CN201875703U - 一种煤粉燃烧器及煤粉锅炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种煤粉燃烧器及煤粉锅炉。公开的煤粉燃烧器包括前后相连的煤粉浓缩段和主体段，所述煤粉浓缩段具有煤粉浓缩装置，所述煤粉浓缩段内形成浓相煤粉通流部和淡相煤粉通流部；所述煤粉燃烧器还包括点火热源；所述主体段内具有沿煤粉流动方向延伸的隔板，所述隔板将主体段内的空间至少分成浓相煤粉通道和淡相煤粉通道；所述浓相煤粉通流部的后端和淡相煤粉通流部的后端分别与所述浓相煤粉通道的前端与淡相煤粉通道的前端相对应；所述点火热源位于浓相煤粉通流部或浓相煤粉通道中。这样，在利用本实用新型提供的煤粉燃烧器时，煤粉中大部分氮可以形成N2；进而可以减小煤粉在锅炉中继续燃烧所产生的燃料型NOx，减少煤粉锅炉NOx的排放量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种煤粉燃烧技术，特别涉及一种煤粉燃烧器，还涉及到包括该煤粉燃烧器的煤粉锅炉。
背景技术
在当前环境保护问题日益严峻的形势下，如何减少煤粉锅炉运行过程中氮氧化物(NOx)的排放量是要解决的重要课题之一。
煤粉锅炉运转过程中排放的NOx，一般是指NO和NO2；其中绝大部分是NO，在火焰带的下游或排放后，一部分的NO会转化为NO2。煤粉燃烧过程中产生的氮氧化物(NOx)可分为热力型、快速型和燃料型；其中，燃料型NOx指煤粉中的氮在燃烧过程中经过一系列的氧化-还原反应而生成的NOx，它是煤粉燃烧过程中NOx的主要来源，约占总的NOx排放量的80％～90％。因此，减少NOx的排放量的关键是减少燃料型NOx的排放量；而减少燃料型NOx排放量的主要方式是使煤粉在低氧浓度区域燃烧，使煤粉中的氮形成N2，以减少NOx排放量。为此，现有技术中已经公开了一些技术方案。
如日本三菱公司(MHI)的PM(pollution minimum)浓淡直流燃烧器。该PM浓淡直流燃烧器利用弯头的导流作用形成煤粉浓缩装置，将煤粉气流分为浓相煤粉气流和淡相煤粉气流两股，并使浓相煤粉气流在富燃料的环境中燃烧，形成挥发分燃烧区，使煤粉进行还原性反应，以控制NOx的生成量。PM浓淡直流燃烧器出口设有钝体，以在该燃烧器的出口附近形成高温烟气的回流；该结构的作用在于：一是通过高温烟气使煤粉气流提前着火，二是延迟一次风(风粉混合物)与二次风的混合，延长煤粉在挥发分燃烧区的停留时间，即延长还原反应时间，使更多的燃料型NOx被还原成N2；这样就在该燃烧器的出口附近形成局部空气分级燃烧，以抑制NOx的生成。
另一种为国内哈尔滨工业大学的水平浓淡直流燃烧器。该水平浓淡直流燃烧器是利用在燃烧器内部设置的叶栅分离结构(百叶窗形结构)形成的煤粉浓缩装置，在燃烧器出口的水平方向将煤粉气流分为浓相煤粉气流和淡相煤粉气流两股，使浓相煤粉气流进行富燃料燃烧，进行还原性反应，以控制NOx的生成。一次风(风粉混合物)气流的浓相煤粉气流在迎火面，煤粉提前着火，淡相煤粉气流位于背火面，延迟一次风(风粉混合物)与二次风的混合，使燃烧产物在富燃料的挥发分燃烧区内停留时间延长，即延长还原反应时间，使更多的燃料型NOx被还原成N2，以抑制NOx的生成。
上述降低NOx排放的技术方案中，煤粉都是在燃烧器的出口附近，以外燃烧的方式下进行燃烧；这种方式由于无法保持燃烧过程中的富燃料环境，再加上二次风对一次风的影响，限制了空气分级燃烧降低NOx排放的作用。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的第一个目的在于，提供一种煤粉燃烧器，以更有效地减少煤粉锅炉NOx的排放量。
