[發明專利]采用分離二次風雙層射流的中心給粉旋流煤粉燃燒裝置

在審

• 申請號: 201710861235.3
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107477572A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 陳智超;嚴蓉;李鑫;曾令艷;李爭起
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F23D1/02
• 分類號: F23D1/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種工業鍋爐煤粉燃燒裝置，具體涉及一種采用分離二次風雙層射流的中心給粉旋流煤粉燃燒裝置。

背景技術

燃煤工業鍋爐占我國工業鍋爐數量的80％以上，其中以采用火床燃燒方式的鏈條爐居多。鏈條爐燃燒的特點是將塊狀的固體燃料鋪在運動的爐排上燃燒，由于煤塊的燃燒不是很充分，導致其燃燒效率非常低，平均熱效率僅為65％左右。相比鏈條爐，采用粉狀懸浮燃燒方式的煤粉爐則具有較高的熱效率，其鍋爐效率可以達到90％～93％。煤粉爐作為現代大中型電站鍋爐的主要型式，在工業鍋爐上卻應用得極少。

近年來，隨著煤粉加工、運輸及儲存技術的發展，以及煤粉燃燒技術的不斷成熟，燃用煤粉的中小型工業鍋爐得以不斷發展。雖然工業煤粉鍋爐比傳統的鏈條爐具有更高的熱效率，但受到爐膛尺寸及燃燒方式的限制，現有中小型工業煤粉鍋爐存在NO_x排放量高、爐膛易結渣等問題。針對工業煤粉鍋爐的研究，以德國為主的發達國家在過去的30多年中形成了Dr.Schoppe、HM、Pillard及Saacke等不同的技術流派。其中Saacke生產的CONOx-UCC燃燒機采用分段送風多級燃燒技術，通過在直流環形一次風內、外分別布置一層旋流二次風，在預燃室四周環形布置多個直流三次風噴口，實現空氣徑向分級燃燒。

目前我國用于工業煤粉鍋爐上的設置有多級配風的煤粉燃燒裝置，專利號為201120307199.4、授權公告日為2012年5月23日、授權公告號為CN200009175U的《一種設有三級配風燃燒系統的鍋爐》實用新型專利，公開了在爐膛立式布置時僅有一圈環向布置的三次風管，實際運行表明，該專利提出的燃燒裝置在變煤種、變負荷條件下NO_x減排效果差、容易導致爐膛內結渣。

受煤炭產量、價格等客觀條件限制，我國工業煤粉鍋爐燃用的煤種常常偏離設計煤種；用于供暖的工業煤粉鍋爐受季節和晝夜溫差限制，鍋爐經常變負荷運行；變煤種、變負荷的運行方式不利于工業煤粉鍋爐降低NO_x排放量以及防止爐內結渣。

發明內容

本發明為解決現有的煤粉燃燒裝置在變煤種、變負荷條件下NO_x減排效果差、容易導致爐膛內結渣的問題，進而提供一種采用分離二次風雙層射流的中心給粉旋流煤粉燃燒裝置。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：

本發明的采用分離二次風雙層射流的中心給粉旋流煤粉燃燒裝置包括旋流煤粉燃燒器1、多個分離二次風管2和多個分離二次風擋板3；旋流煤粉燃燒器1設置在鍋爐的前墻4上或位于立式鍋爐的爐頂5，所述旋流煤粉燃燒器1包括一次風管1-1、旋流內二次風管1-2和旋流外二次風管1-3，所述一次風管1-1設置在旋流內二次風管1-2內且位于旋流內二次風管1-2中心位置，所述旋流內二次風管1-2設在旋流外二次風管1-3內，一次風管1-1、旋流內二次風管1-2和旋流外二次風管1-3均同軸設置，所述旋流內二次風管1-2內安裝有第一軸向旋流葉片1-4，所述旋流外二次風管1-3內裝有第二軸向旋流葉片1-5，旋流煤粉燃燒器1各風管噴口與爐膛6內壁平齊；所述一次風管1-1內輸送高濃度煤粉氣流；多個分離二次風管2雙層環向布置在旋流煤粉燃燒器1周邊，每層分離二次風管2出口中心所在圓與旋流燃燒器1同軸布置，兩層分離二次風管2相互均勻交錯設置，每個分離二次風管2管徑一致設置且其出口端與爐膛6內壁平齊；分離二次風管2的空氣入口內設置有分離二次風道擋板3，分離二次風道擋板3用于調節兩層分離二次風風率。

進一步地，分離二次風管2的軸線與爐膛內壁之間的角度可調，分離二次風管2的軸線與旋流煤粉燃燒器1的軸線之間的夾角是±30°。

進一步地，第一軸向旋流葉片1-4靠近爐膛6內壁的一側設置。

進一步地，第二軸向旋流葉片1-5靠近爐膛6內壁的一側設置。

進一步地，每個分離二次風管2內設置有一個第三軸向旋流葉片。

本發明的有益效果是：

一、本發明有利于在變煤種、變負荷條件下降低NO_x生成量