TWI500887B - 具有頭部總成之煤繩分配器 - Google Patents

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TWI500887B
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Paul M Colson
Christopher D Curl
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Wendell H Mills
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Description

具有頭部總成之煤繩分配器
本發明係關於一種粉末固體燃料(粉煤)之輸送系統，及更特定言之係關於一種用於一粉煤輸送系統中的燃料頭部總成。
本申請案主張2008年12月18日申請之美國臨時專利申請案第61/138,578號，名為「具有煤繩分配器之粉煤燃料頭部總成」(「PULVERIZED FUEL HEAD ASSEMBLY WITH COAL ROPE DISTRIBUTOR」)，檔案號碼為W08/072-0及2009年7月17日申請之美國非臨時專利申請案第12/504,932號，名為「具有可替換損耗構件之煤繩分配器」(「COAL ROPE DISTRIBUTOR WITH REPLACEABLE WEAR COMPONENTS」)，檔案號碼為W08/072-1之優先權與權利及較早申請日期。如若本文闡明該等案件之全文，則該等專利申請案係以引用之方式併入。
圖1描述一燃燒粉末固體燃料之蒸氣產生器10之一實例，其顯示包含一燃燒室14，在該燃燒室內使粉末固體燃料(如粉煤)與空氣開始燃燒。由燃燒粉煤與空氣產生之熱氣體在該蒸氣產生器10中向上上升並放出熱量給穿過以習知方式襯於該蒸氣產生器10壁中的管(未顯示)之流體。在該蒸氣產生器10中產生之蒸氣可用於流向一諸如用於一渦輪/發電機組(未顯示)之渦輪(未顯示)，或用於任何其他目的。
該蒸氣產生器10可包含一或多個風箱20，其(等)可位在該蒸氣產生器10之角落內或側面。各風箱20具有複數個空氣房15，經由其可將自一適宜來源(如一風扇)供應之空氣注入該蒸氣產生器10之該燃燒室14中。同時於各風箱20中亦配置有複數個燃料隔室12，經由其可將粉煤注入該蒸氣產生器10之該燃燒室14中。
藉由一粉煤供應組件22將粉煤供應至該燃料隔室12，該粉煤供應組件包括一與該燃料隔室12經由複數個粉末固體燃料導管26流體連通之粉碎機24。該粉碎機24操作上連接於一空氣來源(例如一風扇)，其中由空氣源產生之空氣流將來自該粉碎機24之粉煤運輸經該等固體燃料導管26，經該等燃料隔室12，最後進入該燃燒室14中。
圖2描述配置於一燃料隔室12內之一習知粉煤噴嘴總成34之一截面、立面圖。雖然僅顯示一燃料隔室12，但應瞭解圖1之各燃料隔室12可包括一噴嘴總成34。該噴嘴總成34包括一伸入該燃燒室14內之噴嘴尖端36，一延伸穿過該燃料隔室12之燃料進料管38及一可使該噴嘴總成34耦合於該固體燃料導管26之頭部總成40。典型上，該頭部總成40包括一連接大體上垂直的固體燃料導管26與大體上水平的固體燃料進料管38之彎頭。