本实用新型的第二个目的在于提供一种包括上述煤粉燃烧器的煤粉锅炉。
为了实现上述第一个目的，本实用新型提供的煤粉燃烧器包括前后相连的煤粉浓缩段和主体段，所述煤粉浓缩段具有煤粉浓缩装置，所述煤粉浓缩段内形成浓相煤粉通流部和淡相煤粉通流部；煤粉燃烧器还包括点火热源；所述主体段内中具有沿煤粉流动方向延伸的隔板，所述隔板将所述主体段内的空间至少分成浓相煤粉通道和淡相煤粉通道；所述浓相煤粉通流部的后端和淡相煤粉通流部的后端分别与所述浓相煤粉通道的前端与淡相煤粉通道的前端相对应；所述点火热源位于浓相煤粉通流部或浓相煤粉通道中。
可选的，所述煤粉燃烧器还包括快速引燃装置，所述快速引燃装置包括前端通流截面等于后端通流截面的直筒或前端通流截面大于后端通流截面的锥筒；所述点火热源位于所述锥筒或直筒中。
可选的，所述煤粉燃烧器还包括渐缩段和沿煤粉流动方向延伸的渐缩隔板，所述渐缩隔板将所述渐缩段内的空间分成渐缩浓相煤粉通道和渐缩淡相煤粉通道，所述渐缩浓相煤粉通道的前端的通流截面大于其后端的通流截面；所述渐缩浓相煤粉通道的前端和渐缩淡相煤粉通道的前端分别与所述浓相煤粉通道的后端与淡相煤粉通道的后端相通。
可选的，所述煤粉燃烧器还包括稳定段和沿煤粉流动方向延伸的稳定段隔板，所述稳定段隔板将所述稳定段内的空间分成稳定段浓相煤粉通道和稳定段淡相煤粉通道，所述稳定段浓相煤粉通道的前端的通流截面等于其后端的通流截面；所述稳定段浓相煤粉通道的前端和稳定段淡相煤粉通道的前端分别与所述渐缩浓相煤粉通道的后端与渐缩淡相煤粉通道的后端相通。
可选的，所述煤粉浓缩装置包括弯头、外筒和位于外筒内的内筒，所述外筒的前端和后端分别与所述弯头后端和主体段的前端相接；所述内筒包括前端的通流截面小于后端的通流截面的锥筒段；所述锥筒段后端与浓相煤粉通道的前端相连，前端与所述弯头后端偏向外弧的部分相通。
可选的，所述煤粉浓缩装置还包括前端的通流截面大于后端的通流截面的缩孔段；所述缩孔段的后端与所述内筒的前端相接，所述缩孔段的前端与所述弯头的后端的偏向外弧的部分相对。
可选的，所述内筒还包括串连弯管，所述串连弯管包括两个相连的、折弯方向相反的弯管；所述串连弯管的前端与所述弯头的后端的偏向外弧的部分相对，后端与所述锥筒段的前端相接。
可选的，所述串连弯管内布置有导流板；在煤粉气流的流动方向，导流板的走向与串连弯管的中心线平行。
可选的，所述浓相煤粉通道内还设置有扰流件；在煤粉气流流动方向上，所述扰流件的通流截面是可变的。
可选的，所述浓相煤粉通道的内壁面还设置有由陶瓷材料制成的耐火内衬。
可选的，在所述浓相煤粉通道的内壁面上设置有气孔，所述气孔与预定的气源相连。
可选的，所述隔板形成筒状结构；所述隔板内腔形成浓相煤粉通道，所述隔板外壁面与主体段内壁面之间形成淡相煤粉通道。
为了实现上述第二个目的，本实用新型提供的煤粉锅炉包括炉膛和上述任一种煤粉燃烧器，所述煤粉燃烧器安装在炉膛上。
