專利名稱：一種帶有漸擴段的低阻力、低NOx的旋流煤粉燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋流煤粉燃燒器。
背景技術(shù)：
旋流煤粉燃燒器在我國電站鍋爐及其它煤粉應(yīng)用領(lǐng)域占有一定的比例。 旋流煤粉燃燒器依靠高溫回流區(qū)作為穩(wěn)定的熱源，使煤粉氣流及時著火并穩(wěn)
定燃燒，普通旋流煤粉燃燒器的一、二次風(fēng)混合強烈，溫度峰值高，NOx生 成量大。氮氧化物(NOx)是造成大氣污染的主要污染源，它除了形成酸雨， 破壞生態(tài)環(huán)境，還能形成光化學(xué)煙霧，危害人類健康。煤炭燃燒是NOx的主 要來源之一，為了控制日益嚴(yán)重的NOx污染，2000年9月1日執(zhí)行的《中華人 民共和國大氣污染防治法》提出了對NOx排放治理的要求。NOx控制主要有兩 種途徑， 一是采用低NOx燃燒技術(shù)減少NOx的生成；二是從煙氣中脫除NOx， 即在煤粉產(chǎn)生的含有NOx的煙氣中噴入脫銷劑，脫除煙氣中的NOx。在我國目 前的經(jīng)濟水平下，前者是較為有效、經(jīng)濟可行的方法；后者存在投資和運行 費用高的問題。授權(quán)公告號為CN1207511C、授權(quán)公告日為2005年6月22日的 專利名稱為《一種中心給粉旋流煤粉燃燒器》的發(fā)明專利提出一種能實現(xiàn)穩(wěn) 燃和低NOx排放的旋流煤粉燃燒裝置。此旋流煤粉燃燒器設(shè)有錐臺形分離環(huán)， 煤粉被集中到一次風(fēng)管中心區(qū)域，煤粉噴入位置正對中心回流區(qū)的中心部分， 形成濃淡燃燒，增加了中心回流區(qū)內(nèi)的煤粉量，可以降低NOx。該燃燒器在 一次風(fēng)管內(nèi)沿中心線設(shè)有多個錐臺形分離環(huán)，可實現(xiàn)一次風(fēng)濃淡分離，但是 濃淡分離效率比較低，要達到理想的濃淡分離效果，則一次風(fēng)的阻力就會增 大，當(dāng)一次風(fēng)阻力達到一定值時，會導(dǎo)致磨煤機出力降低，進而導(dǎo)致鍋爐無 法滿負荷運行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的旋流煤粉燃燒器存在的濃淡分離效率 低， 一次風(fēng)的阻力增大且達到一定值，會導(dǎo)致磨煤機出力降低，導(dǎo)致鍋爐無 法滿負荷運行的問題，進而提供一種帶有漸擴段的低阻力、低NOx的旋流煤本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種帶有漸擴段的低阻力、低NOX的旋流煤粉燃 燒器包括一次風(fēng)道、至少一個錐臺形分離環(huán)、內(nèi)旋流器、內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道和外 二次風(fēng)風(fēng)道，所述一次風(fēng)道由一次風(fēng)道入口直管段、 一次風(fēng)道漸擴段和一次 風(fēng)道出口直管段組成，所述一次風(fēng)道漸擴段的入風(fēng)口端與一次風(fēng)道入口直管 段的出風(fēng)口端固接，所述一次風(fēng)道漸擴段的出風(fēng)口端與一次風(fēng)道出口直管段 的入風(fēng)口端固接，所述至少一個錐臺形分離環(huán)設(shè)置在一次風(fēng)道漸擴段內(nèi)，錐 臺形分離環(huán)的小直徑端朝向一次風(fēng)道出口直管段的出風(fēng)口端，所述一次風(fēng)道 出口直管段的外側(cè)設(shè)有內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道，所述內(nèi)旋流器安裝在內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道內(nèi)， 所述內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道的外側(cè)設(shè)有外二次風(fēng)風(fēng)道。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果 一、本發(fā)明的旋流煤粉燃燒 器的一次風(fēng)道具有一個漸擴段，至少一個錐臺形分離環(huán)設(shè)置在一次風(fēng)道漸擴 段內(nèi)，煤粉氣流由旋流煤粉燃燒器一次風(fēng)道入口直管段進入一次風(fēng)道漸擴段 后，煤粉顆粒會與錐臺形分離環(huán)碰撞，由于煤粉顆粒的慣性很大，碰撞后煤 粉被集中到燃燒器的中心；而一次風(fēng)中的空氣慣性很小，錐臺形分離環(huán)對空
氣的影響很小，空氣流經(jīng)漸擴段后，空氣會擴散至一次風(fēng)道出口直管段的整 個流通截面，這樣一次風(fēng)中煤粉和空氣容易分離，濃淡分離效率高，并且阻 力小，從而提高了磨煤機出力，使鍋爐滿負荷運行。二、煤粉氣流流經(jīng)漸擴 段及錐臺形分離環(huán)后，在一次風(fēng)道出口直管段的中心形成高濃度煤粉氣流， 在一次風(fēng)道出口直管段的管壁附近形成淡煤粉氣流。煤粉集中于燃燒器的中 心并噴入爐內(nèi)，增加在高溫中心回流區(qū)的煤粉量，延長煤粉在高溫中心回流
區(qū)的停留時間，可有效抑制燃料型NOX的生成；二次風(fēng)被分成了內(nèi)、外兩部 分，因而形成了徑向空氣分級燃燒，內(nèi)二次風(fēng)用于引燃煤粉，外二次風(fēng)用于
