CN1673620A - 燃烧器、燃料燃烧方法以及锅炉改进方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃烧器、燃料燃烧方法以及锅炉改进方法。在一种具有初级喷嘴、二次喷嘴以及三次喷嘴结构的燃烧室中，分隔二次喷嘴和三次喷嘴并具有流动路径改变件的分隔壁设置在其上，分隔壁形成为以便平行于燃烧室的轴线移动，以控制二次空气和三次空气的喷射速度和流量，从而可以冷却燃烧室的组成件，同时减少NOx。分隔壁由固定壁和移动壁组成。燃烧室包括旁通通道，在三次喷嘴中的三次空气旁路通过三次喷嘴以流进二次喷嘴或初级喷嘴中。

Description

燃烧器、燃料燃烧方法以及锅炉改进方法

技术领域

本发明涉及一种燃烧器、通过燃烧器的燃料燃烧方法，以及改进设置有现有燃烧器的锅炉并使其成为具有根据本分明制作的燃烧器的锅炉的方法。

背景技术

对于用于锅炉等的燃烧器，需要匹配装入量的变化、匹配各种煤、减少氮氧化物的浓度(NOx)、减少未燃烧燃料等。为了满足这些要求，已经研究了控制燃烧条件的各种方法。例如，其中一些为利用空气调节器在二次空气和三次空气之间分配空气流量的方法、改变漩涡数的方法等。

作为一种控制燃烧条件的方法，提出了一种通过制作可移动地分隔二次空气和三次空气的分隔壁，调节二次空气流流量并调节空气喷射方向的方法(例如，参见专利文献1)。

专利文献1：JP 60-26922B(权利要求书)

发明内容

专利文献1公开了由于其可以通过在燃烧器的轴向移动分隔壁，控制二次空气的流量，所以，从低NOx排量和燃烧效率看，二次火焰可以在最佳条件下进行燃烧。

本发明的目的之一在于使燃烧器冷却，同时减少NOx。

根据本分明的燃烧器包括：用于提供燃料和初级空气的初级喷嘴；设置在初级喷嘴外以便包含或与初级喷嘴接触的管状二次喷嘴；设置在二次喷嘴外以便围绕或与二次喷嘴接触的管状三次喷嘴、以及分隔二次喷嘴和三次喷嘴并设置在其间的管状分隔壁，其中流动路径改变件设置在分隔壁上，流动路径改变件制作为以便在三次喷嘴中向外喷射流体流动，而分隔壁制作为与燃烧器的轴向平行移动。二次喷嘴提供二次空气，而三次喷嘴提供三次空气。在本发明中，燃烧器轴线的意思是管状初级喷嘴的中心轴线。

通过移动在与燃烧器轴平行的方向设置有流动路径改变件的分隔壁，改变三次喷嘴的三次空气喷射的截面面积，并改变三次空气的流量和流速。三次空气流量的变化改变了二次空气的流量和流速。通过三次空气流量或二次空气流量的变化，改变燃烧条件。结果，可以降低燃烧器组成部件的温度。

本分明目的之一的三组管结构的燃烧器构成为以便燃料由初级空气点燃以形成还原火焰并使NOx减少，而二次空气和三次空气与还原火焰混合以燃烧包含在还原火焰中的未燃烧燃料。燃烧器为众所周知的点火2级燃烧器或点火NOx还原燃烧器。在此燃烧器中，三次空气混合中的延迟使还原火焰的区域变大，从而促进低NOx的排放。如专利文献1所示，此结构的许多燃烧器的每个都具有设置在管状初级喷嘴出口的稳定器，同样，在本发明中，也可以在初级喷嘴的出口处设置稳定器。在火焰稳定器中，有形成于管状初级喷嘴出口内部的环状凸出部分的内部火焰稳定环，以及设置在管状初级喷嘴出口外部的环状凸出部分的外部火焰稳定环，以便在燃烧器的轴向排出，而在优选方式中，二者都设置。由于在其尾流中或在稳定器流量下游中的湍流流动涡旋，稳定器的设置形成了流量环流区域，而流量的环流包括燃料，例如，煤粉颗粒使其成为高温气体的闪点，并促进了煤粉的点燃。在此，二次空气起到了冷却稳定器并调节燃料和空气混合比的角色。

作为流动路径改变件，理想状况是此件为具有锥形的倾斜面，以便三次空气流动，同时逐渐地从与燃烧器的轴线平行流动的方向改变到向外流动的方向。此外，流动路径改变件的后侧，也就是说，与二次空气接触的侧面的理想状况是形成为以便其沿三次喷嘴的倾斜面倾斜。通过形成此结构的流动路径改变件，当移动流动路径改变件以便三次空气喷射截面面积变小时，二次空气喷射截面的面积根据其运动增加。

