CN200968605Y - 一种中心风可调直流燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种中心风可调燃烧器，在燃烧器喷口外壳内沿壳体的长度方向放入两个分割板，该分割板将燃烧器出口段内部空间分成三部分，上下部分是由宽空间过渡到窄空间或空间不变的一次风煤粉气流介质通道，中部分是空间不变或由窄空间过渡到宽空间的二次风空气介质通道。本实用新型在运行中，通过中间通道二次风的调节使煤粉气流着火原理发生根本变化，提高了燃烧器对燃煤特性的适应性，解决了现有燃煤锅炉燃烧器原理单一、对燃煤特性适应差的弊端。由于调节机构在炉外或二次风风箱内，风门调节机构的电动执行器在炉外，保证了调节机构调节的灵活和可靠性，且不会造成煤粉泄露。本实用新型对原燃烧系统不做改动，不增加投资，便于实施。

Description

一种中心风可调直流燃烧器

                           技术领域

本实用新型属于锅炉燃烧设备，具体涉及一种中心风可调直流燃烧器(以下简称中心风可调燃烧器)。

                          背景技术

我国电站锅炉燃煤品种杂，性能差异大。例如，某电厂同一台锅炉燃用煤的无灰干燥基挥发分(V_daf)变化范围可以从15％变化到38％。当燃煤的V_daf在20％以下时，该锅炉出现燃烧不稳现象，甚至出现锅炉灭火的问题；但当燃煤的V_daf在30％以上时，该锅炉燃烧器的着火距离过近，甚至在燃烧器喷口内燃烧，导致该锅炉燃烧器喷口烧损，严重时还出现一次风管道烧损的问题，严重的影响了锅炉的安全运行。

这一现象在我国电站锅炉并非个例，该问题在目前电厂入厂煤杂，质量难以保证的情况下更为普遍，成为影响电站锅炉安全运行的重要隐患。造成这一安全隐患的主要根源是燃煤质量问题；另一原因是目前的燃烧器对燃煤的适应范围比较窄。

目前的燃烧器在单方面解决稳燃或喷口烧损方面都能满足锅炉要求，但却无法同时满足这两个在原理上相互矛盾的要求。造成这种问题的主要原因是现有燃烧器自身所采用的着火原理单一，因而对煤种的适应性差。由此可见，要使燃烧器性能可以在稳燃和烧损这两个相互矛盾的极端范围内进行有效调节，就必须使燃烧器通过调整能在着火原理上产生根本转变，这是提高电站锅炉燃烧器对煤质变化适应能力所必须解决的问题。

                         发明内容

本实用新型的目的是提供一种通过调整来改变煤粉气流着火原理、从而扩大燃烧器对煤质适应性的中心风可调直流燃烧器。通过调节，该燃烧器在燃煤着火性能下降时将具有很强的稳燃能力；在燃煤着火性能优时则能够有效降地控制煤粉气流的着火时机，推迟煤粉气流的着火距离，保护燃烧器喷口不被烧损。

为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种中心风可调直流燃烧器，至少包括燃烧器喷口及其外壳，其特征在于，在燃烧器喷口的外壳内沿壳体的长度方向放置第一上分割板和第一下分割板，由第一上分割板和第一下分割板将燃烧器喷口分割成上通道、中间通道和下通道，其中，中间通道为空气介质通道，上通道和下通道为煤粉气流介质通道。

在燃烧器喷口上密封连接有三通道方管，三通道方管有外壳，该三通道方管中设有第二上分割板和第二下分割板，将三通道方管内部分割为与燃烧器的上通道、中间通道和下通道相匹配的3个通道；在三通道方管后依次连接有粉管内方接圆管、风门前圆管，风门前圆管从一次风管穿出被引到炉外，在风门前圆管的炉外部分安装有风门调节机构，风门调节机构中设有由表盘控制的电动执行器。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型利用分割板将燃烧器喷口分成上中下3个通道，并将中间通道作为二次风通道。当燃用难燃煤种时，关闭中间通道的二次风，此时，燃烧器中间的空气通道转变成为该燃烧器的内钝体，上下通道的煤粉气流在燃烧器出口中间区域卷吸高温烟气形成高温烟气回流区，并在回流区后混合成为一股。此种情况下，中心风可调燃烧器相当于带内钝体的单只直流燃烧器。由于内钝体所产生高温烟气回流区(内钝体的稳燃原理)和大功率燃烧器的强稳燃能力(稳燃能力与燃烧器功率成正比)的共同作用，中心风可调直流燃烧器具有很强的稳燃能力。

