專利名稱：一種用于w火焰鍋爐的煤粉燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種煤粉燃燒器，特別是涉及一種用于W火焰鍋爐的煤粉燃燒器。
背景技術(shù)：
我國是一個以煤為主要能源的發(fā)展中國家，煤炭資源占我國能源生產(chǎn)和消費總量的75%左右。煤在燃燒過程中，會產(chǎn)生大量的污染物，其中的氮氧化物NOx對環(huán)境危害極大，且難于處理。隨著對環(huán)保要求的提高，我國越來越關(guān)注NOx的排放問題，環(huán)保部門先后多次修訂排放標準，并于2011年頒布了新一期的《火電廠大氣污染物排放標準》以加強火電廠污染物排放的控制，按照擬于2011年實施的新標準，“W”火焰鍋爐NOx排放量不得高于 200mg/Nm3。從上世紀80年代初，我國開始引進W火焰鍋爐及其制造技術(shù)，到目前為止，已經(jīng)投運的容量在300MW以上的W火焰鍋爐有80余臺。國內(nèi)的W火焰鍋爐幾乎包含了世界上全部的W火焰鍋爐爐型，其技術(shù)分別屬于美國FW、美國B&W、法國阿爾斯通STEIN和英國MBEL 公司。這些W火焰鍋爐在燃用無煙煤等燃燒性能較差煤質(zhì)時有明顯的優(yōu)勢，但其NOx排放量基本都在1000mg/Nm3以上，有的甚至高達(1500 1800)mg/Nm3，遠高于常規(guī)燃燒方式鍋爐的排放水平，難以滿足國家的排放標準。部分W火焰鍋爐采用濃縮型EI-XCL煤粉燃燒器，該燃燒器的乏氣噴口 300位置如圖I所示，一次風粉沿箭頭A所示的方向進入該煤粉燃燒器100內(nèi)的煤粉濃縮裝置后，50% 的一次風和10 15%煤粉被分離出來；經(jīng)乏氣管200引到乏氣噴口 300直接噴入爐膛400 中進行燃燒。濃縮型EI-XCL煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中的附圖標記10為外層調(diào)風器， 20為內(nèi)層調(diào)風器，30為主煤粉噴口，40為濃淡分離器，50為乏氣管。具體工作時二次風80分為兩股，分別進入到內(nèi)層調(diào)風器20和外層調(diào)風器10，從內(nèi)層調(diào)風器20產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)氣流可卷吸高溫煙氣引燃煤粉，外層調(diào)風器10的二次風用來補充煤粉進一步燃燒所需的空氣，使之完全燃燒。旋流的強度可以通過調(diào)整葉片的角度而改變。旋轉(zhuǎn)氣流能將爐膛內(nèi)的高溫煙氣卷吸到煤粉著火區(qū)，點燃煤粉并使之穩(wěn)定燃燒。采用這種分級送風的方式，有利于主燃燒器的煤粉著火和穩(wěn)燃。濃縮型EI-XCL煤粉燃燒器內(nèi)的氣流進入一次風濃縮裝置之后，使50%的一次風和10 15%的煤粉分離出來，經(jīng)乏氣管50 引到乏氣噴口 300直接噴入爐膛400中進行燃燒，乏氣噴口 300的位置如圖I中所示。上述的EI-XCL煤粉燃燒器結(jié)構(gòu)，由于乏氣自身煤粉濃度較低，較難著火，噴口位置距離主燃燒器噴口又較遠，因此造成其不易被火焰引燃，使得著火和穩(wěn)燃較為困難。另一方面，這種結(jié)構(gòu)的工作過程，使得內(nèi)層調(diào)風器20的二次風與煤粉混合較早， 且由于內(nèi)二次風量較大，使煤粉著火初期就處于較強的氧化性氣氛下，不利于控制NOx的生成。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提出一種結(jié)構(gòu)簡單、效果明顯、能夠有效地避免主煤粉氣流與內(nèi)二次風過早混合并可以抑制NOx大量生成的用于W火焰鍋爐的煤粉燃燒器。