專利名稱：工業(yè)鍋爐燃燒器及具有其的工業(yè)鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)鍋爐領(lǐng)域，特別涉及一種工業(yè)鍋爐燃燒器及具有其的工業(yè)鍋爐。
背景技術(shù)：
工業(yè)鍋爐是指區(qū)別于電站鍋爐的，為工礦企業(yè)提供蒸汽或熱水，以滿足生產(chǎn)工藝、動(dòng)力以及采暖等需要的鍋爐。根據(jù)燃料不同，工業(yè)鍋爐主要分為燃油、燃?xì)?、燃煤鍋爐，其中燃煤鍋爐占85%左右，年消耗原煤約6. 4億噸。目前燃煤鍋爐存在的問(wèn)題主要是效率低下、污染物排放嚴(yán)重。眾所周知，煤炭磨制成粉末狀是有利于燃燒的，而對(duì)于燃燒煤粉的鍋爐系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，燃燒器是最核心的設(shè)備，因?yàn)槿紵髌鸬饺剂宵c(diǎn)燃、燃燒組織的作用，現(xiàn)有部分燃燒器屬于預(yù)燃室結(jié)構(gòu)，其預(yù)燃室的結(jié)構(gòu)是由一個(gè)漸擴(kuò)的錐和一個(gè)漸縮的錐對(duì)接而成的雙錐結(jié)構(gòu)(即預(yù)燃室由兩個(gè)錐體底端對(duì)接而成，截面呈菱形)，燃燒器中心設(shè)置一個(gè)送粉管，送粉管輸送燃料時(shí)帶入一次風(fēng)，燃燒所需的大部空氣由設(shè)置在預(yù)燃室上的鼓風(fēng)管進(jìn)入形成二次進(jìn)風(fēng)?，F(xiàn)有技術(shù)由于預(yù)燃室采用雙錐結(jié)構(gòu)，使得空氣流場(chǎng)在雙錐的對(duì)接尖角處形成湍流，即不利于燃燒的組織，也容易造成積灰，燃燒效率低；同時(shí)由于燃燒所需的空氣只是由設(shè)置在預(yù)燃室上的鼓風(fēng)管和送粉管進(jìn)入預(yù)燃室，使得預(yù)燃室處于一個(gè)富氧狀態(tài)，所以燃燒溫度高，造成結(jié)焦幾率高；并且該燃燒器只適用于燃燒煤粉，不能燃燒生物質(zhì)粉、可燃液體、可燃?xì)怏w中的任何一種，更不能燃燒煤粉、生物質(zhì)粉、可燃液體、可燃?xì)怏w中的多種任意組合，大大限制了工業(yè)鍋爐的燃料取材和使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中缺陷，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，燃燒效率高，結(jié)焦率低，燃料取材范圍廣的工業(yè)鍋爐燃燒器及具有其的工業(yè)鍋爐。 為達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種工業(yè)鍋爐燃燒器，包括預(yù)燃室和風(fēng)室，預(yù)燃室包括預(yù)燃室本體和燃料導(dǎo)入管，預(yù)燃室本體縱截面為雙梯形、橫截面為圓形的管狀；燃料導(dǎo)入管沿所述預(yù)燃室本體的軸線方向伸入預(yù)燃空間內(nèi)，且出口端伸至預(yù)燃空間內(nèi)部；燃料導(dǎo)入管的出口端為開放式直噴口、反射噴口、帶有噴射孔的封口端口或者帶有噴射孔的球狀端口。上述技術(shù)方案中，風(fēng)室包括風(fēng)室本體和送風(fēng)導(dǎo)流裝置，其中，風(fēng)室本體設(shè)置在預(yù)燃室的一端環(huán)周，以形成與二次進(jìn)風(fēng)通道連通的環(huán)形空間通道；送風(fēng)導(dǎo)流裝置設(shè)置在環(huán)形空間通道內(nèi)，其內(nèi)部設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流片。上述技術(shù)方案中，導(dǎo)流片均勻分布在以燃料導(dǎo)入管軸心為圓心的截面圓周上。 上述技術(shù)方案中，導(dǎo)流片的傾斜角度可調(diào)節(jié)設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種工業(yè)鍋爐，包括上述的工業(yè)鍋爐燃燒器，工業(yè)鍋爐燃燒器的預(yù)燃室與爐膛連通，爐膛與預(yù)燃室的連接端還設(shè)置有三次進(jìn)風(fēng)口。上述技術(shù)方案中，三次進(jìn)風(fēng)口為一個(gè)或多個(gè)。
上述技術(shù)方案中，一個(gè)三次進(jìn)風(fēng)口布置于爐膛的預(yù)燃室接口下部；多個(gè)三次進(jìn)風(fēng)口橫向直線型或弧形布置于爐膛的預(yù)燃室接口下部，或沿爐膛的預(yù)燃室接口的周向均布。上述技術(shù)方案中，三次進(jìn)風(fēng)口與三次進(jìn)風(fēng)通道連接，三次進(jìn)風(fēng)通道有為直通結(jié)構(gòu)或居間導(dǎo)流裝置結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果該工業(yè)鍋爐燃燒器及具有其的工業(yè)鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，通過(guò)對(duì)預(yù)燃室的燃燒腔結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使燃料的燃燒更加充分，提高燃燒效率；并在燃料導(dǎo)入管出口端設(shè)計(jì)了不同的出口結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同的燃料特性，來(lái)擴(kuò)展燃料的取材范圍。