与现有技术相比，本实用新型提供的煤粉燃烧器包括煤粉浓缩段和主体段，所述煤粉浓缩段内设置有煤粉浓缩装置，煤粉浓缩装置能够对一次风中的煤粉气流进行浓淡分离，使煤粉气流形成浓相煤粉气流和淡相煤粉气流；浓相煤粉气流和淡相煤粉气流的通流部分形成浓相煤粉通流部和淡相煤粉通流部；另外，主体段中的隔板将主体段内空间至少分成浓相煤粉通道和淡相煤粉通道二个通道，且浓相煤粉通流部的后端和淡相煤粉通流部的后端分别与所述浓相煤粉通道的前端与淡相煤粉通道的前端相对应；在浓相煤粉通流部或浓相煤粉通道中还设置有点火热源。这样，一次风中的煤粉气流在通过煤粉浓缩段时，形成浓相煤粉气流和淡相煤粉气流后，浓相煤粉气流通过浓相煤粉通流部进入浓相煤粉通道中，并通过浓相煤粉通道流出煤粉燃烧器的出口到达锅炉炉膛中；在浓相煤粉气流通过点火热源所在的位置时，点火热源将使浓相煤粉气流稳定燃烧；由于隔板使浓相煤粉气流和淡相煤粉气流保持分离，这样就可以保证浓相煤粉气流在浓相煤粉通道中形成良好的还原性气氛，使煤粉中的氮在燃烧过程中经过一系列的反应生成N2。与现有技术提供的技术方案相比，利用本实用新型提供的煤粉燃烧器时，一次风中大部分煤粉(形成浓相煤粉气流)在到达煤粉燃烧器出口之前，就在煤粉燃烧器的浓相煤粉通道的还原性气氛下进行了较为充分的反应，使煤粉中更多的氮形成N2；同时，由于隔板将浓相煤粉气流与淡相煤粉气流强行隔离，可以避免淡相煤粉气流对浓相煤粉气流的还原性气氛产生不良影响，使浓相煤粉气流在还原性气氛下的停留时间延长，从而使煤粉中的更多的氮形成的N2；这样，在利用本实用新型提供的煤粉燃烧器时，煤粉中更多的氮会形成N2；进而，这样就可以减小煤粉在锅炉中继续燃烧所产生的燃料型NOx，进而可以更有效地减少煤粉锅炉NOx的排放量。
在进一步的技术方案中，还包括与点火热源相对应的快速引燃装置，快速引燃装置包括套在点火热源外部的直筒或锥筒。快速引燃装置可以使点火热源将附近的煤粉气流快速点燃，并保证点火热源点火的稳定性和可靠性。
在进一步的技术方案中，在主体段后设置渐缩段和沿煤粉流动方向延伸的渐缩隔板，形成前端的通流截面大于其后端的通流截面的渐缩浓相煤粉通道；这样可以提高浓相煤粉气流燃烧形成的煤粉火焰的流动速度，提高煤粉火焰的动量，满足锅炉炉膛内燃烧组织的需要。
在进一步的技术方案中，渐缩段后端设置稳定段和沿煤粉流动方向延伸的稳定段隔板，形成前端的通流截面等于其后端的通流截面的稳定段浓相煤粉通道；这样可以增加煤粉火焰的刚性，满足锅炉炉膛中燃烧组织的需要，提高锅炉炉膛煤粉燃烧的稳定性，防止燃烧器区域壁面结渣。
在进一步的技术方案中，煤粉浓缩装置包括弯头、外筒和位于外筒内的内筒；并使所述内筒内的空间形成所述浓相煤粉通流部的至少一部分，内筒与外筒之间的空间形成淡相煤粉通流部的至少一部分。该技术方案可以利用内筒将浓相煤粉气流与淡相煤粉气流隔离，避免浓相煤粉气流与淡相煤粉气流提前混合。
在进一步的技术方案中，在内筒前端与弯头的后端之间设置缩孔段；缩孔段可以对浓相煤粉气流产生均流作用，使浓相煤粉气流中的煤粉分布更加均匀，为氮氧化物的还原提供了有利条件。
在进一步的技术方案中，在所述浓相煤粉通道内还设置有在煤粉气流流动方向上，通流截面具有预定变化的扰流件；这样可以对煤粉火焰形成扰流，使浓相煤粉通道内的温度场更加均匀；促进煤粉在富集煤粉、低氧和合适的温度条件下燃烧，使煤粉中更多的氮元素转变为N2。
在进一步的技术方案中，在浓相煤粉通道的内壁面上设置有由陶瓷材料制成的耐火内衬；一方面，这样可以提高浓相煤粉通道内壁的耐磨性及防止高温腐蚀，从而提高了煤粉燃烧器的使用寿命；另一方面，由于陶瓷材料制成的耐火内衬具有较低的热传导性，这样可以保持浓相煤粉通道的温度，为煤粉气流在低氧条件下的燃烧提供了更优的环境，使煤粉中的更多氮转化为N2。