該噴嘴尖端36可具有一雙殼組態，其包括一外殼39及一內殼42。該內殼42同軸地配置於該外殼39內以提供一介於內殼42及外殼39之間的環形空間44。將該內殼42連接於該燃料進料管38以將夾帶於空氣中的粉煤之流經由該燃料進 料管38及該內殼42饋送至該燃燒室14(圖1)中。該環形空間44將輔助空氣流饋送至該燃燒室14中，其利於冷卻該噴嘴尖端36。雖然該噴嘴尖端36顯示相對於該燃料進料管38分離及可樞軸轉動，但應瞭解該燃料進料管38之末端可替代地成形為一固定噴嘴尖端。
歷史上，粉煤鍋爐系統難以達到均勻分配粉煤及將空氣運輸穿過該燃料導管26及噴嘴總成34。分配不均係與在粉末固體(例如煤炭)及氣體(例如空氣)之兩相流動系統中運輸相關。在該燃料導管26之每一轉彎處，可發生相之間的分離。最後，當管道自垂直燃料導管26轉接至水平噴嘴總成34時，一窄、經濃縮之煤炭流(稱為「煤繩」)便在該燃料進料管38之截面的某些部分中形成。
各噴嘴總成34視該燃料導管26之上游行徑及其他諸如空氣及煤炭流率之因素而定，具有不同煤繩濃度及位置。此煤繩促進加速損耗及降低構件壽命之局部化侵蝕。煤繩亦減少燃料/空氣混合效率並因此降低燃料燃燒之效率。
煤繩接觸壁時會產生侵蝕。其等順著氣流。在圖2中，該等氣流可導致煤繩侵蝕該燃料進料管38之壁。該燃料進料管38位在該燃料隔室12內。此等一般穿過風箱。因此，難以在該燃料進料管38內替換零件。
諸如該頭部總成40之其他零件則係裸露及便於檢修及維護。
過去使用稱為一煤繩破壞器之裝置達成改良經由水平噴嘴總成34之粉煤分配，該煤繩破壞器一般係配置於該燃料 進料管38內之機械裝置。例如美國專利第6,105,516號描述伸入噴嘴之燃料進料管部分的多個、橫切延伸翼肋部件，美國專利第5,526,758號描述一種安裝於一燃燒器噴嘴內之分配半圓錐體，及美國專利第5,588,380號描述一種沿著煤炭噴嘴軸線配置具有轉角支桿腳之錐形擴散器。另一習知用於打散煤繩之方法包括在該燃料進料管38內佈置一孔。
實驗及電腦模擬表明此等煤繩破壞裝置成功地再分配空氣，但對在噴嘴內之粉煤分配不利。此外，此等粉煤破壞裝置將不利之壓降加至粉煤輸送系統。此壓降可降低或限制粉碎機系統輸送能力。
因此，需要一種用於便於維修及維護之裝置，其改良經由燃燒器噴嘴總成之粉煤分配以消除或減小煤繩之形成及與煤繩相關之問題，同時減少在粉煤輸送系統中之不利壓降之量。
先前技術之上述描述及其他缺點及不足可藉由一用於粉煤噴嘴之一頭部總成克服或緩解，該粉煤噴嘴包括至少一轉向葉片及至少一配置於一肘形彎管內之煤繩破壞葉片。該轉向葉片相對於該肘形彎管之進入口及排出口彎轉，以使空氣及粉煤顆粒流自該進入口轉向該排出口。該煤繩破壞葉片可繞一軸線樞軸轉動以調節煤繩破壞葉片相對於來自該進入口之空氣及粉煤顆粒流的角度。當粉煤顆粒流動通過頭部總成時，該煤繩破壞葉片之一部分可延伸穿過該肘形彎管以調節該煤繩破壞葉片。亦可調節各轉向葉片。
在各種實施例中，該肘形彎管進一步包括一檢查口、及一可移除蓋。該至少一煤繩破壞葉片及至少一轉向葉片可連接於該可移除蓋，因此可使用該可移除蓋移除該至少一轉向葉片及至少一煤繩破壞葉片。