为了使分隔壁方便地移动，又不使燃烧器的结构复杂，理想状况的分隔壁是由固定壁和移动壁组成，而移动壁在固定壁的表面上滑动移动。具体地说，在理想状况下，由三次空气平行于作为固定壁的燃烧器轴线流动的部分，以及平行流在作为移动壁向外流动的方向改变的部分组成，也就是说，后者部分为设置流动路径改变件的部分。在理想状况下，固定壁上设置有导向滚子。在优选方式中，设置了用于阻止移动壁在至少固定壁和移动壁之一上移动的一个止动器或多个止动器。由于流动路径改变件和流动路径改变件邻近区域的分隔壁易于加热到高温，所以，在优选方式中，提供了用于将其冷却的散热片。作为用于移动移动壁的装置，设置了棒形件，棒形件固定在移动壁上，并通过手动或自动装置在燃烧器的轴向前后移动。此时，燃烧器风箱外棒形件一端的延长使其方便维修且不易失效。可以通过用手拉和推棒形件的端部移动移动壁。此外，可以方便地将其前后移动以在棒形件的端部分上设置齿轮，并使用具有固定在其上并与齿轮啮合的另一齿轮的手柄。另外，通过提供电动机或用电动机代替手柄，可以节约用于移动的动力并通过控制使其为自动。

根据本发明的燃烧器可以用于作为使用油、天然气、煤粉等作为燃料的燃烧器，具体地说，适合用于使用煤粉的燃烧器。在煤粉的燃烧器中，当负载通过设置有助于初级喷嘴内燃烧的油燃烧器降低时，有助于燃烧。在根据本发明的燃烧器中，同样可以提供此油燃烧器。

对于根据本发明的燃烧器，可以增加使一部分三次空气旁路通过三次喷嘴进入另一喷嘴的三次空气旁通机构。三次空气旁通机构形成为，以便当分隔二次喷嘴和三次喷嘴的分隔壁移动到预定的位置时，一部分三次空气旁路通过三次喷嘴进入另一喷嘴。通过在移动壁中制作孔，同时在固定壁中制作孔，以便当移动壁移动到预定位置时，上述孔彼此连通，另一部分三次空气旁路通过三次喷嘴进入二次喷嘴。在每个固定壁和移动壁中形成一个孔就够，然而，在优选方式中，为了增加三次空气的流量可以在圆周方向设置多个孔。

通过在初级喷嘴形成孔并将此孔与通过旁通管形成于固定壁中的孔连接，可以使三次空气流进初级喷嘴。通过形成旁通管以便三次空气沿初级喷嘴的内壁流动，并在燃料的流动方向喷射，可以通过在初级喷嘴流动的三次空气冷却稳定器。

本发明的另一方面在于，在通过使用上述燃烧器燃烧燃料的情况下，当流动路径改变件的温度变得高于设定的温度时，分隔二次喷嘴和三次喷嘴的分隔壁移动，以减少三次喷嘴的三次空气喷射截面积，从而增加三次空气流速的燃烧方法。此外，本发明的另一方面在于，移动分隔壁以增加三次空气喷射截面积，并在燃烧期间当灰烬开始沉积在燃烧器上时，使三次空气的流速降低的燃烧方法。此外，本发明的另一方面在于，当燃烧器在没有燃料供给到燃烧器时，移动分隔壁以降低三次喷嘴的三次空气喷射截面积，并增加二次空气流速的方法。此外，本发明的另一方面在于使部分三次空气供给到三次喷嘴以旁路通过三次喷嘴进入二次喷嘴或初级喷嘴，同时停止将燃料供给到燃烧器的方法。此外，本发明的另一方面在于在NOx的浓度较高或使用较差燃烧性燃料的情况下，降低使三次空气喷射截面积减少，以增加三次空气的动力并增加三次空气量的操作方法。

本发明的另一方面在于，改进设置有具有分隔二次喷嘴和三次喷嘴并固定设置的管状分隔壁的现有燃烧器的锅炉的方法，其中一部分或所有分隔壁都可以移动，且设置有流动路径改变件的管状分隔壁设置为用于固定的分隔壁以便移动。

根据本发明的燃烧器为点火2级燃烧型且具有卓越的降低NOx性能。根据本发明，可以抑制灰烬沉积在燃烧器上或由于加热损坏燃烧器，同时减少NOx。在本发明中，通过将三次空气的喷射方向固定到恒定的向外方向并改变三次空气的动量，流量环流的尺寸或区域可以在不变小的范围内达到最佳化，而且可以保持更好的燃烧条件。此外，即使三次空气的流量保持恒定，也可以使导向套管下游端的流速较高，以便冷却导向套管。此外，通过单独控制三次空气的动量和流量，可以单独控制主要通过动量确定的火焰尺寸和流动环流的尺寸、以及通过流量确定的还原区域的尺寸，并保持良好的燃烧条件。

