[發明專利]煤粉濃縮裝置和包含該煤粉濃縮裝置的煤粉燃燒器

有效

• 申請號: 200910119640.3
• 申請日: 2009-03-24
• 公開（公告）號: CN101846315A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 程昌業;李毅;張玉斌;劉鵬;崔星源;張超群;張廣全
• 申請（專利權）人: 煙臺龍源電力技術股份有限公司
• 主分類號: F23D1/00
• 分類號: F23D1/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 謝志剛

技術領域

本發明涉及一種用于燃煤鍋爐煤粉燃燒器、尤其是內燃式煤粉燃燒器的煤粉濃縮裝置和一種包括該煤粉濃縮裝置的煤粉燃燒器。

背景技術

傳統火力發電廠燃煤鍋爐的啟、停及低負荷穩燃都是采用燃燒重油、柴油或天然氣的方法，每年要消耗大量的燃油。近年來所發展的等離子體點火及穩燃技術，在很大程度上節約了大量點火燃油，實現了煤粉鍋爐的無油啟動。傳統的等離子燃燒器結構大多為多級筒結構。

中國專利CN03268412.6公開了一種分級點火燃燒器，如圖19所示，它包括外燃燒筒4、點火源(未示出)，其中在外燃燒筒4內設中心筒1，在中心筒1與外燃燒筒4之間設n級內燃燒筒2、3...，利用點火源在中心燃燒筒1中點燃煤粉，用中心燃燒筒1中被點燃的煤粉火焰點燃下級內燃燒筒2的煤粉，以后逐級點燃下一級燃燒筒3中的煤粉，最后一級燃燒筒4中的煤粉進入爐膛燃燒。

中國專利CN200720146244.6披露了一種等離子點火燃燒器，如圖20所示，它包括至少兩級燃燒筒14、16以及用于點燃所述至少兩級燃燒筒中的第一級燃燒筒14中的煤粉的等離子體發生器31，其中上一級燃燒筒14的燃燒火焰點燃下一級燃燒筒16中的煤粉或者在下一級燃燒筒16中與補充的空氣進一步燃燒，其中，該等離子體發生器的軸線方向與含煤粉空氣流32進入第一級燃燒筒14的方向平行，同時平行于燃燒筒14、16的軸線。

現有技術中的燃燒器存在以下缺點：由于進入中心筒的煤粉量過大，超出等離子電弧所能夠提供的能量平衡范圍，無法獲得燃燒器整體著火所需的熱量，并且，中心筒對已著火的根部火焰沒有顯著的聚熱保溫效果，容易受能量不平衡散熱冷卻影響；所以，燃燒器對煤質和點火工況的適應性不強，降低了著火可靠性。

發明內容

本發明的目的是，提供一種用于燃煤鍋爐煤粉燃燒器、特別適用于內燃式煤粉燃燒器的煤粉濃縮裝置和一種煤粉燃燒器，借其提高煤粉燃燒器、尤其內燃式煤粉燃燒器對煤質的適應性和點火工況的適應性。

按本發明的煤粉濃縮裝置，它設置在煤粉燃燒器的內部并且包括一個前段和一個后段，其特征在于，所述前段設計成碗狀結構，用于引導和濃縮煤粉和空氣組成的氣固兩相流(以下簡稱“風粉流”)，所述后段設計為筒狀結構，用于保持風粉流濃相區的適度延伸，其中，所述前段與所述后段相連接并且所述前段和/或后段被固定地設置；或者，所述前段與所述后段間隔開一定距離布置并且所述前段和前段分別被固定地設置。

在此，上述的距離可以根據各部件的結構尺寸和點火工況等因素確定。

在本發明的煤粉濃縮裝置中，通過前段的碗狀結構、即口大底小的的結構，對煤粉進行濃淡分離，濃度較高和速度較低的煤粉進入碗式結構內，濃度較低的煤粉進入下級燃燒筒內，使碗式結構內的煤粉氣流被濃縮到適合點火的濃度水平；煤粉著火時揮發份與固定焦炭顆粒同時著火，實現燃燒過程的非均向著火，煤粉在初期被迅速點燃。同時，通過后段的筒狀結構，能夠保持煤粉濃相區(對煤粉濃度而言分為濃相區和稀相區，煤粉占風粉流的比例越大，煤粉越濃)的適度延伸，起到聚熱作用，從而把有效的火源控制在一個狹小的區域，防止冷熱介質間的散熱，避免進入碗狀結構初期著火的煤粉可能過早與外部冷態氣流接觸而不能充分燃燒，便于形成穩定火焰后再逐級點燃外部煤粉。

按本發明的優選實施方式，所述前段的軸向長度短于所述后段的軸向長度。

按本發明的優選實施方式，所述前段具有一個碗口和一個碗底口，該碗口或碗底口與所述后段的入口連接。

按本發明的優選實施方式，所述前段的碗狀結構由多個平面彼此連接而成或者由曲面構成或者兩者的組合。所述前段的碗狀結構優選由圓弧曲面段構成。

按本發明的優選實施方式，所述后段的筒狀結構由多個平面彼此連接而成或者由曲面構成或者兩者的組合。所述后段的筒狀結構優選由圓弧曲面段構成。

按本發明的優選實施方式，所述后段的筒狀結構為水平直段、漸擴段或漸縮段，或者為它們的組合。其中，后段的漸擴結構為優選，能夠降低風粉流的流速，增加著火段停留時間。當然，對揮發份很低、水份和灰份又很高的難燃劣質煤來說，可以采用漸縮段，漸縮結構使聚火能力更強。因此，后段優選至少包括一個漸擴段和/或漸縮段。

按本發明的優選實施方式，所述前段的碗狀結構的壁設有孔。優選在所述前段的碗狀結構上在碗底附近設有孔。通過碗狀結構的壁上的孔，能夠濃縮、分流稀相氣流，保留濃相氣流；平衡壓差，減小風速，降低因流速增大不利于著火的影響，使得在煤粉濃度提高的同時，風粉流流速并沒有同比例地增大。