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種用于W火焰鍋爐的煤粉燃燒器，該煤粉燃燒器的末端與W火焰鍋爐的爐膛相連，所述煤粉燃燒器包括依次連接的煤粉濃縮裝置、 煤粉濃淡分離裝置以及主體段，所述主體段的后部設(shè)有與所述爐膛相連的主煤粉噴口，其中，所述煤粉濃淡分離裝置包括沿煤粉流動方向?qū)⑺鲋黧w段分成濃相煤粉通道和淡相煤粉通道的隔板，所述淡相煤粉通道的末端與所述主煤粉噴口相互平行形成乏氣噴口。 優(yōu)選地，在所述淡相煤粉通道的末端，淡相煤粉通道的寬度小于主煤粉噴口寬度。更優(yōu)選地，所述隔板至少在所述主體段的后部將主體段分隔成內(nèi)、外筒平行套接的雙層流體通道結(jié)構(gòu)。進一步，所述主體段的后部還設(shè)有相互套接的內(nèi)二次風裝置和外二次風裝置。優(yōu)選地，所述乏氣噴口套接在所述主煤粉噴口的外圍。優(yōu)選地，所述煤粉濃縮裝置包括彎頭，所述彎頭的后端與所述主體段的前端相接， 且所述濃相煤粉通道的前端與所述彎頭后端偏向外弧的部分相通。優(yōu)選地，所述濃相煤粉通道的前部還包括前端的通流截面小于后端的通流截面的第一錐筒段，所述第一錐筒段的前端與所述彎頭后端偏向外弧的部分相通。優(yōu)選地，所述濃相煤粉通道的后部還包括后端的通流截面小于前端的通流截面的第二錐筒段，所述第二錐筒段的后端與所述主煤粉噴口相連?；谏鲜黾夹g(shù)方案，本實用新型的優(yōu)點是本實用新型可將煤粉進行濃淡分離，使?jié)舛容^高煤粉進入主煤粉噴口內(nèi)，濃度較低的煤粉進入乏氣噴口，并且乏氣噴口風速遠高于主煤粉噴口風速；利用主煤粉噴口與乏氣噴口間存在的較大速差以及內(nèi)二次風產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)氣流，使回流區(qū)增大即卷吸更多的高溫熱煙氣來加熱主煤粉氣流，同時乏氣作為周界風起到了隔絕作用，避免了主煤粉氣流與內(nèi)二次風過早的混合，抑制了 NOx的大量生成；同時，本實用新型還較好地解決了乏氣著火和穩(wěn)燃的問題。

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分， 本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中圖I為現(xiàn)有技術(shù)中W火焰鍋爐乏氣噴口的位置示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中W火焰鍋爐濃縮型煤粉燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性， 不應(yīng)對本實用新型的保護范圍有任何的限制作用。本文件中，方位詞“前”和“后”是以煤粉氣流的流動方向為參照，煤粉氣流先到達的位置為前，后到達的位置為后。[0025]參見圖3，其中示出本實用新型一種用于W火焰鍋爐的煤粉燃燒器的優(yōu)選實施例， 該煤粉燃燒器的末端與W火焰鍋爐的爐膛7相連，所述煤粉燃燒器包括依次連接的煤粉濃縮裝置13、煤粉濃淡分離裝置11以及主體段12，所述主體段12的后部設(shè)有與所述爐膛7 相連的主煤粉噴口 3，其中，所述煤粉濃淡分離裝置11包括沿煤粉流動方向?qū)⑺鲋黧w段分成濃相煤粉通道121和淡相煤粉通道122的隔板120，所述淡相煤粉通道122的末端與所述主煤粉噴口 3相互平行形成乏氣噴口 10。在本實用新型中，優(yōu)選地，至少在所述淡相煤粉通道122的末端，淡相煤粉通道122的寬度小于主煤粉噴口 3寬度，此時，從淡相煤粉通道 122噴出的煤粉流動速度便會大于從主煤粉噴口 3中噴出的煤粉流動速度。本實用新型的上述結(jié)構(gòu)，能夠有效地利用乏氣作為周界風，在主煤粉氣流的周圍形成隔絕氣流層，避免了二次風過早地與主煤粉氣流混合，有利于控制NOx的生成。