附图说明

图1是显示本发明实施方式燃烧器的截面视图；

图2是显示使用图1所示本发明实施方式燃烧器的实施例的截面视图；

图3是显示沿图1中的燃烧器的III-III剖开的截面视图；

图4是显示沿图1中的燃烧器的IV-IV剖开的截面视图；

图5是显示本发明另一实施方式燃烧器的截面视图；

图6是显示使用图5所示的燃烧器实施例的截面视图；

图7是显示用于根据本发明实施方式燃烧器的控制器的结构简图；

图8是显示本发明另一实施方式燃烧器的截面视图；

图9是显示本发明另一实施方式燃烧器的截面视图；

图10是显示本发明另一实施方式燃烧器的截面视图；

图11是显示本发明另一实施方式燃烧器的截面视图；

图12是显示本发明另一实施方式燃烧器的截面视图；

图13是显示沿图12的XIII-XIII剖开的截面视图；

图14是显示沿图12的XIV-XIV剖开的截面视图；

图15是显示沿图12的XV-XV剖开的截面视图；

图16是显示本发明另一实施方式燃烧器的截面视图；

图17是显示沿图16的XVII-XVII剖开的截面视图；

图18是显示从图16的XVIII-XVIII观看的视图；以及

图19是显示由燃烧器供给的燃料和空气流量根据燃烧器的负载变化的条件的图表。

具体实施方式

下文将参照附图对根据本发明的燃烧器和使用燃烧器的方法进行说明。

实施方式1

图1、2、3和4每个都显示了根据本发明燃烧器实施方式的截面视图。燃烧器具有由初级喷嘴4、二次喷嘴8以及三次喷嘴9组成的三组管结构。初级空气和煤粉从箭头11所示的初级喷嘴4流动。在本实施方式中，显示了煤粉作为所示燃料的情况，然而，使用油、天然气等的情况也与上述情况相同。初级喷嘴4为管状且其截面为圆形或方形。分隔壁设置在二次喷嘴8和三次喷嘴9之间，且分隔壁由固定壁1和移动壁2组成。导向套管3设置在移动壁2的端部分。导向套管3起到改变三次空气向外流动的作用。二次空气从箭头12所示的二次喷嘴8流动。此外，三次空气从箭头13所示的三次喷嘴9流动。移动壁2在连接部分14连接到运动控制杆5，而用于操作的手柄33设置在风箱的壁28的外面。

具有管状的稳定器10设置在初级喷嘴4的端部。空气调节器(和多个空气调节器)7设置在三次喷嘴9的上游。此外，第三节气闸35和次节气闸34分别设置在三次喷嘴9和二次喷嘴8的上游。

通过前后移动设置在其端部的移动壁2和导向套管3，也就是说，在平行于燃烧器轴的方向移动，可以改变三次空气的流量和流速、二次空气的流量和流速以及三次空气流量和二次空气流量的比值，从而可以控制燃烧条件。这样就与改变三次空气的动量和二次空气的动量的比值相同。在本发明中，通过保持三次空气的喷射角度恒定，并改变用于三次空气的出口截面面积，可以改变三次空气的流量和流速。通过一直引导三次空气向外，形成于稳定器10和导向套管3下游的流动环流的尺寸可以很大，以便可以一直保持燃烧条件很好。三次空气的动量是用于确定火焰尺寸和流动环流尺寸的主要因素。三次空气的流量是用于确定还原区域尺寸的主要因素。由于三次空气的动量和流量可以单独控制，所以，可以使燃烧条件适合于改进火焰稳定性并减少NOx。此外，可以单独改变三次空气的动量和二次空气的流量，从而使二次空气可以用于其它目的，如冷却稳定器10，供给到在初级喷嘴中流动燃料的空气等。

图3显示了图1的III-III截面。图4显示了图1的IV-IV截面。滚子23固定为以便移动壁2平滑移动。在此实施方式中，设置了四个(4)个运动控制杆5，其适合于移动壁2相对燃烧器轴的平行运动。滚子23固定在固定壁1上，但其也可以固定在移动壁2上。

移动壁2具有当三次空气的流量较小时其温度升高的可能性。当件的温度升高到比受到加热件可以承受热量的温度高时，易于出现由于燃烧损坏或变形。所以，对于移动壁2最好使用高耐热的材料。

在下文中，首先将说明在燃烧器的试验操作时燃烧器的调节方法。当直接将燃烧器安装到锅炉上后，在某些情况下，不能流动预计的流量。此原因在于要考虑燃烧器的制造误差、上游排泄管的不对称性、安装到燃烧器的调节器及节气闸的设定误差等。此外，在某些情况下，必须根据用于每个燃烧器的燃料偏差设定空气的流量。因此，通过调节三次喷嘴9的空气调节器7、第三节气闸35、次节气闸34和移动壁2，设定适合于减少N0x、CO、未燃烧燃料、煤烟、腐蚀、以及燃烧器零件的金属温度的燃烧条件。在下文中，将说明调节方法的实施例。

