CN207661763U - 一种新型旋流煤粉燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型旋流煤粉燃烧器，主要包括：一次风道、二次风道、煤粉浓缩器和三次风道，其中，所述一次风道通过所述煤粉浓缩器与所述三次风道相连通；所述二次风道设置于所述一次风道的内部出口处，且与所述煤粉浓缩器相连通，所述二次风道包括：外旋流二次风道和内旋流二次风道，其中，所述外旋流二次风道的出口前端侧壁为凸起部，在所述凸起部的内壁上设有调节拉杆；所述内旋流二次风道的出口前端为锥形缩口在所述内旋流二次风道的外壁上设有与所述调节拉杆相连的旋流叶片。该装置采用结构简单的煤粉浓缩装置实现煤粉气流浓淡分离，且保证低挥发分煤的高效稳燃、降低氮氧化物的排放、同时保证炉膛不结渣和产生高温腐蚀等问题。

Description

一种新型旋流煤粉燃烧器

技术领域

本实用新型属于燃烧技术领域，涉及一种新型旋流煤粉燃烧器，尤其涉及一种径向浓淡式二次风多级分级式的旋流煤粉燃烧器。

背景技术

电力行业是基础的能源行业，目前燃煤火力发电占到我国总发电量的70%以上。目前我国正大力发展核能发电以及各种新能源发电技术，我国煤炭资源丰富，但受核电站建设周期长及新能源发电成本较高、单机容量小等因素影响，所以在未来一段较长时间内，燃煤火力发电仍然是我国发电的主要方式。高效低污染燃煤发电技术是燃煤火力发电的发展方向，燃烧的同时实现高效、低氮氧化物（NOx）、防结渣、防高温腐蚀、低负荷稳燃能力强、煤种适应性好等功能。但普遍存在煤种适应性不强（难以适用于低挥发分的无烟煤贫煤）、高温腐蚀和结焦较为严重、NOx减排效率不高、部分燃烧器中心管磨损严重等问题。我国电厂用煤多变，燃用低挥发分煤的电厂日益增加，加上环保法规日益严格（要求能大幅度降低氮氧化物排放），开发一种新型旋流煤粉燃烧器以适应这些要求显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种新型高效、低氮、煤种适用范围广及安全运行的旋流煤粉燃烧器，该装置采用结构简单的煤粉浓缩装置实现一次和二次风煤粉气流浓淡分离，采用了两个二次风通道和一个三次风道，以保证低挥发分煤的高效稳燃、进一步降低NOx的排放、同时保证炉膛不结渣和产生高温腐蚀等，从而实现燃用低挥发分煤锅炉机组的高效、低氮和安全运行。

为解决上述技术问题之一，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型提出了一种新型旋流煤粉燃烧器，包括：一次风道、二次风道、煤粉浓缩器和三次风道，其中，所述一次风道通过所述煤粉浓缩器与所述三次风道相连通；所述二次风道设置于所述一次风道的内部出口处，且与所述煤粉浓缩器相连通，所述二次风道包括：外旋流二次风道和内旋流二次风道，其中，所述外旋流二次风道的出口前端侧壁为凸起部，在所述凸起部的内壁上设有调节拉杆；所述内旋流二次风道的出口前端为锥形缩口，用于增强旋流强度，在所述内旋流二次风道的外壁上设有与所述调节拉杆相连的旋流叶片，通过所述调节拉杆调节所述旋流叶片的位移，改变旋流强度。

进一步的，在所述外旋流二次风道的出口前端和内旋流二次风道的出口前端的管壁之间设有稳燃环。

进一步的，所述一次风道的出口为锥形缩口，所述三次风道的进口为锥形扩口，所述一次风道的锥形缩口通过所述煤粉浓缩器与所述锥形扩口相连通。

进一步的，所述一次风道的外径小于所述三次风道的外径。

进一步的，所述凸起部的前端为锥形扩口，后端为锥形缩口。

进一步的，所述二次风道的进风口延伸至所述一次风道的外部。

进一步的，所述煤粉浓缩器为楔形体煤粉浓缩器，其前端设有楔形体，将煤粉气流分离为中心浓和外部淡的两股气流。

进一步的，所述稳燃环为三角齿形。

进一步的，还包括：卡环，其设置在所述凸起部的内壁上，且位于所述旋流叶片的左侧，所述调节拉杆的一端与所述卡环相连，另一端与所述旋流叶片相连。

进一步的，还包括：点火枪，所述点火枪以一定的倾斜角度布置在所述三次风道上，所述三次风道的喷口与外接锅炉相连，所述三次风道的风量可通过进口挡板进行调节。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1）本实用新型采用楔型体煤粉浓缩器、三角齿形稳燃环和内旋流二次风道的锥形扩口，实现了内浓外淡的煤粉径向浓淡燃烧，有助于低挥发分煤粉的高效燃烧和低负荷稳燃；

