CN220397504U - 煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置，所述煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置包括燃烧器、稳燃器和浓缩器，浓缩器用于将煤粉气源提供的一次风煤粉气流分流成第一气流、第二气流和第三气流，第一气流、第二气流和第三气流在稳燃器和燃烧器内燃烧，第一进口与浓缩器连通以便向煤粉管组件内通入第一气流，煤粉管组件可将第一气流分流以得到第一子气流和第二子气流，第一子气流的煤粉浓度小于第二子气流的煤粉浓度，第一出口用于向空腔内排出第一子气流，第二出口用于向空腔内排出第二子气流，二次风管设在稳燃器的进口端的外周侧且与空腔连通。因此，本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置具有燃烧稳定性好、环保效果好和生产成本低等优点。

Description

煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置

技术领域

本实用新型涉及燃烧器技术领域，特别是涉及一种煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置。

背景技术

燃煤电厂如需提高煤粉燃烧器在低负荷及变负荷运行过程中的稳燃能力，通常需采用增加点火装置或投入辅助燃料的方法实现。常见的点火及稳燃方法以柴油作燃料，这种方法需要使用大量的柴油，成本非常高，且投油助燃会带来新的污染物生成，如硫化物及氮氧化物。配备等离子点火装置的煤粉燃烧器可以提高低负荷的稳燃能力，但等离子点火装置的阴极材料使用寿命非常短，从而增加了机组运行成本。

近些年，出现了采用电阻丝加热燃烧室外壳从而将燃烧室内部燃料加热的方法，然而采用电阻丝间接加热燃烧室内部结构的加热效率低，且在加热过程中电阻丝和燃烧室外壳需要承受很高的温度，对电阻丝和燃烧室的材质要求高。

综上所述，如何提供一种不需要投入辅助燃料、且不需要增加点火装置就能提高煤粉燃烧器的低负荷及变负荷运行过程中稳燃能力的技术，已成为本领域研究及技术人员亟待解决的重要问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的实施例提出一种煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置。

本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置包括：

燃烧器和浓缩器；

稳燃器，所述稳燃器的出口端与所述燃烧器连通，所述稳燃器沿第一方向延伸，所述稳燃器包括壳体和煤粉管组件，所述壳体内设有空腔，至少部分所述煤粉管组件设在所述空腔内的，所述壳体的一端设有安装口，所述煤粉管组件的外周壁与所述安装口的内周壁密封连接；

所述煤粉管组件可将所述第一气流分成第一子气流和第二子气流并导入所述空腔内，所述第一子气流的煤粉浓度小于所述第二子气流的煤粉浓度，所述第二子气流的导入位置相对所述第一子气流的导入位置邻近所述稳燃器的出口端；

二次风管，所述二次风管与所述空腔连通。

因此，本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置具有燃烧稳定性好、环保效果好和生产成本低等优点。

在一些实施例中，所述稳燃器包括壳体、第一进口、第一出口和第二出口，所述壳体内设有所述空腔，所述第一方向包括第一子方向及与所述第一子方向相反的第二子方向，所述稳燃器的进口端至所述稳燃器的出口端的方向为所述第一子方向；

所述第一进口、所述第一出口和所述第二出口均设在所述煤粉管组件上且沿第一子方向依次且间隔布置，所述第一进口与所述第一出口和所述第二出口中的每一者均连通，所述第一出口和所述第二出口均设在所述空腔内且均沿所述第二子方向朝所述第一进口设置，所述稳燃器的出口端设有稳燃器出口；

所述浓缩器适于与煤粉气源连通，所述浓缩器用于将所述煤粉气源提供的一次风煤粉气流分流成所述第一气流、第二气流和第三气流，所述浓缩器可与所述第一进口连通以便将所述第一气流注入所述煤粉管组件内，且所述浓缩器可与所述燃烧器连通以便将所述第二气流和所述第三气流注入所述燃烧器内；

所述第一进口与所述浓缩器连通以便向所述煤粉管组件内导入所述第一气流，所述煤粉管组件可将所述第一气流分流以得到所述第一子气流和所述第二子气流，所述第一出口用于向所述空腔内排出所述第一子气流，所述第二出口用于向所述空腔内排出所述第二子气流；

二次风管，所述二次风管设在所述稳燃器的进口端的外周侧且与所述空腔连通，所述二次风管的出风方向与所述壳体的内周壁相切。

在一些实施例中，所述煤粉管组件包括：

第一管，所述第一管的进口端和所述第一管的出口端在所述第一方向上相对布置，所述第一进口设在所述第一管的进口端；

浓缩件，所述浓缩件为环形且所述浓缩件的内周壁限定出浓度调节通道，所述浓度调节通道的横截面积沿所述第一子方向先逐渐减小再逐渐增大；

第二管，所述浓缩件和所述第二管均设在所述第一管内，所述浓缩件与所述第二管在所述第一子方向上依次且间隔布置，所述第一管的内周壁与所述第二管的外周壁限定出第一通道，所述第二管的内周壁限定出第二通道，所述第二管的进口端和所述第二管的出口端在所述第一方向上相对布置；

第一回流件，所述第一回流件套设在所述第二管的外周侧且与所述第二管的出口端相连，所述第一管的出口端伸入所述第一回流件与所述第二管之间，以使所述第一回流件的内周壁与所述第一管的外周壁限定出回流通道，且所述回流通道与所述第一通道连通，所述回流通道的开口朝向所述第一管的进口端以形成所述第一出口；

第二回流件，在所述第一子方向上所述第一回流件与所述第二回流件依次且间隔布置，所述第二回流件的一部分套设在所述第一回流件的外周侧以便形成所述第二出口。

在一些实施例中，所述壳体包括在所述第一方向上依次相连的第一段、第二段、第三段和第四段，所述二次风管与所述第一段相连，所述第一段和所述第三段均为圆柱形，所述第二段的横截面积沿所述第一子方向逐渐增大，所述第四段的横截面积沿所述第一子方向逐渐减小，所述第一出口设在所述第二段内，所述第二出口设在所述第三段内。

在一些实施例中，所述燃烧器包括燃烧管组件，所述稳燃器与所述燃烧管组件沿所述第一子方向依次布置，所述燃烧管组件的出口端适于与燃烧炉相连；

所述燃烧管组件包括内管和外管，所述外管套设在所述内管外侧；

所述内管包括在所述第一子方向上依次布置且连通的第一燃烧段和第二燃烧段，所述第一燃烧段的出口端伸入所述第二燃烧段的进口端内，以使所述第一燃烧段的外周壁与所述第二燃烧段的内周壁限定出第三通道；

所述外管包括沿所述第一子方向依次布置的整流段和导流段，所述整流段的进口端与所述第一燃烧段的进口端密封连接，所述导流段的内周壁与所述第二燃烧段的外周壁限定出第四通道。

在一些实施例中，所述燃烧器还包括送料管组件，所述送料管组件包括在所述第一子方向依次且间隔设置的第一送料管和第二送料管，所述第一送料管用于连通所述浓缩器和所述第一燃烧段以便将所述第二气流导入所述内管中，所述第二送料管用于连通所述浓缩器和所述整流段以便将所述第三气流导入所述燃烧管组件内，所述燃烧管组件可将所述第三气流分流成第三子气流和第四子气流，所述第三通道用于供所述所述第三子气流进入所述第二燃烧段中，所述第四通道用于供所述第四子气流通过以便与所述第二燃烧段中的气流汇合。

在一些实施例中，所述第一送料管包括：

第一过渡段，所述第一过渡段沿所述第一方向延伸，且所述第一过渡段的横截面积沿所述第一子方向逐渐减小；

第一送料段，所述第一送料段的进口端沿第二方向延伸，所述第二方向与所述第一方向正交，所述第一送料段的出口端沿所述第一方向延伸，所述第一送料段、所述第一过渡段和所述第一燃烧段依次连通，所述稳燃器与所述第一送料段相连，所述稳燃器的进口端设在所述第一送料段外侧，所述稳燃器的出口端穿过所述第一送料段的侧壁并伸入所述第一送料段内，且所述稳燃器出口位于所述第一过渡段内。