实施例1  在火焰的稳定性较差的情况下，进行以下操作以改进火焰的稳定性。

(1.1)在三次空气的动量很小的情况下：移动壁2移动到靠近的侧面或图1中的左侧，以使三次喷嘴的流动路径的面积变窄。在此条件下，三次空气的压力损失变大，从而使三次空气的流量下降，二次空气的流量增加。为了不改变这些流量，开启三次喷嘴9的空气调节器7或第三节气闸35，或关闭次节气闸34阻止二次空气的流动。通过增加三次空气的动量，稳定器10下游的环流区域变大，且火焰的稳定性升高。

(1.2)在二次空气的动量很小的情况下：当二次空气的流量可以增加时，最好关闭三次喷嘴9的空气调节器7，以使涡流增强，或将移动壁2移动到靠近的侧面，以使三次空气的流速升高。二次空气的流量和动量的增加使稳定器10下游的环流区域增大并提高了火焰的稳定性。然而，当二次空气增加太多时，与一些情况相反，环流减少。最佳的流量取决于二次空气。在图2中，通过移动移动壁2，可以扩展稳定器10和导向套管3之间的最小流动路径面积。因此，有使二次空气的喷射流速变慢的可能性。当流速变慢时，稳定器10的冷却效果下降，从而可以使稳定器10最好在移动壁2的移动方向长，且即使移动壁2移动也不会改变最小流动路径面积。

实施例2  在NOx浓度高的情况下，通过下列方法进行调整。

(2.1)由于使火焰稳定性高降低了NOx的浓度，所以设定用于增加火焰的稳定性。

(2.2)虽然在火焰充分稳定的情况下，但理想情况还需要进一步减少NOx的浓度，有效方法是延迟空气的混合。为了延迟空气的混合，有效方法是降低二次空气的流量并增加三次空气的流量。为了实现此操作，考虑关闭次节气闸34，或移动移动壁2以便开启三次空气出口。此外，也可以通过增加三次空气的动量实现。空气混合的延迟还可以通过关闭三次喷嘴9的空气调节器7并使三次空气的漩涡增强来实现。在此情况下，需要关闭次节气闸34，以便不降低三次空气的流量。

实施例3  在未燃烧燃料多的情况下，通过下列方法进行调整。

(3.1)如果火焰不稳定，有可能造成未燃烧燃料多的情况。因此，进行类似于用于改进火焰稳定性的设定非常有效。

(3.2)虽然在火焰充分稳定的情况下，但理想情况还需要进一步减少未燃烧燃料，有效方法是增加二次空气。在此情况下，当次节气闸34开启时，有可能减少三次空气的动量，同时降低火焰的稳定性。因此，有效方法是通过将移动壁2移动到靠近的侧面增加三次空气的流速，或通过关闭三次喷嘴9的空气调节器7使漩涡增强。

(3.3)为了减少未燃烧燃料，有效方法是提高燃烧器的空气比。通过提高燃烧器的空气比增加空气的流量，空气和燃料的混合变得更好，但NOx的浓度也变得更高。为了降低NOx的浓度，可以使用实施例2中说明的方法。

实施例4  为了减少腐蚀，通过下列方法进行调整。

(4.1)在板周围空气的缺少使还原气体的浓度更高且腐蚀速度升高。为了将空气供给到板的周围，有效方法是增加三次空气的流量。因此，有效方法是开启移动壁2，以使三次喷嘴9的流动路径面积加宽并增加三次空气的流量。此外，为了通过增加三次空气的动量使空气达到板的周围，可以关闭次节气闸34。

(4.2)由于可以使火焰的稳定性变差并减少还原气体，所以，可以进行实施例1中进行的反向操作。

(4.3)同样，通过增加靠近易于腐蚀的板的燃烧器的空气量，可以减少还原气体并减少腐蚀。因此，有效方法是通过调节移动壁2、调节器、以及用于每个燃烧器的节气闸调节空气的分布，从而使操作条件成为最好用于要增加的空气量的燃烧器压力损失减少的操作条件。

实施例5  在需要极大地改变燃料种类的情况下，通过下列方法进行调整。

(5.1)当燃料的种类改变较大时，燃料中不稳定物质的粉碎程度和量改变，为了保持火焰的稳定性并减少NOx，需要更好地改变节气闸的开启，移动壁2的位置和空气调节器7的设定。在从好的燃烧性燃料改变到差的燃烧性燃料的情况下，有降低火焰稳定性的可能性。在此情况下，最好进行此操作以便火焰的稳定性变好。

(5.2)差燃烧性的燃料具有NOx的浓度变高的极大可能性，从而应该更好地进行此减少NOx的操作。

实施例6  在燃料的灰烬沉积的情况下，通过以下方法进行操作：

(6.1)在火焰的稳定性好且燃料中灰烬熔化并沉积在燃烧器周围的情况下，向前移动移动壁2(到靠近侧的相对侧)以增加用于三次空气的出口截面面积，降低三次空气的流速并降低火焰的稳定性。通过以此方式操作，降低燃烧温度，从而减少灰烬的沉积。同时，也增加了二次空气，降低了稳定器10周围的温度，并防止了灰烬的熔化。

