專(zhuān)利名稱(chēng)：一種集粉濃縮的煤粉燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤粉燃燒設(shè)備領(lǐng)域，具體地，本實(shí)用新型涉及ー種集粉濃縮的煤粉燃燒器。
背景技術(shù)：
煤粉濃縮和強(qiáng)化煙氣回流加熱是提升煤粉燃燒性能的技術(shù)核心，一次風(fēng)煤粉濃縮后可以減小著火熱，在強(qiáng)化的煙氣回流加熱下，更易于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒，并對(duì)降低NOx的排放有利。為此，人們開(kāi)發(fā)出多種具有煤粉濃縮和強(qiáng)化煙氣回流加熱能力燃燒器。煤粉濃縮的方案大體可以分為噴口外置式和噴口內(nèi)置式。外置式煤粉濃縮的方案包括彎頭分離器、百葉窗分離器、撞擊子分離器、丘體組合分離器和旋流分離器等。外置式主要優(yōu)點(diǎn)是布置和設(shè)計(jì)靈活，維護(hù)方便。內(nèi)置式主要包括在燃燒器噴口內(nèi)設(shè)置鈍體、船形體等。內(nèi)置式主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，適應(yīng)性廣，該類(lèi)型噴ロ兼具有加強(qiáng)煙氣回流加熱的能力。傳統(tǒng)該類(lèi)型的燃燒器，其在煤粉濃縮時(shí)都采用全部煤粉氣流強(qiáng)制進(jìn)行很大的氣流轉(zhuǎn)向，依靠風(fēng)粉的不同慣性來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)粉分離，因而系統(tǒng)阻力較大。本申請(qǐng)人在申請(qǐng)?zhí)枮?01110033811. 8的專(zhuān)利申請(qǐng)中提供了ー種低氮氧化合物的煤粉解耦燃燒器及其燃燒方法，在該專(zhuān)利申請(qǐng)中通過(guò)設(shè)置一級(jí)變截面管和ニ級(jí)變截面管以及集粉穩(wěn)焰器，并且在噴口外殼主體內(nèi)通過(guò)和集粉穩(wěn)焰器的上下左右的空間形成的上淡粉通道、下淡粉通道、左ニ級(jí)分流區(qū)和右二級(jí)分流區(qū)四個(gè)通道，配合所述的ー級(jí)變截面管和ニ 級(jí)變截面管從而實(shí)現(xiàn)煤粉的解耦燃燒，但是該裝置中煤粉的解耦燃燒的實(shí)現(xiàn)必須通過(guò)ー級(jí)變截面管和ニ級(jí)變截面管與四個(gè)通道相互配合，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，氣流流動(dòng)轉(zhuǎn)向次數(shù)多，阻カ相對(duì)較大，易發(fā)生磨損部位較多，維護(hù)也較困難，更適合于對(duì)性能要求很高的難燃煤種，對(duì)于易燃煤種的性?xún)r(jià)比則不高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于為了克服上述問(wèn)題，提供了一種集粉濃縮的煤粉燃燒器。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的集粉濃縮的煤粉燃燒器包括噴ロ主體I以及氣流入ロ管道5，所述氣流入ロ管道5為等徑結(jié)構(gòu)，所述噴ロ主體I和氣流入ロ管道5之間設(shè)置變徑導(dǎo)管4，所述噴ロ主體I內(nèi)部緊貼其上壁面和下壁面分別設(shè)置上集粉穩(wěn)焰器3和下集粉穩(wěn)焰器2，所述上集粉穩(wěn)焰器3為橫截面由上至下逐漸縮小的階梯狀結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)地， 所述下集粉穩(wěn)焰器2為橫截面由下至上逐漸縮小的階梯狀結(jié)構(gòu)，所述變徑導(dǎo)管4的通流截面積沿氣流方向逐漸變大。