在一些实施例中，所述浓缩器包括：

总进料管，所述总进料管的进口端适于与煤粉气源连通，所述总进料管沿第二方向延伸；

第一支管、第二支管和第三支管，所述第一支管、所述第二支管和所述第三支管间隔布置，所述总进料管的出口端与所述第一支管、所述第二支管和所述第三支管中的每一者均连通；

所述总进料管适于向所述浓缩器内通入所述一次风煤粉气流，所述浓缩器可将所述一次风煤粉气流分流以便得到所述第一气流、所述第二气流和所述第三气流，所述第一支管与所述第一进口连通以便将所述第一气流导入所述燃烧器内，所述第二支管与所述第一进料管连通以便将所述第二气流导入所述燃烧器内，所述第三支管与所述第二进料管连通以便将所述第三气流导入所述燃烧器内。

在一些实施例中，所述浓缩器还包括浓缩组件，所述浓缩组件设在所述总进料管内，所述浓缩组件包括第一浓缩块、第二浓缩块和分流板，所述第一浓缩块、所述第二浓缩块和所述分流板在所述第二方向上依次且间隔布置，且所述第一浓缩块相对所述分流板邻近所述总进料管的进口端设置；

所述总进料管在其周向上具有依次相连的第一侧壁至第四侧壁，所述第一侧壁和所述第三侧壁在所述第一方向上相对布置，且所述第三侧壁相对所述第一侧壁邻近所述第三支管设置，所述第二侧壁和所述第四侧壁相对布置；

所述总进料管内设有呈阵列布置的第一流道至第四流道，在所述第一子方向上，所述第一流道和所述第二流道依次布置，所述第三流道和所述第四流道依次布置，且所述第一流道相对所述第三流道邻近所述第二侧壁设置，所述第一浓缩块设在所述第三侧壁上以便封堵所述第二流道和所述第四流道，所述第二浓缩块设在所述第二侧壁上以便封堵所述第一流道和所述第二流道，或所述第二浓缩块设在所述第四侧壁上以便封堵所述第三流道和所述第四流道；

所述分流板呈十字形以便与所述第一流道至所述第四流道适配。

在一些实施例中，所述浓缩器还包括挡板，所述挡板设在所述第二支管的入口端的内周壁上，且所述挡板相对所述第三支管邻近所述第一支管布置，在所述总进料管的延伸方向上所述挡板与所述第三流道相对布置。

本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置具有如下效果：

(1)显著的经济性优势

相比于传统的微油点火器及等离子体点火器，本实用新型具有显著的经济性优势。可以实现采用少量煤粉点燃周围大部分煤粉的作用，完全替代传统的微油点火器及等离子体点火器，采用煤作为燃料进行直接点火，实现用少量煤粉点燃周围大量煤粉的目的，提高燃煤机组在点火过程及调峰过程中的经济性。

(2)快速点火及强低负荷稳燃能力

本实用新型耦合了多级煤粉浓缩及多级煤粉预热的点火及稳燃强化措施，通过在无助燃稳燃器内部构建煤粉浓淡燃烧及二级煤粉着火预热，以及在无助燃稳燃器下游构建多级(三级及以上)的煤粉预热，依次点燃下游煤粉气流。有助于燃煤机组启动过程中的快速点火，以及灵活调峰过程中的稳定燃烧，同时促进煤粉燃烧过程中的燃尽效果。

(3)低NOx生成

通过在无助燃稳燃器内部构建煤粉浓淡燃烧、两级高温还原区，以及在无助燃稳燃器的出口下游，构建多级浓淡燃烧，形成沿着火焰高温区的多级强还原氛围，有助于降低燃料型NOx生成。并且，由于多级高温区的存在，使无助燃稳燃器内部及煤粉燃烧器内部的整体温度分布较为均匀，有助于降低热力型NOx的生成。

(4)具有灵活实用性

本实用新型可应用于四角切圆直流燃烧器上，也可应用于墙式对冲旋流燃烧器上，具有广泛的适用性，且方便在已有类型燃烧器上进行就地改造。

附图说明

图1是本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置的稳燃器和燃烧器的内部气流流动示意图。

图3是本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置的稳燃器的左视图。

图4是本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置的稳燃器的剖视图。

图5是本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置的稳燃器和燃烧器的结构示意图。

图6是本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置的浓缩器的结构示意图。

图7是图6中的A-A、B-B、C-C、D-D处的剖视示意图。

图8是本实用新型实施例煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置的燃烧器和三次风管的结构示意图。

图9是本实用新型另一实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置的燃烧器和三次风管的结构示意图。

附图标记：

煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置1000；

稳燃器100；煤粉管组件11；第一管111；第一进口1111；浓缩件1112；渐缩段11121；渐扩段11122；第二管112；第一回流件113；第二回流件114；第一出口115；第二出口116；第一通道117；第二通道118；回流通道119；壳体12；第一段121；第二段122；第三段123；第四段124；稳燃器出口125；二次风管13；

燃烧器200；燃烧管组件21；内管211；第一燃烧段2111；第二燃烧段2112；外管212；整流段2121；导流段2122；第三通道213；第四通道214；送料管组件22；第一送料管221；第一送料段2211；第一过渡段2212；第二送料管222；第二过渡段2221；三次风管23；第一喷口231；第二喷口232；叶片234；第三喷口233；

浓缩器300；第一支管31；第二支管32；第三支管33；总进料管34；第一侧壁341；第二侧壁342；第三侧壁343；第四侧壁344；第一流道345；第二流道346；第三流道347；第四流道348；第一浓缩块35；第二浓缩块36；分流板37；挡板38。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-9所示，本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置1000包括燃烧器200、稳燃器100和浓缩器300。

稳燃器100的出口端与燃烧器200连通，稳燃器100沿第一方向延伸，稳燃器100包括壳体12和煤粉管组件11，壳体12内设有空腔，至少部分煤粉管组件11设在空腔内，浓缩器300可与煤粉管组件11连通以便向煤粉管组件11内导入带有煤粉的第一气流，壳体12的一端设有安装口，煤粉管组件11的外周壁与安装口的内周壁密封连接。

煤粉管组件11可将第一气流分成第一子气流和第二子气流并导入空腔内，第一子气流的煤粉浓度小于第二子气流的煤粉浓度，第二子气流的导入位置相对第一子气流的导入位置邻近稳燃器100的出口端。

二次风管13与空腔连通。

为了便于描述，下面以图1中的左右方向作为第一方向。

例如，稳燃器100沿左右方向延伸，稳燃器100的出口端即为稳燃器100的右端，稳燃器100内设有空腔，煤粉管组件11的右端设在空腔内，浓缩器300与煤粉管组件11的左端连通，以便向煤粉管组件11内导入第一气流。

壳体12的左端设有安装口，煤粉管组件11固定在安装口内。

本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置1000在工作时，浓缩器300向煤粉管组件11内导入第一气流，在煤粉管组件11内第一气流被分流成煤粉浓度不同的第一子气流和第二子气流，第一子气流的煤粉浓度小于第二子气流的煤粉浓度。

而后，第一子气流和第二子气流从煤粉管组内流入空腔中，第一子气流的导入位置在第二子气流的导入位置的左侧，

与此同时，二次风沿着二次风管13高速喷入空腔内，在空腔内逐渐向右流动并形成高速旋转气流，并在二次风的中心区域形成低压区。二次风在逐渐向右流动时，部分二次风会流入低压区，从而在壳体12内形成高速回流区。

由于第二子气流的导入位置邻近高速回流区，从而使第二子气流在流动过程中更容易被卷吸到高速回流区内，点燃第二子气流中的部分煤粉，使得第二子气流在高速回流区内回旋燃烧放热，从而形成了浓相高温回流区，这将有利于促进第二子气流的快速升温及着火，并释放出较多的热量，形成浓相高温回流区。与此同时，第一子气流在第二子气流的左侧相距一定距离的位置喷入，第一子气流受到旋流状态下的二次风的阻隔及携带作用，从而折转方向，第一子气流在旋流状态下的二次风与第二子气流之间进入到浓相高温回流区内。