(6.2)在熔化的灰烬沉积到锅炉壁上的情况下，最好将空气供给到壁的周围。因此，最好进行操作以便通过将移动壁2移动到靠近的侧面将空气供给到壁的周围，以改变三次空气向外的喷射方向。

实施例7  在稳定器10的温度高的情况下，进行下列操作：

当稳定器10的温度高时，有效方法是使二次空气的流速升高。为了增加二次空气的流速，关闭第三节气闸35和空气调节器7。在此情况下，具有降低三次空气的动量并降低火焰稳定性的可能性。因此，移动壁2移动到靠近的侧面，而不是关闭第三节气闸35和空气调节器7。因此，保持火焰的稳定性和降低稳定器的温度都可以实现。

实施例8  减少锅炉的最小负载如下进行：

锅炉的负载不是总是100％，而是根据动力的要求改变。如果其可以在很低的负载下进行，则锅炉的操作效率增加。通常的燃烧器设计为以便性能在100％的负载时最好。当负载低时，从燃烧器进入炉子中的燃料和空气的各个流量减少，以便具有其动量不平衡且火焰的稳定性降低的可能性。例如，当三次空气的动量降低时，有效方式是通过将移动壁2移动到靠近的侧面增加动量。此操作与实施例1中所述增加火焰稳定性的方法相同。然而，在某些情况下，当在低负载下增加火焰的稳定性时，燃烧性在高负载下变差。最好是设定在即使在高负载下燃烧性也不变差的范围。

实施方式2

图5是显示根据本发明燃烧器一实施方式的截面视图。本实施方式2与实施方式1的不同之处在于设置了电动机箱6且移动壁2的移动为电驱动。此外，在图5中，虽然电动机箱6安装在风箱内，但其也可以安装到风箱外。此外，空气调节器15设置在二次喷嘴8中。可以通过将空气调节器15和次节气闸34组合控制流速和漩涡力。

通过电动机6驱动移动壁2的优点在于移动壁2根据实施方式1中所述的燃烧调节的运算法则进行控制，且可以一直保持最佳的燃烧条件。作为其它方面，将在下文中进行说明，可以通过改变流量条件提供适合的操作条件。

在某些情况下，燃烧器不工作，而不提供燃料。在此条件下，具有不工作的燃烧器受到来自其它燃烧器的辐射热加热的可能性，使导向套管3、稳定器10等的温度升高。为了防止此现象的出现，即使锅炉不工作，也需要将空气供给到燃烧器。当供给到不工作的燃烧器的空气流量较大时，空气的调节量变小。因此，需要减少供给到不工作的燃烧器的空气流量。当在移动壁2固定的条件下使流量减少时，三次空气和二次空气的流速降低，且不可能充分地冷却导向套管3和稳定器10。

在本发明中，在燃烧器不工作的条件下，燃烧器变成图6所示的条件。也就是说，移动壁2移动到靠近的侧面，三次空气的喷射部分面积接近为零。由于在导向套管3端部的流速变大，所以，即使用少量的三次空气也可以冷却导向套管3。此外，通过增加二次空气的流量，可以增加二次空气的流速并有效的冷却稳定器10。由于二次空气的流量小于三次空气的流量，所以，即使增加二次空气，也可以降低空气的整个流量。

在上述实施方式中，三次喷嘴设置有空气调节器7。然而，也可以不设置此空气调节器7来形成三次喷嘴。因为在本发明中，通过在燃烧器的轴向前后移动移动壁2可以获得同样的效果，所以，空气调节器7为用于通过使三次空气成为漩涡控制燃烧区域。此外，二次喷嘴的空气调节器15也不是必须的。在此情况下，因为调节二次空气流量的任何方法都不存在，因此，不需要次节气闸34。

用于实施方式2的控制器的结构显示在图7中。控制器101接收来自测量部分的信号，并发送信号用于移动燃烧器102的可移动部分。例如，信号为用于驱动移动壁的移动电动机111、空气调节器7的驱动电动机112、第三节气闸的驱动电动机113、次节气闸的驱动电动机114、空气调节器15的驱动电动机115等的信号。控制器101具有组合在其中的软件，其软件用于实现实施方式1中所述的运算法则。安装在燃烧器中的测量部分包括火焰探测器107、用于燃烧器金属的温度探测器或温度计108、用于燃烧空气的压力计109、用于燃烧器空气的流量计110等。固定在锅炉116上的测量部分包括用于蒸汽的温度探测器或温度计103、灰烬沉积传感器104、NOx传感器105、用于测量CO浓度和固体未燃烧成分的未燃烧燃料传感器106等。例如，为了确定火焰的稳定性，使用火焰探测器107。在火焰探测器中，可以检测照明强度的探测器较好。通过照射强度并将操作条件改变到当稳定性降低时火焰稳定性变好的操作条件，可以提高火焰稳定性的优良性质。NOx传感器105最好在反应结束时安装在锅炉116的下游侧。最好安装多个NOx传感器并调节移动壁2、用于每个燃烧器的调节器和节气闸，同时检测NOx的浓度分布。如同NOx传感器的安装一样，最好是在锅炉116的下游侧安装未燃烧燃料传感器105。