2、当燃用煤种的着火性能优良时，中间通道的二次风全部开启，高速空气流从中间通道喷射进入炉内，将中心风可调直流燃烧器分割成为功率减半的2只小燃烧器。此种情况下，从中间通道喷射而出的空气流和上下通道的煤粉气流形成3股平行射流，相当于布置方式为烟煤型的2只小燃烧器和一只二次风喷口。由于该2只小燃烧器喷口的功率是原单只燃烧器功率的一半，每只小燃烧器的稳燃能力随之大大下降；此外，中间通道的二次风气流相当于2股煤粉气流的冷却风，不但影响煤粉气流的着火过程；而且自身吸收热量，使燃烧器区域热负荷降低，这些方面的作用均使煤粉气流的着火距离推迟，从而有效地保护了燃烧器喷口。

3、对于着火性能一般的煤种，通过中间通道二次风量的有效控制，可以人为地控制燃烧器出口高温烟气回流区的大小，以适应不同煤质的着火需要。因此，单就着火性能而言，中心风可调直流燃烧器对煤种的适应能力大大提高。解决了现有燃烧器着火原理单一、对燃煤特性适应性差的弊端。

4、中心风可调直流燃烧器通过中间通道二次风射流的有效控制使煤粉气流的着火原理发生根本变化。在中间通道二次风全关闭时，煤粉气流的着火过程主要依靠内钝体的稳燃原理和大功率燃烧器的稳燃原理来实现；在中间二次风全开时，煤粉气流的着火过程主要依靠燃烧器的小功率、烟煤型燃烧器布置方式和较小的出口区域热负荷(热负荷越小稳燃能力越差)、热着火原理(中心风增加了煤粉气流的着火热)等来推迟煤粉气流的着火距离。在介于两者之间时，则根据燃煤特性通过二次风的有效控制使其着火过程偏向于中间通道的二次风门全关、全开或居中。这种着火原理的改变是该燃烧器对煤种适应能力扩大的主要原因。

5、中间通道的风门调节机构布置在炉外或二次风大风箱内，工作条件较好。特别是前者，中间通道二次风门的电器控制机构全布置在炉外，保证了调整机构的灵活性与可靠性，且可实现表盘操作控制。此外，中间通道和一次风管道是固定连接，不存在漏粉问题。

6、具有结构简单，燃烧器外型不发生变化，系统阻力基本不增加，不影响系统设备出力等优点，对新建机组和已投运机组的锅炉都非常适宜。

                        附图说明

图1为燃烧器喷口及其连接管道、二次风大风箱的示意图；

图2为图1中燃烧器喷口和三通道方管的A-A向视图；

图3为图2的C向视图；

图4为图1中燃烧器喷口和三通道方管的A-A向视图；

图5为图4的C向视图；

图6为图1中燃烧器喷口和三通道方管的A-A向视图；

图7为图6的C向视图；

图8为图1中燃烧器喷口和三通道方管的A-A向视图；

图9为图8的C向视图；

图10为图1中燃烧器喷口和三通道方管的A-A向视图；

图11为图10的C向视图；

图12为燃烧器喷口及其连接管道、二次风大风箱的示意图；

图13为图12中燃烧器喷口的A-A向视图；

图14为图13的C向视图；

图15为图12中燃烧器喷口的A-A向视图；

图16为图15的C向视图；

图17为图12中燃烧器喷口的A-A向视图；

图18为图17的C向视图；

图19为图12中燃烧器喷口的A-A向视图；

图20为图19的C向视图；

图21为图12中燃烧器喷口的A-A向视图；

图22为图21的C向视图；

图23为图12中三通道方管的B-B向视图；

图24为图23的C向视图；

图25为图12中三通道方管的B-B向视图；

图26为图25的C向视图；

图中的标号分别表示：1、燃烧器喷口，2、三通道方管，3、粉管内方接圆管，4、风门前圆管，5、风门调节装置，6、原一次风系统中的弯头，7、原一次风管道，8、上通道，9、下通道，10、中间通道，11、燃烧器外壳，12、第一上分割板，13、第一下分割板，14、三通道方管外壳，15、第二上分割板，16、第二下分割板，17、风门后圆管，18、风门前方管道，19、风门后方管道，20、风箱内方接圆管，21、进风圆管，22、二次风大风箱。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

