[發明專利]一種管道內粗細煤粉分離裝置

無效

• 申請號: 201110302773.1
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN102500551A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 丘紀華;王啟道;周進華;袁方
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B07B7/08
• 分類號: B07B7/08
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

技術領域

本發明屬于熱能與動力工程領域，具體涉及一種管道內粗細煤粉分離裝置，適用于電站燃煤鍋爐和工業鍋爐。

技術背景

我國是一個貧油國家，2010年，我國石油產量為20.3億萬噸，占全年石油消耗量的45％，對外依存度為55％，預計未來20年內我國對石油進口的依存度還要逐年增加，這將嚴重威脅國家的能源安全。火電廠作為燃料油消耗大戶，每年要消耗大量燃油用于鍋爐點火和穩燃。因此，降低燃煤發電油耗對于降低發電成本、提高發電企業經濟效益以及我國能源安全戰略都具有重要意義。

我國目前我國電廠鍋爐應用的節油點火技術主要有等離子點火和小油槍點火兩種技術。等離子點火技術在無油點火市場占有率超過95％，已成功應用在煙煤、褐煤機組上，但是目前還很難點燃揮發分較低的貧煤、無煙煤。除此之外，該技術從我國目前的應用情況來看，存在其陰極棒易燒損、引弧不穩定、維護量大、設備比較復雜、造價成本高、劣質煤應用效果差等缺點。小油槍點火燃燒技術在鍋爐點火及穩燃技術中占有一定市場。與傳統的大油槍相比，小油槍并非布置在二次風噴嘴中，而是將油槍直接布置在一次風噴嘴中，所以小油槍的發熱量全部用于煤粉氣流的升溫，因此點火和穩燃效率顯著提高。小油槍點火及穩燃技術的節油、高效燃燒效果相當明顯，但是對于無煙煤、貧煤等低揮發份難燃煤種，其節油效率相當有限。此外，小油槍點火還存在煤種適應性差，燃燒優化調整困難等不足。

發明內容

本發明的目的是提供一種管道內粗細煤粉分離裝置，將其應用在小油槍點火，能夠實現煤粉鍋爐的少油點火，并且將使用的煤種范圍從煙煤、褐煤擴大到貧煤、無煙煤，達到鍋爐點火過程顯著節油的目的。

一種管道內粗細煤粉分離裝置，包括風管，風管內軸線上靠近入口處設有紡錘體，紡錘體中心開通孔，油腔管穿插該通孔，風管內靠近出口處設有喇叭形隔離通道，隔離通道的大直徑端朝向紡錘體，隔離通道與風管側壁持有間隙。

所述風管側壁開槽，隔離通道上設有移動把手，移動把手可在所述槽內平移。

所述移動手柄與隔離通道之間固接有用于密封所述槽的密封擋板。

所述紡錘體的最大直徑與風管直徑比為0.1～0.25，前錐角的角度為30～60°，后錐角的角度為60～120°。

所述紡錘體通過支撐鋼板或油槍套固定在風管的軸線上。

所述隔離通道大直徑端與風管直徑比為0.5～0.85，小直徑端與風管直徑比為0.45～0.8，隔離通道的收縮角為15～30°。

所述隔離通道與紡錘體的間距與風管直徑比為0.5～3.5。

本發明的技術效果體現在：

煤粉氣流流經管道的粉粗細粉分離裝置時，在該裝置的入口受到紡錘體的作用將煤粉顆粒導向該裝置的管壁。由于粗、細煤粉粒徑不同，質量不一樣，跟隨氣流一起流動的慣性也不同。粗煤粉慣性大，運動不易改變，所以會保持貼壁運動一段比較遠的距離；而細煤粉慣性小，跟隨性好，經過一段比較小的距離后就與空氣一同恢復均勻分布。在紡錘體之后的合適位置布置隔離通道，將管壁附近的粗煤粉顆粒與中心的細煤粉顆粒分隔開來，并將細煤粉向管段中心進行濃縮，達到粗細煤粉分離的目的。細煤粉氣流經過隔離通道濃縮進入第一級燃燒室，在第一級燃燒室內被小油槍火焰點燃，點燃后的細煤粉與油火焰一起再進入第二級燃燒室點燃粗煤粉，完成微油點火、逐級放大、直接點燃煤粉的整套過程。同時，合理的粗細煤粉配比也有利于控制煤粉火焰的穩定及降低燃燒中NOx的生成。

粗細煤粉分級少油點火燃燒方法主要分為兩個方面：第一，粗細煤粉的分離：利用慣性原理將一次風煤粉氣流分成粗細煤粉比例不同的兩股氣流，細煤粉氣流處于中間，粗煤粉氣流在細煤粉氣流周圍；第二，點燃方式：將大部分細煤粉氣流(約60～80％)從管段中心引入第一級燃燒室，由小油槍火焰直接點燃細煤粉氣流，油火焰和煤粉火焰充分混合燃燒后進入第二級燃燒室，在此點燃粗煤粉氣流，火焰的放熱量得到放大，最后，已燃煤粉氣流進入爐膛進行充分燃燒，從而實現微油點火逐級放大的效果。由于實行了煤粉的粗細分離，使得燃燒更加穩定，并強化了燃燒過程中還原性氣氛的脫氮作用，可以有效抑制了NOx的生成，使其排放量顯著降低。

綜上所述，本發明著火特性好，穩燃性能強，煤種適應性廣，NOx排放量低，實現了煤粉的高效低污染燃燒。

附圖說明

圖1為小油槍軸線插入式煤粉氣流少油點火燃燒裝置示意圖；

圖2為小油槍斜插式煤粉氣流少油點火燃燒裝置示意圖；

圖3為本發明中粗細煤粉分離裝置結構示意圖；