圖3圖示一配置於一燃料隔室12內之粉煤噴嘴總成50之一截面、立面圖。雖然僅顯示一燃料隔室12，但應瞭解圖1之各燃料隔室12可包括一噴嘴總成50。該噴嘴總成50包括一可伸入燃燒室14內之噴嘴尖端36，一延伸通過該燃料隔室12之燃料進料管38及一可將該噴嘴總成50耦合於一固體燃料導管26之頭部總成52。
參照圖3至圖6，用於一粉末固體燃料噴嘴50之頭部總成52包括至少一轉向葉片54及至少一配置於一肘形彎管58內之煤繩破壞葉片56。所示實施例包括兩個轉向葉片54及四個煤繩破壞葉片56，亦即兩個上部煤繩破壞葉片56及位於該等兩個上部煤繩破壞葉片56下方之兩個下部煤繩破壞葉片56。該肘形彎管58可包括(例如)一可安裝於一現有系統內之九十度斜接肘形彎管用以取代一標準肘形彎管(如圖2之頭部總成40)。各轉向葉片54相對於該肘形彎管58之一進入口60及一排出口62成角度，以使空氣及粉煤顆粒流自該進入口60重新導向該排出口62，此利於促進流動及降低壓降。在所示之實例中，使該等轉向葉片54彎曲形成一半徑，並延伸大體上穿過該肘形彎管58之整個流動區域。該等轉向葉片54可由耐磨金屬或陶瓷製造。
如圖3及圖5所示，各煤繩破壞葉片56基本上為矩形，且可繞一軸線64樞軸轉動以調整該煤繩破壞葉片56相對於來自該進入口60之空氣及粉煤顆粒流的角度。當粉煤顆粒流動通過該頭部總成52時，該煤繩破壞葉片56之一部分66可延伸穿過該肘形彎管58以使該煤繩破壞葉片56可調節。此給予輕易、運轉中調整該煤繩破壞葉片56以說明在一鍋爐內之該等噴嘴總成50之間的煤繩濃度及位置之差異。取決於該等煤繩破壞葉片56之長度，該等轉向葉片54可包括該等兩個下部煤繩破壞葉片56可延伸通過之開口68(如圖5中兩開口)。如圖5所示，該等開口68之截面基本上為半圓形，使得即便在該等兩個下部煤繩破壞葉片56中每一者延伸通過該開口68時，該等兩個下部煤繩破壞葉片56中每一者仍可繞該軸線64樞軸轉動，該等煤繩破壞葉片56可由耐磨金屬或陶瓷製造。
該肘形彎管58可進一步包括一或多個檢查口及一可移除蓋70。該等煤繩破壞葉片56及轉向葉片54可連接於該可移除蓋70，因此使該等葉片可藉由僅移除該蓋70而予以輕易移除。不需要進入風箱或鍋爐。一旦經移除，則該蓋70及該等葉片54、56可以整個總成的方式運送以進行場外修理及整修。替換燃燒器頭部52的諸構件將使較大固定噴嘴及尖端之損耗壽命得以延長。
在所示之實施例中，藉由支撐桿72延伸通過一轉向葉片54並連接至兩個轉向葉片54，將各轉向葉片54固定於該支撐桿72，再將支撐桿固定於進接蓋70。一或多個隔板74可 固定於該等轉向葉片54之間以增加結構安定性，其中隔板74之一端附接至一轉向葉片54且隔板74之另一端附接至另一轉向葉片54。該等支撐桿72可包括延伸通過該可移除蓋70之一部分(如一銷)76以將該等支撐桿72固定於該蓋70，並調整該等轉向葉片54而不需移除該蓋70。各支撐桿72可沿其縱長方向移動，以相對於來自該進入口60之空氣及粉煤顆粒流移動固定於該支撐桿72之該等轉向葉片54。該等支撐桿72可藉由鎖緊螺母或其類似物固定於適當位置，其可在外部分76上螺緊。