在进一步的技术方案中，所述浓相煤粉通道的内壁面上设置有气孔，所述气孔与预定气源相通。这样可以使具有预定压力的空气导入，导入的空气不仅可以搅拌浓相煤粉气流，使浓相煤粉通道内的温度场更均匀，还可以冷却浓相煤粉通道的内壁，吹扫浓相煤粉通道内壁上的积灰，防止结渣。
在提供上述煤粉燃烧器的基础上，还提供了一种包括该煤粉燃烧器的煤粉锅炉，由于煤粉燃烧器具有上述技术效果，包括该煤粉燃烧器的煤粉锅炉也具有相对应的技术效果。
附图说明
图1是本实用新型实施例一提供的一种煤粉燃烧器的结构示意图；
图2是本实用新型实施例二提供的一种煤粉燃烧器的结构示意图；
图3是图2中的快速引燃装置的放大图，同时示出快速引燃装置与点火热源的位置关系；
图4是本实用新型实施例三提供的一种煤粉燃烧器的结构示意图；
图5是本实用新型实施例四提供的一种煤粉燃烧器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。本文件中，方位词“前”和“后”是以煤粉气流的流动方向为参照，煤粉气流先到达的位置为前，后到达的位置为后。
实施例一
请参考图1，该图是本实用新型实施例一提供的一种煤粉燃烧器的结构示意图。该煤粉燃烧器包括双层筒体200、煤粉浓缩段100和点火装置300等部分。煤粉浓缩段100可以将一次风的煤粉气流进行浓淡分离，形成浓相煤粉气流和淡相煤粉气流，双层筒体200可以为浓相煤粉气流的燃烧提供空间，点火装置300用于将浓相煤粉气流点燃。
双层筒体200包括主体段220和位于主体段220内的隔板210；隔板210沿煤粉流动方向延伸，将主体段220内分成浓相煤粉通道211和淡相煤粉通道221。本例中，主体段220和隔板210是截面为圆形的筒状结构，且二者中心线大致重合，形成双层筒体结构；隔板210内腔形成浓相煤粉通道211，隔板210外壁面与主体段220内壁面之间形成淡相煤粉通道221。
煤粉浓缩段100包括弯头110、外筒120和位于外筒120内的锥筒段130。外筒120的前端和后端分别与弯头110后端和主体段210的前端相接。本例中，锥筒段130前端的通流截面小于其后端的通流截面。锥筒段130后端与截面为筒状结构的隔板220前端相接，前端与弯头110后端的偏向外弧的部分相对并相通。弯头110、外筒120和锥筒段130形成该煤粉燃烧器的煤粉浓缩装置；锥筒段130形成煤粉浓缩装置的内筒。
点火装置300包括点火装置本体320和点火热源310。本例中，点火装置300为等离子体发生器，在等离子体发生器后端形成点火热源310；点火热源位于锥筒段130中的合适位置，优选位于锥筒段130中心线上。点火装置300可以是其他的点火机构，只要能够产生相应的热量，将浓相煤粉引燃就可以实现本实用新型的目的。
该实施例的工作原理是：一次风中的煤粉气流在通过弯头110时，弯头110利用煤粉气流中煤粉颗粒的惯性，实现煤粉气流的浓淡分离，在靠近弯头110后端形成浓相煤粉气流和淡相煤粉气流，浓相煤粉气流形成于弯头110后端的偏向外弧的部分，淡相煤粉气流形成于后端的偏向内弧的部分；由于锥筒段130前端与弯头110后端的偏向外弧的部分相通，浓相煤粉气流进入锥筒段130中，淡相煤粉气流进入外筒120与锥筒段130之间的空间，使浓相煤粉气流和淡相煤粉气流保持分离，从而在煤粉浓缩段100内形成浓相煤粉通流部131和淡相煤粉通流部121。在浓相煤粉气流通过锥筒段130时，点火热源310将浓相煤粉气流点燃，使浓相煤粉气流开始燃烧，进入由隔板210形成的浓相煤粉通道211中，并继续燃烧；经过浓相煤粉通道燃烧后，再流出煤粉燃烧器进入锅炉的炉膛中；同时，淡相煤粉气流通过淡相煤粉通道221也流出煤粉燃烧器进入锅炉炉膛内燃烧。
