[發明專利]一種雙旋流粉煤燃燒器

有效

• 申請號: 200710050989.7
• 申請日: 2007-12-26
• 公開（公告）號: CN101216173A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 劉泰生;葉恩清;姚本榮;霍鎖善;李燎;文斌;李趙平;但家瑜;張山鷹;謝佳
• 申請（專利權）人: 東方鍋爐（集團）股份有限公司
• 主分類號: F23D1/02
• 分類號: F23D1/02
• 代理公司: 成都立信專利事務所有限公司
• 代理人: 詹福五

技術領域

本發明屬于與燃用粉煤的電站鍋爐配套用噴射式旋流燃燒器，特別是一種燃燒器主噴口處煤粉濃度徑向分布為內濃、外淡的雙旋流粉煤燃燒器，該燃燒器與相應的鍋爐配套可實現理想的濃淡燃燒。

背景技術

雙旋流粉煤燃燒器廣泛用于燃用煤粉的電站鍋爐，以實現濃淡燃燒。目前主要為噴射式雙調風旋流燃燒器，如在公開號為CN1125308A、名稱為《粉煤燃燒器》的專利文獻中所公開的“燃燒器”即屬于這類旋流粉煤燃燒器。該燃燒器包括內設油槍及在管壁上設有一環形喉部，在該喉部至噴口之間圍繞中心線設有分流環(分隔壁)將內腔分隔成兩個同心的環形流道，以分流經喉部分離后處于內濃、外淡的風、粉混合料，在噴口前端還設有一火焰穩定器的主噴嘴(一級風粉混合噴嘴)，以及環形、同心設置于該噴嘴體外、各管體內均設有一旋(渦)流發生器、而端部帶喇叭口的二級和三級空氣噴嘴。該粉煤燃燒器雖然具有結構相對較簡單，與鍋爐配套在一定程度上也能實現濃淡燃燒等特點。但由于主噴嘴內采用結簡單的喉部進行一次性分離，煤粉的濃、淡分離效果較差，加之在其噴口前端還設有一套由錐形環板(即喇叭口)與垂直于軸線的環形板件組成的火焰穩定器，該穩定器的環形板件垂直伸入到主噴嘴出口的流道內，其作用就是作為障礙物阻礙一級氣流(主噴嘴氣流)，以減小其下游的空氣壓力、幫助引燃煤粉；該穩定器的設置雖然有助于引燃煤粉，穩定燃燒，但由于一級(主噴嘴)氣流因其阻礙作用在噴口附近形成一個與噴出方向相反的回流區，不但進一步增大了一級風的阻力、而且進一步降低(破壞)了主噴嘴在其上游部位對粉煤已實現的濃淡分離效果；此外，該燃燒器未設中心風筒、鍋爐運行過程中火焰借助回流的動力竄入噴口易將噴嘴和火焰穩定器燒蝕；而將油槍直接設于主噴嘴內，油槍亦易被高速煤粉磨損。因而，該背景技術存在煤粉的濃、淡分離效果差，影響濃淡燃燒技術的有效應用，以及運行過程中對煤質變化的適應性差，油槍易磨損、噴嘴口部易被燒蝕等弊病。

發明內容

本發明的目的是針對背景技術存在的缺陷設計一種雙旋流粉煤燃燒器，以提高燃燒器主噴口處煤粉濃度徑向分布為內濃、外淡及二、三級空氣流在爐膛內與煤粉火焰的混合效果，使高濃度煤粉氣流與高溫回流煙氣及時、充分混合，充分實現濃淡燃燒并提高燃燒的穩定性、降低氮氧化物(NO_X)的排放量，有效避免油槍的磨損及噴嘴口部被燒蝕，延長其使用壽命等目的。

本發明的解決方案是在主噴嘴(風、粉混合噴嘴)內沿軸線增設一可設置油槍的中心風筒，既避免油槍承受風粉混合氣流的沖刷、又可在為燃燒提供充足氧量的同時有效防止高溫煙氣回流而燒蝕噴嘴口；在主噴嘴內設置文丘里段的基礎上，在分流環與中心風筒之間的環形流道內增設一文丘里段，進一步提高濃淡分離效果；同時取消背景技術在該噴嘴口端設置的火焰穩定器，而在該噴嘴口端改設一凸入二級空氣噴嘴內的“L”型擴口，以便在確保上游部位已形成的煤粉濃度為內濃、外淡的徑向分布特征不致被破壞的同時，控制二次風的混入，從而形成一狹長的弱湍動能區域，既減小煤粉氣流的著火熱，又可延遲氧量的混入，以降低氮氧化物(NO_X)的排放濃度。因而本發明包括在噴嘴內設有文丘里段(環形喉部)及分流環的主噴嘴(一級風粉混合噴嘴)，與主噴嘴同心環形設置于該噴嘴體外、且各流道內均設有旋(渦)流發生器的二級和三級空氣噴嘴，關鍵在于在主噴嘴內沿軸線增設有一可設置油槍的中心風筒，主噴嘴流道為該中心風筒與主噴嘴內壁圍成的環形流道，且在與主噴嘴文丘里段對應的中心風筒部位亦設有向內凸的文丘里段，而分流環則圍繞中心風筒設置并在該分流環與中心風筒之間的流道內增設一文丘里段，在主噴嘴出口端還設有凸入二級空氣噴嘴內的“L”型擴口；中心風筒通過支承板與主噴嘴筒體固定連接成一體。

為了避免中心風過早混入主噴嘴噴出的風粉氣流內并提高氣流強度，在中心風筒文丘里段前部至噴口設置一段漏斗形束管，束管進口段角度為5°～15°的喇叭口、出口段為直管。所述主噴嘴流道及中心風筒內所設文丘里段包括漸縮段-平直段-漸擴段或漸縮段-漸擴段，其中：漸縮段角度為5°～30°、漸擴段角度為3°～30°。而所述在分流環與中心風筒之間的流道內增設一文丘里段，該文丘里段的凸部設于分流環內壁上，其漸縮段角度10°～30°、漸擴段角度為7°～30°、高度為該流道徑向空間的1/4～1/3。所述流道內設有旋(渦)流發生器的二級空氣噴嘴，其旋流發生器外環面為錐體的葉片式旋流發生器，在二級噴嘴進氣口處還設有一進氣量調節氣門。