該等煤繩破壞葉片56可包括延伸通過該可移除蓋70之一部分(如銷)66以將該等煤繩破壞葉片56固定於該蓋70並調整該等煤繩破壞葉片56而不需移除該蓋70。該等煤繩破壞葉片56可藉由鎖緊螺母或其類似物固定於適當位置，其可在外部分66上螺緊。在所示之實施例中，該等煤繩破壞葉片56及轉向葉片54除藉由該蓋70以外不以其他方式固定於該肘形彎管58上，從而使其等可連同該蓋70一起自該肘形彎管58移除。至少基於圖3、圖5、圖6及其相關敘述，當可清楚理解該等煤繩破壞葉片56、該等支撐桿72及該等轉向葉片54之位置及設置方式，據此，得以消除或減小煤繩之形成並改善煤炭分配。
電腦建模已顯示本發明之該燃料頭部總成52改善在該噴嘴總成50內之煤炭分配，同時維持大體上與在一標準、長半徑肘形彎管(如在圖1中之頭部40)中相同之壓力損失。雖然不欲受理論之侷限，但據信在該噴嘴總成50內之煤炭分 配之改良係部分歸因於將被定位，並將因此被調整至在一特定噴嘴總成50內之煤繩條件下之該等煤繩破壞葉片56的能力。此外，據信在該噴嘴50內之煤炭分配之改良部分歸因於該等煤繩破壞葉片56之位置，其等在該燃料進料管38之上游，此為先前技術煤繩破壞裝置一般所在之處。藉由將該等煤繩破壞葉片56置於該燃料頭部總成52內，可增加使煤炭顆粒在該噴嘴總成50中平均分配之有效長度。
因此，當與先前技術煤繩破壞裝置比較時，本發明之該頭部總成52提供通過水平燃燒器噴嘴總成50之經改良的粉煤分配以消除及減少煤繩之形成及與煤繩相關之問題，同時降低不需要之壓降之量。
該噴嘴尖端36可具有一雙殼組態，其包括一外殼39及一內殼42。該內殼42同軸地配置於該外殼39之內以提供介於該內殼42及外殼39之間之一環形空間44。將該內殼42連接於該燃料進料管38以將夾帶於空氣中的粉煤之流經由該燃料進料管38及該內殼42饋送至該燃燒室14(圖1)中。該環形空間44使一輔助空氣流饋送至該燃燒室14中，其有助於使該噴嘴尖端36冷卻。雖然該噴嘴尖端36經顯示分離於該燃料進料管38且可相對於該燃料進料管38樞軸轉動，但應瞭解該燃料進料管38之末端可替代地成形為一固定噴嘴尖端。
圖7圖示根據本發明之具有圓柱體幾何結構之燃燒器噴嘴總成50之一實施例，其包括一用於調節與該噴嘴總成50相關之火焰的組件80。該調節組件80用於線上火焰形狀控 制及提供調節火焰前緣的優點以使如NOx與CO之鍋爐排放物之減少達到最大。該等調節組件80包括穿過該等轉向葉片54中一者且沿著該噴嘴總成50之中心軸線延伸之一桿82，及一配置於該桿82之自由端及置於該噴嘴尖端36內之鈍體84(一在被浸入移動流體中時具有產生阻力之形狀的體)。該桿82之相對端延伸通過一經配置通過該可移除蓋70之軸封86。該軸封86防止夾帶於空氣中的粉煤之流沿著該桿82逃逸，同時可使該桿82以沿著其軸線之方向移動。該桿82可藉由一對腳(未顯示)支撐於該燃料進料管38內，將該等腳固定於該桿82並使其等停在該燃料進料管38之一內表面上。以沿著其軸線之方向移動該桿82及鈍體84以調節火焰之形狀。
雖然圖7圖示一鈍體84之用途，但可考慮藉由該調節組件應用其他結構。例如一旋流器(一具有間隔排列於其周界周圍之翼片的體)可用於使夾帶於空氣中的粉煤之流旋轉。
圖8係根據本發明之一粉煤噴嘴總成之另一實施例之一透視圖。此實施例包括一噴嘴總成150及一頭部總成152。該噴嘴總成150具有一燃料進料管38，其延伸通過一燃料隔室12。圖1之每一燃料隔室可各含有一噴嘴總成150。