实施方式3

图8、9、10和11是显示根据本发明燃烧器的另一实施方式的截面视图。在图8的实施例中，用于三次空气旁通的孔16、32分别形成于固定壁1和分隔二次喷嘴8和三次喷嘴9的分隔壁的移动壁2上，三次空气如箭头17所示旁通通过三次喷嘴9，通过这些孔流进二次喷嘴8。在此情况下，三次空气也不是总是旁通通过，在移动壁2移动到靠近的侧面且燃料供给在图8所示的不工作条件下，三次空气流进二次喷嘴。采用此结构，即使在移动壁已经移动到靠近的侧面且二次空气已经缩小的情况下，空气也可以自动供给到二次喷嘴8，且可以防止稳定器10温度的上升。通过提供用于三次空气旁通的不仅一个孔16、32，而是多个孔16、32，可以使流量增大。

图9显示了已经旁通通过三次喷嘴9的三次空气供给到初级喷嘴的实施例。在此实施例中，孔形成于初级喷嘴4的管状壁中，而旁通管18连接在设置于固定壁1中的孔和形成于初级喷嘴中的孔之间。在燃烧器不工作的情况下，几乎所有的空气都不在初级喷嘴中供给，且不能冷却稳定器的内侧。因此，图9显示了在燃烧器不工作的条件下，三次空气沿初级喷嘴壁的供给。

在输送燃料空气中的氧气浓度较低的情况下，最好采用此结构以便三次喷嘴9的三次空气喷射截面积随着移动壁2移动到靠近的侧面变得越小，旁通空气的流量增加得越多。当使用褐煤时，由于燃料易于点着火，所以，燃料载有燃料气。当燃烧器的负载较高时，即使初级空气的氧气浓度较低，因为燃烧设备内的气体温度较高，也可以得到稳定的燃烧。然而，当负载降低时，除非初级空气的氧气浓度变高，燃烧设备内的气体温度降低，且未燃烧燃料增加并将出现升空的现象。在此低负载的情况下，三次空气流进初级喷嘴4中，以便可以有效地稳定燃烧。虽然也考虑了三次空气总是旁通通过并流进初级喷嘴4的此结构，但当负载高时促进了燃烧，且爆炸和沉积的可能性变高，所以最好采用负载变得越小，空气的流量增加的越多的结构。

图10显示了旁通的二次空气供给到初级喷嘴的实施例。在此实施例中，孔形成于初级喷嘴4的管壁处，而空气从二次喷嘴通过旁通管18供给到初级喷嘴。在燃烧器不工作的情况下，移动壁2移动到靠近的侧面且空气调节器15关闭，从而使二次空气沿初级喷嘴的壁供给。

此外，在与图9的实施例同样的方式中，当初级空气的氧气浓度较低时，可以通过增加旁通空气的流量有效地稳定燃烧。当需要降低燃烧速度时，旁通空气的吸入口的压力降低。例如，移动移动壁2以扩展三次空气的喷射面积，或开启空气调节器15。

图11显示了旁通的三次空气用于冷却设置在初级喷嘴4内部的煤粉集中器20的实施例。煤粉集中器20形成为以便向下游侧逐步变窄初级喷嘴的流动路径，并向如图11所示的进一步下游侧逐步变宽流动路径，并使初级喷嘴壁侧面上的煤粉浓度更高。在不工作的条件下，初级空气的流量较小，所以很难冷却煤粉集中器20。因此，此结构在不工作的条件下使三次空气流动到煤粉集中器20。在图11中，设置了旁通管19，每个旁通管19都连接固定壁1的孔和初级喷嘴4的孔，并延伸到煤粉集中器20。用于冷却煤粉集中器20的空气从煤粉集中器20的端部喷射进炉子中。

在某些情况下，煤粉燃烧器设置有油燃烧器，其形成为以便从喷雾器31喷洒有助于燃烧的油21。图11显示了此实施例。通过移动移动壁2，可以改变在燃烧器中心部分流动的空气流量和在其外部流动的空气流量的比。从而可以控制NOx和煤烟的出现。

实施方式4

图12显示了本发明另一实施方式的燃烧器的截面视图。在此实施方式中，电动机箱6固定到风箱的壁28的外部。二次空气和三次空气为300℃或更高的高温，在某些情况下其包括灰烬。当电动机箱6固定到此位置时，其可能变得容易出毛病，如果其已经出毛病，这很难对其进行修理。此外，在本实施方式中，固定壁1制作为比图5中的壁短。由于采用此结构，即使靠近移动壁2端部的部分由于受热变形，则与固定壁1接触的部分设置在燃烧器较深的内部，以便运动受阻的可能性变小。

