CN203273883U - 旋流煤粉燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋流煤粉燃烧器，包括从内向外依次同轴设置的一次风通道、内二次风通道及外二次风通道，所述内二次风通道的出口设有沿内二次风流动方向滑动的隔板。本实用新型旋流煤粉燃烧器，通过伸缩可调隔板调节部分代替旋流叶片调节，既有效控制一次风与二次风的混合，又能够形成稳定的高温烟气回流稳燃区，无火焰贴壁问题，稳燃性能极强，煤种适应性强。

Description

旋流煤粉燃烧器

技术领域

本实用新型涉及煤粉燃烧领域，具体涉及一种旋流煤粉燃烧器。

背景技术

火电厂占我国电力行业的80%以上。随着我国近年来大型火电厂的建立，大型机组锅炉几乎都是以煤粉作为燃料。长期以来，锅炉燃用煤种多样、煤质变差、供求紧张的现实，给按单一煤种设计的煤粉锅炉的运行带来很多问题，直接影响到锅炉的安全、经济运行。尤其是2011年国家发布了《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），此标准对火电厂的NOx排放量的控制极为严格，为满足这一要求，各大电厂都在陆续进行低氮燃烧系统技术改造，普遍采用大空间分级燃烧技术方案，将炉膛垂直方向分为主燃烧区域、NOx还原区域和燃尽区域，主燃烧区域的过量空气系数维持在0.85～0.9左右，在煤种多样、煤质差的情况下，这一技术使得锅炉的安全、经济运行问题更加突出，燃烧器是电厂煤粉锅炉安全、经济运行的关键设备，目前所使用的燃烧器在上述现实情况下显得力不从心。锅炉在这种情况下运行时往往会出现灭火、燃烧不稳定、飞灰含碳量高、严重结焦结渣、高温腐蚀等问题。

对于传统的低NOx旋流煤粉燃烧器，如双调风旋流煤粉燃烧器、DRB型旋流煤粉燃烧器、HT-NR型旋流煤粉燃烧器、西安热工院的浓缩环式旋流煤粉燃烧器，均是对一次风采用了径向浓淡分离技术，煤粉的分布有的是外浓内淡型，有的是内浓外淡型。对于外浓内淡型煤粉分布，有利于着火稳燃，浓煤粉能够及时得到高温回流烟气的加热，并及时与二次风混合补氧燃烧，但由于煤粉经过浓淡分离后又快速与二次风混合，煤中的挥发份析出燃烧时难以保持欠氧环境，析出的含氮还原基元少，不利于降低氮氧化物的生成排放。对于内浓外淡型煤粉分布，煤粉向喷口中心轴位置集中，与中心回流的热烟气及时混合加热，此时处于欠氧环境下，挥发份会析出大量的含氮还原基元，非常有利于降低氮氧化物的生成排放，但容易补氧不及时，对着火稳燃不利，当煤种或负荷波动时，容易熄火，煤种适应性不强。

对于传统的低NOx旋流煤粉燃烧器，一次风与二次风混合及回流稳燃区的控制是通过调节旋流二次风的旋流度来调节的，这种调节方式对于旋流叶片的角度大小非常敏感，当旋流叶片角度过小时，不容易形成烟气回流稳燃区，当旋流叶片角度过大时，容易形成火焰贴壁，这一角度范围通常比较窄，煤种适应性差。

实用新型内容

在下文中给出关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

为了解决现有技术的问题，本实用新型提供一种无火焰贴壁问题，稳燃性能强的旋流煤粉燃烧器。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种旋流煤粉燃烧器，包括从内向外依次同轴设置的一次风通道、内二次风通道及外二次风通道，所述内二次风通道的出口设有沿内二次风流动方向滑动的隔板。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型旋流煤粉燃烧器，通过伸缩可调的隔板的调节，既有效控制一次风与二次风的混合，又能够形成稳定的高温烟气回流稳燃区，无火焰贴壁问题，稳燃性能极强，煤种适应性强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的旋流煤粉燃烧器的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是本实用新型实施例提供的喷嘴的结构示意图。