如在上述之實施例中，該噴嘴總成150包括一在該燃料進料管38之一末端的噴嘴尖端36，該燃料進料管可伸入一燃燒室14內。該燃料進料管38之另一末端係連接於該頭部總成152。
圖9顯示圖8之該燃料頭部總成152之一透視圖。該頭部總成152具有一進入口160，及一排出口162。該兩者均具有連接於其他零件之凸緣。此處所示係將該頭部總成152連接於該燃料進料管38之排出口之凸緣164。
一可移除蓋170及下罩180彼此連接以產生一大體上具有曲率半徑R之內腔183，其為一流體上將該進入口160耦合於該排出口162之彎曲管狀導管。
一抗損耗可移除及可替換罩襯套185經配置於該內腔183內。其具有複數個彎曲葉片151、153(在此實施例中顯示兩個，然而可使用任何數目)。
該彎曲葉片151具有一沿縱長方向CL彎曲之表面，該縱長方向自一靠近該進入口160之前緣155延伸至一靠近該排出口162之後緣155。該等彎曲葉片151、153之曲率半徑約等於該內腔183之曲率半徑R。
該表面亦沿橫向方向CS彎曲。該彎曲葉片之橫向曲率Cs具有約等於該內腔183之截面圓周C之曲率半徑。
在本發明之一另一替代性實施例中，該等彎曲葉片151、153中至少一者之該後緣156彎曲遠離其之最近導管表面。此角度較佳大至13度。此進一步減少夾帶粉煤之空氣流與該頭部總成152及/或該噴嘴總成150之表面的接觸。
同樣地，在本發明之另一替代性實施例中，該前緣155大體上平行於其包圍該內腔183之最近表面。此減少空氣阻力及壓降。
此二維曲率有效地將來自該進入口160之空氣及粉煤顆粒流引向該排出口162，遠離該內腔183及燃料噴嘴周圍之任何表面。此極大地減少煤炭噴嘴之損耗及腐蝕並減少所需維護。
此處部分顯示兩個彎曲葉片151、153。此等葉片用於引導空氣/燃料顆粒通過該頭部總成152，但亦用於打散煤繩。此等葉片將在該進入口160周邊、夾帶於空氣中的燃料顆粒之流大體上導向該排出口162，以減少一般離開該頭部總成152之內表面且一般具有最大可行曲率半徑之煤繩的積聚。此等葉片將流之一部分引導在該等彎曲葉片151、153之每一者下而非在該頭部總成152之內表面上。
在較佳實施例中，固定該等彎曲葉片151、153並使其等不相對於下罩180而移動。此設計提供額外的強度及使彎曲葉片151、153不需要的移動及/或調節最小化。其等之形狀使煤炭顆粒流之分配更均勻並打散煤繩。
參照圖8至9，亦可引導燃料/空氣流順流穿過該燃料進料管38以使該燃料進料管之侵蝕及損壞降至最低。此將侵蝕轉移至該等彎曲葉片151、153及該頭部總成152之其餘部分。
該等彎曲葉片151、153及頭部總成之內部覆蓋有一高抗損耗之可替換襯套，諸如陶瓷或部分金屬及部分陶瓷。結合圖10可更詳細描述此等零件。
該燃料進料管38在一位於風箱內之燃料隔室12內。因此，為替換或修理該燃料進料管38，其必須拆卸風箱，然 後拆卸燃料隔室，然後才能替換或修理該燃料進料管38。此係耗時又耗錢。
另一方面，該頭部總成152則延伸出該風箱之背部且易於接觸得到。此外，燃燒室係位在風箱之另一側，因此該頭部總成152附近之溫度顯著較低。此處要求較少冷卻時間以供維修。
本發明之實施例亦具有一可移除蓋170。移除此蓋可便於檢修待使用之零件。此使其更易於維護。
雖然此處顯示2個彎曲葉片151、153，但可使用三或多個葉片。