在这个过程中，尽管第一子气流中的煤粉浓度较低，不易于着火燃烧，但是：一方面，第一子气流中的较低浓度煤粉受到高温回流区的对流及辐射换热，能够促进这第一子气流升温着火。另一方面，第一子气流的导入位置在第二子气流的导入位置的左侧，使得第一子气流在壳体12内相对第二子气流具有较大的停留时间，以上两个方面将共同促进第一子气流的着火及燃尽效果。此时，第一子气流受到一级预热，快速升温及着火，并释放出较多的热量，在浓相高温回流区外侧形成淡相高温回流区。

同时，由于第二子气流与第一子气流间隔一定距离喷入，有利于推迟浓、淡气流的混合，在促进整体燃尽的同时，有利于深化煤粉浓淡燃烧效果，降低NOx生成。

本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置1000具有如下优点：

(1)显著的经济性优势。

相比于传统的微油点火器及等离子体点火器，本实用新型具有显著的经济性优势。本实用新型只需点燃第二子气流中的部分煤粉，即可以实现采用少量煤粉点燃周围大部分煤粉的作用，完全替代传统的微油点火器及等离子体点火器，采用煤作为燃料进行直接点火，实现用少量煤粉点燃周围大量煤粉的目的，提高燃煤机组在点火过程及调峰过程中的经济性，降低生产成本。

(2)快速点火及强低负荷稳燃能力

本实用新型通过在无助燃稳燃器100内部构建煤粉浓淡燃烧及二级煤粉着火预热，有助于燃煤机组启动过程中的快速点火，以及灵活调峰过程中的稳定燃烧，同时促进煤粉燃烧过程中的燃尽效果。

(3)降低NOx生成

通过在无助燃稳燃器100内部构建煤粉浓淡燃烧、两级高温还原区，有助于降低燃料型NOx生成。并且，由于多级高温区的存在，使无助燃稳燃器100内部及煤粉燃烧器200内部的整体温度分布较为均匀，有助于降低热力型NOx的生成，提高环保效果。

(4)本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置1000的稳燃器100可应用于四角切圆直流燃烧器200上，也可应用于墙式对冲旋流燃烧器200上，具有广泛的适用性，且方便在已有类型燃烧器200上进行就地改造。

因此，本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置1000具有燃烧稳定性好、环保效果好和生产成本低等优点。

在一些实施例中，稳燃器100包括壳体12、第一进口1111、第一出口115和第二出口116，壳体12内设有空腔，第一方向包括第一子方向及与第一子方向相反的第二子方向，稳燃器100的进口端至稳燃器100的出口端的方向为第一子方向。

第一进口1111、第一出口115和第二出口116均设在煤粉管组件11上且沿第一子方向依次且间隔布置，第一进口1111与第一出口115和第二出口116中的每一者均连通，第一出口115和第二出口116均设在空腔内且均沿第二子方向朝第一进口1111设置，稳燃器100的出口端设有稳燃器出口125。

浓缩器300适于与煤粉气源连通，浓缩器300用于将煤粉气源提供的一次风煤粉气流分流成第一气流、第二气流和第三气流，浓缩器300可与第一进口1111连通以便将第一气流注入煤粉管组件11内，且浓缩器300可与燃烧器200连通以便将第二气流和第三气流注入燃烧器200内。

第一进口1111与浓缩器300连通以便向煤粉管组件11内导入第一气流，煤粉管组件11可将第一气流分流以得到第一子气流和第二子气流，第一出口115用于向空腔内排出第一子气流，第二出口116用于向空腔内排出第二子气流。

二次风管13设在稳燃器100的进口端的外周侧，二次风管13的出风方向与壳体12的内周壁相切。

为了便于描述，下面以图1中的左右方向作为第一方向，其中以向右为第一子方向，向左为第二子方向。

稳燃器100和燃烧器200均沿左右方向延伸，燃烧器200设在稳燃器100的右侧，燃烧器200的出口端与燃烧炉相连。

浓缩器300的一端与煤粉气源连通，浓缩器300的另一端与稳燃器100的第一进口1111和燃烧器200均连通，浓缩器300可将煤粉气源提供的一次风煤粉气流分流成第一气流、第二气流和第三气流，第一气流中的煤粉浓度大于第二气流中的煤粉浓度，第二气流中的煤粉浓度大于第三气流中的煤粉浓度。

下面详细介绍本实用新型实施例的稳燃器100，稳燃器100包括壳体12、煤粉管组和二次风管13。

煤粉管组件11沿左右方向延伸，煤粉管组件11的中心线与壳体12的中心线重合，煤粉管组的左端设在壳体12外侧，煤粉管组件11的右端设在壳体12内。煤粉管组件11上设有第一进口1111、第一出口115和第二出口116，且三者沿左右方向依次布置，第一进口1111设在左侧且位于壳体12外侧，即第一进口1111位于稳燃器100的左端，第一进口1111与第一出口115连通，第一进口1111与第二出口116也连通。第一出口115和第二出口116均设在壳体12内且与空腔连通，需要说明的是，第一出口115和第二出口116的开口均朝向煤粉管组件11的进口端设置，以便从第一出口115或第二出口116流出的气流的初始流向朝向左方，从而便于形成环流，进而便于形成浓相高温回流区和淡相高温回流区。

第一气流为包含煤粉的气流，第一气流通过第一进口1111进入煤粉管组件11内，在煤粉管组件11内，第一气流被分流成第一子气流和第二子气流，且第一子气流中的煤粉浓度小于第二子气流的煤粉浓度。第一子气流从第一出口115流入空腔内燃烧，第二子气流从第二出口116流入空腔内燃烧。

壳体12左端的内周壁与煤粉管组件11的外周壁密封连接，壳体12的右端敞口设置以形成稳燃器出口125，稳燃器100的右端伸入燃烧器200内部，在稳燃器100的左端设有二次风管13，二次风管13设在壳体12的外周侧，二次风管13与空腔连通，以便向空腔内注入二次风，需要说明的是，二次风管13的出风方向与壳体12的内周壁相切。换言之，二次风管13内设有二次风通道，二次风通道与壳体12的内壁面相切。

本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置1000在工作时，浓缩器300可将煤粉气源提供的一次风煤粉气流分流成煤粉浓度依次减小的第一气流、第二气流和第三气流，浓缩器300与第一进口1111连通以便将第一气流导入稳燃器100中，浓缩器300与燃烧器200连通以便将第二气流和第三气流导入燃烧器200内。

第一气流进入煤粉管组内，在煤粉管组内，第一气流被分流成煤粉浓度不同的第一子气流和第二子气流，第一子气流的煤粉浓度小于第二子气流的煤粉浓度。

而后，第一子气流进入第一通道117，并从第一出口115流动至空腔中，第二气流进入第二通道118，并从第二出口116流动至空腔中。

与此同时，二次风沿着二次风管13高速喷入空腔内，在空腔内逐渐向右流动并形成高速旋转气流，由于此时的二次风具有较大的旋转切向速度，使二次风在高速旋转流动过程中，在二次风的中心区域形成低压区。

二次风在逐渐向右流动时，部分二次风会流入低压区，从而在壳体12内形成高速回流区。

由于第二出口116设在邻近高速回流区的位置，使得第二子气流在邻近高速回流区的位置喷入，从而使第二子气流在流动过程中更容易被卷吸到邻近高速回流区内，第二子气流在邻近高速回流区内回旋燃烧放热，从而形成了浓相高温回流区，这将有利于促进第二子气流的快速升温及着火，并释放出较多的热量，形成浓相高温回流区。与此同时，第一子气流在第二子气流的左侧相距一定距离的位置喷入，第一子气流受到旋流状态下的二次风的阻隔及携带作用，从而折转方向，第一子气流在旋流状态下的二次风与第二子气流之间进入到浓相高温回流区内。