補充焦炭完全燃燒所需的氧氣，有助于抑制燃料型NOx的生成，空氣徑向分 級和中心給粉相結(jié)合，實現(xiàn)了更低NOx排放。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)主剖視圖，圖2是本發(fā)明只安裝一個錐臺形分 離環(huán)的整體結(jié)構(gòu)主剖視圖，圖3是本發(fā)明的錐臺形分離環(huán)部分布置在一次風(fēng) 道出口直管段內(nèi)的整體結(jié)構(gòu)主剖視圖，圖4是本發(fā)明安裝有內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道擋 板和外二次風(fēng)風(fēng)道擋板的整體結(jié)構(gòu)主剖視圖，圖5是本發(fā)明在外二次風(fēng)風(fēng)道 的出風(fēng)口端安裝有外旋流器的整體結(jié)構(gòu)主剖視圖，圖6是本發(fā)明在外二次風(fēng)風(fēng)道的進風(fēng)口端安裝有外旋流器的整體結(jié)構(gòu)主剖視圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式包括一
次風(fēng)道、至少一個錐臺形分離環(huán)3、內(nèi)旋流器5、內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道6和外二次風(fēng)風(fēng)道7，所述一次風(fēng)道由一次風(fēng)道入口直管段l、 一次風(fēng)道漸擴段2和一次風(fēng)道出口直管段4組成，所述一次風(fēng)道漸擴段2的入風(fēng)口端與一次風(fēng)道入口直管段1的出風(fēng)口端固接，所述一次風(fēng)道漸擴段2的出風(fēng)口端與一次風(fēng)道出口直管段4的入風(fēng)口端固接，所述至少一個錐臺形分離環(huán)3設(shè)置在一次風(fēng)道漸擴段2內(nèi)，錐臺形分離環(huán)3的小直徑端朝向一次風(fēng)道出口直管段4的出風(fēng)口端，所述一次風(fēng)道出口直管段4的外側(cè)設(shè)有內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道6，所述內(nèi)旋流器5安裝在內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道6內(nèi)，所述內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道6的外側(cè)設(shè)有外二次風(fēng)風(fēng)道7。
具體實施方式
二結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的一次風(fēng)道漸擴段2與一次風(fēng)道的中心軸線的夾角為a， 90°>a>0°。如此設(shè)置，可保證在一次風(fēng)道出口直管段4的出風(fēng)口段的中心附近形成濃煤粉區(qū)，在靠近管壁區(qū)域形成淡煤粉區(qū)，并更有效的保證了一次風(fēng)阻力較低。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的一次風(fēng)道入口直管段l、 一次風(fēng)道漸擴段2、錐臺形分離環(huán)3、 一次風(fēng)道出口直管段4、內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道6和外二次風(fēng)風(fēng)道7同軸設(shè)置。如此設(shè)置，有利于一次風(fēng)和二次風(fēng)的通過。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式的錐臺形分離環(huán)3的個數(shù)為一 五個。如此布置，可以根據(jù)燃燒器對一次風(fēng)中煤粉濃淡分離效率的要求，靈活設(shè)計。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
五結(jié)合圖1和圖3說明本實施方式，本實施方式的錐臺形分離環(huán)3的個數(shù)為三個，三個錐臺形分離環(huán)3沿一次風(fēng)道的中心軸線依次設(shè)置，且三個錐臺形分離環(huán)3朝著一次風(fēng)道出口直管段4的出風(fēng)口端直徑依次減小?？拷淮物L(fēng)道入口直管段1的錐臺形分離環(huán)3設(shè)置在一次風(fēng)道漸擴段2內(nèi)，其余的錐臺形分離環(huán)3可以布置在一次風(fēng)道漸擴段2內(nèi)，也可以布置在一次風(fēng)道出口直管段4內(nèi)。如此布置，可以在保證一次風(fēng)道出口直管段4
6具有足夠長度的前提下布置多個錐臺形分離環(huán)3，從而得到更好的煤粉濃淡分離效果和更低的一次風(fēng)阻力。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
六結(jié)合圖4說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
五的不同點是本實施方式的旋流煤粉燃燒器還增加有內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道擋板8
