CN206145669U - 旋流煤粉燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种旋流煤粉燃烧器，包括送风装置、点火装置、送料装置，所述送风装置包括一次风管和套固在所述一次风管上的二次风管，所述二次风管包括内二次风环和外二次风环，所述内二次风环与所述一次风管之间卡固有内二次旋流体，所述外二次风环与内二次风环之间固定有外二次旋流体，所述内二次旋流体上固定连接有调整螺杆Ⅰ，所述调整螺杆Ⅰ上连接有调整螺母Ⅰ，所述外二次旋流体上固定连接有调整螺杆Ⅱ，所述调整螺杆Ⅱ上连接有调整螺母Ⅱ；所述送料装置为文丘里管系统，包括扩散管和箱体，所述扩散管上连接有调整螺杆，所述调整螺杆的另一端连接在所述箱体上。其目的是为了提供燃烧完全、火焰均匀、氮氧化物排放量少的旋流煤粉燃烧器。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种锅炉煤粉燃烧设备，特别是涉及一种旋流煤粉燃烧器。
背景技术
煤粉燃烧器，指能够让煤粉在短时间内充分燃烧，产生高温涡流的设备。
煤粉燃烧器按用途划分可分为：回转窑专用煤粉燃烧器、锅炉用煤粉燃烧器、沥青拌和站专用煤粉燃烧器；锅炉用煤粉燃烧器按照结构分又可分为：单蜗壳式旋流燃烧器、双蜗壳式旋流燃烧器、轴向叶片式旋流燃烧器、切向叶片式燃烧器和直流燃烧器。煤粉燃烧器结构多样，用途广泛。
燃烧器是锅炉燃烧系统中的关键设备，煤粉是通过燃烧器送入炉膛，煤粉燃烧所需要的空气也通过燃烧器进入炉膛的，因此燃烧器性能的好坏直接决定了煤粉的燃烧状态和锅炉的节能环保程度。
现有的燃烧器结构，存在以下问题：首先燃烧过程一般为富氧燃烧，富氧燃烧产生的氮氧化物NOx含量较高，不符合国家对燃烧过程的低氮氧化物排放的要求标准；其次煤粉燃烧不完全，导致煤粉的浪费和能源的过度损耗；再有燃烧器喷进炉膛火焰不均匀，导致炉膛内产生煤粉凝结及炉膛内火焰分布不均的现象产生。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种燃烧完全、火焰均匀、氮氧化物排放量少的旋流煤粉燃烧器。
本实用新型旋流煤粉燃烧器，包括送风装置、点火装置、送料装置，
所述送风装置包括一次风管和套固在所述一次风管上的二次风管，所述二次风管包括内二次风环和外二次风环，所述内二次风环与所述一次风管之间卡固有内二次旋流体，所述外二次风环与内二次风环之间固定有外二次旋流体，所述内二次旋流体和所述外二次旋流体均为圆锥台结构，所述圆锥台结构包括大端和小端，风沿所述大端流入、所述小端流出，所述内二次旋流体上固定连接有调整螺杆Ⅰ，所述调整螺杆Ⅰ上连接有调整螺母Ⅰ，所述外二次旋流体上固定连接有调整螺杆Ⅱ，所述调整螺杆Ⅱ上连接有调整螺母Ⅱ；
所述点火装置包括固定在所述一次风管内的中心管和固定在所述中心管内的点火油枪，所述中心管靠近火焰的一侧相对于所述一次风管的边缘凸出形成为外扩段；
所述送料装置为文丘里管系统，所述文丘里管系统包括扩散管和连接在所述扩散管上的箱体，所述扩散管上连接有调整螺杆，所述调整螺杆的另一端连接在所述箱体上。
本实用新型旋流煤粉燃烧器，其中所述中心管的外扩段径向扩展为圆锥管状，所述点火油枪延伸至向所述外扩段凸出。
本实用新型旋流煤粉燃烧器，其中所述内二次风环靠近火焰的一端径向扩展为圆锥管状的扩展角。
本实用新型旋流煤粉燃烧器，其中所述调整螺母Ⅰ和调整螺杆Ⅱ上分别固定连接有压盖Ⅰ和压盖Ⅱ。
本实用新型旋流煤粉燃烧器，其中所述调整螺杆Ⅰ和所述调整螺杆Ⅱ在圆周方向上均匀设置三个。
本实用新型旋流煤粉燃烧器，其中所述内二次旋流体与所述外二次旋流体内均设有叶片，所述叶片为梯形螺旋叶片，所述梯形螺旋叶片的倾斜方向相同。
本实用新型旋流煤粉燃烧器，其中所述内二次风环上固定连接有内二次风箱体，所述内二次风箱体上固定连接有火检装置。
本实用新型旋流煤粉燃烧器，其中所述箱体内设有喷嘴，所述一侧风管上连接有粉管弯头，所述粉管弯头上固定连接有文丘里管系统，所述粉管接头的直径大于所述喷嘴的直径。
本实用新型旋流煤粉燃烧器，其中所述粉管接头靠近所述喷嘴的一端向外扩展为锥形引导面，所述粉管接头另一端的直径向外扩展至与所述中心管一致。