另外，优选在可移动壁2上设置有止动器2。由此，可以防止移动壁2由于传感器或类似物的失效而向前移动太多。虽然在图12中没有示出，通过相似的方式，可以有效地提供一种止动器2，从而不会将移动壁拉动到所述近侧太多。

此外，在图12中，通过在移动壁2和导向套管3上提供冷却散热片22以增加冷却的效率。冷却散热片22也可以增加其强度。

在图12中，温度计29的温度探测器29分别固定到导向套管3和稳定器10上。移动壁2的位置可以基于温度计的值进行控制。在此情况下，当导向套管端部的温度比限制值高时，三次空气的流速较慢，以便可以进行降低二次空气流速和升高三次空气流速的操作。此外，当稳定器的温度比限制值高时，可以采用实施方式1的实施例7的操作条件。在导向套管和稳定器的温度分别比限制值高的情况下，可以增加整个空气的量。

图13、14和15分别显示了沿图12的XIII-XIII、XIV-XIV和XV-XV的截面视图，并显示各种结构的实施例。图13到15显示的结构不仅可以用于图12的燃烧器，而且还可以用于图1的燃烧器。图13显示了四个运动控制杆5通过齿轮26移动和动力传递轴27通过一个电动机25驱动的实施例。这样布置具有的优点在于可以减少电动机的数目，并可以总是保持运动控制杆5的位移相等。图14显示了不采用图13所示的电动机25，而运动控制杆5通过手柄27的旋转移动的实施例。图15显示了采用四个电动机25的实施例，这样，即使电动机25之一出了问题，杆5仍然可以通过其它电动机驱动。

实施方式5

图16、17和18分别显示了根据本发明的另一燃烧器实施方式的截面视图。图17显示了沿图16的XVII-XVII的截面视图。图18显示了沿图16的XVIII-XVIII的截面视图。与图1的不同之处在于，燃烧器不是由三组管制作，初级喷嘴4和二次喷嘴8每个都由正方形管制作，而三次喷嘴9分隔成上部分和下部分并固定。同样，在此情况下，可以通过与实施方式1同样的方式前后移动具有导向套管3的移动壁2以获得最佳的操作条件。在本实施方式中，由于移动壁2分隔成上部分和下部分，所以，具有其不以此方式前后移动以便联动的可能性。因此，如图17所示，可以通过连接板36连接移动壁2。在本实施方式中，如图18所示，手柄33固定在四个位置，而移动壁2手动移动，然而，也可以通过如同实施方式2中的一个或多个电动机移动。

实施方式6

下面将说明根据本发明的燃烧器其它使用的实施例。在图19中，其横坐标表示燃烧器的负载。用于冷却的空气即使在0％的燃烧器负载时也流动，在此情况下，为了冷却稳定器10，移动移动壁2以便三次空气的出口变为接近全关闭的条件。对于烧煤的燃烧器，由于在低负载时通过加油来帮助燃烧，所以，同时提供煤和油。当其达到燃烧只用煤就能进行燃烧的负载时，油的流量设定为零。当油燃烧时，最好在接近供油的中心部分位置增加空气的流量，以便将移动壁2移动到靠近的侧面以达到二次空气的出口为接近关闭的条件。供给空气的流量随着煤流量的增加而增加。由于即使二次空气的动量较低，也可以进行稳定的燃烧，所以，移动壁2移动到靠近的侧面，以使二次空气的出口增大并使出口接近近似完全开启。

本发明通过控制最佳的燃烧条件使其可以冷却燃烧器，同时减少NOx。根据本发明燃烧器的使用可能性增大，从而使燃烧器热失效的可能性减少。

Claims (19)

1.一种燃料燃烧的燃烧器，包括：用于提供燃料和初级空气的初级喷嘴；设置在所述初级喷嘴外，用于供给二次空气的二次喷嘴；设置在所述二次喷嘴外以便与所述二次喷嘴的外部相接触，用于供给三次空气的三次喷嘴，其中所述二次喷嘴和所述三次喷嘴通过分隔壁分隔，其中：

所述分隔壁在其上具有用于将三次空气的流动从沿燃烧器的轴线流动改变到向外流动并喷射所述三次空气的流动路径改变件，所述分隔壁沿燃烧器的轴向方向移动。

2.根据权利要求1所述燃料燃烧的燃烧器，其特征在于：

所述分隔壁在其端部具有作为所述流动路径改变件的导向套管。

3.根据权利要求1所述燃料燃烧的燃烧器，其特征在于：

所述初级喷嘴是构成为以便用初级空气风力传递燃料的喷嘴。

4.根据权利要求1所述燃料燃烧的燃烧器，其特征在于：

所述分隔壁在其上设置有旁通机构，当所述移动壁移动到预定位置时，其用于使一部分三次空气旁通通过所述三次喷嘴进入所述初级喷嘴和所述二次喷嘴之一。

5.根据权利要求1所述燃料燃烧的燃烧器，其特征在于：

所述分隔壁由固定壁和移动壁组成，所述流动路径改变件设置在所述移动壁上。

6.根据权利要求5所述燃料燃烧的燃烧器，其特征在于：

用于使三次空气旁通的孔分别形成于所述固定壁和所述移动壁中。

7.根据权利要求6所述燃料燃烧的燃烧器，其特征在于：

所述初级喷嘴具有形成于其外壁的孔，旁通管设置在形成于所述固定壁中的所述孔和形成于所述初级喷嘴的所述外壁中的所述孔之间，以便三次空气通过形成于所述固定壁和所述移动壁中的所述孔流进所述初级喷嘴中。