圖10係圖9之燃料頭部總成之一分解圖，其顯示內部結構。現可看出一旦移除該可移除蓋170，則其他零件可易於檢修及替換。
有高抗損耗之可替換內部零件，諸如一蓋襯套175。此覆蓋該可移除蓋170之內表面。亦有一罩襯套185，其覆蓋下罩180之內表面。彎曲葉片151、153由高抗損耗材料製得，且亦係可移除及可替換。
一或多個檢查口168可位在頭部總成內穿過罩及襯套以作為檢查口。此外，結合圖3至7，所描述之任何其他特徵可應用於此實施例中。可增加諸如繩破壞葉片、控制設備及支撐件之特徵。
為重新組裝，將可移除蓋之上凸緣172及下罩之下凸緣182以螺桿栓在一起，以使一墊圈(較佳由四氟乙烯製成)夾於中間以確實密封。因此，本發明提供一種用於打散煤繩 之裝置，其具有可移除損耗零件及易於檢修且維護費用低。
圖11係燃料頭部總成之另一實施例之一分解圖，其顯示內部結構。
在此實施例中，該抗損耗可移除罩襯套(圖10之185)係由兩個零件組成，一上罩襯套187及一下罩襯套189。上罩襯套187包含一第一彎曲葉片之上段151a及第二彎曲葉片之上段153a。圖中顯示兩個彎曲葉片之後緣156。
下罩襯套189包含一第一彎曲葉片之下段151b及第二彎曲葉片之下段153b。圖中顯示兩個彎曲葉片之前緣155。
首先將下罩襯套189插入該下罩180，然後插入該上罩襯套187。該第一彎曲葉片之上段151a結合該第一彎曲葉片之下段151b以作為一單一、連續彎曲葉片，共同稱為151。
同樣地，該第二彎曲葉片之上段153a結合該第二彎曲葉片153b之下段151b以作為一單一、連續彎曲葉片，共同稱為153。
以此方法製造之罩襯套甚易安裝且功能相同。
圖12係根據本發明之頭部總成之一側視圖，其顯示彎曲葉片之縱長曲率。
一彎弧AL遵循連接進口160與出口162之內腔的中心線之曲率。此跨越90°圓弧。接續此圓弧AL產生一圓CL以說明其曲率半徑rL。
圓弧A1L係循著在此視圖中未顯示的該內部第一彎曲葉 片(圖9至11之151)的軌跡。將其延伸產生一具有曲率半徑r1L之圓C1L。
在此情況下，彎曲葉片之彎曲與該頭部總成152之彎曲同軸。此有效將流分成若干段並引導各段繞彎曲以打散煤繩且使經由該頭部總成152的氣流及所夾帶之固體燃料顆粒平均分配。
在另一替代性實施例中，此處以虛線顯示之圖11的端板156可安裝於該等彎曲葉片之後緣。典型長度為約在一12"直徑導管中之3"長。此等可藉由在出口162處之圓弧A1L、A2L向下差不多13度之角度引導氣流。由於此等圓弧為90°圓弧，故在出口162處之圓弧A1L、A2L之方向係水平的。
圖13係根據本發明之頭部總成之一正視圖，其顯示彎曲葉片之橫向曲率。
由於彎曲葉片151、153二維彎曲，故吾等亦界定曲率在第二、或橫向維度。出口162之內表面為圓CS。其具有半徑rS。
將該第一彎曲葉片151之彎曲延伸產生一具有橫向方向之曲率半徑r1S之圓C1S。同樣地，將該第二彎曲葉片153之彎曲延伸產生一具有橫向方向之曲率半徑r2S之圓C2S。
當r1L=r1S時，彎曲葉片151具有球表面片段之形狀。同樣地，當r2L=r2S時，彎曲葉片153具有球表面片段之形狀。
發現更多均等氣流係由選擇r2S<r1S<rS而造成。此使其等與外表面接觸之量最低。同樣地，發現更多均等氣流係 由選擇r2L<r1L<rL而造成。此亦使其等與外表面接觸之量最低。