作為上述方案的ー種改迸，沿氣流方向，所述下集粉穩(wěn)焰器2和上集粉穩(wěn)焰器3的左右兩側(cè)與噴ロ主體I左右兩側(cè)之間均設(shè)有空間，在噴ロ主體I內(nèi)部形成通過(guò)中部相連通的左右兩個(gè)通道，通道左右兩側(cè)的煤粉濃度較淡。作為上述方案的還ー種改進(jìn)，所述下集粉穩(wěn)焰器2和上集粉穩(wěn)焰器3設(shè)置于噴ロ 主體I的中心軸線上。[0010]基于本實(shí)用新型的集粉濃縮的煤粉燃燒器，使用該燃燒器進(jìn)行解耦燃燒的方法包括以下步驟I)煤粉氣流經(jīng)氣流入ロ管道5進(jìn)入變徑導(dǎo)管4吋，隨著通流截面積的擴(kuò)大，氣流中外側(cè)部分氣體逐漸向外側(cè)擴(kuò)散，氣流中的煤粉由于慣性作用大部分集中于氣流的中部，使得中部氣流的煤粉濃度提高；當(dāng)所述煤粉氣流進(jìn)入噴ロ主體I內(nèi)后，中部的氣流受相対的上集粉穩(wěn)焰器3和下集粉穩(wěn)焰器2的擠壓，使得中部的氣流中兩側(cè)部分氣體流向兩側(cè)壓力較低的通道，該氣流中的煤粉由于慣性作用大部分仍然集中于氣流的中部，使得中部氣流的煤粉濃度進(jìn)一步提高；所述上集粉穩(wěn)焰器3和下集粉穩(wěn)焰器2之間通道的階梯狀結(jié)構(gòu)，噴口中心階梯高處氣流受擠壓更大，壓カ更高，在該通道內(nèi)形成靠近噴ロ主體內(nèi)中部的氣流煤粉濃度更高、流速更快；2)高速煤粉氣流經(jīng)噴ロ主體I進(jìn)入爐膛內(nèi)時(shí)，在噴ロ主體I的前端形成熱煙氣回流區(qū)，卷吸爐膛內(nèi)的高溫?zé)煔饣亓骷訜釃姤碇黧wI中部形成的濃煤粉氣流，濃煤粉氣流溫度急速升高，煤粉在強(qiáng)還原性氣氛下發(fā)生快速熱解、氣化，揮發(fā)分中氮生成的NOx大部分可轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的N2，其中，上集粉穩(wěn)焰器3和下集粉穩(wěn)焰器2之間通道的階梯狀結(jié)構(gòu)，在中心處氣流流速更快，同時(shí)，在上集粉穩(wěn)焰器3和下集粉穩(wěn)焰器2的中間后部有更大的回流空間，因而中間后部從爐膛回流的熱煙氣量更大，中部濃煤粉氣流受加熱的強(qiáng)度更高；作為上述方案的一種優(yōu)選，本實(shí)用新型的方法還包括以下步驟噴ロ主體I中部濃煤粉氣流揮發(fā)分燃燒后，相繼與外側(cè)煤粉濃度漸淡的氣流逐步混合燃燒；此時(shí)，濃煤粉中的焦炭已相繼燃燒，對(duì)氧氣的消耗増大，致使淡粉氣流與濃粉氣流混合后燃燒仍處于貧氧環(huán)境下，同時(shí)受焦炭的催化還原作用，焦炭氮轉(zhuǎn)化為NOx的比率低，燃燒器燃燒轉(zhuǎn)化為N2 ;然后可以更及時(shí)補(bǔ)充二次風(fēng)，讓煤粉在高溫區(qū)發(fā)生高溫富氧反應(yīng)，延長(zhǎng)在爐膛充分燃燒的時(shí)間，從而充分燃盡，降低煙氣中飛灰可燃物、CO的含量，實(shí)現(xiàn)解耦燃燒。