2）本实用新型采用调节拉杆和卡环，灵活调节旋流叶片的位移，改变旋流强度，达到改变着火点和着火强度的目的，适应煤种和负荷的变化；

3）本实用新型设置三角齿形稳燃环，在齿后形成驻涡，利于着火；

4）本实用新型通过设置三次风道，形成大面积的高温回流区，加强了浓煤粉流和高温回流区中烟气的混合，有利于煤粉，特别是低挥发分煤粉的着火和稳定燃烧，同时增加了浓粉流的周界长度，进一步加强混合着火和稳定燃烧；

5）本实用新型通过设置三次风道，采用直流煤粉风直接吹入，避免了低负荷运行时飞边现象，有利于低负荷稳燃；并且有助于在贴近锅炉水冷壁处形成局部氧化性气氛，从而有效的避免了水冷壁结渣和高温腐蚀问题，提高了运行的安全性；

6）本实用新型采用了两个二次风通道和一个三次风道，实现了燃烧器区域沿径向方向多级分级燃烧，形成了还原性的着火和燃烧气氛，有助于大幅度的降低氮氧化物的排放；

7）本实用新型外旋流二次风道的出口前端侧壁设计为由锥形扩口和锥形缩口形成的凸起部，推迟了二次煤粉风混入一次煤粉风气流的时间，进一步降低氮氧化物的排放；

8）本实用新型燃烧器取消了传统燃烧器的中心管，避免了因中心管磨损严重而影响燃烧效率的问题，对于采用本实用新型所述的新型旋流煤粉燃烧器的煤粉锅炉，具有燃烧效率高、煤种和负荷适应性强、调节灵活、能深度脱出氮氧化物及运行安全可靠等特点。

附图说明

图1为本实用新型燃烧器的结构示意图。

其中，一次风道1；一次风道的出口101；外旋流二次风道2；凸起部201；调节拉杆202；内旋流二次风道3；内旋流二次风道的出口前端301；旋流叶片302；三角齿形稳燃环4；三次风道5；三次风道的进口501；煤粉浓缩器6；楔形体601；点火枪7。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

根据本实用新型的实施例，图1为本实用新型燃烧器的结构示意图，参照图1所示，本实用新型所述燃烧器包括：一次风道1、二次风道、煤粉浓缩器6、三次风道5、卡环和点火枪7。

根据本实用新型的实施例，参照图1所示，所述一次风道的出口101为锥形缩口，所述三次风道的进口501为锥形扩口，所述一次风道的锥形缩口通过所述煤粉浓缩器与所述三次风道的锥形扩口相连通。

根据本实用新型的实施例，参照图1所示，所述二次风道设置于所述一次风道的内部出口处，且与所述煤粉浓缩器相连通，所述二次风道包括：外旋流二次风道2和内旋流二次风道3，其中，所述外旋流二次风道的出口前端侧壁为凸起部201，所述凸起部的前端为锥形扩口，后端为锥形缩口，有效地推迟了二次煤粉风混入一次煤粉风气流的时间，进一步降低氮氧化物的排放；在所述凸起部的内壁上设有卡环和调节拉杆202；所述内旋流二次风道的出口前端为锥形缩口，用于增强旋流强度，在所述内旋流二次风道的外壁上设有与所述调节拉杆相连的旋流叶片302，其具体设置于所述卡环的右侧，所述调节拉杆的一端与所述卡环相连，另一端与所述旋流叶片相连，通过所述调节拉杆调节所述旋流叶片的位移，使其左右移动，改变所述旋流叶片与所述凸起部后端的锥形缩口之间的距离，进而改变气流的旋流强度，达到改变着火点和着火强度的目的，适应煤种和负荷的变化。

根据本实用新型的一些实施例，参照图1所示，在所述外旋流二次风道的出口前端和内旋流二次风道的出口前端的管壁之间设有三角齿形稳燃环4，在齿后形成驻涡，利于着火。

根据本实用新型的一些实施例，本实用新型所述的锥形扩口和锥形缩口的锥度不受限制，可根据煤种进行具体设置。

根据本实用新型的一些实施例，本实用新型所述二次风道与所述一次风道相连通，一次煤粉风的进风口与二次煤粉风的进风口不一致，从不同的进风口分别提供煤粉风，经过一段时间后，一次煤粉风和二次煤粉风进行混合，均通过所述煤粉浓缩器，将煤粉气流在径向方向分为内浓外淡的两股气流，进入所述三次风道，所述三次风道内部的中心处为浓煤粉气流，外部为淡煤粉气流，将通入所述三次风道的中心处处理为浓煤粉气流，有利于低挥发分煤粉的快速着火和高效稳定燃烧；可以理解的是，本实用新型所述一次煤粉风在所述一次风道中从风速大或者旋流强的地方进行流动，可以进入所述二次风道进行混合，也可以直接进入所述煤粉浓缩器，参照图1所示，本实用新型所述二次风道的进风口延伸至所述一次风道的外部。

根据本实用新型的实施例，参照图1所示，本实用新型所述煤粉浓缩器为楔形体煤粉浓缩器，其前端设有楔形体601，将煤粉气流分离为中心浓和外部淡的两股气流，进入所述三次风道。

