CN112050199A - 燃烧器及w火焰锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了燃烧器，包括中心二次风管道、煤粉管道及外环二次风管道，所述中心二次风管道、所述煤粉管道和所述外环二次风管道由内至外依次套设，所述中心二次风管道用于喷出中心二次风，所述煤粉管道与所述中心二次风管道之间的间隙用于喷出煤粉气流，所述外环二次风管道与所述煤粉管道之间的间隙用于喷出外环二次风，所述煤粉气流位于所述中心二次风和所述外环二次风之间。本发明还提供了W火焰锅炉。本发明能够在降低NOx生成量的同时保证较高的燃烧效率。

Description

燃烧器及W火焰锅炉

技术领域

本发明涉及W火焰锅炉相关技术领域。更具体地说，本发明涉及一种燃烧器。

背景技术

我国W火焰锅炉燃烧器种类众多，主要有狭缝式燃烧器、双调风浓缩型旋流燃烧器、双旋风煤粉浓缩燃烧器。狭缝式燃烧器，一次风风速较低，煤粉主要靠高速二次风的裹挟向下冲，无法解决煤粉过早与大量二次风混合带来的NOx浓度高问题；双旋风煤粉浓缩燃烧器，火焰下冲能力不足，不能很好的利用下炉膛空间来组织燃烧，易造成锅炉飞灰含碳量偏高，减温水量偏大的问题，为解决这些问题，只能选择加大二次风量，但将导致锅炉省煤器出口NOx排放值增加，很难在兼顾锅炉效率的同时控制NOx的排放值在较低水平；双调风浓缩型旋流燃烧器，两层旋流二次风的设计有效地解决了火焰的下冲能力，但煤粉气流位于内外二次风两股强大且厚度较厚气流的“屏蔽”中，回流的高温烟气很难对煤粉直接加热，对煤粉的着火、燃尽不利，飞灰含碳量偏高。因此，亟需设计一种能够一定程度克服以上缺陷的燃烧器及相应的W火焰锅炉。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种燃烧器及W火焰锅炉，能够在降低NOx生成量的同时保证较高的燃烧效率。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，根据本发明的一个方面，本发明提供了燃烧器，包括中心二次风管道、煤粉管道及外环二次风管道，所述中心二次风管道、所述煤粉管道和所述外环二次风管道由内至外依次套设，所述中心二次风管道用于喷出中心二次风，所述煤粉管道与所述中心二次风管道之间的间隙用于喷出煤粉气流，所述外环二次风管道与所述煤粉管道之间的间隙用于喷出外环二次风，所述煤粉气流位于所述中心二次风和所述外环二次风之间，所述中心二次风的风速与所述外环二次风的速度接近，并高于所述煤粉气流的速度。进一步地，所述的燃烧器，所述外环二次风管道与所述煤粉管道之间的间隙处倾斜设置有多个第一叶片，多个所述第一叶片顺时针倾斜或逆时针倾斜。

进一步地，所述的燃烧器，所述外环二次风管道的长度短于所述煤粉管道的长度，所述外环二次风管道的侧壁开设有第一进风口，所述第一进风口处设置有第一调风机构。

进一步地，所述的燃烧器，所述中心二次风管道上设置有第二进风口，所述第二进风口与一进风管道的一端连通，所述进风管道的另一端穿出所述煤粉管道的侧壁，所述进风管道的另一端的穿出位置位于所述煤粉管道与所述外环二次风管道的非重叠区域，所述进风管道的另一端设置有第二调风机构。

进一步地，所述的燃烧器，还包括：

风箱，所述第一进风口和所述进风管道均位于所述风箱内，所述风箱外壁设置有第三进风口。

进一步地，所述的燃烧器，所述第一调风机构为与所述外环二次风管道外壁滑动连接的套筒。

进一步地，所述的燃烧器，所述第二调风机构为转动设置在所述进风管道的另一端的第二叶片。

进一步地，所述的燃烧器，还包括：

盖板，其中心形成有与第一安装口，并通过所述第一安装口与所述煤粉管道外壁连接，所述盖板上还形成有第二安装口、第三安装口，所述第二安装口和所述第三安装口处分别安装有套筒驱动装置和叶片驱动装置，所述套筒驱动装置与所述套筒动力连接，所述叶片驱动装置与所述第二叶片动力连接。

进一步地，所述的燃烧器，所述中心二次风管道、所述煤粉管道及所述外环二次风管道同轴设置，多个所述第一叶片大致等间隔设置，多个所述叶片与所述中心二次风管道的轴线的夹角为40～60度。