在这个过程中，尽管第一子气流中的煤粉浓度较低，不易于着火燃烧，但是：一方面，第一子气流中的较低浓度煤粉受到高温回流区的对流及辐射换热，能够促进这第一子气流升温着火。另一方面，第一出口115设在第二出口116左侧，使得第一子气流在壳体12内相对第二子气流具有较大的停留时间，以上两个方面将共同促进第一子气流的着火及燃尽效果。此时，第一子气流受到一级预热，快速升温及着火，并释放出较多的热量，在浓相高温回流区外侧形成淡相高温回流区。

同时，由于第二子气流与第一子气流间隔一定距离喷入，有利于推迟浓、淡气流的混合，在促进整体燃尽的同时，有利于深化煤粉浓淡燃烧效果，降低NO_x生成。

而后，火焰由稳燃器出口125高速喷出后进入燃烧器200内，在燃烧器200内，稳燃器出口125喷出的火焰与第二气流和第三气流混合，从而进一步提高燃烧效果。

在另一些实施例中，二次风管13为多个，多个二次风管13沿稳燃器100的进口端的周向间隔布置。由此，便于提高二次风的导入效率。

在一些实施例中，如图4所示，煤粉管组件11包括第一管111、第二管112、浓缩件1112、第一回流件113和第二回流件114。

所述第一管111的进口端和所述第一管111的出口端在所述第一方向上相对布置，第一进口1111设在进口端。

浓缩件1112为环形且浓缩件1112的内周壁限定出浓度调节通道，浓度调节通道的横截面积沿第一子方向先逐渐减小再逐渐增大，浓缩件1112和第二管112均设在第一管111内，浓缩件1112与第二管112在第一子方向上依次且间隔布置。

第一管111的内周壁与第二管112的外周壁限定出第一通道117，第二管112的内周壁限定出第二通道118，所述第二管112的进口端和所述第二管112的出口端在所述第一方向上相对布置。

第一回流件113套设在第二管112的外周侧且与第二管112的出口端相连，第一管111的出口端伸入第一回流件113与第二管112之间，以使第一回流件113的内周壁与第一管111的外周壁限定出回流通道119，且回流通道119与第一通道117连通，回流通道119的开口朝向第一管111的进口端以形成第一出口115。

在第一子方向上第一回流件113与第二回流件114依次且间隔布置，第二回流件114的一部分套设在第一回流件113的外周侧以便形成第二出口116。

例如，第一管111沿着左右方向延伸，第一管111的进口端即为第一管111的左端，第一管111的出口端即为第一管111的右端，第一管111的左端敞口设置以形成第一进口1111。

第一管111的左端向左伸出壳体12设置，且浓缩件1112位于第一管111伸出壳体12的部分，由此，以便更换浓缩件1112。

第二管112设在第一管111内部，浓缩件1112设在第二管112的左侧且与第二管112间隔设置。第一气流经过浓度调节通道后分流成第一子气流和第二子气流。

第一管111的内周壁与第二管112的外周壁间隔设置，以便形成第一通道117，第二管112的内周壁限定出第二通道118。

第二管112的进口端即为第二管112的左端，第二管112的出口端即为第二管112的右端，第一回流件113与第二管112的右端相连且套设在第二管112的外周侧，第一管111的右端位于第一回流件113与第二管112之间，且第一管111的外周壁与第一回流件113的内周壁间隔设置以形成回流通道119，第一管111的右端面与第一回流部的右端间隔设置，从而使得回流通道119和第一通道117可以连通。回流通道119的开口朝向左方，回流通道119的开口即为第一出口115。

第二回流件114设在第一回流件113的右侧，第二回流件114与第一回流件113之间形成开口朝向左方的第二出口116。

可选地，第一回流件113包括第一端部和第一筒部，第一筒部套设在第一管111的外周侧，第一端部与第二管112的出口端相连，第二回流件114包括第二端部和第二筒部，第二端部和第一端部在左右方向上间隔设置，第二筒部套设在第一筒部的外周侧，第二筒部和第一筒部之间形成开口朝向左方的第二出口116。

在另一些实施例中，第二管112的出口端向外且朝第二子方向翻折以在第二管112的外周侧形成第一回流件113。第一回流件113和第二管112一体成型设置，第二管112的出口端向外且向左方翻折以形成第一回流件113，由此，便于加工第二管112和第一回流件113。

在一些实施例中，如图4所示，壳体12包括在第一方向上依次相连的第一段121、第二段122、第三段123和第四段124，二次风管13与第一段121相连，第一段121和第三段123均为圆柱形，第二段122的横截面积沿第一子方向逐渐增大，第四段124的横截面积沿第一子方向逐渐减小，第一出口115设在第二段122内，第二出口116设在第三段123内。

例如，第一段121、第二段122、第三段123和第四段124沿着从左至右的方向依次布置，二次风管13设在第一段121的外周侧，多个二次风管13沿着第一段121的周向间隔布置。第一段121和第三段123均为圆柱形，换言之，第一段121和第三段123的横截面积不变，第二段122的横截面积沿着从左至右的方向逐渐增大，第四段124的横截面积沿着从左至右的方向逐渐减小。第四段124的右端设有稳燃器出口125，第四段124可将稳燃器100内的火焰聚拢后提高火焰的速度。

本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置1000，由于第二段122的横截面积从左向右逐渐增大，在二次风流经第二段122的过程中，二次风的流速降低，同时静压逐渐升高。此外，二次风管13的出风方向与壳体12的内周壁相切，使得二次风高速旋转流动，在二次风的中心区域形成低压区。

在二次风的中心区域形成有低压区、二次风的流速降低且静压逐渐升高这两个因素的作用下，二次风在逐渐向右流动时，部分二次风会流入低压区，从而在第二段122和第三段123内形成高速回流区。由于第二出口116设在邻近高速回流区的位置，使得第二子气流在邻近高速回流区的位置喷入，从而使第二子气流在流动过程中更容易被卷吸到邻近高速回流区内，第二子气流在邻近高速回流区内回旋燃烧放热，这将有利于促进第二子气流的快速升温及着火，并释放出较多的热量，形成浓相高温回流区。

在一些实施例中，如图4所示，浓缩件1112为环形且浓缩件1112的内周壁限定出浓度调节通道，浓缩件1112的外周壁与第一管111的内周壁贴合，浓缩件1112包括沿第一子方向依次布置的渐缩段11121和渐扩段11122，渐缩段11121的横截面积沿第一子方向逐渐增大，渐扩段11122的横截面积沿第一子方向逐渐减小，以使浓度调节通道的横截面积沿第一子方向先逐渐减小再逐渐增大。

例如，浓缩件1112为环形件，浓缩件1112的中间设有浓度调节通道，第一气流可从浓度调节通道中穿过，浓缩件1112的外周壁与第一管111的内周壁贴合设置，使得第一气流只能从浓度调节通道中经过。渐缩段11121设在渐扩段11122的左侧，渐缩段11121邻近第一出口115设置，渐缩段11121的横截面为环形，渐缩段11121的横截面积沿着从左向右的方向逐渐增大，使得渐缩段11121的内周壁限定的部分浓度调节通道的横截面积沿着从左向右的方向逐渐减小。

渐扩段11122的横截面也为环形，渐扩段11122的横截面积沿着从左向右的方向逐渐减小，使得渐扩段11122的内周壁限定的部分浓度调节通道的横截面积沿着从左向右的方向逐渐增大。

本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置1000在工作时，第一气流首先与浓缩件1112相遇，第一气流中的煤粉颗粒在撞击浓缩件1112的过程中，在渐缩段11121内，第一气流逐渐向第一管111的中心线附近聚集，使得第一管111的中心线附近的煤粉浓度逐渐增大，在渐扩段11122内，第一气流逐渐向第一管111的管壁附近扩散，由于浓缩件1112和第二管112之间的距离较短，第一气流即使向第一管111的管壁附近扩散，也没有足够的时间使得第一管111的管壁附近的煤粉浓度达到第一管111的中心线附近的煤粉浓度。

因此，第一气流在经过浓度调节通道的时候，受到惯性分离的作用发而生浓淡分离，从而在第一管111的内壁面附近形成煤粉浓度较低的第一子气流，在第一管111的中心线附近形成煤粉浓度较高的第二子气流，然后第一子气流进入第二管112外侧的第一通道117，第二子气流进入第二管112内部的第二通道118。