根据对其工作原理的描述可以确定，点火热源310不限于位于锥筒段130中，也可以根据实际需要使点火热源310位于浓相煤粉通道211中，优选放置在浓相煤粉通道211中靠近前端的位置。当然，可以根据煤粉特性选择点火热源310的点火强度，以保证点火的可靠性；优选的技术方案中，可以使点火装置300持续工作，以持续性地点燃浓相煤粉气流。
上述煤粉燃烧器减少煤粉锅炉的NOx排放量的原理是：一次风中的氧量远远不能满足其中的煤粉完全燃烧的需要，煤粉气流经过弯头110的浓淡分离之后，浓相煤粉气流的氧量进一步降低；在浓相煤粉气流被点火热源310点燃之后，进入浓相煤粉通道211中燃烧能够产生强烈的还原性气氛。根据燃料型NOx的形成机理，燃料型NOx是煤粉中的氮苯(C5H5N)和氮茂(C4H5N)析出为气相后形成的，在气相中氮苯和氮茂转化为N、HCN和NH3，同时也转化为NOx。在煤粉燃烧过程中生成的挥发分、HCN、NHi与自由基O、OH、O2等进行氧化反应，焦炭氮N的氧化反应生成燃料型NOx(主要是NO)；在燃烧的同时，生成的NO又与挥发分、HCN、NHi等还原介质发生还原反应生成N2。实验证明，燃烧环境中，氧的含量对燃料型NOx最终形成量之间存在密切关系，氧的含量越低，煤粉中的氮转化为N2的量越多，使进入炉膛中的煤粉中的氮含量越少，最终减小燃料型NOx的形成量。浓相煤粉通道211由于与淡相煤粉通道221保持隔离，从而能够使燃烧的煤粉在低氧条件下的停留时间延长；而且，随着空气量的减少，含氧量降低，还原性气氛程度不断增加，煤粉中的氮转化为N2的量越多；这就为减少煤粉整个燃烧过程的燃料型NOx排放提供了前提，从而能够有效地减少煤粉锅炉NOx的排放量。
与现有技术相比，本实施例中，浓相煤粉气流在浓相煤粉通道211内燃烧，可以避免二次风对浓相煤粉气流的不良影响，延长燃烧状态的浓相煤粉气流在低氧条件下的停留时间，使煤粉中的更多的氮形成的N2，从而为更有效地减少煤粉锅炉NOx的排放量提供条件。
实施例二
请参考图2，该图是本实用新型实施例二提供的一种煤粉燃烧器的结构示意图。与实施例一不同，本实施例提供煤粉燃烧器还包括双层渐缩体400和双层稳定体500。
双层渐缩体400包括渐缩段420和沿煤粉流动方向延伸的渐缩隔板410，本例中，渐缩段420和渐缩隔板410均为圆形截面的筒状结构，且二者中心线大致重合，形成双层结构。渐缩隔板410将渐缩段420内的空间分成渐缩浓相煤粉通道411和环状的渐缩淡相煤粉通道421；其中，渐缩浓相煤粉通道411前端的通流截面大于其后端的通流截面，渐缩淡相煤粉通道421前端的通流截面也大于其后端的通流截面。渐缩段420前端与主体段220后端相接，渐缩隔板410前端与隔板210后端相接，使渐缩浓相煤粉通道411前端和渐缩淡相煤粉通道421的前端分别与浓相煤粉通道211的后端与淡相煤粉通道221的后端相通。浓相煤粉气流燃烧形成煤粉火焰在通过渐缩浓相煤粉通道421时，由于渐缩浓相煤粉通道421前端的通流截面大于其后端的通流截面，可以使浓相煤粉燃烧形成煤粉火焰的流动速度增加，提高煤粉火焰的动量，以满足锅炉炉膛内燃烧组织的需要。