和外二次風(fēng)風(fēng)道擋板9，所述內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道擋板8安裝在內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道6的進風(fēng)口處，所述外二次風(fēng)風(fēng)道擋板9安裝在外二次風(fēng)風(fēng)道7的進風(fēng)口處。如此設(shè)置，通過調(diào)節(jié)內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道擋板8和外二次風(fēng)風(fēng)道擋板9的開度，進而改變內(nèi)二次風(fēng)及外二次風(fēng)的風(fēng)量，采用內(nèi)二次風(fēng)為旋流的形式，外二次風(fēng)為直流的形式，通過調(diào)整內(nèi)二次風(fēng)及外二次風(fēng)的比例來調(diào)整旋流強度，改變中心回流區(qū)的大小。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一、二或五相同。
具體實施方式
七結(jié)合圖5說明本實施方式，本實施方式與具體實施方
式六的不同點是本實施方式的旋流煤粉燃燒器還增加有外旋流器10，所述
外旋流器10安裝在外二次風(fēng)風(fēng)道7的出風(fēng)口端。如此設(shè)置，內(nèi)二次風(fēng)及外二次風(fēng)為旋流的形式，通過調(diào)節(jié)外旋流器10的角度或在外二次風(fēng)風(fēng)道7中的位置，來調(diào)整旋流強度，改變中心回流區(qū)的大小。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
六相同。
具體實施方式
八結(jié)合圖5和圖6說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
六的不同點是本實施方式的旋流煤粉燃燒器還增加有外旋流器10，本實施方式的外旋流器10安裝在外二次風(fēng)風(fēng)道7的進風(fēng)口端。如此設(shè)置，內(nèi)
二次風(fēng)及外二次風(fēng)為旋流的形式，通過調(diào)節(jié)外旋流器10的角度或在外二次風(fēng)風(fēng)道7中的位置，來調(diào)整旋流強度，改變中心回流區(qū)的大小。其它組成及連
接關(guān)系與具體實施方式
六相同。
本發(fā)明的工作原理是本發(fā)明的一次風(fēng)道由三部分組成，沿著煤粉氣流
方向，依次為一次風(fēng)道入口直管段l、 一次風(fēng)道漸擴段2和一次風(fēng)道出口直管段4。 一次風(fēng)道漸擴段與中心軸線的夾角為a， 90°>a>0°;至少一個錐臺形分離環(huán)3的設(shè)置在一次風(fēng)道漸擴段2內(nèi)，錐臺形分離環(huán)3的小直徑端朝向一次風(fēng)道出口直管段4的出風(fēng)口端；煤粉氣流由本發(fā)明的一次風(fēng)道入口直管段1進入一次風(fēng)道漸擴段2后，煤粉顆粒會與錐臺形分離環(huán)3碰撞，由于煤粉顆
粒的慣性很大，碰撞后煤粉被集中到-一次風(fēng)道出口直管段4的中心軸線附近；而一次風(fēng)中的空氣慣性很小，錐臺形分離環(huán)3對空氣的影響很小，空氣流經(jīng)
漸擴段后，空氣會擴散至一次風(fēng)道出口直管段4的整個流通截面，這樣一次風(fēng)中煤粉和空氣容易分離，并且一次風(fēng)的阻力??； 一次風(fēng)道出口直管段4的中心軸線附近在形成高濃度煤粉氣流，在靠近管壁區(qū)域形成淡煤粉區(qū)；二次風(fēng)分別進入內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道6和外二次風(fēng)風(fēng)道7，經(jīng)內(nèi)旋流器5和外旋流器10使二次風(fēng)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，內(nèi)二次風(fēng)及外二次風(fēng)旋轉(zhuǎn)方向一致；經(jīng)過內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道6和外二次風(fēng)風(fēng)道7后噴入爐內(nèi)，在燃燒區(qū)域形成適中的中心回流區(qū)使煤粉穩(wěn)定燃燒；煤粉集中于旋流煤粉燃燒器的中心并噴入爐內(nèi)，增加在高溫中心回流區(qū)的煤粉量，使中心回流區(qū)的還原性氣氛加強，延長煤粉在高溫中心回流區(qū)的停留時間，可有效抑制燃料型NOx的生成；二次風(fēng)被分成了內(nèi)、外兩部分，因而形成了徑向空氣分級燃燒，內(nèi)二次風(fēng)用于引燃煤粉，外二次風(fēng)用于補充焦炭完全燃燒所需的氧氣，有助于抑制燃料型NOx的生成，空氣徑向分級和中心給粉相結(jié)合，實現(xiàn)了低NOx排放。
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權(quán)利要求