本实用新型旋流煤粉燃烧器，其中所述一次风管与所述粉管弯头上设有相适配的止口定位结构；所述内二次风环与所述粉管弯头、所述内二次风环与所述外二次风环、所述内二次风环与所述内二次风箱体上分别设有相适配的止口定位结构。
本实用新型旋流煤粉燃烧器与现有技术不同之处在于：本实用新型旋流煤粉燃烧器中设置有方便拆卸和调节的文丘里管系统，文丘里管系统中的扩散管和喷嘴的位置，能够调节文丘里管系统中进入粉管弯头的煤粉与风量的比例，进而控制一次风管内的风与煤粉比例，达到将空气分级、燃料分级的目的，通过降低着火氧的浓度从而适当降低着火区的温度来抑制NOx的生成，达到减少NOx生成的目的；并且在燃烧时，设置了内二次风环和外二次风环，提供旋流风，使中心管喷出的火焰更加均匀，有利于煤粉的充分燃烧，有效避免了煤粉在炉膛内的凝结；调节螺杆Ⅰ与内二次旋流体的连接，可以调节内二次旋流体的轴向位置，同理，调节螺杆Ⅱ与外二次旋流体的连接也可以调整轴向位置，起到调节一次风管内直流风和二次风管内旋流风的比例的作用，从而可以在较大范围内改变二次风管内风的旋流强度，使燃烧器具有较好的调节性能。
下面结合附图对本实用新型旋流煤粉燃烧器作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型旋流煤粉燃烧器的结构示意图；
图2为本实用新型旋流煤粉燃烧器的侧视图；
图3为本实用新型旋流煤粉燃烧器的文丘里管系统结构示意图；
图4为本实用新型旋流煤粉燃烧器图1中A的局部放大图。
附图标注：1、外二次风环；2、外二次旋流体；3、内二次风环；4、调整螺杆Ⅱ；5、压盖Ⅱ；6、调整螺母Ⅱ；7、调整螺杆Ⅰ；8、压盖Ⅰ；9、调整螺母Ⅰ；10、内二次旋流体；11、火检装置；12、粉管弯头；13、内二次风箱体；14、点火油枪；15、中心管；16、一次风管；17、扩散管；18、箱体；19、喷嘴；20、粉管接头；21、调整座；22、调整螺杆；23、扩展角；24、外扩段。
具体实施方式
本实用新型旋流煤粉燃烧器，包括送风装置、点火装置、送料装置，送料装置输送煤粉，煤粉输送至点火装置后，点火装置引燃煤粉，煤粉燃烧过程中送风装置供给燃烧所需的风量，保证煤粉充分燃烧。
如图1和图2所示，送风装置为直流送风与旋流送风的组合结构，送风装置包括一次风管16和套固在一次风管16上的二次风管，一次风管传输煤粉和供给直流风；二次风管包括内二次风环3和外二次风环1，内二次风环3与一次风管16之间卡固有内二次旋流体10，外二次风环1与内二次风环3之间固定有外二次旋流体2，内二次旋流体10和外二次旋流体2供给燃烧过程的旋流风。
如图1和图4所示，内二次旋流体10和外二次旋流体2均为圆锥台结构，圆锥台结构包括大端和小端，风沿大端流入、小端流出，内二次风环3固定连接在内二次风箱体13上，风沿内二次风箱体13进入内二次风环3后经过内二次旋流体10，内二次旋流体10使内二次风具备汇聚作用；同理，外二次旋流体2使外二次风具备汇聚作用，保证内二次风和外二次风的流量和流速，进而保证煤粉充分燃烧所需的风量。内二次风箱体13通过螺栓与内二次风环3固定连接，内二次风环3靠近内二次风箱体13的一端向外扩展形成一定的锥度，二次风流入时可以起到汇聚的作用。
内二次旋流体10上固定连接有调整螺杆Ⅰ7，调整螺杆Ⅰ7上连接有调整螺母Ⅰ9，调整螺母Ⅰ9上连接有压盖Ⅰ8；外二次旋流体2上固定连接有调整螺杆Ⅱ4，调整螺杆Ⅱ4上连接有调整螺母Ⅱ6，调整螺母Ⅱ6上固定连接有压盖Ⅱ5。内二次旋流体10与调整螺杆Ⅰ7固定连接，同时调整螺杆Ⅰ7连接有调整螺母Ⅰ9，压盖Ⅰ8压紧调整螺母Ⅰ9，使调整螺母Ⅰ9与内二次风箱体13连接紧固，改变调整螺母Ⅰ9固定在调整螺杆Ⅰ7上的位置，可以调节内二次旋流体10在内二次风环3轴向的相对位置，同理可以调整外二次旋流体2在外二次风环1的轴向相对位置。调节内二次旋流体10和外二次旋流体2的位置，能够调节旋流风的流量，进而起到调节一次风管16内直流风和二次风管内旋流风的比例的作用，从而可以在较大范围内改变二次风管内风的旋流强度，使燃烧器具有较好的调节性能。
调整螺杆Ⅰ7和调整螺杆Ⅱ4在圆周方向上均匀设置三个，调整螺杆Ⅰ7和调整螺杆Ⅱ4设置三个保证周向受力均匀，便于安装，还能削弱应力集中问题。
