CN204756916U - 一种带有防焦风的褐煤旋流燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有防焦风的褐煤旋流燃烧器，包括内设有中心风管的一次风粉通道；所述的一次风粉通道与中心风管之间设置有能够使煤粉沿一次风粉通道径向内浓外淡的煤粉浓缩器；一次风粉通道外设有二次风通道，二次风通道外还设有能够通过强旋流全扩散防焦风的防焦风通道，防焦风通道的防焦风喷口采用沿防焦风的流动方向逐渐增大的渐缩扩口。该褐煤旋流燃烧器采用浓淡燃烧及多级空气分级燃烧原理，同时设置贴壁防焦风，能够有效降低NOx污染物排放浓度，防止水冷壁结渣及腐蚀。

Description

一种带有防焦风的褐煤旋流燃烧器

技术领域

本实用新型涉及一种煤粉旋流燃烧器，具体涉及一种带有防焦风的褐煤旋流燃烧器。

背景技术

褐煤储量丰富，在我国动力燃料领域占有重要的地位。由于其埋藏较浅，多采用露天开采方式，采掘成本低，产量大；同时褐煤发热量低，水分和灰分含量大，不适合长距离运输作为煤化工原料，但褐煤挥发分含量高，极易着火和燃烧，因此可作为动力燃料就地转化为电能。

在褐煤用作电站锅炉燃料时，由于褐煤的灰分含量高且灰熔点低，有较强的结渣性，目前多采用大炉膛设计、直流燃烧器、四角或八角切圆燃烧方式。而通常对冲燃烧方式中所用的旋流燃烧器则并未针对褐煤的特性作较多的改型，往往采用设计燃用烟煤时的结构，仅针对褐煤作喷口面积和风速的重新设计。因此在燃用褐煤时，旋流燃烧器常出现燃烧器区域结渣严重、低负荷时由于高水分的影响而燃烧不稳等一系列问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带有防焦风的褐煤旋流燃烧器，能够较好地适应褐煤燃烧特性、低NOx排放，并且能够防止结渣和腐蚀。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：包括内设有中心风管的一次风粉通道；所述的一次风粉通道与中心风管之间设置有能够使煤粉沿一次风粉通道径向内浓外淡的煤粉浓缩器；一次风粉通道外设有二次风通道，二次风通道外还设有能够通过强旋流全扩散防焦风的防焦风通道，防焦风通道的防焦风喷口采用沿防焦风的流动方向逐渐增大的渐缩扩口。

所述的二次风通道和防焦风通道之间设有能够通过直流型式隔离风的隔离风通道。

所述的二次风通道包括内二次风通道和外二次风通道，内二次风通道设在一次风粉通道外，外二次风通道设在内二次风通道外，隔离风通道设在外二次风通道外。

所述的内二次风通道内设有可调内二次风旋流叶片，外二次风通道内设有可调外二次风旋流叶片。

所述的一次风粉通道的一次风出口、内二次风通道的内二次风出口以及外二次风通道的二次风出口均采用渐缩扩口。

所述的隔离风通道的隔离风喷口采用沿隔离风流动方向逐渐变大的渐缩扩口，隔离风喷口和外二次风的渐缩扩口形成收缩式隔离风喷口。

所述的隔离风喷口的渐缩扩口角度小于防焦风喷口的渐缩扩口角度。

所述的中心风管的出口设置有沿中心风流动方向逐渐增大的内缩式的喇叭形扩口。

所述的防焦风通道内设置有能够引起强旋流的防焦风旋流器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型增加了能够通过强旋流全扩散防焦风的防焦风通道，同时配合防焦风喷口的渐缩扩口设计，能够在燃烧区域水冷壁壁面形成一层空气膜，防止软化的灰渣粘附在水冷壁上，也能够有效地减轻腐蚀和结渣。另外，由于一次风粉通道与中心风管之间设置有能够使煤粉沿一次风粉通道径向内浓外淡的煤粉浓缩器，由于一次风粉通道内的一次风粉气流为内浓外淡，煤粉气流实现浓淡燃烧，因此，本实用新型能够降低NOx排放浓度。

进一步，本实用新型中心风管采用内缩式的喇叭形扩口，该内缩式的喇叭形扩口能够降低了气流的刚性，增大了回流区的面积，使更多的高温烟气回流至火焰根部，在低负荷时，喇叭形扩口能够扩大补氧接触面积，更好地实现煤粉颗粒与空气的湍动混合，配合高温烟气对火焰根部的持续加热，克服了水分对着火稳定性的不良影响。