通常，本實用新型上述由隔板120分隔形成的類似于套筒狀的主體段12結(jié)構(gòu)，無論從制造成本還是使用效果上，其外筒部分(淡相煤粉通道122)的流體流通截面尺寸都小于內(nèi)筒部分(濃相煤粉通道121)的流體流通截面尺寸。如圖3所示，本實用新型優(yōu)選地所述隔板120至少在所述主體段12的后部將主體段12分隔成內(nèi)、外筒平行套接的雙層流體通道結(jié)構(gòu)。并且，為了能夠更好地在主煤粉噴口 3的出口處即形成隔絕氣流，優(yōu)選地，所述乏氣噴口 10套接在所述主煤粉噴口 3的外圍。此外，優(yōu)選地，所述主體段12的后部還設(shè)有相互套接的內(nèi)二次風裝置2和外二次風裝置I。如此便可利用乏氣作為周界風，在內(nèi)二次風裝置2中進入的內(nèi)二次風和主煤粉噴口 3噴出的主煤粉氣流之間，形成具有一定隔絕作用的氣流屏障，能夠有效地避免內(nèi)二次風過早與主煤粉氣流混合，有利于控制NOx的生成。本實用新型的煤粉濃縮裝置可以采用現(xiàn)有各種的煤粉濃縮機構(gòu)，在本實施例中， 優(yōu)選地，所述煤粉濃縮裝置13包括彎頭110，所述彎頭110的后端與所述主體段12的前端相接，且所述濃相煤粉通道121的前端與所述彎頭110后端偏向外弧的部分相通。進一步， 所述濃相煤粉通道的前部還包括前端的通流截面小于后端的通流截面的第一錐筒段123， 所述第一錐筒段123的前端與所述彎頭110后端偏向外弧的部分相通。通過弧形煤粉流通通道(彎頭110部分)，利用煤粉流動的離心力使得濃相煤粉和淡相煤粉產(chǎn)生分離，并分別進入到濃相煤粉通道121和淡相煤粉通道122中。進一步，所述濃相煤粉通道的后部還包括后端的通流截面小于前端的通流截面的第二錐筒段124，所述第二錐筒段124的后端通過管道相連與所述主煤粉噴口 3相連，或者直接與所述主煤粉噴口 3。具體地，如圖3所示本實用新型主要應(yīng)用于W火焰鍋爐，本實用新型的煤粉燃燒器由外二次風裝置I、內(nèi)二次風裝置2、乏氣噴口 10、主煤粉噴口 3、煤粉濃淡分離裝置11以及主體段12等結(jié)構(gòu)組成；其中內(nèi)、外二次風裝置分別由內(nèi)、外二次風葉片(圖中未示出)及流通風道組成。乏氣噴口 10呈圓環(huán)形且位于內(nèi)二次風裝置2與主煤粉噴口 3之間。本實用新型的工作流程為來自磨煤機的一次風煤粉氣流在經(jīng)過彎頭110后，大多數(shù)煤粉由于離心力作用沿彎頭100的外側(cè)內(nèi)壁流動，氣流進入煤粉濃淡分離裝置11后，40%的一次風和10%煤粉分離出來，沿淡相煤粉通道122流動并經(jīng)乏氣噴口 10直接噴入爐膛7進行燃燒。其余60%的一次風和85% 90%的煤粉，由沿濃相煤粉通道121流動并經(jīng)煤粉燃燒器的主煤粉噴口 3噴入爐膛7內(nèi)燃燒，且乏氣噴口 10的風速遠高于主煤粉噴口 3的風速。二次風8分成兩股分別進入到內(nèi)二次風裝置2和外二次風裝置1，內(nèi)二次風裝置2 產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)氣流可卷吸高溫煙氣引燃煤粉，外二次風裝置I用來補充煤粉進一步燃燒所需的空氣，使之完全燃燒。由于主煤粉與乏氣之間的流動速度存在著較大速差，使乏氣對主煤粉氣流具有較強的引射作用；并且，在主煤粉噴口 3出口的一段距離內(nèi)，主煤粉氣流即混入乏氣中，降低了主煤粉氣流的剛性。相當于在相同內(nèi)二次風2旋流強度的情況下，增大了回流區(qū)面積和強度，即可卷吸更多的高溫熱煙氣來加熱一次風煤粉氣流，有利于煤粉的著火和穩(wěn)燃。同時，由于乏氣具有可以作為周界風的隔絕作用，因此，也避免了內(nèi)二次風2過早與主煤粉氣流混合，有利于控制NOx的生成。顯而易見，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，可以用本實用新型的一種用于W火焰鍋爐的煤粉燃燒器，構(gòu)成各種類型的煤粉燃燒設(shè)備。最后應(yīng)當說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型請求保護的技術(shù)方案范圍當中。