内二次旋流体10和外二次旋流体2内均含有一定数量的梯形螺旋叶片，并且梯形螺旋叶片与风流动方向的轴向和切向成一定角度，使内二次风和外二次风吹入后均具备旋流效能，起到使煤粉燃烧更加充分、火焰分布更加均匀的作用。
内二次风环3上固定连接有内二次风箱体13，内二次风箱体13上固定连接有火检装置11。火检装置11包括内二次旋流体10上的内孔和观察孔，透过观察孔和内孔能够观测火焰状态，方便对煤粉的燃烧状态进行监测和记录。
点火装置包括固定在一次风管16内的中心管15和固定在中心管15内的点火油枪14，中心管15靠近火焰的一侧相对于一次风管16的边缘凸出形成为外扩段24；中心管15的外扩段24径向扩展为圆锥管状，点火油枪14延伸至向外扩段24凸出，点火油枪14的位置相对伸出于中心管15，保证点火时位置尽量靠前，圆锥管状的外扩段24有助于点火的顺利进行。
内二次风环3靠近火焰的一端径向扩展为圆锥管状的扩展角23，并且扩展角23上贴附有密封石棉，密封石棉耐高温能力强，燃烧过程中起到保护内二次风环3的作用，减小内二次风环3在高温煅烧条件下受到的破坏。密封石棉不仅耐高温能力强，还方便更换，价格便宜，大大减小了设备维护费用。
结合图1和图3，送料装置为文丘里管系统，文丘里管系统包括扩散管17和连接在扩散管17上的喷嘴19，扩散管17上连接有调整螺杆22，调整螺杆22的另一端连接在喷嘴19上。送风装置的一次风管16上固定连接有粉管弯头12，文丘里管系统固定连接在粉管弯头12上，连通送料装置与送风装置，保证煤粉和风量的供应。
粉管弯头12分别与一次风管16、内二次风箱体13、文丘里管系统法兰连接。文丘里管系统包括扩散管17、连接在扩散管17上的喷嘴19和传送煤粉的箱体18；喷嘴19与扩散管17同轴线，扩散管17与喷嘴19有较好的同轴度，喷嘴19延伸至箱体18内，喷嘴19的轴向上连接有粉管接头20，粉管接头20固定在箱体18上，箱体18能够均匀供给煤粉，喷嘴19设有止口结构，能卡入箱体18中，箱体18再通过粉管接头20连接到粉管弯头12上。一次风从扩散管17吹入，煤粉从箱体18输送，混合后喷嘴19将固定混合比例的风和煤粉一并输送至粉管弯头12内，继而通过一次风管16喷出，点火油枪14在一次风管16的另一端进行点火，实现了煤粉的燃烧供热。由于煤粉燃烧形成的氮氧化物有相当一部分是在点火时形成的，本结构的煤粉燃烧方式，一次风管16供给的风含氧气较少，减少了氮氧化物的形成，有利于煤粉充分燃烧和尾气排放的环保要求。
与此同时，内二次风箱体13内吹入的内二次风，通过内二次旋流体10，内二次风将直流风转换成旋流风，旋流风有助于煤粉的充分燃烧，并且通过调节内二次旋流体10相对于内二次风环3的位置，控制直流风和旋流风的比例，可以起到调节内二次风的旋流强度的作用，有利于调节煤粉燃烧条件；同理，可以调节外二次风的旋流强度。一次风提供煤粉燃烧条件，内二次风和外二次风保证火焰的燃烧以及使火焰分布均匀，燃烧效果好。
扩散管17上连接有调整螺杆22，调整螺杆22的另一端连接在所述喷嘴19上，调整螺杆22调节扩散管17与喷嘴19的相对位置，进而实现控制煤粉与风量的比例，达到调节煤粉燃烧特性的目的。扩散管17与箱体18法兰连接，扩散管17上连接有调整座21，调整座21上连接有调整螺杆22，调节调整螺杆22的位置可以调节调整座21相对箱体18的位置，进而改变扩散管17在箱体18内的相对位置，调整扩散管17与喷嘴19的相对位置，能够实现风量与煤粉比例的调整，进而调节煤粉的燃烧特性。
粉管接头20的直径大于喷嘴19的直径，粉管接头20靠近喷嘴19的一端向外扩展为锥形引导面，粉管接头20另一端的直径向外扩展至与所述中心管15一致。引导面有助于煤粉的吸收，风从喷嘴19吹向粉管接头20，利用文丘里管效应，高速流动的流体附近出现低压区，进而实现吸附作用，提高了煤粉的传输效率；粉管接头20靠近粉管弯头12的一端直径向外扩展，实现了粉管接头20与粉管弯头12连接端的直径一致，直径一致便于控制风速，方便试验或生产过程参数的调控。
