运动的第一部分中的流通面积逐渐增大，而该圆环风门开启运动的随后部分中的流动面积与该轴向位移成正比增加。这有可能在圆环风门的整个开启范围内获得更为均匀的空气流调节。
下面参照附图，更详细地说明本发明。
图1是本发明的风箱燃烧器的一部分的局部横剖侧视示意图，表示环形风门处在关闭位置；
图2是带二次空气管的风箱燃烧器的环形风门的横剖端视图；
图3是与图1所示相同的视图，表示环形风门处在部分开启位置；
图4是如同图3所示的视图，表示环形风门处在更加开启的位置；
图5是风箱烧烧器的局部横剖侧视示意图，其中，环形风门封闭了调节器壳体；
图6是图5风箱燃烧器的环形风门的示意端视图；
图7是簧片的局部视图；
图8是供应二次和三次空气的风箱燃烧器的调节器壳体内的一个孔口的平面图。
如图1所示，风箱燃烧器被装入一风箱1，它有一管形调节器壳体2，孔口3沿壳体的周围设置，供燃烧空气自风箱向内流入。如图8所示，沿调节器壳体周围测量的孔口3的宽度比在离燃烧器顶部最远端处的小，同时该宽度朝燃烧炉顶部增大。在一端，调节器壳体借助于前板5上的一螺栓来关闭。在调节器壳体内部与其成共轴线的是二次空气管35，它有一些开口36供二次空气进入。二次空气管35在一端借助于板上的一螺栓来关闭。
封闭二次空气管35的一管形圆环风门20被支承在一轨道小车7上，轮子8在焊于二次空气管的两相互平行的轨道6上行走。借助于一根连于例如一压缩空气气缸的柱杆9，轨道小车7能沿二次空气管往复移动。借助于一半圆支架10，圆环风门20被悬挂在小车7上，半圆支架10在中部经支腿12焊于小车，并用轴颈支承成能绕焊于圆环风门的圆柱壁的内表面的枢销11摆动。如图1所示，圆环风门能转过一α角，转到起始位置的任一侧，在该起始位置上，圆环风门的纵轴线与风箱燃烧器的中心轴线相重合。圆环风门的摆动为两个设置在小车7上的制子13所限制。
在圆环风门的一端有一焊上的不锈钢圆棒环21，如图1所示，靠在一圆环形簧片23上，簧片由一保持环25保持，保持环顶靠焊于调节器壳体2内的法兰24上。圆环风门的另一端是一个类似于由不锈钢弹簧钢带制成的簧片26，簧片26借助于一固定环28被夹持在焊于圆环风门的法兰27上。在关闭位置上，簧片26贴靠在被焊于一制子4的不钢圆棒环22上，制子4牢固地连接于调节器壳体的前板5上。如从图1中看到的，可通过取下前板5来连同小车7一起取出圆环风门20，作检修或更换也有能取下簧片23的检修孔。如图7所示，簧片沿其外周有径向窄缝30。
将管形风门37设置成包围二次空气管35，风门37沿纵向是可调的，且有这样一个外径的法兰盘38，使该法兰盘基本上能堵塞在二次空气管35的外表面和圆环风门20的内表面之间的空间。出于清晰起见，仅将管形风门37和法兰盘38表示在图1、3和4的下半部。并没有详细表示是如何轴向调节该管形风门的，但，例如，通过手工调节安装在可拆下的前板5上的螺杆是可以调节的。
按照本发明的风箱燃烧器内的圆环调节器按下列方式操作：在如图1所示的圆环风门的关闭位置上，在圆环风门一端的环21贴靠簧片23，同时，在圆环风门另一端的簧片26贴靠在制子4上的环22。由于簧片的柔性，因此确保了在这些相应密封装置之间的良好密封，并通过能借助于摆动销11绕其轴线倾摆的圆环风门补偿了任何偏差。这样就防止了以某种未示的方式供给风箱1的燃烧空气流经调节器壳体上的开口3进而流到燃烧炉器部。当圆环风门开始开启时，如图3所示，空气能按箭头所示流经调节器壳体2上的开口3，继续流经二次空气管35上的开口36。另一方面，任何经圆环风门的空气通道都被法兰盘38堵塞，而圆环风门周围的通道被簧片26堵塞。同时，管形风门37由于它的孔口36的重叠，防止了二次空气自二次空气管35流入圆环风门而流到三次空气的空间39。
在增加圆环风门开度时，如图4所示，可以看到风箱1内的空气仍能流经调节器壳体2上的孔口3，并经其中的孔口36继续流入二次空气管35。然而，由于圆环风门现在不再重叠法兰盘38，经孔口3已流入的燃烧空气现在还能继续经圆环风门流入三次空气的空间39。由于带法兰盘38的管形风门37是轴向可调的，因此能通过圆环风门调节三次空气通道开启的时间。