进一步，本实用新型在二次风通道和防焦风通道之间设有能够通过直流型式隔离风的隔离风通道；且隔离风喷口采用渐缩扩口，气流在喷口处实现加速，增强其刚性，对起到燃烧气流与防焦风的隔离有一定作用，使得燃烧所需的二次风与防焦风互不影响，互不干扰，可防止防焦风气流被燃烧气流卷吸而过早加入燃烧过程，无法在水冷壁壁面贴壁流动形成空气膜的问题发生。而由于隔离风喷口的渐缩扩口角度小于防焦风喷口的渐缩扩口角度，因此，能够进一步提高燃烧区域水冷壁壁面形成空气膜，防止软化的灰渣粘附在水冷壁上，也能进一步减轻腐蚀。

进一步，本实用新型在的一次风粉通道外依次设有内二次风通道、外二次风通道、以及隔离风通道，使得内二次风、外二次风、隔离风构成了多级空气分级，从而使煤粉燃烧热负荷不至于过于集中，一定程度上也起到了防止结渣和腐蚀的作用。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

其中：1为中心风管，2为一次风粉通道，3为煤粉浓缩器，4为内缩式的喇叭形扩口，5为一次风出口，6为可调内二次风旋流叶片，7为可调外二次风旋流叶片，8为内二次风通道，9为外二次风通道，10为二次风出口，11为隔离风通道，12为收缩式隔离风喷口，13为防焦风通道，14为防焦风喷口，15为防焦风旋流器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1，本实用新型包括内设有中心风管1的一次风粉通道2，一次风粉通道2与中心风管1之间设置有能够使煤粉沿一次风粉通道2径向内浓外淡的煤粉浓缩器3，中心风管1的出口设置有沿中心风流动方向逐渐增大的内缩式的喇叭形扩口4。一次风粉通道2外设有二次风通道，二次风通道的二次风出口10采用渐缩扩口。二次风通道包括内二次风通道8和外二次风通道9，内二次风通道8设在一次风粉通道2外，外二次风通道9设在内二次风通道8外，内二次风通道8内设有可调内二次风旋流叶片6，外二次风通道9内设有可调外二次风旋流叶片7，可调内二次风旋流叶片6和可调外二次风旋流叶片7能够对应的对内外二次风的风量及旋流强度进行调节；一次风粉通道2的一次风出口5、内二次风通道8的内二次风出口以及外二次风通道9的外二次风出口均采用渐缩扩口；且一次风出口5的渐缩扩口沿一次风流动方向逐渐增大，内二次风出口和外二次风出口的渐缩扩口沿二次风流动方向逐渐增大，外二次风通道9外设有能够通过直流型式隔离风的隔离风通道11，隔离风通道11的隔离风喷口采用沿隔离风流动方向逐渐变大的渐缩扩口，隔离风喷口和外二次风的渐缩扩口形成收缩式隔离风喷口12，使射流在出口处加速，增加其刚性；隔离风通道11外设有能够通过强旋流全扩散防焦风的防焦风通道13，防焦风通道13内设置有可引起强旋流的防焦风旋流器15。防焦风通道13的防焦风喷口14采用沿防焦风的流动方向逐渐增大的渐缩扩口；由于防焦风为强旋流全扩散气流，因此气流进入炉膛后将迅速扩散贴壁，而且隔离风喷口的渐缩扩口角度小于防焦风喷口14的渐缩扩口角度，这样有利于引导防焦风的贴壁流动。

本实用新型的工作原理如下：

在一次风粉通道2内，一次风粉气流通过煤粉浓缩器3形成内浓外淡的煤粉气流，沿一次风粉通道2的径向，其内侧为富粉流，外侧为贫粉流；经过浓淡分离的煤粉气流通过一次风出口5和内缩式的喇叭形扩口4组成的喷口进入炉膛进行燃烧，内缩式的喇叭形扩口4能够增大回流区的面积，卷吸更多的高温烟气到火焰的根部，促进煤粉气流的着火燃烧；同时在低负荷情况下，能够扩大中心补氧与富粉流的接触面积，增强湍动混合，配合回流区卷吸来的高温烟气对火焰根部的持续加热，可以很好地解决低负荷下褐煤水分对燃烧稳定性影响的问题。同时，二次风在二次风旋流叶片作用下从二次风出口进入炉膛，隔离风采用直流型式，同时收缩式隔离风喷口12能够加速气流喷出，增强气流刚性，对起到燃烧气流与防焦风的隔离有一定作用，可防止防焦风气流被燃烧气流卷吸而过早加入燃烧过程，无法在水冷壁壁面贴壁流动形成空气膜的问题发生。防焦风采用强旋流全扩散气流，且由于隔离风喷口的渐缩扩口角度小于防焦风喷口14的渐缩扩口角度，所以，防焦风喷口14是具有导向性的渐缩扩口，自防焦风喷口14喷口喷出后便贴壁飞边，在壁面构成空气膜以防止结渣和腐蚀；全扩散气流为旋转射流的一种形式，在强旋转动量作用下，气流外侧压力小于内侧压力，扩展角很大，从喷口喷入炉膛时，在防焦风喷口14的联合作用下，气流刚性急剧减弱，旋转动量增大，离心力和压力差促使气流贴壁流动。