双层稳定体500包括稳定段520和沿煤粉流动方向延伸的稳定段隔板510，本例中，稳定段520和稳定段隔板510分别为圆形截面的筒状结构，且二者中心线大致重合，形成双层结构。稳定段隔板510将稳定段520内的空间分成稳定段浓相煤粉通道511和稳定段淡相煤粉通道521，且稳定段浓相煤粉通道511前端的通流截面大致等于其后端的通流截面，稳定段淡相煤粉通道521前端的通流截面也大致等于其后端的通流截面。稳定段520前端与渐缩段420后端相接，稳定段隔板510前端与渐缩隔板410后端相接，使稳定段浓相煤粉通道511前端和稳定段淡相煤粉通道521的前端分别与渐缩浓相煤粉通道411的后端与渐缩淡相煤粉通道421的后端相通。煤粉火焰在通过稳定段浓相煤粉通道511时，由于稳定段浓相煤粉通道511前端的通流截面大致等于其后端的通流截面，可以使形成煤粉火焰更加均匀，并以平行的方式进入锅炉炉膛，满足锅炉炉膛中燃烧组织的需要，进而提高锅炉炉膛煤粉燃烧的稳定性。
本实施例中，煤粉浓缩段中的煤粉浓缩装置还包括前端通流截面大于后端的通流截面的缩孔段140，且缩孔段140后端与作为内筒的锥筒段130的前端相接，前端与弯头110后端偏向外弧的部分相对。由于缩孔段140前端通流截面大于后端的通流截面，缩孔段140可以对浓相煤粉气流产生均流作用，使浓相煤粉气流中的煤粉分布更加均匀，为氮氧化物的还原提供了有利条件。
另外，本实施例还设置有快速引燃装置600。如图3，该图是图2中的快速引燃装置的放大图，同时示出快速引燃装置与点火热源的位置关系。本例中，快速引燃装置600包括前端通流截面大于后端通流截面的锥筒610和前端与锥筒610后端相接的直筒620，该直筒620前端通流截面与后端通流截面大致相等；且锥筒610套在点火热源310外部。由于锥筒610的前端通流截面大于后端通流截面，在煤粉气流通过该锥筒610时，锥筒610可以将通过点火热源310附近的煤粉气流进一步进行浓缩，以使点火热源310更容易地点燃煤粉，提高点火的稳定性和可靠性；可以理解，锥筒610的母线不限于为直线，也可以为曲线，以形成通流截面呈曲线变化的锥筒结构。在锥筒610后端设置前端通流截面与后端通流截面大致相等的直筒620能够避免外部煤粉气流对着火煤粉的不利影响，提高着火煤粉的燃烧稳定性，为后续的还原性燃烧提供良好基础。在保证点火后煤粉燃烧稳定性的情况下，可以仅用锥筒610实现快速引燃的目的；也可以仅设置前端通流截面与后端通流截面大致相等的直筒，同样可以提高点火稳定性和可靠性。当然，根据点火热源310位置的不同，快速引燃装置600也可以设置在相对应的位置。
实施例三
请参考图4，该图是本实用新型实施例三提供的煤粉燃烧器的结构示意图。与实施例二相比，实施例三中，其煤粉浓缩装置的内筒还包括串连弯管150.串连弯管150包括两个相连的、折弯方向相反的弯管，两个弯管中心线在一个平面上，从而形成一个“S”形管状结构；该串连弯管150的前端与弯头110后端的偏向外弧的部分相对，后端与锥筒段130前端相接；这样，锥筒段130前端就可以通过“S”形管状结构的串连弯管150与弯头110后端的偏向外弧的部分相通，以使经过浓淡分离的煤粉气流中的浓相煤粉气流通过串连弯管150进入锥管段130中。“S”形管状结构的串连弯管150内布置有导流板151；在煤粉气流的流动方向，导流板151的走向与串连弯管的中心线平行，并在串连弯管150径向延展；优选导流板151两侧与串连弯管150内壁相连，将串连弯管150内部空间分割成两部分。导流板151起到对煤粉导流的作用。串连弯管150可以利用煤粉颗粒惯性不同，使浓相煤粉气流进一步进行浓淡分离，并使浓度较高的煤粉气流部分与点火热源310相接触，保证点火的可靠性，优选点火热源310置于靠近“S”形管状结构的串连弯管150后端的适当位置。