                    具体实施方式

参见附图，本实用新型的中心风可调直流燃烧器，将燃烧器喷口1分割为3个通道。即在燃烧器喷口1的外壳11内沿壳体的长度方向放入2个第一上下分割板12、13，该第一上下分割板12、13将燃烧器喷口1的内部空间分割为3个通道，其中，中间通道10为二次风介质通道，上通道8和下通道9为一次风煤粉气流介质通道；上通道8和下通道9由宽空间过渡到窄空间、或空间截面不变，中间通道10由窄空间过渡到宽空间、或空间截面不变。

在燃烧器喷口1进行上述改进后能够形成三种不同连接方式，即：

(a)在燃烧器喷口1后依次连接三通道方管2、粉管内方接圆3、粉管内圆管4、风门调节机构5和与二次风大风箱连接的圆管17；或

(b)在燃烧器喷口1后依次连接三通道方管2、风门前方管道18、风门调节机构5和风门后方管道19；或

(c)在燃烧器喷口1后依次连接三通道方管2、风门前方管道18、风箱内方接圆20、风门调节机构5和进风圆管21。

上述(a)连接方式的粉管内圆管3穿过一次风粉管的管壁被引至炉膛外部，然后再引入二次风大风箱；连接方式(b)、(c)的风门前方管道18直接进入二次风大风箱。前者在炉外管道上布置风门调节机构5，风门调节机构5内有由表盘控制的电动执行器；后者在大风箱内布置调节风门，通过连接机构引到炉外，在炉外布置电器执行机构。两者均以大风箱的二次风作为气源，大风箱的二次风通过高压差从中间通道10送入炉内(无需任何外力)。两者的电动执行器均可引入表盘进行操作控制。

实施例1：

本实施例所示的中心风可调直流燃烧器(参见图1、2、3)，在燃烧器喷口1的外壳11中放入上下2个厚度变化的第一上分割板12和第一下分割板13，将燃烧器喷口1分割为3个通道，上下2个由宽变窄的通道为一次风煤粉气流介质通道，中间截面不变的通道为二次风空气介质通道。与燃烧器喷口1相连接的为三通道方管2，在该三通道方管2的外壳14中放入第二上分割板15和下分割板16，将三通道方管2的内部分割为与燃烧器喷口1的入口通道相匹配的3个通道。在三通道方管2后依次连接粉管内方接圆管3、风门前圆管4，风门前圆管4穿过一次风管引到炉外，在风门前圆管4的炉外部分安装风门调节机构5，在风门调节机构5后通过圆管17将其和二次风箱连接。风门调节机构5设有由表盘控制的电动执行器。二次风大风箱为中间通道10提供气源。

实施例2：

本实施例所示的中心风可调直流燃烧器(参见图1、4、5)，在燃烧器喷口1的外壳11中放入上下2个入口部分厚度不变、出口部分厚度变化的第一上分割板12和第一下分割板13，将燃烧器喷口1分割为3个通道，上下2个在燃烧器喷口1的出口由宽变窄的通道为一次风煤粉气流介质通道，中间截面不变的通道为二次风空气介质通道。此实施例与实施例1的区别仅为上述燃烧器喷口1内的第一上分割板12、第一下分割板13形状上的差异，其它部分与实施例1相同。

实施例3：

本实施例所示的中心风可调直流燃烧器(图1、6、7)，在燃烧器喷口1的外壳11中放入上下2个厚度不变的第一上分割板12和第一下分割板13，将燃烧器喷口1分割为3个通道，上下2个由宽变窄的通道为一次风煤粉气流介质通道，中间由窄变宽的通道为二次风空气介质通道。此实施例与实施例1的区别仅为上述燃烧器喷口1内的第一上分割板12、第一下分割板13形状上的差异，其它部分与实施例1相同。

实施例4：

本实施例所示的中心风可调直流燃烧器(图1、8、9)，在燃烧器喷口1的外壳11中放入上下2个厚度不变而形状变化的上分割板12和第一下分割板13，将燃烧器喷口1分割为3个通道，上下2个在燃烧器喷口1的出口由宽变窄的通道为一次风煤粉气流介质通道，中间在燃烧器喷口1的出口由窄变宽的通道为二次风空气介质通道。此实施例与实施例1的区别仅为上述燃烧器喷口1内的第一上分割板12、第一下分割板13形状上的差异，其它部分与实施例1相同。