在一些实施例中，如图5所示，燃烧器200包括燃烧管组件21，稳燃器100与燃烧管组件21沿第一子方向依次布置，燃烧管组件21的出口端适于与燃烧炉相连，燃烧管组件21包括内管211和外管212，外管212套设在内管211外侧，内管211包括在第一子方向上依次布置且相互连通的第一燃烧段2111和第二燃烧段2112，第一燃烧段2111的出口端伸入第二燃烧段2112的进口端内，以使第一燃烧段2111的外周壁与第二燃烧段2112的内周壁限定出第三通道213。外管212包括沿第一子方向依次布置的整流段2121和导流段2122，整流段2121的进口端与第一燃烧段2111的进口端密封连接，导流段2122的内周壁与第二燃烧段2112的外周壁限定出第四通道214。

例如，稳燃器100设在燃烧管组件21的左侧，稳燃器100中的气流向右流动至燃烧管组件21内，燃烧管组件21的出口端适于与燃烧炉相连，且稳燃器出口125与燃烧管组件21的进口端在左右方向上相对布置，且稳燃器出口125与燃烧管组件21的进口端间隔设置。

燃烧管组件21包括内管211和外管212，内管211和外管212均沿着左右方向延伸，外管212和内管211之间间隔设置。

内管211包括第一燃烧段2111和第二燃烧段2112，第一燃烧段2111设在第二燃烧段2112左侧，第一燃烧段2111的左端与稳燃器出口125相对布置，第一燃烧段2111的右端可以伸入第二燃烧段2112内，且第一燃烧段2111的外周壁和第二燃烧段2112的内周壁间隔设置，以便限定出第三通道213。

外管212包括整流段2121和导流段2122，整流段2121设在导流段2122的左侧，整流段2121的右端和导流段2122的左端密封相连，导流段2122和第二燃烧段2112间隔设置，以便在导流段2122的内周壁与第二燃烧段2112的外周壁限定出第四通道214。

需要说明的是，整流段2121的左侧与第一燃烧段2111的左侧密封连接，整流段2121设在第一燃烧段2111的外侧以便在第一燃烧段2111外形成整流腔，导流段2122设在第二燃烧段2112和第一燃烧段2111的右端的外侧，以便整流腔内的气流可以沿着导流段2122和第一燃烧段2111之间的通道进入R1和第四通道214中。

在一些实施例中，如图5所示，燃烧器200还包括送料管组件22，送料管组件22包括在第一子方向依次且间隔设置的第一送料管221和第二送料管222，第一送料管221用于连通浓缩器300和第一燃烧段2111以便将第二气流导入内管211中，第二送料管222用于连通浓缩器300和整流段2121以便将第三气流导入燃烧管组件21内。

燃烧管组件21可将第三气流分流成第三子气流和第四子气流，第三通道213用于供第三子气流进入第二燃烧段2112中，第四通道214用于供第四子气流通过以便与第二燃烧段2112中的气流汇合。

送料管组包括第一送料管221和第二送料管222，第一送料管221设在第二送料管222左侧，第一送料管221的一端可与浓缩器300连通，第一送料管221的另一端与第一燃烧段2111的左端连通，以便将第二气流导入第一燃烧段2111中。

第二送料管222的一端可与浓缩器300连通，第二送料管222的另一端与整流段2121连通，以便将第三气流导入燃烧管组件21内。第三气流进入整流段2121中，在整流段2121内被整流后，逐渐向右流动，第三气流的一部分即第三子气流，从第三通道213进入第二燃烧段2112内，然后与第二燃烧段2112中的火焰混合。第三气流的另一部分即第四子气流，从第四通道214向右流动，然后进入内管211中与火焰混合。

在一些实施例中，如图5所示，第一送料管221包括第一过渡段2212和第一送料段2211，第一过渡段2212沿第一方向延伸，且第一过渡段2212的横截面积沿第一子方向逐渐减小。

第一送料段2211的进口端沿第二方向延伸，第二方向与第一方向正交，第一送料段2211的出口端沿第一方向延伸，第一送料段2211、第一过渡段2212和第一燃烧段2111依次连通，稳燃器100与第一送料段2211相连，稳燃器100的进口端设在第一送料段2211外侧，稳燃器100的出口端穿过第一送料段2211的侧壁并伸入第一送料段2211内，且稳燃器出口125位于第一过渡段2212内。

例如，为了便于描述，下面以图1中的上下方向作为第二方向。

第一送料段2211的进口端朝向下方，第一送料段2211的出口端朝向右方，第二气流依次经过第一送料段2211和第一过渡段2212后进入第一燃烧段2111中。

稳燃器100的出口端设在第一送料段2211内，稳燃器100的壳体12与第一送料段2211的侧壁密封连接，且稳燃器100位于第一送料段2211内的部分与第一送料段2211的内周壁间隔设置，以便第二气流从第一送料段2211和稳燃器100之间穿过。

第一过渡段2212沿着左右方向延伸，且第一过渡段2212的横截面积从左向右之间减小。

可选地，第一送料段2211的中心线为弧形的。

在另一些实施例中，第二送料管222包括第二过渡段2221，第二过渡段2221与整流段2121连通，第二过渡段2221的横截面积沿第二方向逐渐增大。例如，第二过渡段2221设在整流段2121的下方，第二过渡段2221的横截面积沿着从下向上的方向逐渐增大，由此，便于第三气流从第二过渡段2221中进入整流段2121内。

在一些实施例中，如图6所示，浓缩器300包括总进料管34、第一支管31、第二支管32和第三支管33，总进料管34的进口端适于与煤粉气源连通，总进料管34沿第二方向延伸。

第一支管31、第二支管32和第三支管33间隔布置，总进料管34的出口端与第一支管31、第二支管32和第三支管33中的每一者均连通。

总进料管34适于向浓缩器300内通入一次风煤粉气流，浓缩器300可将一次风煤粉气流分流以便得到第一气流、第二气流和第三气流，第一支管31与第一进口1111连通以便将第一气流导入燃烧器200内，第二支管32与第一进料管连通以便将第二气流导入燃烧器200内，第三支管33与第二进料管连通以便将第三气流导入燃烧器200内。

例如，总进料管34沿上下方向延伸，第一支管31、第二支管32和第三支管33沿着从左向右的方向依次间隔布置，总进料管34的下端与煤粉气源连通，总进料管34的上端与第一支管31的下端、第二支管32的下端和第三支管33的下端均连通。

第一支管31的上端与第一进口1111连通，第二支管32的上端与第一送料管221连通，第三支管33的上端与第二送料管222连通。煤粉气源提供的一次风煤粉气流进入总进料管34内，然后被浓缩器300分流成第一气流、第二气流和第三气流，第一气流通过第一进口1111进入煤粉管组件11内，第二气流依次经过第一送料段2211和第一过渡段2212后进入第一燃烧段2111中。第三气流经过第二送料管222进入整流段2121内。

可选地，在上下方向上，第二支管32与总进料管34相对设置，即总进料管34的上端向上延长即为第二支管32。

在一些实施例中，如图6和图7所示，，浓缩器300还包括浓缩组件，浓缩组件设在总进料管34内，浓缩组件包括第一浓缩块35、第二浓缩块36和分流板37，第一浓缩块35、第二浓缩块36和分流板37在第二方向上依次且间隔布置，且第一浓缩块35相对分流板37邻近总进料管34的进口端设置，总进料管34在其周向上具有依次相连的第一侧壁341至第四侧壁344，第一侧壁341和第三侧壁343在第一方向上相对布置，且第三侧壁343相对第一侧壁341邻近第三支管33设置，第二侧壁342和第四侧壁344相对布置。

总进料管34内设有呈阵列布置的第一流道至第四流道348，在第一子方向上，第一流道345和第二流道346依次布置，第三流道347和第四流道348依次布置，且第一流道345相对第三流道347邻近第二侧壁342设置。