另外，本例中，在浓相煤粉通道内还设置有从前端到后端通流截面不断变化的扰流件230。扰流件230可以有多种具体结构，可以设置延伸方向与煤粉气流流动方向之间形成锐夹角的导流板或回流板、延伸方向与煤粉气流流动方向垂直的限流板等板状结构，还可以是开孔的板状结构。只要在煤粉气流流动方向上，扰流件230通流截面是变化的，即在煤粉气流流动方向上，扰流件230通流截面具有预定的变化，就可以使部分煤粉气流改变流动方向，对煤粉火焰形成扰流，使浓相煤粉气流通道内的温度场更加均匀，进而使煤粉中更多的氮转变为N2。当然，在其他实施例中，也可以设置适当的扰流件230。
实施例四
请参考图5，该图是本实用新型实施例四提供的一种煤粉燃烧器的结构示意图。与上述实施例不同，本例中，主体段220和隔板210不限于形成双层筒体结构，筒状结构的隔板210的中心线可以偏离主体段220中心线，并在煤粉燃烧器出口处形成淡浓煤粉气流分配，以调整炉膛内的燃烧组织结构，适应实际需要。其中，隔板210不限于为圆形的筒状结构，也可以为沿煤粉流动方向延伸的板状结构，只要将主体段220内的空间分成两个通道，使浓相煤粉气流与淡相煤粉气流保持隔离，就可以实现本实用新型的目的。同样，渐缩隔板410和稳定段隔板510也可以进行相应的改变，形成多种具体结构。
根据上述各实施例的描述，可以看出，实现一次风中煤粉气流浓淡分离还可以利用现有技术中的其他煤粉浓缩装置实现，比如可以是利文献CN2157400公开的百叶窗煤粉浓缩装置，专利文献CN1477330公开的挡块煤粉浓缩装置等等；还可以是多个或多种煤粉浓缩装置的组合，以满足实际需要。
另外，与现有技术相比，由于煤粉燃烧器的浓相煤粉通道211形成供煤粉燃烧的空间；为了满足燃烧的需要，提高煤粉燃烧器的使用寿命，还可以在浓相煤粉通道211内壁面设置由陶瓷材料制成的耐火内衬，以满足煤粉燃烧的需要。在隔板210截面为环形结构时，设置耐火内衬的位置可以是隔板210的内表面；在隔板210为板状结构时，设置耐火内衬的位置可以是隔板210及主体段220的朝向浓相煤粉通道211的表面。这样一方面可以提高浓相煤粉通道211内壁的耐磨性及防止高温腐蚀，从而延长了煤粉燃烧器的使用寿命；另一方面，由于陶瓷材料制成的耐火内衬具有较低的热传导性，这样可以保持浓相煤粉通道211的温度，为煤粉气流在低氧条件下的燃烧提供了更优的环境，将煤粉中的更多的氮转化为N2。
同样的原因，为了适应浓相煤粉通道211作为燃烧空间的需要，还可以在浓相煤粉通道211的内壁面上设置有气孔，并使该气孔与预定气源相通。这样可以使具有预定压力的空气导入浓相煤粉通道211中，导入的空气不仅可以搅拌浓相煤粉气流，还可以冷却浓相煤粉通道211的内壁，吹扫浓相煤粉通道211内壁上积灰，防止结渣。预定气源可以通过淡相煤粉通道221与浓相煤粉通道211的内壁面上设置有气孔相通；在浓相煤粉通道211内壁与主体段220部分重合时，可以使预定气源直接与浓相煤粉通道211内壁面上的气孔相通。
在提供的上述煤粉燃烧器的基础上，还提供了一种煤粉锅炉，该煤粉锅炉包括炉膛和上述任一种煤粉燃烧器，上述煤粉燃烧器安装在炉膛上，且使浓相煤粉通道211和淡相煤粉通道221与炉膛相通，以使还原性燃烧后的浓相煤粉气流能够到达炉膛中，再在炉膛中继续进行燃烧。由于煤粉燃烧器具有上述技术效果，包括该煤粉燃烧器的煤粉锅炉也具有相对应的技术效果。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (13)