实施例5：

本实施例所示的中心风可调直流燃烧器(图1、10、11)，在燃烧器喷口1的外壳11中放入2个厚度不变的第一上分割板12和第一下分割板13，将燃烧器喷口1分割为3个通道，上下2个截面不变的通道为一次风煤粉气流介质通道，中间截面不变的通道为二次风空气介质通道。此实施例与实施例1的区别仅为上述燃烧器喷口1内的第一上分割板12、第一下分割板13形状上的差异，其它部分与实施例1相同。

实施例6：

本实施例所示的中心风可调直流燃烧器(图12、13、14)的燃烧器喷口1与实施例1相同，但与燃烧器喷口连接的三通道方管2和进风方式发生变化(图23、24)，在该三通道方管2的外壳14中放入第二上分割板15和第二下分割板16，将其分割为与燃烧器入口通道相匹配的3个通道。从该中间通道直接引出一方管道18穿过三通道方管2的外壳14从水平方向进入二次风大风箱，并在其末端安装一个风门调节机构5，风门调节机构5后的方管道19则为中心风可调燃烧器的进风管道。风门调节机构5通过连接机构引到炉外，风门调节机构5设有由表盘控制的电动执行器，在炉外引入表盘进行控制。

实施例7：

本实施例所示的中心风可调直流燃烧器喷口1(图10、15、16)的结构与实施例2相同，其余部分与实施例6相同。

实施例8：

本实施例所示的中心风可调直流燃烧器喷口1(图8、17、18)的结构与实施例3相同，其余部分与实施例6相同。

实施例9：

本实施例所示的中心风可调直流燃烧器喷口1(图8、19、20)的结构与实施例4相同，其余部分与实施例6相同。

实施例10：

本实施例所示的中心风可调直流燃烧器喷口1(图8、21、22)的结构与实施例5相同，其余部分与实施例6相同。

实施例11：

本实施例所示的中心风可调直流燃烧器喷口1(图12、13、14)的结构与实施例1、6相同，但进风方式发生变化(图25、26)，在该三通道方管2的外壳14中放入第二上分割板15和第二下分割板16，将其分割为与燃烧器入口通道相匹配的3个通道。从该中间通道直接引出一风门前方管道18穿过三通道方管2的外壳14从水平方向进入二次风大风箱，在其后依次为风箱内方接圆管20、风门调节机构5和风门后圆管21。风门调节机构5通过连接机构引到炉外，风门调节机构5设有由表盘控制的电动执行器，在炉外引入表盘进行控制。

实施例12：

本实施例所示的中心风可调直流燃烧器喷口1(图10、13、14)结构与实施例2、7相同，其余部分与实施例11相同。

实施例13：

本实施例所示的中心风可调燃烧器喷口1(图8、15、16)结构与实施例3、8相同，其余部分与实施例11相同。

实施例14：

本实施例所示的中心风可调燃烧器喷口1(图8、17、18)结构与实施例4、9相同，其余部分与实施例11相同。

实施例15：

本实施例所示的中心风可调燃烧器喷口1(图8、17、18)结构与实施例5、10相同，其余部分与实施例11相同。

本实用新型的工作原理如下：

中心风可调燃烧器利用对中间通道二次风的调节，使中间通道既可起到内钝体的作用(二次风关闭)，又可起到将该燃烧器分割成为功率减半的2只煤粉气流喷口和一只二次风喷口，并使此3通道形成烟煤型燃烧器布置方式。

在燃用难燃煤种时，该燃烧器利用内钝体卷吸高温烟气的作用以促使煤粉气流及时着火燃烧；在燃用着火性能优良的高挥发分烟煤时，该燃烧器利用燃烧器功率减半、烟煤型燃烧器布置方式以及热着火原理等，降低煤粉气流的加热速率，从而将煤粉气流的着火距离控制在燃烧器出口以外，保护燃烧器喷口不被烧损。

与其它直流燃烧器相比，中心风可调燃烧器利用中心风的调整改变了燃烧器自身的形式、着火原理和条件，使其自身对煤种的适应性大大提高。成功地改善了现有燃烧器原理单一、对燃煤特性适应性差的弊端。