1、一種帶有漸擴段的低阻力、低NOx的旋流煤粉燃燒器，它包括一次風(fēng)道、至少一個錐臺形分離環(huán)(3)、內(nèi)旋流器(5)、內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道(6)和外二次風(fēng)風(fēng)道(7)，其特征在于所述一次風(fēng)道由一次風(fēng)道入口直管段(1)、一次風(fēng)道漸擴段(2)和一次風(fēng)道出口直管段(4)組成，所述一次風(fēng)道漸擴段(2)的入風(fēng)口端與一次風(fēng)道入口直管段(1)的出風(fēng)口端固接，所述一次風(fēng)道漸擴段(2)的出風(fēng)口端與一次風(fēng)道出口直管段(4)的入風(fēng)口端固接，所述至少一個錐臺形分離環(huán)(3)設(shè)置在一次風(fēng)道漸擴段(2)內(nèi)，錐臺形分離環(huán)(3)的小直徑端朝向一次風(fēng)道出口直管段(4)的出風(fēng)口端，所述一次風(fēng)道出口直管段(4)的外側(cè)設(shè)有內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道(6)，所述內(nèi)旋流器(5)安裝在內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道(6)內(nèi)，所述內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道(6)的外側(cè)設(shè)有外二次風(fēng)風(fēng)道(7)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶有漸擴段的低阻力、低NOx的旋流煤粉 燃燒器，其特征在于所述一次風(fēng)道漸擴段(2)與一次風(fēng)道的中心軸線的夾 角為a， 90°〉a>0°。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種帶有漸擴段的低阻力、低NOx的旋流 煤粉燃燒器，其特征在于所述一次風(fēng)道入口直管段(1)、 一次風(fēng)道漸擴段(2)、錐臺形分離環(huán)(3)、 一次風(fēng)道出口直管段(4)、內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道(6)和 外二次風(fēng)風(fēng)道(7)同軸設(shè)置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述一種帶有漸擴段的低阻力、低NOx的旋流煤粉 燃燒器，其特征在于所述錐臺形分離環(huán)(3)的個數(shù)為一 五個。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述一種帶有漸擴段的低阻力、低NOx的旋流煤粉 燃燒器，其特征在于所述錐臺形分離環(huán)(3)的個數(shù)為三個，三個錐臺形分 離環(huán)(3)沿一次風(fēng)道的中心軸線依次設(shè)置，且三個錐臺形分離環(huán)(3)朝著 一次風(fēng)道出口直管段(4)的出風(fēng)口端直徑依次減小。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或5所述一種帶有漸擴段的低阻力、低NOx的旋 流煤粉燃燒器，其特征在于所述旋流煤粉燃燒器還包括內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道擋板(8)和外二次風(fēng)風(fēng)道擋板(9)，所述內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道擋板(8)安裝在內(nèi)二次 風(fēng)風(fēng)道(6)的進風(fēng)口處，所述外二次風(fēng)風(fēng)道擋板(9)安裝在外二次風(fēng)風(fēng)道(7)的進風(fēng)口處。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述一種帶有漸擴段的低阻力、低NOx的旋流煤粉 燃燒器，其特征在于所述旋流煤粉燃燒器還包括外旋流器(10)，所述外旋 流器(10)安裝在外二次風(fēng)風(fēng)道(7)的出風(fēng)口端。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述一種帶有漸擴段的低阻力、低NOx的旋流煤粉 燃燒器，其特征在于所述旋流煤粉燃燒器還包括外旋流器(10)，所述外旋 流器(10)安裝在外二次風(fēng)風(fēng)道(7)的進風(fēng)口端。
全文摘要
一種帶有漸擴段的低阻力、低NOx的旋流煤粉燃燒器，它涉及一種旋流煤粉燃燒器。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的旋流煤粉燃燒器存在的濃淡分離效率低，一次風(fēng)的阻力增大且達到一定值，會導(dǎo)致磨煤機出力降低，導(dǎo)致鍋爐無法滿負荷運行的問題。本發(fā)明一次風(fēng)道漸擴段的入風(fēng)口端和出風(fēng)口端分別與一次風(fēng)道入口直管段的出風(fēng)口端和一次風(fēng)道出口直管段的入風(fēng)口端固接，至少一個錐臺形分離環(huán)設(shè)置在一次風(fēng)道漸擴段內(nèi)，錐臺形分離環(huán)的小直徑端朝向一次風(fēng)道出口直管段的出風(fēng)口端，一次風(fēng)道出口直管段的外側(cè)設(shè)有內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道，內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道的外側(cè)設(shè)有外二次風(fēng)風(fēng)道。本發(fā)明濃淡分離效率高，阻力小，提高了磨煤機出力，使鍋爐滿負荷運行；本發(fā)明還降低了NOx的排放量。
文檔編號F23D1/02GK101487590SQ20091007143
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日
發(fā)明者劉春龍, 李爭起, 洋 趙, 陳智超 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)