[實用新型]一種可調控的旋流煤粉燃燒器

有效

• 申請號: 201720051113.3
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN206496344U
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 遆曙光;胡張保;聶雪麗;牛聰;閆麗云;張文慧;李春艷;宋寅卯
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業學院
• 主分類號: F23D1/02
• 分類號: F23D1/02
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙)41104
• 代理人: 時立新

技術領域

本實用新型屬于鍋爐燃燒技術領域，特別是涉及一種可調控的旋流煤粉燃燒器。

背景技術

旋流燃燒器依靠二次風旋轉，形成高溫回流區作為穩定的熱源,使煤粉氣流及時著火并穩定燃燒。為了降低氮氧化物排放，在爐膛內采用空氣分級燃燒技術，約40%的二次風被用作燃盡風由爐膛上部某位置噴入爐膛內，這樣旋流燃燒器二次風的旋轉能力大幅削弱，難以形成大小合適高溫回流區。為形成高溫回流區以滿足穩定燃燒的需要，現有旋流燃燒器通常采用三種方法：(1) 一次風采用旋轉方式；(2) 在一次風通道內安裝煤粉濃縮裝置；(3) 二次風噴口采用梯級布置的方式。前兩種方法在國內外許多旋流燃燒器上得到應用，如雙蝸殼型旋流燃燒器、強化點火雙調風燃燒器、EI-XCl (Enhanced Ignition-Axial Control Low-NO_x）型雙調風旋流式煤粉燃燒器和LNASB（Low NO_x Axial Swirl Burner）型旋流燃燒器等，取得了良好的效果，但是由于燃燒組織方式的問題，在實際應用中仍存在氮氧化物排放量偏高、一次風噴口和/或二次風噴口燒壞的問題。第三種方法采用梯級布置的二次風噴口結構，通過內二次風和外二次風旋轉對一次風逐級引射的方式形成中心回流區。這種方法會導致兩個問題：（1）一次風煤粉在一次風噴口處過早與二次風混合（或者一次風煤粉被二次風引射到二次風流動區域），削弱了燃料濃淡分級燃燒效果；（2）梯級布置的二次風噴口結構，使二次風過早參與到煤粉燃燒，削弱了空氣分級燃燒效果。這兩個問題都不利于抑制氮氧化物生成，限制了旋流燃燒器氮氧化物脫除能力的提升。因此，當前這三種方法均限制了旋流燃燒器進一步降低氮氧化物排放的能力的提升。

為了解決上述問題，中國專利公開號：CN105737125A，公開了一種強化濃縮型旋流煤粉燃燒器，其主要是通過在一次風通道出口端設置帶有一級或多級錐形縮口的一次風噴口、在一次風通道內設置有錐形煤粉濃縮器和濃煤粉氣流分離管以實現強化煤粉濃縮效果，實現分級燃燒，達到降低氮氧化物排放目的，具有進步性。然而一次風噴口和煤粉濃縮器又是固定無法移動的，其和目前常用的旋流煤粉燃燒器主要由如下缺點：

首先，煤粉濃縮裝置一般固定在一次風通道內，在實際運行中無法調整其位置。煤粉濃縮裝置在一次風通道內位置對出口煤粉濃縮效果有較大影響。煤粉濃縮裝置位置距一次風通道出口過近，就會強化煤粉濃縮效果，有利于煤粉著火，但容易導致煤粉著火點過于貼近燃燒器噴口，很可能燒壞燃燒器噴口和煤粉濃縮裝置。煤粉濃縮裝置位置距一次風通道出口過遠，就會削弱煤粉濃縮效果，影響濃淡煤粉分級燃燒，從而不利于抑制氮氧化物的生成。

其次，一次風噴口是控制煤粉氣流與二次風氣流混合的關鍵部件，目前的一次風噴口也是固定形式設置的，在實際運行過程中無法調整其位置，這樣就可能導致兩個問題：一是煤粉氣流與二次風氣流過早混合，導致氮氧化物大量生成；二是煤粉氣流與二次風氣流混合過晚，導致燃燒不穩定。

第三，目前旋流燃燒器的旋流器一般設置為可以調整葉片傾斜角度的切向葉片或者軸向葉片，由于缺乏對旋流煤粉燃燒器著火和燃燒狀況的監視，在實際運行中無法根據負荷變化、煤質的變化、風量變化以及爐內壓力波動對旋流器葉片角度進行調整。因此，目前的旋流器沒有起到根據燃燒狀況進行調整葉片傾斜角度的作用，導致燃燒不穩定、燃燒噴口燒壞及噴口結焦問題的發生。

最后，由于缺乏對旋流煤粉燃燒器著火和燃燒狀況的監視，同時對旋流煤粉燃燒器著火和燃燒性能調整手段偏少。針對非正常燃燒狀況，無法及時發現和調整，導致目前旋流煤粉燃燒器經常發生燒壞或者結焦，嚴重影響鍋爐的安全運行。

因此，如何解決現有旋流煤粉燃燒器燃燒不穩定、煤種適應性差、氮氧化物排放較高、噴口結焦及燒壞已成為迫切需要解決的問題。

發明內容