1.一种煤粉燃烧器，包括前后相连的煤粉浓缩段和主体段，所述煤粉浓缩段具有煤粉浓缩装置，所述煤粉浓缩段内形成浓相煤粉通流部和淡相煤粉通流部，其特征在于，还包括点火热源；所述主体段内中具有沿煤粉流动方向延伸的隔板，所述隔板将所述主体段内的空间至少分成浓相煤粉通道和淡相煤粉通道；所述浓相煤粉通流部的后端和淡相煤粉通流部的后端分别与所述浓相煤粉通道的前端与淡相煤粉通道的前端相对应；所述点火热源位于浓相煤粉通流部或浓相煤粉通道中。
2.根据权利要求1所述的煤粉燃烧器，其特征在于，还包括快速引燃装置，所述快速引燃装置包括前端通流截面等于后端通流截面的直筒或前端通流截面大于后端通流截面的锥筒；所述点火热源位于所述锥筒或直筒中。
3.根据权利要求1所述的煤粉燃烧器，其特征在于，还包括渐缩段和沿煤粉流动方向延伸的渐缩隔板，所述渐缩隔板将所述渐缩段内的空间分成渐缩浓相煤粉通道和渐缩淡相煤粉通道，所述渐缩浓相煤粉通道的前端的通流截面大于其后端的通流截面；所述渐缩浓相煤粉通道的前端和渐缩淡相煤粉通道的前端分别与所述浓相煤粉通道的后端与淡相煤粉通道的后端相通。
4.根据权利要求3所述的煤粉燃烧器，其特征在于，还包括稳定段和沿煤粉流动方向延伸的稳定段隔板，所述稳定段隔板将所述稳定段内的空间分成稳定段浓相煤粉通道和稳定段淡相煤粉通道，所述稳定段浓相煤粉通道的前端的通流截面等于其后端的通流截面；所述稳定段浓相煤粉通道的前端和稳定段淡相煤粉通道的前端分别与所述渐缩浓相煤粉通道的后端与渐缩淡相煤粉通道的后端相通。
5.根据权利要求1所述的煤粉燃烧器，其特征在于，所述煤粉浓缩装置包括弯头、外筒和位于外筒内的内筒，所述外筒的前端和后端分别与所述弯头后端和主体段的前端相接；所述内筒包括前端的通流截面小于后端的通流截面的锥筒段；所述锥筒段后端与浓相煤粉通道的前端相连，前端与所述弯头后端偏向外弧的部分相通。
6.根据权利要求5所述的煤粉燃烧器，其特征在于，所述煤粉浓缩装置还包括前端的通流截面大于后端的通流截面的缩孔段；所述缩孔段的后端与所述内筒的前端相接，所述缩孔段的前端与所述弯头的后端的偏向外弧的部分相对。
7.根据权利要求5所述的煤粉燃烧器，其特征在于，所述内筒还包括串连弯管，所述串连弯管包括两个相连的、折弯方向相反的弯管；所述串连弯管的前端与所述弯头的后端的偏向外弧的部分相对，后端与所述锥筒段的前端相接。
8.根据权利要求7所述的煤粉燃烧器，其特征在于，所述串连弯管内布置有导流板；在煤粉气流的流动方向，导流板的走向与串连弯管的中心线平行。
9.根据权利要求1-8任一项所述的煤粉燃烧器，其特征在于，所述浓相煤粉通道内还设置有扰流件；在煤粉气流流动方向上，所述扰流件的通流截面具有预定的变化。
10.根据权利要求1-8任一项所述的煤粉燃烧器，其特征在于，所述浓相煤粉通道的内壁面还设置有由陶瓷材料制成的耐火内衬。
11.根据权利要求1-8任一项所述的煤粉燃烧器，其特征在于，在所述浓相煤粉通道的内壁面上设置有气孔，所述气孔与预定的气源相连。
12.根据权利要求1-8任一项所述的煤粉燃烧器，其特征在于，所述隔板形成筒状结构；所述隔板内腔形成浓相煤粉通道，所述隔板外壁面与主体段内壁面之间形成淡相煤粉通道。
13.一种煤粉锅炉，包括炉膛，其特征在于，还包括权利要求1-12任一项所述的煤粉燃烧器，所述煤粉燃烧器安装在炉膛上。
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