使背壓最小之葉片之最佳厚度介於0.25"厚至1"厚之間。一般導管半徑為6"至40"之間。
此設計近似於運送流之若干同心管。然而，本發明較之同心管具有顯著較少背壓。
對於本發明作過一些測試。
圖14係先前技術頭部總成之粉末固體燃料顆粒之濃度分佈之模擬。
圖15係根據本發明之頭部總成之粉末固體燃料顆粒之濃度分佈之模擬。
圖14與15兩者均顯示在噴嘴(圖8之150)之出口處的固體燃料顆粒之濃度，其測量單位為每立方英呎的磅數。使用流程模擬程式FLUENT版本6.3得到圖14與15。
如圖中可見，在圖14中之先前技術噴嘴之右側壁上之固體顆粒流的濃度高。據信在先前技術頭部總成之內部頂表面濃度高。當流自頭部總成移動至噴嘴出口時，漩渦作用可使此高濃度遷移至右壁。
在圖15中顯示本發明之固體燃料顆粒之濃度的模擬。濃度總體上較平均分配。最高濃度遠離兩側壁而分布在二個延長區域中。此等區域之每一者與彎曲葉片相關。該等彎曲葉片成功地使兩側壁的流改向遠離噴嘴。此使噴嘴壁之侵蝕與腐蝕減至最少。模擬表明介於圖14之先前技術裝置與圖15之本發明之間的噴嘴侵蝕減少95%。此亦表明零件 壽命約20倍長於先前技術零件。
由於濃度被更均勻分配，故其導致粉末固體燃料之更清潔、更有效的燃燒。
應瞭解，除在本文中另指明外，否則關於本文之一特定實施例所描述之任何特徵、特性、替代方案或修改亦可應用於、使用於或併入本文所描述之任何其他實施例中。本文之附圖亦未按比例所畫。
由於本發明存在各種修改及替代形式，故應瞭解本發明不希望被限於所揭示之特定形式。更確切言之，本發明之範圍延伸至如藉由隨附申請專利範圍所界定之屬於本發明精神及範圍內之所有修改、均等物及替代物。
10‧‧‧蒸氣產生器
12‧‧‧燃料隔室
14‧‧‧燃燒室
15‧‧‧空氣房
20‧‧‧風箱
22‧‧‧粉煤供應組件
24‧‧‧粉碎機
26‧‧‧粉末固體燃料導管
34‧‧‧噴嘴總成
36‧‧‧噴嘴尖端
38‧‧‧燃料進料管
39‧‧‧外殼
40‧‧‧頭部總成
42‧‧‧內殼
44‧‧‧環形空間
50‧‧‧噴嘴總成
52‧‧‧頭部總成
54‧‧‧轉向葉片
56‧‧‧煤繩破壞葉片
58‧‧‧肘形彎管
60‧‧‧進入口
62‧‧‧排出口
64‧‧‧軸線
66‧‧‧一部分
68‧‧‧開口
70‧‧‧可移除蓋
72‧‧‧支撐桿
74‧‧‧隔板
76‧‧‧一部分
78‧‧‧軸線
80‧‧‧組件
82‧‧‧桿
84‧‧‧鈍體
86‧‧‧軸封
150‧‧‧噴嘴總成
151‧‧‧彎曲葉片
151a‧‧‧第一彎曲葉片之上段
151b‧‧‧第一彎曲葉片之下段
152‧‧‧燃料頭部總成
153‧‧‧彎曲葉片
153a‧‧‧第二彎曲葉片之上段
153b‧‧‧第二彎曲葉片之下段
155‧‧‧前緣
156‧‧‧後緣
160‧‧‧進入口
162‧‧‧排出口
164‧‧‧排出口凸緣
168‧‧‧檢查口
170‧‧‧可移除蓋
172‧‧‧上凸緣
175‧‧‧蓋襯套
180‧‧‧下罩
182‧‧‧下凸緣
183‧‧‧內腔
185‧‧‧罩襯套
187‧‧‧上罩襯套
189‧‧‧下罩襯套
現參照圖，其中相似項目在各圖中編號相似。