根据本发明的一个方面，本发明提供了W火焰锅炉，使用所述的燃烧器。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明由内至外设有直流中心二次风管道、煤粉管道和单层外环二次风管道。这样的结构设计是基于与以往不同的低氮燃烧理念而成的，总的来说，直流中心二次风的引入，使煤粉气流处于直流中心二次风与外环二次风形成的夹层圆环中，煤粉气流受到内、外热二次风的加热，由于加热面积大大增加，有利于煤粉中的挥发分更快、更多的析出，有利于煤粉的着火和稳燃，同时中心风的设置提高了煤粉对氧的利用率，而且由于仅有外环单层旋流二次风，“厚度”变薄，W火焰炉膛的高温烟气可以更为容易地加热环状的煤粉，实现一次风粉的顺利着火、稳燃，有利于煤粉的燃尽。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中的A-A截面剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1、2所示，本申请的实施例提供了燃烧器，包括中心二次风管道1、煤粉管道2及外环二次风管道3，所述中心二次风管道1、所述煤粉管道2和所述外环二次风管道3由内至外依次套设，所述中心二次风管道1用于喷出中心二次风，所述煤粉管道2与所述中心二次风管道1之间的间隙用于喷出煤粉气流，所述外环二次风管道3与所述煤粉管道2之间的间隙用于喷出外环二次风，所述煤粉气流位于所述中心二次风和所述外环二次风之间，所述中心二次风的风速与所述外环二次风的速度接近，并高于所述煤粉气流的速度。

在上述实施例中，中心二次风管道1、煤粉管道2及外环二次风管道3依次套设，三者是否同轴并不作具体限定，三者的长度是否相等也不作限定，只需要三者分别能够提供中心二次风、煤粉气流和外环二次风即可。中心二次风的风速与外环二次风的速度接近是指两者在同一较小范围内，可选地在29～35m/s范围内，煤粉气流的速度为16～20m/s，比中心二次风的风速与外环二次风的速度更低。直流中心风的引入，使煤粉气流处于直流中心风与外环二次风形成的夹层圆环中，中心二次风的风速与外环二次风的速度接近能够更好地、更稳定地夹持煤粉气流，煤粉气流受到内、外热二次风的加热，风温320～360℃，由于加热面积大大增加，有利于煤粉中的挥发分更快、更多的析出，有利于煤粉的着火和稳燃，同时中心风的设置提高了煤粉对氧的利用率，而且由于仅有外环单层二次风，“厚度”变薄，W火焰炉膛的高温烟气可以更为容易的加热环状的煤粉，实现一次风粉的顺利着火、稳燃，有利于煤粉的燃尽。煤粉着火后呈现出双层火焰：内层火焰由外到内和外层火焰由内到外，两层火焰“波纹”状的交错作用，使燃烧迅速而剧烈，燃烧效率高、稳燃效果好。由于燃烧器燃烧迅速而剧烈能快速消耗氧，使缺氧燃烧的时间相对加长，与其它燃烧器相比，降低燃料型NOx生成的幅度更大。

在另一些实施例中，所述外环二次风管道3与所述煤粉管道2之间的间隙处倾斜设置有多个第一叶片301，多个所述第一叶片301顺时针倾斜或逆时针倾斜，即产生旋流作用，可使与煤粉气流外表面相接触的外环二次风旋转，促进煤粉的点火和火焰内部的回流，第一叶片301的倾斜角度可根据实际需要选择。

在另一些实施例中，所述外环二次风管道3的长度短于所述煤粉管道2的长度，所述外环二次风管道3的侧壁开设有第一进风口201，所述第一进风口201处设置有第一调风机构。这些实施例中，外环二次风管道3侧壁设置第一进风口201，并利用第一调风机构调节外环二次风的风量，以满足实际需要，第一调风机构的具体类型不作限定，可采用现有能够调节开度的机械结构。

在另一些实施例中，所述中心二次风管道1上设置有第二进风口101，所述第二进风口101与一进风管道的一端连通，所述进风管道的另一端穿出所述煤粉管道2的侧壁，所述进风管道的另一端的穿出位置位于所述煤粉管道2与所述外环二次风管道3的非重叠区域，所述进风管道的另一端设置有第二调风机构。这些实施例中，通过进风管道和第二进风口101向中心风二次风管道进风，并通过第二调风机构调节中心二次风风量，以满足实际需要，第二调风机构的具体类型不作限定，可采用现有能够调节开度的机械结构。

在另一些实施例中，还包括风箱，所述第一进风口201和所述进风管道均位于所述风箱内，所述风箱外壁设置有第三进风口。在这些实施例中，风箱的具体结构可以参考现有技术，通过风箱，可以同时向外环二次风管道3和中心二次风管道1供风，使得中心二次风和外环二次风具有接近的风速和风温。煤粉管道后端进风，一次风来自磨煤机。

在另一些实施例中，所述第一调风机构为与所述外环二次风管道3外壁滑动连接的套筒202，套筒202结构简单易实现。

在另一些实施例中，所述第二调风机构为转动设置在所述进风管道的另一端的第二叶片102，第二叶片102的转轴穿出进风管道侧壁，方便调节第二叶片102的开度。

在另一些实施例中，还包括盖板4，其中心形成有与第一安装口，并通过所述第一安装口与所述煤粉管道2外壁连接，所述盖板4上还形成有第二安装口、第三安装口，所述第二安装口和所述第三安装口处分别安装有套筒驱动装置203和叶片驱动装置103，所述套筒驱动装置203与所述套筒202动力连接，所述叶片驱动装置103与所述第二叶片102动力连接。在这些实施例中，盖板4方便燃烧器的安装，还可以与风箱连接，盖板4上还集成一些调节装置，调节套筒202的套筒驱动装置203，调节第二叶片102的叶片驱动装置103，套筒驱动装置203可以是推拉杆，方便滑动套筒202，叶片驱动装置103可以是转动杆，方便转动第二叶片102。可选地，盖板4上还可以设置窥视孔装置5、煤火检6、油火检8、高能点火装置7或油枪等。