第一浓缩块35设在第三侧壁343上且朝向总进料管34的中心线所在位置凸出设置，以便封堵第二流道346和第四流道348，第二浓缩块36设在第二侧壁342上以便封堵第一流道345和第二流道346，或第二浓缩块36设在第四侧壁344上以便封堵第三流道347和第四流道348。

分流板37呈十字形以便与第一流道至第四流道348适配。

例如，第一浓缩块35、第二浓缩块36和分流板37沿着从下向上的方向依次且间隔布置。

如图1所示，前后方向与上下方向和左右方向均垂直。第一侧壁341至第四侧壁344依次相连，形成环形的总进料管34。第一侧壁341为总进料管34的左侧壁，第三侧壁343为总进料管34的右侧壁，第二侧壁342设在第一侧壁341和第三侧壁343之间，第四侧壁344设在第一侧壁341和第三侧壁343之间，第二侧壁342和第四侧壁344在前后方向上相对布置。

第一流道345、第二流道346、第三流道347和第四流道348呈2×2的阵列布置，第一流道345和第二流道346沿着左右方向依次布置，第三流道347和第四流道348沿着左右方向依次布置，第一流道345和第三流道347沿着前后方向依次布置，第二流道346和第四流道348沿着前后方向依次布置。第一流道345邻近第二侧壁342设置，换言之，第一流道345和第二流道346相对第三流道347和第四流道348邻近第二侧壁342设置。当第二侧壁342设在第四侧壁344前方时，第一流道345和第二流道346设在第三流道347和第四流道348前方。当第二侧壁342设在第四侧壁344后方时，第一流道345和第二流道346设在第三流道347和第四流道348后方。

第一浓缩块35可拆卸地固定在第三侧壁343上且向总进料管34的中心线所在位置凸出设置，第一浓缩块35用于封堵第二流道346和第四流道348。第二浓缩块36向总进料管34的中心线所在位置凸出设置，第二浓缩块36设在第二侧壁342上以便封堵第一流道345和第二流道346，或第二浓缩块36设在第四侧壁344上以便封堵第三流道347和第四流道348。

分流板37设在第二浓缩块36的上方，分流板37呈十字形以便形成四个区域，四个区域分别与第一流道345至第四流道348对应，以便第一流道345至第四流道348内的气流经过。

下面以第二侧壁342设在第四侧壁344的前方，且第二浓缩块36设在第二侧壁342上为例，详细描述本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置1000的浓缩器300的工作中过程。

首先，煤粉气源提供的一次风煤粉气流进入总进料管34内，然后与第一浓缩块35碰撞后发生煤粉惯性分离，由于第一浓缩块35封堵了第二流道346和第四流道348，因此一次风煤粉气流大量聚集在第一流道345和第三流道347中，在一次风煤粉气流经过第一浓缩块35后，少量的煤粉气流扩散至第二流道346和第四流道348。

然后，如图7所示，图中展示了多级煤粉浓缩器300在工作时的各个流道内的煤粉分布情况。一次风煤粉气流与第二浓缩块36相遇后进一步发生煤粉惯性分离，由于第二浓缩块36封堵第一流道345和第二流道346，此时，第三流道347均未受到第一浓缩块35或第二浓缩块36的封堵，因此第三流道347内气流的煤粉浓度最高。第一流道345和第四流道348内的气流均受到第一浓缩块35或第二浓缩块36中的一个浓缩块的封堵，因此，第一流道345和第四流道348内的气流中的煤粉浓度小于第三流道347内气流的煤粉浓度。第二流道346受到第一浓缩块35和第二浓缩块36的两次封堵，使得第二流道346内的煤粉浓度最低。

第三流道347中的气流经过分流板37后，然后撞击到挡板38，从而发生折流，进而流向挡板38附近的第一支管31内。

第一流道345和第四流道348中的气流经过分流板37后，没有受到挡板38的干扰，从而进入第二支管32内。

第二流道346内的气流经过分流板37后，撞击到挡流板，从而发生折流，进而流向挡流板附近的第三支管33内。

第三流道347内的气流进入第一支管31后形成第一气流，第一流道345和第四流道348内的气流进入第二支管32后混合形成第二气流，第二流道346内的气流进入第三支管33后形成第三气流，第一气流、第二气流和第三气流中的煤粉浓度依次降低。

可以理解的是，当第四侧壁344设在第二侧壁342的前方时，第一流道345至第四流道348的位置稍有变化，但并不影响一次风煤粉气流的浓缩过程，此处不再赘述。

第三流道347内的气流进入第一支管31后形成第一气流，第一流道345和第四流道348内的气流进入第二支管32后混合形成第二气流，第二流道346内的气流进入第三支管33后形成第三气流，第一气流、第二气流和第三气流中的煤粉浓度依次降低。

由此，通过以上结构，浓缩器300可将一次风煤粉气流分流形成高、中、低三股不同浓度的煤粉气流。因此，本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置1000的浓缩器300具有结构更为紧凑、压力损失小的优点。

在另一些实施例中，在垂直前后方向的平面上，第一浓缩块35的投影形状为梯形。在垂直左右方向的平面上，第二浓缩块36的投影形状为梯形。由此，便于一次风煤粉气流经过，降低一次风煤粉气流的压力损失。

在一些实施例中，如图6所示，浓缩器300还包括挡板38，挡板38设在第二支管32的入口端的内周壁上，且挡板38相对第三支管33邻近第一支管31布置，在总进料管34的延伸方向上挡板38与第三流道347相对布置。

由此，挡板38设在第二支管32的左侧壁上，邻近第一支管31设置。挡板38与第三流道347相对布置，从而引导第三流道347内的气流进入第一支管31中，进而避免第三流道347内的气流进入第二支管32中。

在另一些实施例中，总进料管34、第一支管31、第二支管32和第三支管33交汇于一处，由此，便于浓缩器300的加工和制作。

在另一些实施例中，挡板38设在交汇处，第一支管31邻近第二支管32的侧壁向交汇处延伸以形成挡板38，挡板38的表面形状与第一支管31的内周壁面形状适配。由此，可以提高挡板38的引流效果，从而降低第三流道347内气流的压力损失。

下面根据附图1-9描述本实用新型的一个具体的实施例。

首先，煤粉气源提供的一次风煤粉气流进入浓缩器300的总进料管34内，然后与第一浓缩块35碰撞后发生煤粉惯性分离，由于第一浓缩块35封堵了第二流道346和第四流道348，因此一次风煤粉气流大量聚集在第一流道345和第三流道347中，在一次风煤粉气流经过第一浓缩块35后，少量的煤粉气流扩散至第二流道346和第四流道348。

然后，一次风煤粉气流与第二浓缩块36相遇后进一步发生煤粉惯性分离，由于第二浓缩块36封堵第一流道345和第二流道346，此时，第三流道347均未受到第一浓缩块35或第二浓缩块36的封堵，因此第三流道347内气流的煤粉浓度最高。第一流道345和第四流道348内的气流均受到第一浓缩块35或第二浓缩块36中的一个浓缩块的封堵，因此，第一流道345和第四流道348内的气流中的煤粉浓度小于第三流道347内气流的煤粉浓度。第二流道346受到第一浓缩块35和第二浓缩块36的两次封堵，使得第二流道346内的煤粉浓度最低。

第三流道347内的气流进入第一支管31后形成第一气流，第一流道345和第四流道348内的气流进入第二支管32后混合形成第二气流，第二流道346内的气流进入第三支管33后形成第三气流，第一气流、第二气流和第三气流中的煤粉浓度依次降低。

第一气流依次经过第一支管31、第一进口1111进入煤粉管组内。第一气流首先与浓缩件1112相遇，第一气流中的煤粉颗粒在撞击浓缩件1112的过程中，受到惯性分离的作用，将使第一气流发生浓淡分离，使得煤粉聚集在第一管111的中心线附近，从而在第一管111的内壁面附近形成煤粉浓度较低的第一子气流，在第一管111的中心线附近形成煤粉浓度较高的第二子气流。

而后，第一子气流进入第一通道117，并在第一回流件113的作用下进入回流通道119，使得第一子气流沿着从右向左的方向，流入第二段122内。第二子气流进入第二通道118，并在第二回流件114的作用下，使得第二子气流沿着从右向左的方向，流入第三段123内，并逐渐向左流动至第二段122。