圖1係一包括複數個在其內配置燃料隔室的風箱之先前技術燃煤蒸氣產生器之一概要描述圖；圖2係一配置於一燃料隔室內之一先前技術粉煤噴嘴總成之一截面、立面圖；圖3係根據本發明之一實施例之一包括一燃料頭部總成之粉煤噴嘴總成之一截面、立面圖；圖4係圖3之燃料頭部總成之一透視圖；圖5係圖示出口末端之圖3之燃料頭部總成的立面圖；圖6係圖示入口蓋之圖3之燃料頭部總成的立面圖；及圖7係根據本發明之另一實施例之一粉煤噴嘴總成之一截面、立面圖； 圖8係根據本發明之一粉煤噴嘴總成之一另一實施例的一透視圖；圖9顯示圖8之燃料頭部總成之一透視圖；圖10係圖9之燃料頭部總成之一分解圖，其顯示內部結構；圖11係燃料頭部總成之另一實施例之一分解圖，其顯示內部結構；圖12係根據本發明之頭部總成之一側視圖，其顯示經彎曲葉片之縱長曲率；圖13係根據本發明之頭部總成之一正視圖，其顯示經彎曲葉片之橫向曲率；圖14係一先前技術頭部總成之粉末固體燃料顆粒之濃度分佈模擬；及圖15係根據本發明之頭部總成之粉末固體燃料顆粒之濃度分佈模擬。
151a‧‧‧第一彎曲葉片之上段
151b‧‧‧第一彎曲葉片之下段
152‧‧‧燃料頭部總成
153a‧‧‧第二彎曲葉片之上段
153b‧‧‧第二彎曲葉片之下段
155‧‧‧前緣
156‧‧‧後緣
160‧‧‧進入口
162‧‧‧排出口
164‧‧‧排出口凸緣
168‧‧‧檢查口
170‧‧‧可移除蓋
172‧‧‧上凸緣
175‧‧‧蓋襯套
180‧‧‧下罩
182‧‧‧下凸緣
183‧‧‧內腔
187‧‧‧上罩襯套
189‧‧‧下罩襯套

Claims (9)

  1. 一種用於一粉煤噴嘴之一頭部總成，該頭部總成包括：一下罩，具有一進入口；一可移除蓋，經調適成附接至該下罩以產生一內腔及一排出口；大體上具有曲率半徑R之該內腔係一使該進入口流體耦合至該排出口之彎曲管狀導管；一抗損耗可移除罩襯套，經配置於該內腔內，該內腔具有至少一自一接近該進入口之前緣延伸至一接近該排出口之後緣之彎曲葉片，其具有縱長曲率半徑r1L、r2L及橫向曲率半徑r1S、r2S之彎曲表面，用於將空氣及粉煤顆粒流自該進入口引導向該排出口並遠離該內腔周圍之任何表面。
  2. 如請求項1之頭部總成，其進一步包括一在可移除蓋內之抗損耗、可替換蓋襯套以保護可移除蓋免於磨損。
  3. 如請求項1之頭部總成，其中該彎曲葉片之縱長曲率CL具有約等於該內腔之縱長曲率半徑R之曲率半徑。
  4. 如請求項1之頭部總成，其中該彎曲葉片之橫向曲率Cs具有約等於該導管之截面圓周C之曲率半徑。
  5. 如請求項1之頭部總成，其中該後緣自該蓋襯套之相鄰表面向下成介於0至13度之間的角度。
  6. 如請求項1之頭部總成，其中該前緣大體上平行於該罩襯套之一相鄰表面。
  7. 如請求項1之頭部總成，其中該可移除罩襯套係由下者構成： 可分開插入之一抗損耗可替換上罩襯套及一抗損耗可替換下罩襯套。
  8. 如請求項1之頭部總成，其中該彎曲葉片係由經配置於該上罩襯套上之至少一上段彎曲葉片，及結合該上段彎曲葉片之經配置於該下罩襯套上之至少一下段彎曲葉片構成，以充當作為連續彎曲葉片。
  9. 如請求項1之頭部總成，其進一步包括：一延伸進入內腔以允許檢查諸內表面之檢查口。
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