在另一些实施例中，所述中心二次风管道1、所述煤粉管道2及所述外环二次风管道3同轴设置，多个所述第一叶片大致等间隔设置，多个所述叶片与所述中心二次风管道1的轴线的夹角为40～60度，优选为50度。在这些实施例中，中心二次风和外环二次风更加均匀，且外环二次风的旋流效果较好。

根据与燃烧器相同的发明构思，本申请的实施例提供了W火焰锅炉，使用所述的燃烧器，可选地，使用多个燃烧器，错列布置在炉膛前、后拱上。可选地，W火焰锅炉使用分离式煤粉浓缩器。优选地，W火焰锅炉的拱上具有直二次风喷口和SOFA喷口。可选地，燃烧器煤粉管道2等煤粉流通空间内衬陶瓷(局部采用耐磨铸钢)，为保证陶瓷粘贴的可靠性，在磨损性较强的区域采用了机械固定与粘结剂粘结相结合的方法。燃烧器出口暴露于高温辐射区域的零件均采用耐热钢制成，中心二次风管道1喷口段、外环二次风管道3由1Cr20Ni14Si2制成；煤粉管道2喷口由ZG8Cr26Ni4Mn3N高铬优质耐热铸钢制成；第一叶片由耐热钢1Cr20Ni14Si2制成。

本实施例的W火焰锅炉采用带有直流中心风的单旋流燃烧器，该燃烧器为外层单旋流燃烧器，一次风位于中心风与外层旋流风之间的圆环中，该燃烧器适用于燃用贫煤、无烟煤的W火焰锅炉。该燃烧器设有直流中心风，提高了煤粉对氧的利用率，与拱上直二次风喷口、SOFA风配合，能大幅降低NOx排放浓度，喷氨量减小，可降低运行成本；脱硝催化剂反应总量减少，催化剂寿命延长，整体降低了脱硝的运营成本，实现环境、经济效益双赢。由于煤粉气流处于直流中心风和外层旋流二次风之间配风中，煤粉着火后呈现出双层火焰，两层火焰“波纹”状的交错作用，使燃烧迅速而剧烈，燃烧效率高、稳燃效果高，可减少锅炉未燃尽碳热损失，提高锅炉效率。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明燃烧器及W火焰锅炉的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.燃烧器，其特征在于，包括中心二次风管道、煤粉管道及外环二次风管道，所述中心二次风管道、所述煤粉管道和所述外环二次风管道由内至外依次套设，所述中心二次风管道用于喷出中心二次风，所述煤粉管道与所述中心二次风管道之间的间隙用于喷出煤粉气流，所述外环二次风管道与所述煤粉管道之间的间隙用于喷出外环二次风，所述煤粉气流位于所述中心二次风和所述外环二次风之间，所述中心二次风的风速与所述外环二次风的速度接近，并高于所述煤粉气流的速度。

2.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述外环二次风管道与所述煤粉管道之间的间隙处倾斜设置有多个第一叶片，多个所述第一叶片顺时针倾斜或逆时针倾斜。

3.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述外环二次风管道的长度短于所述煤粉管道的长度，所述外环二次风管道的侧壁开设有第一进风口，所述第一进风口处设置有第一调风机构。

4.如权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，所述中心二次风管道上设置有第二进风口，所述第二进风口与一进风管道的一端连通，所述进风管道的另一端穿出所述煤粉管道的侧壁，所述进风管道的另一端的穿出位置位于所述煤粉管道与所述外环二次风管道的非重叠区域，所述进风管道的另一端设置有第二调风机构。

5.如权利要求4所述的燃烧器，其特征在于，还包括：

风箱，所述第一进风口和所述进风管道均位于所述风箱内，所述风箱外壁设置有第三进风口。

6.如权利要求4所述的燃烧器，其特征在于，所述第一调风机构为与所述外环二次风管道外壁滑动连接的套筒。

7.如权利要求6所述的燃烧器，其特征在于，所述第二调风机构为转动设置在所述进风管道的另一端的第二叶片。

8.如权利要求7所述的燃烧器，其特征在于，还包括：

盖板，其中心形成有与第一安装口，并通过所述第一安装口与所述煤粉管道外壁连接，所述盖板上还形成有第二安装口、第三安装口，所述第二安装口和所述第三安装口处分别安装有套筒驱动装置和叶片驱动装置，所述套筒驱动装置与所述套筒动力连接，所述叶片驱动装置与所述第二叶片动力连接。

9.如权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述中心二次风管道、所述煤粉管道及所述外环二次风管道同轴设置，多个所述第一叶片大致等间隔设置，多个所述叶片与所述中心二次风管道的轴线的夹角为40～60度。

10.W火焰锅炉，其特征在于，使用如权利要求1～9所述的燃烧器。

Images