与此同时，二次风沿着二次风管13高速喷入空腔内，在第一段121内形成高速旋转气流，并流入第二段122的内壁面附近的区域，由于此时的二次风具有较大的旋转切向速度，使二次风在高速旋转流动过程中，在二次风的中心区域形成低压区。此外，由于第二段122的横截面积从左向右逐渐增大，在二次风流经第二段122的过程中，二次风的流速降低，同时静压逐渐升高。

综上，二次风的中心区域形成有低压区、二次风的流速降低且静压逐渐升高，在这两个因素的作用下，二次风在逐渐向右流动时，部分二次风会流入低压区，从而在第二段122和第三段123内形成高速回流区。

由于第二出口116设在邻近高速回流区的位置，使得第二子气流在邻近高速回流区的位置喷入，从而使第二子气流在流动过程中更容易被卷吸到邻近高速回流区内，第二子气流在邻近高速回流区内回旋燃烧放热，从而形成了浓相高温回流区，这将有利于促进第二子气流的快速升温及着火，并释放出较多的热量，形成浓相高温回流区。

与此同时，第一子气流在第二子气流的左侧相距一定距离的位置喷入，第一子气流受到旋流状态下的二次风的阻隔及携带作用，从而折转方向，第一子气流在旋流状态下的二次风与第二子气流之间进入到浓相高温回流区内。

在这个过程中，尽管第一子气流中的煤粉浓度较低，不易于着火燃烧，但是：一方面，第一子气流中的较低浓度煤粉受到高温回流区的对流及辐射换热，能够促进这第一子气流升温着火。另一方面，第一出口115设在第二出口116左侧，使得第一子气流在壳体12内相对第二子气流具有较大的停留时间，以上两个方面将共同促进第一子气流的着火及燃尽效果。此时，第一子气流受到一级预热，快速升温及着火，并释放出较多的热量，形成淡相高温回流区。

同时，由于第二子气流与第一子气流间隔一定距离喷入，有利于推迟浓、淡气流的混合，在促进整体燃尽的同时，有利于深化煤粉浓淡燃烧效果，降低NOx生成。

而后，浓相高温回流区和淡相高温回流区的气流共同形成一级火焰，一级火焰经过第四段124的聚拢加速作用后，由稳燃器出口125高速喷出。

第二支管32内的第二气流经过第一送料段2211后进入第一过渡段2212内，然后与稳燃器出口125喷出的一级火焰在第一过渡段2212内混合后进入第一燃烧段2111内。第二气流携带的煤粉受到稳燃器100喷出的一级火焰的预热，并与稳燃器100喷出的高温火焰混合后快速着火，受到二级预热，形成二级火焰及高温区。

同时，第三气流经过第二过渡段2221进入整流段2121内，受到整流腔稳流作用后，第三气流向右流动并分流成第三子气流和第四子气流，第三子气流从第三通道213进入第二燃烧管内，第四子气流从第四通道214进入第二燃烧管内。

第三子气流经过第三通道213后在第二燃烧管的内周壁附近流动，此时第三子气流直接与来自于上游的二级火焰进行混合和预热，使第三子气流快速着火，受到第三级预热，形成第三级火焰及高温区。

第四子气流经过第四通道214后，直接与来自于上游的三级火焰进行混合和预热，使第四子气流快速着火，受到第四级预热，形成第四级火焰及高温区。

此外，如图8和图9所示，本实用新型实施例的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置1000的燃烧器200可为四角切圆的直流燃烧器200和墙式对冲的旋流燃烧器200。

当燃烧器200为四角切圆的直流燃烧器200时，可以在导流段2122的上部和下部，分别布置直流第一喷口231，以便为燃气器内提供三次风，用于分级供给煤粉后续燃烧所需要的氧量，在促进煤粉燃尽的同时，实现空气分级燃烧降低NOx生成。此时，垂直于燃烧器200轴向的第一燃烧段2111、第二燃烧段2112及导流段2122的截面形状均为矩形。

该段的三次风，是针对于稳燃器100中的二次风而言的，通过在燃料燃烧过程中，分批次先后供给空气参与燃烧，能够实现空气分级燃烧，降低NOx的生成量。对于应用于四角切圆的直流燃烧器200而言，该部分三次风可在燃烧器200的周围间隔一定距离处布置，直流喷入，也就是喷口为具有圆形或矩形截面的筒状结构。

当燃烧器200为墙式对冲的旋流燃烧器200时，可以在导流段2122的外侧，由内至外，依次布置环形的第三喷口233和第二喷口232，第二喷口232设在第三喷口233的外周侧，以便为燃烧器200提供三次风，并分别在第三喷口233和第二喷口232内沿周向均匀设置旋流叶片234，用于将直流气流导向成出口处的高速旋转射流。此时，垂直于燃烧器200轴向的第一燃烧段2111、第二燃烧段2112及导流段2122的截面形状均为圆形。

该段的三次风，是针对于稳燃器100中的二次风而言的，通过在燃料燃烧过程中，分批次先后供给空气参与燃烧，能够实现空气分级燃烧，降低NOx的生成量。对于应用于墙式对冲的旋流燃烧器200而言，该部分三次风可在燃烧器200周围分两层环形旋流喷入，且设置内外两层环形喷口，可通过调节叶片234角度，分别对两层喷口内气流的出口旋流强度进行调节，在实现空气分级的同时，旋流喷入的二次风，也将有助于在燃烧器200出口处形成低压区，形成高温烟气回流，促进煤粉的进一步燃尽及稳定着火。

本实用新型具有如下优点：

(1)显著的经济性优势

相比于传统的微油点火器及等离子体点火器，本实用新型具有显著的经济性优势。可以实现采用少量煤粉点燃周围大部分煤粉的作用，完全替代传统的微油点火器及等离子体点火器，采用煤作为燃料进行直接点火，实现用少量煤粉点燃周围大量煤粉的目的，提高燃煤机组在点火过程及调峰过程中的经济性。

(2)快速点火及强低负荷稳燃能力

本实用新型耦合了多级煤粉浓缩及多级煤粉预热的点火及稳燃强化措施，通过在无助燃稳燃器100内部构建煤粉浓淡燃烧及二级煤粉着火预热，以及在无助燃稳燃器下游构建多级(三级及以上)的煤粉预热，依次点燃下游煤粉气流。有助于燃煤机组启动过程中的快速点火，以及灵活调峰过程中的稳定燃烧，同时促进煤粉燃烧过程中的燃尽效果。

(3)低NOx生成

通过在无助燃稳燃器100内部构建煤粉浓淡燃烧、两级高温还原区，以及在无助燃稳燃器100的出口下游，构建多级浓淡燃烧，形成沿着火焰高温区的多级强还原氛围，有助于降低燃料型NOx生成。并且，由于多级高温区的存在，使无助燃稳燃器100内部及煤粉燃烧器200内部的整体温度分布较为均匀，有助于降低热力型NOx的生成。

(4)具有灵活实用性

本实用新型可应用于四角切圆直流燃烧器200上，也可应用于墙式对冲旋流燃烧器200上，具有广泛的适用性，且方便在已有类型燃烧器200上进行就地改造。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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须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。

尽管已经示出和描述了上述实施例，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，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置，其特征在于，包括：

燃烧器和浓缩器；

稳燃器，所述稳燃器的出口端与所述燃烧器连通，所述稳燃器沿第一方向延伸，所述稳燃器包括壳体和煤粉管组件，所述壳体内设有空腔，至少部分所述煤粉管组件设在所述空腔内的，所述壳体的一端设有安装口，所述煤粉管组件的外周壁与所述安装口的内周壁密封连接；

所述浓缩器可与所述煤粉管组件连通以便向所述煤粉管组件内导入带有煤粉的第一气流；

所述煤粉管组件可将所述第一气流分成第一子气流和第二子气流并导入所述空腔内，所述第一子气流的煤粉浓度小于所述第二子气流的煤粉浓度，所述第二子气流的导入位置相对所述第一子气流的导入位置邻近所述稳燃器的出口端；