附图标记：

1-一次风通道；2-内二次风通；3-外二次风通道；4-喷嘴，40直筒，41波纹管；5-隔板；6-内二次风喷嘴；7-外二次风喷嘴；8-贴壁风喷嘴；9-文丘里式煤粉浓缩装置；10-旋流叶片。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。在本实用新型的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，一种旋流煤粉燃烧器，包括从内向外依次同轴设置的一次风通道1、内二次风通道2及外二次风通道3，内二次风通道2的出口设有沿内二次风流动方向滑动的隔板5。

本实用新型旋流煤粉燃烧器实现了兼顾稳燃和降低氮氧化物排放，在煤种混乱差的局面下，始终使燃烧器处于最佳的着火状态，煤种适应性强，通过调节伸缩可调的隔板，既有效控制一次风与二次风的混合，又能够形成稳定的高温烟气回流稳燃区，无火焰贴壁问题，稳燃性能极强。

本实施例在上述实施例的基础上，一次风通道1内设置有文丘里式煤粉浓缩装置9，一次风通道1的出口设有喷嘴4。喷嘴4的具体结构如图3所示，喷嘴4包括一直筒40，直筒40连接有波纹管41,波纹管41可以是矩形波纹。

文丘里式煤粉浓缩装置使煤粉形成外浓内淡的分布，煤粉以外浓内淡的分布状态离开一次风通道的出口。喷嘴为高效稳燃降氮的复合型喷嘴，外浓内淡的煤粉经过高效稳燃降氮的复合型喷嘴后，将浓煤粉的流向分成两股，一股流向外侧，与内二次风及时混合稳定燃烧，另一股浓煤粉流向内侧，与中心回流的高温烟气混合，在欠氧环境下，会析出大量的含氮还原基元，利于降低氮氧化物的排放。

可选的，文丘里式煤粉浓缩装置的材质为HCR〉40高铬耐磨铸钢，并且在文丘里式煤粉浓缩装置的迎风面设有耐磨陶瓷层，即贴有耐磨陶瓷。提高使用寿命。

本实施例在上述实施例的基础上，内二次风通道2的出口还设有内二次风喷嘴6。优选内二次风喷嘴具有外扩角度。即:内二次风喷嘴6为喇叭形喷嘴，有一定外扩角度的内二次风喷嘴有利于形成稳定的中心高温烟气回流稳燃区。

本实施例在上述实施例的基础上，外二次风通道3的出口设有外二次风喷嘴7及贴壁风喷嘴8。优选外二次风喷嘴7和贴壁风喷嘴8均为喇叭形喷嘴，外二次风喷嘴7和贴壁风喷嘴8的外围均设有竖向挡板。即:外二次风喷嘴7和贴壁风喷嘴8具有外扩角度。

外二次风喷嘴有一定外扩角度，有利于形成稳定的中心高温烟气回流稳燃区，同时，在外二次风喷嘴内侧连接有一个贴壁风喷嘴，将10%～20%的外二次风引导到水冷壁附近，形成贴壁风，保护水冷壁，防止结焦结渣和高温腐蚀,外二次风喷嘴和贴壁风喷嘴的外围均设有竖向挡板，通过竖向挡板能够很好的将外二次风引导到水冷壁，防止外二次风向周围的扩散。

可选地，喷嘴4、内二次风喷嘴6、外二次风喷嘴7和/或贴壁风喷嘴8的材质为耐热耐磨材质。具体的材质优选40Cr24Ni9Si2TiRe。

与三个通道相连的各喷嘴均采用耐热耐磨材质，使用寿命长。

优选地，内二次风通道2的入口和内二次风通2道的出口之间设置有旋流叶片10，外二次风通道3的入口和外二次风通道3的出口之间设置有旋流叶片10，

调整内二次风通道内旋流叶片的角度，具有控制内二次风与一次风混合的功能和控制回流区大小的功能。调整外二次风通道内旋流叶片的角度，具有控制外二次风与一次风、内二次风混合的功能和控制回流区大小的功能。