中心风可调燃烧器只是在燃烧器喷口和连接管道上加装了通道分割板，结构简单，燃烧器外型不发生变化，且阻力增加很有限。因此用于新建锅炉不增加任何投资，用于已投运锅炉改造时，对原燃烧系统不做改动，对原有一次风机或一次风压不提新要求，非常便于实施。

Claims (9)

1、一种中心风可调直流燃烧器，至少包括燃烧器喷口(1)及其外壳(11)，其特征在于，在燃烧器喷口(1)的外壳(11)内沿壳体的长度方向放置第一上分割板(12)和第一下分割板(13)，由第一上分割板(12)和第一下分割板(13)将燃烧器喷口(1)分割成上通道(8)、中间通道(10)和下通道(9)，其中，中间通道(10)为二次风空气介质通道，上通道(8)和下通道(9)为一次风煤粉气流介质通道。

2、如权利要求1所述的中心风可调直流燃烧器，其特征在于，所述的上分割板(12)和下分割板(13)的厚度沿气流方向不同，其组合的外形状为倒“八”字型，使中间通道(10)的二次风空气介质流通面积不变，上通道(8)和下通道(9)的一次风煤粉气流介质通道则由宽变窄。

3、如权利要求1所述的中心风可调直流燃烧器，其特征在于，所述的上分割板(12)和下分割板(13)的厚度沿气流方向部分相同而部分不同，其组合形状为倒“丫”字型，使中间通道(10)的二次风空气介质流通面积不变，上通道(8)和下通道(9)的一次风煤粉气流介质通道在燃烧器喷口(1)的出口段由宽变窄。

4、如权利要求1所述的中心风可调直流燃烧器，其特征在于，所述的上分割板(12)和下分割板(13)的厚度沿气流方向不同，其组合形状为倒“丫”字型，使中间通道(10)的二次风空气介质流通面积在燃烧器喷口(1)的出口段由窄变宽，上通道(8)和下通道(9)的一次风煤粉气流介质通道在燃烧器喷口(1)的出口段则由宽变窄。

5、如权利要求1所述的中心风可调直流燃烧器，其特征在于，所述的上分割板(12)和下分割板(13)的厚度沿气流方向相同，其组合形状为倒“八”字型，使中间通道(10)的二次风空气介质的流通截面由窄变宽，上通道(8)和下通道(9)的一次风煤粉气流介质通道则由宽变窄。

6、如权利要求1所述的中心风可调直流燃烧器，其特征在于，所述的上分割板(12)和下分割板(13)的厚度沿气流方向相同，其组合形状为平行，使中间通道(10)二次风空气介质流通面积和上通道(8)和下通道(9)的一次风煤粉气流介质通道的流通截面不变。

7、如权利要求1所述的中心风可调直流燃烧器，其特征在于，所述的燃烧器喷口(1)上密封连接有三通道方管(2)，三通道方管(2)有外壳(14)，该三通道方管(2)中也设有第二上分割板(15)和第二下分割板(16)，将三通道方管(2)内部分割为与燃烧器(1)的上通道(8)、中间通道(10)和下通道(9)相匹配的3个通道；在三通道方管(2)后依次连接有粉管内方接圆管(3)、风门前圆管(4)，风门前圆管(4)从一次风管穿出被引到炉外，在风门前圆管(4)的炉外部分安装有风门调节机构(5)和与二次风大风箱连接的圆管(17)，风门调节机构(5)中设有由表盘控制的电动执行器。

8、如权利要求1所述的中心风可调直流燃烧器，其特征在于，所述的燃烧器喷口(1)上依次密封连接有三通道方管(2)，三通道方管(2)上连接有风门前方管道(18)、风门调节机构(5)、风门后方管道(19)，其中，风门前方管道(18)穿过三通道方管(2)的外壳(14)直接进入二次风大风箱，其风门调节机构(5)安装在大风箱内。

9.根据权利要求1所述的中心风可调燃烧器，其特征在于，所述的燃烧器喷口(1)上依次密封连接有三通道方管(2)，三通道方管(2)上连接有风门前方管道(18)，风门前方管道(18)上连接有风箱内方接圆管(20)、风门调节机构(5)和风门后圆管(21)，其中，风门前方管道(18)穿过三通道方管2的外壳14直接进入二次风大风箱，其风门调节机构(5)安装在大风箱内。

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