二次风管，所述二次风管与所述空腔连通。

2.根据权利要求1所述的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置，其特征在于，所述稳燃器包括壳体、第一进口、第一出口和第二出口，所述壳体内设有所述空腔，所述第一方向包括第一子方向及与所述第一子方向相反的第二子方向，所述稳燃器的进口端至所述稳燃器的出口端的方向为所述第一子方向；

所述第一进口、所述第一出口和所述第二出口均设在所述煤粉管组件上且沿第一子方向依次且间隔布置，所述第一进口与所述第一出口和所述第二出口中的每一者均连通，所述第一出口和所述第二出口均设在所述空腔内且均沿所述第二子方向朝所述第一进口设置，所述稳燃器的出口端设有稳燃器出口；

所述浓缩器适于与煤粉气源连通，所述浓缩器用于将所述煤粉气源提供的一次风煤粉气流分流成所述第一气流、第二气流和第三气流，所述浓缩器可与所述第一进口连通以便将所述第一气流注入所述煤粉管组件内，且所述浓缩器可与所述燃烧器连通以便将所述第二气流和所述第三气流注入所述燃烧器内；

所述第一进口与所述浓缩器连通以便向所述煤粉管组件内导入所述第一气流，所述煤粉管组件可将所述第一气流分流以得到所述第一子气流和所述第二子气流，所述第一出口用于向所述空腔内排出所述第一子气流，所述第二出口用于向所述空腔内排出所述第二子气流；

所述二次风管设在所述稳燃器的进口端的外周侧，所述二次风管的出风方向与所述壳体的内周壁相切。

3.根据权利要求2所述的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置，其特征在于，所述煤粉管组件包括：

第一管，所述第一管的进口端和所述第一管的出口端在所述第一方向上相对布置，所述第一进口设在所述第一管的进口端；

浓缩件，所述浓缩件为环形且所述浓缩件的内周壁限定出浓度调节通道，所述浓度调节通道的横截面积沿所述第一子方向先逐渐减小再逐渐增大；

第二管，所述浓缩件和所述第二管均设在所述第一管内，所述浓缩件与所述第二管在所述第一子方向上依次且间隔布置，所述第一管的内周壁与所述第二管的外周壁限定出第一通道，所述第二管的内周壁限定出第二通道，所述第二管的进口端和所述第二管的出口端在所述第一方向上相对布置；

第一回流件，所述第一回流件套设在所述第二管的外周侧且与所述第二管的出口端相连，所述第一管的出口端伸入所述第一回流件与所述第二管之间，以使所述第一回流件的内周壁与所述第一管的外周壁限定出回流通道，且所述回流通道与所述第一通道连通，所述回流通道的开口朝向所述第一管的进口端以形成所述第一出口；

第二回流件，在所述第一子方向上所述第一回流件与所述第二回流件依次且间隔布置，所述第二回流件的一部分套设在所述第一回流件的外周侧以便形成所述第二出口。

4.根据权利要求2所述的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置，其特征在于，所述壳体包括在所述第一方向上依次相连的第一段、第二段、第三段和第四段，所述二次风管与所述第一段相连，所述第一段和所述第三段均为圆柱形，所述第二段的横截面积沿所述第一子方向逐渐增大，所述第四段的横截面积沿所述第一子方向逐渐减小，所述第一出口设在所述第二段内，所述第二出口设在所述第三段内。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置，其特征在于，所述燃烧器包括燃烧管组件，所述稳燃器与所述燃烧管组件沿所述第一子方向依次布置，所述燃烧管组件的出口端适于与燃烧炉相连；

所述燃烧管组件包括内管和外管，所述外管套设在所述内管外侧；

所述内管包括在所述第一子方向上依次布置且连通的第一燃烧段和第二燃烧段，所述第一燃烧段的出口端伸入所述第二燃烧段的进口端内，以使所述第一燃烧段的外周壁与所述第二燃烧段的内周壁限定出第三通道；

所述外管包括沿所述第一子方向依次布置的整流段和导流段，所述整流段的进口端与所述第一燃烧段的进口端密封连接，所述导流段的内周壁与所述第二燃烧段的外周壁限定出第四通道。

6.根据权利要求5所述的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置，其特征在于，所述燃烧器还包括送料管组件，所述送料管组件包括在所述第一子方向依次且间隔设置的第一送料管和第二送料管，所述第一送料管用于连通所述浓缩器和所述第一燃烧段以便将所述第二气流导入所述内管中，所述第二送料管用于连通所述浓缩器和所述整流段以便将所述第三气流导入所述燃烧管组件内，所述燃烧管组件可将所述第三气流分流成第三子气流和第四子气流，所述第三通道用于供所述第三子气流进入所述第二燃烧段中，所述第四通道用于供所述第四子气流通过以便与所述第二燃烧段中的气流汇合。

7.根据权利要求6所述的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置，其特征在于，所述第一送料管包括：

第一过渡段，所述第一过渡段沿所述第一方向延伸，且所述第一过渡段的横截面积沿所述第一子方向逐渐减小；

第一送料段，所述第一送料段的进口端沿第二方向延伸，所述第二方向与所述第一方向正交，所述第一送料段的出口端沿所述第一方向延伸，所述第一送料段、所述第一过渡段和所述第一燃烧段依次连通，所述稳燃器与所述第一送料段相连，所述稳燃器的进口端设在所述第一送料段外侧，所述稳燃器的出口端穿过所述第一送料段的侧壁并伸入所述第一送料段内，且所述稳燃器出口位于所述第一过渡段内。

8.根据权利要求6或7所述的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置，其特征在于，所述浓缩器包括：

总进料管，所述总进料管的进口端适于与煤粉气源连通，所述总进料管沿第二方向延伸；

第一支管、第二支管和第三支管，所述第一支管、所述第二支管和所述第三支管间隔布置，所述总进料管的出口端与所述第一支管、所述第二支管和所述第三支管中的每一者均连通；

所述总进料管适于向所述浓缩器内通入所述一次风煤粉气流，所述浓缩器可将所述一次风煤粉气流分流以便得到所述第一气流、所述第二气流和所述第三气流，所述第一支管与所述第一进口连通以便将所述第一气流导入所述燃烧器内，所述第二支管与所述第一送料管连通以便将所述第二气流导入所述燃烧器内，所述第三支管与所述第二送料管连通以便将所述第三气流导入所述燃烧器内。

9.根据权利要求8所述的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置，其特征在于，所述浓缩器还包括浓缩组件，所述浓缩组件设在所述总进料管内，所述浓缩组件包括第一浓缩块、第二浓缩块和分流板，所述第一浓缩块、所述第二浓缩块和所述分流板在所述第二方向上依次且间隔布置，且所述第一浓缩块相对所述分流板邻近所述总进料管的进口端设置；

所述总进料管在其周向上具有依次相连的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，所述第一侧壁和所述第三侧壁在所述第一方向上相对布置，且所述第三侧壁相对所述第一侧壁邻近所述第三支管设置，所述第二侧壁和所述第四侧壁相对布置；

所述总进料管内设有呈阵列布置的第一流道、第二流道、第三流道和第四流道，在所述第一子方向上，所述第一流道和所述第二流道依次布置，所述第三流道和所述第四流道依次布置，且所述第一流道相对所述第三流道邻近所述第二侧壁设置，所述第一浓缩块设在所述第三侧壁上以便封堵所述第二流道和所述第四流道，所述第二浓缩块设在所述第二侧壁上以便封堵所述第一流道和所述第二流道，或所述第二浓缩块设在所述第四侧壁上以便封堵所述第三流道和所述第四流道；

所述分流板呈十字形以便与所述第一流道至所述第四流道适配。

10.根据权利要求9所述的煤电机组灵活调峰煤粉多级预热无助燃稳燃装置，其特征在于，所述浓缩器还包括挡板，所述挡板设在所述第二支管的入口端的内周壁上，且所述挡板相对所述第三支管邻近所述第一支管布置，在所述总进料管的延伸方向上所述挡板与所述第三流道相对布置。