一次风管16上连接有粉管弯头12，一次风管16与粉管弯头12上设有相适配的止口定位结构；内二次风环3与粉管弯头12、内二次风环3与外二次风环1、内二次风环3与内二次风箱体13上分别设有相适配的止口定位结构。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种旋流煤粉燃烧器，包括送风装置、点火装置、送料装置，其特征在于：
所述送风装置包括一次风管(16)和套固在所述一次风管(16)上的二次风管，所述二次风管包括内二次风环(3)和外二次风环(1)，所述内二次风环(3)与所述一次风管(16)之间卡固有内二次旋流体(10)，所述外二次风环(1)与内二次风环(3)之间固定有外二次旋流体(2)，所述内二次旋流体(10)和所述外二次旋流体(2)均为圆锥台结构，所述圆锥台结构包括大端和小端，风沿所述大端流入、所述小端流出，所述内二次旋流体(10)上固定连接有调整螺杆Ⅱ(4)，所述调整螺杆Ⅱ(4)上连接有调整螺母Ⅱ(6)，所述外二次旋流体(2)上固定连接有调整螺杆Ⅰ(7)，所述调整螺杆Ⅰ(7)上连接有调整螺母Ⅰ(9)；
所述点火装置包括固定在所述一次风管(16)内的中心管(15)和固定在所述中心管(15)内的点火油枪(14)，所述中心管(15)靠近火焰的一侧相对于所述一次风管(16)的边缘凸出形成为外扩段(24)；
所述送料装置为文丘里管系统，所述文丘里管系统包括扩散管(17)和连接在所述扩散管(17)上的箱体(18)，所述扩散管(17)上连接有调整螺杆(22)所述调整螺杆(22)另一端连接在所述箱体(18)上。
2.根据权利要求1所述的旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述中心管(15)的外扩段(24)径向扩展为圆锥管状，所述点火油枪(14)延伸至向所述外扩段(24)凸出。
3.根据权利要求1所述的旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述内二次风环(3)靠近火焰的一端径向扩展为圆锥管状的扩展角(23)。
4.根据权利要求1所述的旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述调整螺母Ⅰ(9)和调整螺母Ⅱ(6)上分别固定连接有压盖Ⅰ(8)和压盖Ⅱ(5)。
5.根据权利要求1或4所述的旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述调整螺杆Ⅰ(7)和所述调整螺杆Ⅱ(4)在圆周方向上均匀设置三个。
6.根据权利要求1所述的旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述内二次旋流体(10)与所述外二次旋流体(2)内均设有叶片，所述叶片为梯形螺旋叶片，所述梯形螺旋叶片的倾斜方向相同。
7.根据权利要求1所述的旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述内二次风环(3)上固定连接有内二次风箱体(13)，所述内二次风箱体(13)上固定连接有火检装置(11)。
8.根据权利要求1所述的旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述箱体(18)内设有喷嘴(19)，所述一次风管(16)上连接有粉管弯头(12)，所述粉管弯头(12)上固定连接有文丘里管系统，所述粉管接头(20)的直径大于所述喷嘴(19)的直径。
9.根据权利要求8所述的旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述粉管接头(20)靠近所述喷嘴(19)的一端向外扩展为锥形引导面，所述粉管接头(20)另一端的直径向外扩展至与所述中心管(15)一致。
10.根据权利要求8所述的旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述一次风管(16)与所述粉管弯头(12)上设有相适配的止口定位结构；所述内二次风环(3)与所述粉管弯头(12)、所述内二次风环(3)与所述外二次风环(1)上分别设有相适配的止口定位结构。
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