本實(shí)用新型提供的集粉濃縮的煤粉燃燒器的突出特點(diǎn)I、本申請(qǐng)通過(guò)調(diào)整氣流通道的截面形狀，將上下煤粉穩(wěn)焰器均設(shè)置為階梯狀，從而改變氣流流程的壓力，使得煤粉氣流中的部分氣體流向做出改變，實(shí)現(xiàn)風(fēng)粉分離，由于大部分氣流在自然流動(dòng)中沒(méi)有較大的強(qiáng)制轉(zhuǎn)向，因而該結(jié)構(gòu)使得煤粉濃縮所產(chǎn)生的系統(tǒng)阻カ 較?。?、通過(guò)上集粉穩(wěn)焰器3和下集粉穩(wěn)焰器2對(duì)煤粉氣流的局部分級(jí)濃縮，可使局部煤粉氣流達(dá)到濃縮效果，局部濃縮相比整體濃縮可以減小整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的壓降和磨損；3、本實(shí)用新型的濃淡分離為從濃到淡的氣流始終相連通，連續(xù)分級(jí)，不僅可減小隔板的磨損，該連續(xù)逐級(jí)引燃的燃燒方式也更有利于降低NOx生成；4、相對(duì)于申請(qǐng)?zhí)枮?01110033811.8的專(zhuān)利申請(qǐng)，由于本實(shí)用新型的上集粉穩(wěn)焰器3和下集粉穩(wěn)焰器2上下均緊貼噴ロ主體，噴ロ主體上下兩側(cè)煙氣直接進(jìn)入回流區(qū)的回流通道截面積更大，因而這樣更有利于更多的熱煙氣卷吸到濃煤粉氣流，使之受到高速加熱的能力更強(qiáng)，更易于確保實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒；5、相對(duì)于申請(qǐng)?zhí)枮?01110033811.8的專(zhuān)利申請(qǐng)，本實(shí)用新型的燃燒器其氣流入 ロ管道設(shè)置為等徑結(jié)構(gòu)，而且其煤粉的濃淡分離也不需要?dú)饬魅肟诠艿赖呐浜蠈?shí)現(xiàn)，因而本實(shí)用新型的燃燒器結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，造價(jià)低，維護(hù)容易。更適用于燃燒易燃煤種的鍋爐。
圖I為本實(shí)用新型的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)左視圖；圖3為本實(shí)用新型的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)右視圖。附圖標(biāo)識(shí)I、噴ロ主體 2、下集粉穩(wěn)焰器 3、上集粉穩(wěn)焰器4、變徑導(dǎo)管 5、氣流入口管道
具體實(shí)施方式
根據(jù)實(shí)用新型的煤粉燃燒器，所述燃燒器包括噴ロ主體I ;下集粉穩(wěn)焰器2 ;上集粉穩(wěn)焰器3 ;變徑導(dǎo)管4 ;氣流入ロ管道5。圖I是本實(shí)用新型燃燒器的剖視圖。所述下集粉穩(wěn)焰器2和上集粉穩(wěn)焰器3分別位于噴ロ主體I內(nèi)的下部和上部，所述集粉穩(wěn)焰器的結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)附圖2 (燃燒器左視圖)和附圖3 (燃燒器俯視剖視圖)，其整體為ー個(gè)不規(guī)則的扁錐形體，錐體的一側(cè)與噴ロ主體I連接，錐體有斜面的ー側(cè)朝向噴ロ 主體I內(nèi)側(cè)，并且上下兩個(gè)集粉穩(wěn)焰器的斜面相對(duì)應(yīng)；集粉穩(wěn)焰器的前端距噴ロ主體I的前端留有距離；集粉穩(wěn)焰器的左右兩側(cè)與噴ロ主體I留有距離，這樣集粉穩(wěn)焰器將噴ロ主體I 內(nèi)部分隔為相連通的左中右三部分通道；集粉穩(wěn)焰器前端截面大，后端截面小，這樣相対的 2個(gè)集粉穩(wěn)焰器的斜面之間的通道截面積從后往前逐漸變??