本实用新型中心风管采用内缩式的喇叭形扩口，该内缩式的喇叭形扩口能够降低了气流的刚性，增大了回流区的面积，使更多的高温烟气回流至火焰根部，在低负荷时，喇叭形扩口能够扩大补氧接触面积，更好地实现煤粉颗粒与空气的湍动混合，配合高温烟气对火焰根部的持续加热，克服了水分对着火稳定性的不良影响。

本实用新型在二次风通道和防焦风通道之间设有能够通过直流型式隔离风的隔离风通道；且隔离风喷口采用渐缩扩口，气流在喷口处实现加速，增强其刚性，对起到燃烧气流与防焦风的隔离有一定作用，使得燃烧所需的二次风与防焦风互不影响，互不干扰，可防止防焦风气流被燃烧气流卷吸而过早加入燃烧过程，无法在水冷壁壁面贴壁流动形成空气膜的问题发生。而由于隔离风喷口的渐缩扩口角度小于防焦风喷口的渐缩扩口角度，因此，能够进一步提高燃烧区域水冷壁壁面形成空气膜，防止软化的灰渣粘附在水冷壁上，也能进一步减轻腐蚀。

本实用新型在的一次风粉通道外依次设有内二次风通道、外二次风通道、以及隔离风通道，使得内二次风、外二次风、隔离风构成了多级空气分级，从而使煤粉燃烧热负荷不至于过于集中，一定程度上也起到了防止结渣和腐蚀的作用。

本实用新型的防焦风的设计使得单只旋流燃烧器在燃用褐煤时可在一定区域内防止结渣和腐蚀，同时该燃烧器采用浓淡燃烧、多达5级的空气分级，能够有效防止热负荷的过度集中，并降低NOx排放浓度。中心风喇叭形扩口在扩大中心回流区，增加高温烟气卷吸量方面起着重要作用。隔离风作为最外层的直流射流，不仅是燃烧气流分级补氧中的重要一环，同时还能够隔离燃烧气流和防焦风，使得防焦风能够发挥应有的功效。燃烧器外二次风、内二次风、一次风喷口采用渐缩式扩口，有利于空气动力场的组织以及分段补氧的精准实现，在均匀燃烧热负荷和降低NOx排放等方面作用明显。

Claims (9)

1.一种带有防焦风的褐煤旋流燃烧器，其特征在于：包括内设有中心风管(1)的一次风粉通道(2)；所述的一次风粉通道(2)与中心风管(1)之间设置有能够使煤粉沿一次风粉通道(2)径向内浓外淡的煤粉浓缩器(3)；一次风粉通道(2)外设有二次风通道，二次风通道外还设有能够通过强旋流全扩散防焦风的防焦风通道(13)，防焦风通道(13)的防焦风喷口(14)采用沿防焦风的流动方向逐渐增大的渐缩扩口。

2.根据权利要求1所述的带有防焦风的褐煤旋流燃烧器，其特征在于：所述的二次风通道和防焦风通道(13)之间设有能够通过直流型式隔离风的隔离风通道(11)。

3.根据权利要求2所述的带有防焦风的褐煤旋流燃烧器，其特征在于：所述的二次风通道包括内二次风通道(8)和外二次风通道(9)，内二次风通道(8)设在一次风粉通道(2)外，外二次风通道(9)设在内二次风通道(8)外，隔离风通道(11)设在外二次风通道(9)外。

4.根据权利要求3所述的带有防焦风的褐煤旋流燃烧器，其特征在于：所述的内二次风通道(8)内设有可调内二次风旋流叶片(6)，外二次风通道(9)内设有可调外二次风旋流叶片(7)。

5.根据权利要求3所述的带有防焦风的褐煤旋流燃烧器，其特征在于：所述的一次风粉通道(2)的一次风出口(5)、内二次风通道(8)的内二次风出口以及外二次风通道(9)的二次风出口均采用渐缩扩口。

6.根据权利要求5所述的带有防焦风的褐煤旋流燃烧器，其特征在于：所述的隔离风通道(11)的隔离风喷口采用沿隔离风流动方向逐渐变大的渐缩扩口，隔离风喷口和外二次风的渐缩扩口形成收缩式隔离风喷口(12)。

7.根据权利要求6所述的带有防焦风的褐煤旋流燃烧器，其特征在于：所述的隔离风喷口的渐缩扩口角度小于防焦风喷口(14)的渐缩扩口角度。

8.根据权利要求1所述的带有防焦风的褐煤旋流燃烧器，其特征在于：所述的中心风管(1)的出口设置有沿中心风流动方向逐渐增大的内缩式的喇叭形扩口(4)。

9.根据权利要求1所述的带有防焦风的褐煤旋流燃烧器，其特征在于：所述的防焦风通道(13)内设置有能够引起强旋流的防焦风旋流器(15)。