CN2253800Y - 浓缩式自稳煤粉燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于一种煤粉燃烧器，在预燃段前的一次风道中，按其方向依次排列的挡块、导流板和钝体所组成的体系，既是煤粉浓缩器，又是加强热烟气回流的装置；该装置将浓煤粉气流送至中心的高温回流区中，将淡煤粉气流送至壁面附近，既保证了着火又能防止烧坏燃烧器。设置于外侧的二次风的引射抽吸作用，既加大回流区，又减小一次风的阻力。该燃烧器结构简单，容易布置，可制成直流或旋流燃烧器，能强化煤粉燃烧，节省助燃油。

Description

浓缩式自稳煤粉燃烧器

本实用新型涉及一种燃烧技术，特别是一种燃用煤粉的燃烧器。

浓缩煤粉法或热烟气回流法是稳定煤粉火焰普遍采用的方法。

现有的浓缩式煤粉燃烧器的煤粉浓缩装置，都是装设在喷嘴前的管道中，如山东黄台电厂的300MWe锅炉的PM型煤粉燃烧器(《煤粉燃烧器设计与运行》一书第536～539页)就是这样。这类燃烧器对煤粉管道的走向和空间尺寸都有一定的要求，现场部置也有一定的困难，特别是现已投运锅炉的燃烧器改造困难更大；而且浓缩装置至喷嘴之间的管道需要设隔板甚至增加管道来分别输送浓、淡两股煤粉气流，结构也较复杂。

现有的热烟气回流式煤粉燃烧器，大都在喷嘴处设置热烟气回流的装置，如稳燃腔煤粉燃烧器(《发电设备》1989年第8期)属于这类，这类煤粉燃烧器的浓缩煤粉能力较差，如要提高煤粉浓度加强燃烧器的稳燃等功能，需在喷嘴前的煤粉管道中另加煤粉浓缩装置，使燃烧器变得复杂，往往还顾此失彼，而且存在煤粉浓缩装置与加强热烟气回流装置的匹配问题，影响使用效果，操作和维护也繁琐。

本实用新型的目的，是设计一种集浓缩煤粉和加强热烟气回流功能为一身的装置，以加强煤粉燃烧器的稳燃功能，并简化燃烧器结构。

为达到上述目的，本实用新型采用如下解决措施：

在一次风道中布置有煤粉浓缩器、一次风道末端是预燃段的煤粉燃烧器上，用由顺一次风道依次排列的挡块和钝体构成煤粉浓缩器，且各部件位置对称地成对布置，喉口尺寸逐渐缩小；挡块设置在一次风道的壁面上，钝体与壁面之间有供气流流过的通道；钝体与加大截面的预燃段相接。依次排列的挡块和钝体所组成的体系，既是煤粉侬缩器，又是加强热烟气回流的装置，从而使用于稳定煤粉火焰的浓缩煤粉法和热烟气回流法在一个装置上协调一致地发挥作用，燃烧器结构也明显简化。

在挡块和钝体之间设置一级、两级甚至三级导流板，增加煤粉浓缩器的级数，能提高煤粉浓缩效果。

在燃烧器预燃段前的一次风道中，顺其方向，依次设置挡块、导流板和钝体，挡块将管壁处的煤粉导向中心；导流板(可不设)和钝体进一步使煤粉向中心集中，最后浓度高的煤粉气流从钝体间的中空进入钝体后的回流区中开始升温着火和燃烧过程；而煤粉浓度低的气流因惯性小容易转向，从挡块、导流板和钝体之间的缝隙处，流至导流板和钝体的外侧，沿壁面进入预燃段，从而通过惯性分离作用达到了提高煤粉浓度的目的。

本实用新型的高温回流区是这样产生的，一是钝体的尾迹回流区，二是钝体外的气流动量大于中心处气流动量，形成中心向边缘的补气，加大了钝体的尾迹回流区。预燃段的截面比一次风道的截面也大，有利于热烟气的回流。喷嘴中心处煤粉浓度高，又有高温回流区，煤粉的着火和稳燃得到强化。外侧淡煤粉气流不易着火温度低，能防结渣和烧坏燃烧器。

挡块迎风面、导流板和钝体内侧迎风板与一次风道轴线的夹角B应控制在10°≤B≤45°范围，以保证煤粉浓缩效果，又不致于产生太大的阻力。

本实用新型燃烧器的钝体可以是由内侧迎风板、外侧迎风板和背风板三块板构成的三角形结构，也可以是由只有内外侧迎风板两块板构成的V形结构。而采用V形钝体，有利于根部烟气的返转和加大回流。

在钝体外的靠近预燃段的壁面处，设置与一次风道同向的二次风口，即：在淡煤粉气流外侧加设流速高的二次风，减小中心气流与边缘气流的动量比，一方面加大了回流区，另一方面又可利用二次风的抽吸作用，减小一次风的阻力，提高浓缩比。

作为本实用新型特例的一种旋流煤粉燃烧器，与圆形结构的燃烧器主体相配合，挡块、导流板(可不设置)和钝体均为环状结构，环形旋流二次风口以布置在钝体外的靠近圆形预燃段的壁面处为宜。

在本实用新型的燃烧器中，进一步采用如在钝体的喉口处或外端、顺一次风道方向设置隔板等措施，对改善使用效果也是有利的。钝体喉口气流流通面积也应小于钝体外侧气流流通面积的1/3。