；所述集粉穩(wěn)焰器前端的斜面一側(cè)設(shè)有階梯型的平面槽道，在噴口中間部位低，靠近噴ロ主體I外殼側(cè)高；噴ロ主體I的后端連接變徑導(dǎo)管4的前端，變徑導(dǎo)管4的后端連接著氣流入口管道5的前端；所述變徑導(dǎo)管4的前端的通流截面積大于后端的通流截面積；一次風(fēng)煤粉氣流依次流經(jīng)氣流入ロ管道5、變徑導(dǎo)管4和噴ロ主體I后進(jìn)入爐膛燃燒；煤粉氣流經(jīng)變徑導(dǎo)管4吋，隨著通流截面積的擴(kuò)大，氣流中外側(cè)部分氣體逐漸向外側(cè)擴(kuò)散，但氣流中的煤粉由于慣性作用大部分集中于氣流的中部，使得中部氣流的煤粉濃度提高；當(dāng)該煤粉氣流進(jìn)入噴ロ主體I內(nèi)后，中部的氣流受相対的集粉穩(wěn)焰器的斜面擠壓，動(dòng)壓部分轉(zhuǎn)為靜壓，沿流向靜壓逐漸升高使得中部的氣流中兩側(cè)部分氣體流向兩側(cè)壓 カ較低的通道，該氣流中的煤粉由于慣性作用大部分仍然集中于氣流的中部，使得中部氣流的煤粉濃度進(jìn)一步提聞;集粉穩(wěn)焰器在噴口內(nèi)起到鈍體的作用，即煤粉氣流在鈍體的前端可形成熱煙氣回流區(qū)，卷吸爐膛內(nèi)的高溫?zé)煔鈦?lái)回流加熱從噴ロ流出的煤粉氣流；由于相對(duì)的集粉穩(wěn)焰器之間的通道的階梯型結(jié)構(gòu)，階梯高的氣流受擠壓大，壓カ 也較高，這樣在該通道內(nèi)形成靠近噴ロ主體內(nèi)中部的氣流煤粉濃度更高、流速更快，靠近噴口外側(cè)的煤粉濃度和流速相應(yīng)降低的階梯式分布；由于集粉穩(wěn)焰器的前端在中部截面更大，兩者在中部有更大的回流空間，因而從爐膛回流的熱煙氣量更大，中部濃煤粉氣流受加熱的強(qiáng)度更高；在濃煤粉氣流的雙側(cè)對(duì)爐膛高溫?zé)煔獾母鼜?qiáng)射流卷吸形成更大的回流熱量，這樣可使中部著火熱很小、截面積很薄的濃煤粉氣流快速在還原性氣氛下發(fā)生燃燒，并逐級(jí)引燃兩側(cè)濃度漸淡的煤粉氣流，實(shí)現(xiàn)逐級(jí)點(diǎn)火燃燒的過(guò)程。該逐級(jí)點(diǎn)火燃燒的過(guò)程更有利于降低NOx的排放。首先使?jié)饷悍蹥饬鳒囟燃彼偕?，煤粉發(fā)生快速熱解、氣化，揮發(fā)分氮比例大幅提高。由于濃煤粉氣流的含氧量低，以及煤熱解氣化后的揮發(fā)分中NH3、NCH、CfflHn(碳?xì)浠衔?、CO的強(qiáng)還原性，該階段揮發(fā)分氮生成的NOx大部分可轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的N2。濃粉氣流的揮發(fā)分燃燒后，相繼與外側(cè)煤粉濃度漸淡的氣流逐步混合燃燒；由于濃煤粉中的焦炭已相繼燃燒，對(duì)氧氣的消耗増大，致使淡粉氣流與濃粉氣流混合后燃燒仍處于貧氧環(huán)境下，直至與二次風(fēng)混合后，貧氧燃燒的條件才有所變化。由于大部分揮發(fā)分已燃燒完，而焦炭氮析出時(shí)首先穿過(guò)碳粒表面還原性氣氛層，同時(shí)受焦炭的催化還原作用，因而焦炭氮轉(zhuǎn)化為NOx的比率很低。燃燒器燃燒較早地完成N2的轉(zhuǎn)化后，可及時(shí)補(bǔ)充二次風(fēng)，讓煤粉及早發(fā)生高溫富氧反應(yīng)，延長(zhǎng)在爐膛充分燃燒的時(shí)間， 從而充分燃盡，降低煙氣中飛灰可燃物、CO的含量。