本实用新型克服了传统旋流煤粉燃烧器稳燃和降低氮氧化物排放不能兼顾的缺点，通过高效稳燃降氮的复合型喷嘴，将浓煤粉分为两类，一类浓煤粉导向外侧，及时与二次风混合并卷吸高温烟气，稳定燃烧，另一类浓煤粉导向燃烧器轴心方向，在欠氧环境下卷吸高温烟气，挥发份析出过程中产生大量的含氮还原基元，利于降低氮氧化物的生成。

调整内外二次风旋流叶片的角度，能够控制高温烟气回流区的大小和控制一次风与二次风的混合，在对氮氧化物排放要求越来越严格的情况下，通常可通过采用一次风与二次风的延迟混合达到一定程度上降低氮氧化物排放的目的，这一过程通过调整旋流叶片的角度实现，但旋流叶片调整到一定角度容易出现贴壁流，使通过延迟一次风与二次风的混合降低氮氧化物排放的能力受到限制，而伸缩可调隔板刚好弥补的这一缺陷，伸缩可调隔板具有控制内二次风与一次风混合的功能，当内二次风通道内的旋流叶片调节到一定角度后，为避免产生火焰贴壁，可通过伸缩可调隔板调节代替旋流叶片调节，用于延迟一次风和内二次风的混合。可在保持最佳烟气回流区大小的前提下，自由调节一次风与二次风的混合，提高降低氮氧化物排放的能力。

本实用新型设置的贴壁风喷嘴，即贴壁二次风喷嘴，单独引出部分二次风贴水冷壁流动，不参与初期的燃烧过程，保持水冷壁附近的弱氧化气氛，防止结焦结渣和高温腐蚀问题。

本实用新型形成了高效稳燃、防结焦结渣、防高温腐蚀、低NOx的煤粉燃烧效果。适用于所有磨煤机及其制粉系统。

在本实用新型上述各实施例中，实施例的序号仅仅便于描述，不代表实施例的优劣。对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本实用新型的装置和方法等实施例中，显然，各部件或各步骤是可以分解、组合和/或分解后重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本实用新型的等效方案。同时，在上面对本实用新型具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本实用新型及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本实用新型的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本实用新型的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本实用新型的公开内容将容易理解，根据本实用新型可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (10)

1.一种旋流煤粉燃烧器，其特征在于，包括从内向外依次同轴设置的一次风通道、内二次风通道及外二次风通道，所述内二次风通道的出口设有沿内二次风流动方向滑动的隔板。

2.根据权利要求1所述的旋流煤粉燃烧器，其特征在于，所述一次风通道内设置有文丘里式煤粉浓缩装置，所述一次风通道的出口设有喷嘴。

3.根据权利要求2所述的旋流煤粉燃烧器，其特征在于，所述喷嘴包括一直筒，所述直筒连接有波纹管。

4.根据权利要求3所述的旋流煤粉燃烧器，其特征在于，所述文丘里式煤粉浓缩装置的迎风面设有耐磨陶瓷层。

5.根据权利要求1-4任一项所述的旋流煤粉燃烧器，其特征在于，所述内二次风通道的出口还设有内二次风喷嘴。

6.根据权利要求5所述的旋流煤粉燃烧器，其特征在于，所述内二次风喷嘴为喇叭形喷嘴。

7.根据权利要求5所述的旋流煤粉燃烧器，其特征在于，所述外二次风通道的出口设有外二次风喷嘴及贴壁风喷嘴。

8.根据权利要求6所述的旋流煤粉燃烧器，其特征在于，所述内二次风喷嘴和所述外二次风喷嘴均为喇叭形喷嘴，所述内二次风喷嘴和所述外二次风喷嘴的外围均设有竖向挡板。

9.根据权利要求7所述的旋流煤粉燃烧器，其特征在于，所述喷嘴、所述内二次风喷嘴、所述外二次风喷嘴和/或所述贴壁风喷嘴的材质为耐热耐磨材质。

10.根据权利要求7所述的旋流煤粉燃烧器，其特征在于，所述内二次风通道的入口和内二次风通道的出口之间设置有旋流叶片，所述外二次风通道的入口和所述外二次风通道的出口之间设置有旋流叶片。

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