根据本实用新型的实施例，参照图1所示，本实用新型所述三次风道的外径设计为大于所述一次风道的外径，且其面积在符合和满足燃烧工艺的前提下，尽可能的大，形成大面积的高温回流区，加强浓煤粉流和高温回流区中来自外接锅炉的炉膛中的烟气的混合，有利于煤粉，特别是低挥发分煤粉的着火和稳定燃烧，同时增加了浓粉流的周界长度，进一步加强混合着火和稳定燃烧。

根据本实用新型的实施例，参照图1所示，本实用新型所述点火枪以一定的倾斜角度布置在所述三次风道上，所述三次风道的喷口与外接锅炉相连。

根据本实用新型的一些实施例，本实用新型设置三次风道，采用直流煤粉风直接吹入，避免了低负荷运行时飞边现象，有利于低负荷稳燃；并且有助于在贴近锅炉水冷壁处形成局部氧化性气氛，从而有效地避免了水冷壁结渣和高温腐蚀问题，提高了运行的安全性；本实用新型采用了两个二次风通道和一个三次风道，先通过所述一次风道通入常温的一次煤粉风，经过所述二次风道和煤粉浓缩器后旋流温度升高，再经过所述二次风道通入二次煤粉风，增强煤粉气流的浓度和着火强度，使煤粉风达到着火点，启动点火枪，进行燃烧，最后直接通入三次煤粉风，进一步加强燃烧，使煤粉风充分燃烧，实现了燃烧器区域沿径向方向的多级分级燃烧，形成了还原性的着火和燃烧气氛，有助于大幅度的降低氮氧化物的排放。

根据本实用新型的一些实施例，本实用新型所述一次煤粉风、二次煤粉风和三次煤粉风分别经过与所述相应风道相连的独立风箱进行吹入，通过调节风箱的进口挡板，可以调节三个风道的风量比，即可以调节气流强度。

发明人发现，根据本实用新型所述的燃烧器，该装置采用结构简单的煤粉浓缩装置实现一次和二次风煤粉气流浓淡分离，采用了两个二次风通道和一个三次风道，以保证低挥发分煤的高效稳燃、进一步降低NOx的排放、同时保证炉膛不结渣和产生高温腐蚀等，从而实现燃用低挥发分煤锅炉机组的高效、低氮和安全运行。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上下”“左右”、“前后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、 或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。

Claims (10)

1.一种新型旋流煤粉燃烧器，其特征在于，包括：一次风道、二次风道、煤粉浓缩器和三次风道，其中，

所述一次风道通过所述煤粉浓缩器与所述三次风道相连通；

所述二次风道设置于所述一次风道的内部出口处，且与所述煤粉浓缩器相连通，所述二次风道包括：外旋流二次风道和内旋流二次风道，其中，

所述外旋流二次风道的出口前端侧壁为凸起部，在所述凸起部的内壁上设有调节拉杆；

所述内旋流二次风道的出口前端为锥形缩口，用于增强旋流强度，在所述内旋流二次风道的外壁上设有与所述调节拉杆相连的旋流叶片，通过所述调节拉杆调节所述旋流叶片的位移，改变旋流强度。

2.根据权利要求1所述的新型旋流煤粉燃烧器，其特征在于，在所述外旋流二次风道的出口前端和内旋流二次风道的出口前端的管壁之间设有稳燃环。

3.根据权利要求1所述的新型旋流煤粉燃烧器，其特征在于，所述一次风道的出口为锥形缩口，所述三次风道的进口为锥形扩口，所述一次风道的锥形缩口通过所述煤粉浓缩器与所述锥形扩口相连通。

4.根据权利要求3所述的新型旋流煤粉燃烧器，其特征在于，所述一次风道的外径小于所述三次风道的外径。

5.根据权利要求1所述的新型旋流煤粉燃烧器，其特征在于，所述凸起部的前端为锥形扩口，后端为锥形缩口。

6.根据权利要求1所述的新型旋流煤粉燃烧器，其特征在于，所述二次风道的进风口延伸至所述一次风道的外部。

7.根据权利要求1所述的新型旋流煤粉燃烧器，其特征在于，所述煤粉浓缩器为楔形体煤粉浓缩器，其前端设有楔形体，将煤粉气流分离为中心浓和外部淡的两股气流。

8.根据权利要求2所述的新型旋流煤粉燃烧器，其特征在于，所述稳燃环为三角齿形。

9.根据权利要求1所述的新型旋流煤粉燃烧器，其特征在于，还包括：卡环，其设置在所述凸起部的内壁上，且位于所述旋流叶片的左侧，所述调节拉杆的一端与所述卡环相连，另一端与所述旋流叶片相连。

10.根据权利要求1所述的新型旋流煤粉燃烧器，其特征在于，还包括：点火枪，所述点火枪以一定的倾斜角度布置在所述三次风道上，所述三次风道的喷口与外接锅炉相连，所述三次风道的风量可通过进口挡板进行调节。