由上所述，該燃燒方式可解決煤粉燃燒的飛灰可燃物、CO與NOx的耦合排放問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了二者排放同時(shí)降低的解耦燃燒。本實(shí)用新型所述的集粉穩(wěn)焰器的整體形狀的截面可以為三角形、梯形或斜波浪形等形式，只要達(dá)到中部截面大，外側(cè)截面小，且與煤粉氣流接觸的周界長(zhǎng)即可；本實(shí)用新型所述下集粉穩(wěn)焰器2和上集粉穩(wěn)焰器3的結(jié)構(gòu)尺寸和形式可以相同也可以不同；最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種集粉濃縮的煤粉燃燒器，所述燃燒器包括噴ロ主體(I)以及氣流入ロ管道(5)， 其特征在于，所述氣流入ロ管道(5)為等徑結(jié)構(gòu)，所述噴ロ主體(I)和氣流入ロ管道(5)之間設(shè)置變徑導(dǎo)管(4)，所述噴ロ主體(I)內(nèi)部緊貼其上壁面和下壁面分別設(shè)置上集粉穩(wěn)焰器(3)和下集粉穩(wěn)焰器(2)，所述上集粉穩(wěn)焰器(3)為橫截面由上至下逐漸縮小的階梯狀結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)地，所述下集粉穩(wěn)焰器(2)為橫截面由下至上逐漸縮小的階梯狀結(jié)構(gòu)，所述變徑導(dǎo)管(4)的通流截面積沿氣流方向逐漸變大。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集粉濃縮的煤粉燃燒器，其特征在于，所述下集粉穩(wěn)焰器 (2)、上集粉穩(wěn)焰器(3)的左右兩側(cè)和噴ロ主體(I)的左右兩側(cè)內(nèi)壁間設(shè)有間隙，以形成淡煤粉通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的集粉濃縮的煤粉燃燒器，其特征在于，所述下集粉穩(wěn)焰器(2)和上集粉穩(wěn)焰器(3)設(shè)置于噴ロ主體(I)的中心軸線上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種集粉濃縮的煤粉燃燒器。所述燃燒器包括噴口主體(1)以及氣流入口管道(5)，所述氣流入口管道(5)為等徑結(jié)構(gòu)，所述噴口主體(1)和氣流入口管道(5)之間設(shè)置變徑導(dǎo)管(4)，所述噴口主體(1)內(nèi)部緊貼其上壁面和下壁面分別設(shè)置上集粉穩(wěn)焰器(3)和下集粉穩(wěn)焰器(2)，所述上集粉穩(wěn)焰器(3)為橫截面由上至下逐漸縮小的階梯狀結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)地，所述下集粉穩(wěn)焰器(2)為橫截面由下至上逐漸縮小的階梯狀結(jié)構(gòu)，所述變徑導(dǎo)管(4)的通流截面積沿氣流方向逐漸變大。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)調(diào)整氣流通道的截面形狀，改變氣流流程的壓力，從而使得煤粉氣流中的部分氣體流向做出改變，實(shí)現(xiàn)風(fēng)粉分離。
文檔編號(hào)F23D1/00GK202338901SQ20112045986
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者何京東, 劉雅寧, 郝江平, 閆潤(rùn)生 申請(qǐng)人:山西三合盛工業(yè)技術(shù)有限公司