以下结合附图和实施例对本实用新型的燃烧器作进一步的详细说明：

图1是本实用新型的燃烧器的原理示意图。

图2是本实用新型的燃烧器实施例一示意图。

图3是本实用新型的燃烧器实施例二示意图。

图1所示燃烧器中，挡块(2)设在一次风道(1)相对的两壁上(一般是上下壁)，挡块(2)的迎风面(9)将煤粉和空气一齐挤向中心，背风面(10)的渐扩通道，可使空气和惯性小的煤粉流向壁面，而大部分惯性较大的煤粉不受背风面(10)的影响，中心处继续向前流动的煤粉气流又进一步受到渐缩式导流板(3)(图中为两块一级，实际应用时根据需要可布置两级、三级)的挤压，喉口处的截面也比挡块(2)相应处小，这有利于淡煤粉气流从导流板(3)外侧流动，以便提高中心处煤粉气流的浓度。两个三角形钝体(4)之间的缝隙更小，钝体(4)内侧迎风板(11)作用与导流板(3)作用相同，而外侧迎风板(12)则引导淡煤粉气流流向钝体(4)的外侧，造成尾迹回流区。

在钝体(4)喉部顺一次风道(1)方向设隔板(5)，能有效防止浓煤粉气流的稀释，又能有利于热烟气回流到钝体(4)处时的转向；在钝体外端部顺气流方向加隔板(6)(图中只有一个钝体(4)加隔板(6))，可使热烟气与淡煤粉气流间的接触混合推迟，以提高热烟气加热点燃中心处浓煤粉气流的效果。

挡块(2)的迎风面(9)、导流板(3)和钝体(4)的内侧迎风板(11)与一次风道(1)的轴线的夹角为：10°≤B≤45°，且是位置对称地成对布置，钝体由内侧迎风板(11)、外侧迎风板(12)和背风板(13)围成三角形。

钝体(4)候口气流流通面积应小于钝体(4)外侧气流流通面积的1/3，以防止浓煤粉气流对回流区的破坏太多，影响稳燃功能。

图2所示的燃烧器中，设有挡块(2)和钝体(4)而无导流板，且不设隔板(5)和隔板(6)，钝体(4)无背风板而呈V形。

钝体(4)外侧设有与喷嘴同向的二次风喷口(7)，用以加大热烟气回流，并减少一次风的阻力。

图3所示的燃烧器的截面为圆形，而图1至图2所示的燃烧器的截面为矩形。此时挡块(2)、导流板(3)、钝体(4)均是环状结构。在环状钝体(4)外设置环形旋流二次风喷口(7)(如图中所示)，就构成本实用新型的旋流煤粉燃烧器。调节旋流二次风的流速和旋流强度，可改变回流区的大小，也改变了对淡煤粉气流的抽吸效果，而旋流二次风有旋转离心力，调节控制效果强于直流二次风情况。

当然，本实用新型的燃烧器不局限于以上各附图所示，按上述方案还可以形成其他形式。

本实用新型的燃烧器既有浓缩煤粉功能又有加强热烟气回流功能，并且通过一个装置来实现，稳燃功能强；结构简单，对管路走向和空间尺寸无特殊要求，可作为主燃烧器和辅助燃烧器，能显著地提高锅炉在低负荷工况和煤质变化时的燃烧稳定性和运行安全性，节省大量助燃用油。

Claims (9)

1、一种浓缩式自稳煤粉燃烧器，在一次风道(1)中布置有煤粉浓缩器，一次风道(1)末端是预燃段(8)，其特征在于：煤粉浓缩器由顺一次风道(1)依次排列的挡块(2)和钝体(4)组成，且位置对称地咸对布置，喉口尺寸逐渐缩小；挡块(2)设置在一次风道(1)的壁面上，钝体(4)与壁面之间有供气流流过的通道；钝体(4)与加大截面的预燃段(8)相接。

2、根据权利要求1所述的煤粉燃烧器，其特征在于：在挡块(2)与钝体(4)之间设有导流板(3)。

3、根据权利要求2所述的煤粉燃烧器，其特征在于：挡块(2)的迎风面(9)、导流板(3)和钝体(4)的内侧迎风板(11)与一次风道(1)轴线的夹角为：10°≤B≤45°。

4、根据权利要求1所述的煤粉燃烧器，其特征在于：钝体(4)的喉口处、顺一次风道(1)方向设有隔板(5)。

5、根据权利要求1所述的煤粉燃烧器，其特征在于：钝体(4)的外端部、顺一次风道(1)方向设有隔板(6)。

6、根据权利要求1所述的煤粉燃烧器，其特征在于：钝体(4)喉口气流流通面积小于钝体(4)外侧气流流通面积的1/3。

7、根据权利要求1所述的煤粉燃烧器，其特征在于：在钝体(4)外的靠近预燃段(8)的壁面处，设有与一次风道(1)同向的二次风口(7)。

8、根据权利要求1所述的煤粉燃烧器，其特征在于：钝体(4)有由内侧迎风板(11)、外侧迎风板(12)和背风板(1 3)构成的三角形，以及由内侧迎风板(11)和外侧迎风板(12)构成的V形两种结构。

9、根据权利要求1所述的一种旋流煤粉燃烧器，其特征在于：挡块(2)和钝体(4)均为环状结构，环形旋流二次风口(7)布置在钝体(4)外的靠近圆形预燃段(8)壁面处。

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