如在图5和6中所示，风箱燃烧器还能被这样设计，使圆环风门20封闭调节器壳体2。如该图的上部中所示，小车能在安装于二次空气管35的上表面上的轨道6上行走。而且，在该图的上部中，将圆环风门表示为处于关闭位置，其中，自风箱经调节器壳体2上的孔口3的燃烧空气流动受到阻塞。在该图的下部，将圆环风门20表示为处于开启位置，其中它并不重叠管形风门37上的外部法兰盘38，因此，如箭头所示，二次和三次空气均流入该燃烧器。出于清晰起见，将带有法兰盘38的管形风门37仅表示在该图的下部。
Claims (12)
1.一种风箱燃烧器，包括一个带有供燃烧空气流入的一些孔口(3)的调节器壳体(2)；一个与该调节器壳体共轴线的并被它封闭的二次空气管(35)，它具有二次空气进气口(36)；一个圆环风门(20)，基本上与该调节器壳体成共轴线，能轴向移动，在每端有一环形密封装置(21；26)，在关闭位置上，该圆环风门的密封装置密封地贴靠在孔口(3)的各轴向端的一相应的环形密封装置(23；22)上，从而防止燃烧空气经孔口(3)流至燃烧器顶，其中，每对彼此贴靠的密封装置(21，23；22，26)由不锈钢耐热材料制成，其中，一个密封装置包括至少一个平面簧片(23；26)，簧片的平面基本上垂直于圆环风门(20)的纵轴线，该簧片在关闭位置贴靠在相应密封装置(21；22)的一个表面上，其特征在于，所述表面的横截面是中凸的，所述平面簧片在关闭位置沿切向贴靠在所述表面上，二次空气管(35)支承一个轴向可调节的适于覆盖各进口孔(36)至少一部分并具有一外法兰盘(38)的管形风门(37)，在一个开启位置上，圆环风门(20)覆盖该外法兰盘，藉此，流经二次空气管(35)和调节器壳体(2)之间空间的空气流基本上被该外法兰盘堵塞，而在更加开启的第二位置上，该圆环风门离开该外法兰盘，从而允许空气作为二次空气流经所述空间。
2.一种按权利要求1所述的风箱燃烧器，其特征在于一个密封装置的簧片(23；26)具有一些圆周等距离分布的径向窄缝(30)，以增加簧片的柔性。
3.一种按权利要求2所述的风箱燃烧器，其特征在于一个密封装置包括一个贴靠在该第一簧片(23；26)上的第二簧片，该第二簧片基本以与第一簧片相同的方式制成，在该两簧片上的一些窄缝(30)沿切线方向彼此错开，防止空气流经这些窄缝。
4.一种按权利要求2或3所述的风箱燃烧器，其特征在于簧片(23；26)由不锈钢弹簧钢带制成。
5.一种按上述任一权利要求所述的风箱燃烧器，其特征在于相应的密封装置是一个由圆棒不锈钢制成的环(21；22)。
6.一种按权利要求1所述的风箱燃烧器，其特征在于圆环风门(20)被安装在一个适于在平行于该风箱燃烧器中心轴线安装的轨道(6)上滑动的支架上。
7.一种按权利要求1至5之一所述的风箱燃烧器，其特征在于圆环风门(20)被安装在一个带轮子(8)的轨道小车上，该轨道小车适于在平行于该风箱燃烧器中心轴线安装的轨道(6)上行走。
8.一种按权利要求6或7所述的风箱燃烧器，其特征在于圆环风门(20)可绕一根基本上与风箱燃烧器的中心轴线垂直相交的轴线摆动。
9.一种按权利要求8所述的风箱燃烧器，其特征在于圆环风门(20)被弹性地支承在支架或小车(7)上。
10.一种按权利要求8所述的风箱燃烧器，其特征在于该支架或小车(7)支承一半圆形支架(10)，该支架在每端有一枢销(11)，圆环风门(20)以可摆动的方式被支承在该枢销上。
11.一种按权利要求8至10之一所述的风箱燃烧器，其特征在于有一制子(13)，限制圆环风门(20)相对于该风箱燃烧器中心轴线的摆动约在±2.5°的偏转范围内。
12.一种按上述任一权利要求所述的风箱燃烧器，其特征在于将圆环风门(20)设置在调节器壳体(2)内部。
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