8.根据权利要求7所述燃料燃烧的燃烧器，其特征在于：

所述旁通管具有形成的喷射出口，以便流进所述初级喷嘴的三次空气沿所述初级喷嘴的内壁流动。

9.根据权利要求7所述燃料燃烧的燃烧器，其特征在于：

所述初级喷嘴为用于供给煤粉的喷嘴，所述初级喷嘴具有设置在其内部用于使流动路径的截面面积变窄并集中煤粉的煤粉集中器，所述旁通管延伸到所述煤粉集中器，以便流进所述初级喷嘴的三次空气沿所述煤粉集中器的表面流动。

10.根据权利要求1所述燃料燃烧的燃烧器，其特征在于：

用于冷却所述流动路径改变件和所述流动路径改变件邻近区域中的所述分隔壁的散热片设置在所述流动路径改变件和所述流动路径改变件邻近区域中的所述分隔壁上。

11.根据权利要求5所述燃料燃烧的燃烧器，其特征在于：

所述分隔壁构成为以便所述移动壁在所述固定壁上滑动，而用于引导所述移动壁的导向滚子设置在所述固定壁上。

12.根据权利要求5所述燃料燃烧的燃烧器，其特征在于：

用于阻止所述移动壁的止动器设置在至少所述固定壁和所述移动壁之一上。

13.根据权利要求1所述燃料燃烧的燃烧器，其特征在于：

还设置有用于供给二次空气和三次空气的风箱，而用于移动所述分隔壁的机构设置在所述风箱的外部。

14.一种通过燃烧器的燃料燃烧方法，其中所述燃烧器包括：用于供给燃料和初级空气的初级喷嘴；设置在所述初级喷嘴外用于供给二次空气的二次喷嘴；设置在所述二次喷嘴外以便与所述二次喷嘴的外部接触，用于供给三次空气的三次喷嘴，其中所述二次喷嘴和所述三次喷嘴通过分隔壁进行分隔，以及流动路径改变件，其设置在用于将三次空气的流动从沿燃烧器轴线的流动改变到向外流动的所述分隔壁上，所述分隔壁构成为在燃烧器的轴向方向移动，其中：

所述分隔壁根据负载的变化、燃烧器轴端部分的温度、燃料的性能、氮氧化物的浓度、未燃烧燃料的浓度、以及燃料供给停止的任何一个条件或多个条件有关，并调节从所述三次喷嘴供给的三次空气的流量。

15.根据权利要求14所述燃料燃烧的燃烧器，其特征在于：

当供给到所述燃烧器的燃料停止时，移动所述移动壁以便所述三次喷嘴的三次空气喷射出口的截面面积变少，从而增加从所述二次空气喷嘴的二次空气的流量。

16.根据权利要求14所述燃料燃烧的燃烧器，其特征在于：

所述方法还包括以下步骤：移动所述分隔壁，以便在通过燃烧器燃烧燃料期间，当所述流动路径改变件的温度变得高于设定温度时，用于喷射所述三次喷嘴的三次空气的截面面积减少，以及增加三次空气的流速。

17.根据权利要求14所述燃料燃烧的燃烧器，其特征在于：

供给到所述三次喷嘴的一部分三次空气在供给到所述燃烧器的燃料停止期间，旁路通过所述三次喷嘴的流动路径以进入所述二次喷嘴。

18.根据权利要求14所述燃料燃烧的燃烧器，其特征在于：

供给到所述三次喷嘴的一部分三次空气在供给到所述燃烧器的燃料停止期间，旁路通过所述三次喷嘴的流动路径以沿所述初级喷嘴的内壁流动。

19.一种改进具有燃烧器的锅炉的方法，其中所述燃烧器设置在炉壁上并包括：用于供给燃料和初级空气的初级喷嘴；设置在所述初级喷嘴外以便围绕所述初级喷嘴，用于供给二次空气的管状二次喷嘴；设置在所述二次喷嘴外用于供给三次空气的管状三次喷嘴；以及固定在所述二次喷嘴和所述三次喷嘴之间的管状分隔壁，其中所述方法包括步骤：

去除所述分隔壁的至少一端部分；以及

设置管状分隔壁，其设置成围绕所述分隔壁的去除部分的位置，所述管状分隔壁具有用于将三次空气的流动从燃烧器轴线的流动改变到向外流动，以便沿燃烧器的轴向方向移动的流动路径改变件。

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