權(quán)利要求1.一種用于W火焰鍋爐的煤粉燃燒器，該煤粉燃燒器的末端與W火焰鍋爐的爐膛(7) 相連，其特征在于所述煤粉燃燒器包括依次連接的煤粉濃縮裝置(13)、煤粉濃淡分離裝置(11)以及主體段(12)，所述主體段(12)的后部設(shè)有與所述爐膛(7)相連的主煤粉噴口(3)，其中，所述煤粉濃淡分離裝置(11)包括沿煤粉流動方向?qū)⑺鲋黧w段分成濃相煤粉通道(121)和淡相煤粉通道(122)的隔板(120)，所述淡相煤粉通道(122)的末端與所述主煤粉噴口(3)相互平行形成乏氣噴口(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤粉燃燒器，其特征在于在所述淡相煤粉通道(122)的末端，淡相煤粉通道(122)的寬度小于主煤粉噴口(3)寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的煤粉燃燒器，其特征在于所述隔板(120)至少在所述主體段(12)的后部將主體段(12)分隔成內(nèi)、外筒平行套接的雙層流體通道結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤粉燃燒器，其特征在于所述主體段(12)的后部還設(shè)有相互套接的內(nèi)二次風裝置(2)和外二次風裝置(I)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤粉燃燒器，其特征在于所述乏氣噴口(10)套接在所述主煤粉噴口(3)的外圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤粉燃燒器，其特征在于所述煤粉濃縮裝置(13)包括彎頭 (110)，所述彎頭(110)的后端與所述主體段(12)的前端相接，且所述濃相煤粉通道(121) 的前端與所述彎頭(110)后端偏向外弧的部分相通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤粉燃燒器，其特征在于所述濃相煤粉通道的前部還包括前端的通流截面小于后端的通流截面的第一錐筒段(123)，所述第一錐筒段(123)的前端與所述彎頭(110)后端偏向外弧的部分相通。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的煤粉燃燒器，其特征在于所述濃相煤粉通道的后部還包括后端的通流截面小于前端的通流截面的第二錐筒段(124)，所述第二錐筒段(124)的后端與所述主煤粉噴口(3)相連。
專利摘要本實用新型涉及一種用于W火焰鍋爐的煤粉燃燒器，該煤粉燃燒器的末端與W火焰鍋爐的爐膛相連，所述煤粉燃燒器包括依次連接的煤粉濃縮裝置、煤粉濃淡分離裝置以及主體段，所述主體段的后部設(shè)有與所述爐膛相連的主煤粉噴口，其中，所述煤粉濃淡分離裝置包括沿煤粉流動方向?qū)⑺鲋黧w段分成濃相煤粉通道和淡相煤粉通道的隔板，所述淡相煤粉通道的末端與所述主煤粉噴口相互平行形成乏氣噴口。本實用新型可卷吸更多的高溫熱煙氣來加熱主煤粉氣流，同時乏氣作為周界風起到了隔絕作用，避免了主煤粉氣流與內(nèi)二次風過早的混合，抑制了NOx的大量生成；同時，本實用新型還較好地解決了乏氣著火和穩(wěn)燃的問題。
文檔編號F23D1/00GK202350024SQ201120513948
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者于海輝, 劉鵬飛, 張超群, 李保亮, 王家興, 秦學堂, 葛茂杰 申請人:煙臺龍源電力技術(shù)股份有限公司