圖I是本發(fā)明的工業(yè)鍋爐燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2至圖5分別為本發(fā)明的燃料導(dǎo)入管出口端的四種結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明的工業(yè)鍋爐燃燒器的送風(fēng)導(dǎo)流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7至圖10分別為本發(fā)明的工業(yè)鍋爐的三次進(jìn)風(fēng)口的四種布置結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標(biāo)記說(shuō)明11-預(yù)燃室本體，12-燃料導(dǎo)入管，13-碗狀反射裝置，21-風(fēng)室本體，22-送風(fēng)導(dǎo)流裝置，23- 二次進(jìn)風(fēng)通道，3-爐膛，31-三次進(jìn)風(fēng)口，32-預(yù)燃室接口。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式
的限制。需要理解的是，本發(fā)明的以下實(shí)施方式中所提及的“上”、“下”、“左”、“右”、“正面”和“反面”均以各圖所示的方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，這些用來(lái)限制方向的詞語(yǔ)僅僅是為了便于說(shuō)明，并不代表對(duì)本發(fā)明具體技術(shù)方案的限制。本發(fā)明的工業(yè)鍋爐燃燒器通過(guò)對(duì)預(yù)燃室的燃燒腔結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使燃料的燃燒更加充分，提高燃燒效率；并在燃料導(dǎo)入管出口端設(shè)計(jì)了不同的出口結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同的燃料特性，來(lái)擴(kuò)展燃料的取材范圍。如圖I所示，該工業(yè)鍋爐燃燒器具體結(jié)構(gòu)包括預(yù)燃室和風(fēng)室，預(yù)燃室作為燃料點(diǎn)燃和預(yù)燃燒階段，剩余未燃燼的燃料再由預(yù)燃室噴入位于預(yù)燃室一端的爐膛繼續(xù)燃燒至燃燼階段；風(fēng)室設(shè)置在預(yù)燃室的另一端環(huán)周，為預(yù)燃室的燃料點(diǎn)燃和預(yù)燃燒階段提供二次進(jìn)風(fēng)供氧。其中，預(yù)燃室包括預(yù)燃室本體11和燃料導(dǎo)入管12 ;預(yù)燃室本體11縱截面為雙梯形、橫截面為圓形的管狀(即在圓柱狀過(guò)渡管的兩端底部對(duì)置有錐狀管)，該預(yù)燃室本體11的內(nèi)腔為預(yù)燃空間，橫向設(shè)置在鍋爐爐膛的一側(cè)，右端錐狀管的出口與鍋爐爐膛連通，預(yù)燃的燃料由該出口噴入爐膛繼續(xù)燃燒至燃燼階段。采用截面呈雙梯形的預(yù)燃室，是根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理設(shè)計(jì)的，有利于流場(chǎng)的穩(wěn)流，在該種預(yù)燃室結(jié)構(gòu)下，可以有效的使燃料在燃料導(dǎo)入管的出口端噴出后，隨著空氣的流動(dòng)，產(chǎn)生燃燒需要的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，從而使燃料的燃燒更加充分，提高燃燒效率。
燃料導(dǎo)入管12的進(jìn)口端連接燃料的供給裝置，沿預(yù)燃室本體11的軸線方向伸入預(yù)燃空間內(nèi)，出口端伸至預(yù)燃空間中部，為預(yù)燃室輸送燃料的同時(shí)作為一次進(jìn)風(fēng)為燃料點(diǎn)燃和預(yù)燃燒階段供氧；如圖2至圖5所示，燃料導(dǎo)入管12的出口端有四種結(jié)構(gòu)第一種為沒有阻礙的開放式直噴口 ；第二種為有軸心方向阻擋的反射噴口，即在燃料導(dǎo)入管12的出口端設(shè)置有碗狀反射裝置13，用以將燃料導(dǎo)入管12的出口端噴出的粉末狀燃料反射分散，從而使燃料的燃燒更加充分穩(wěn)定，提高燃燒效率；第三種為燃料導(dǎo)入管12的出口端封口，而在燃料導(dǎo)入管12的側(cè)壁和封口端壁分別開設(shè)有多個(gè)噴射孔，粉末狀燃料由該噴射孔均勻噴出，從而使燃料的燃燒更加充分穩(wěn)定，提高燃燒效率；第四種為燃料導(dǎo)入管12的出口端擴(kuò)張為球狀，在該球狀出口端上開設(shè)有徑向多個(gè)噴射孔，粉末狀燃料由該噴射孔均勻噴出，同樣使燃料的燃燒更加充分穩(wěn)定，提高燃燒效率。其中，燃料導(dǎo)入管12的出口端的第一、二種結(jié)構(gòu)可以燃燒煤粉、生物質(zhì)粉的一種或兩種組合，而燃料導(dǎo)入管12的出口端的第三、四種結(jié)構(gòu)可以燃燒煤粉、生物質(zhì)粉、可燃液體、可燃?xì)怏w的一種或任意組合。該燃料導(dǎo)入管導(dǎo)入的燃料可以是固體燃料磨成的粉末狀燃料、液體燃料、氣體燃料中的一種或幾種的任意組合；燃料導(dǎo)入管出口端設(shè)計(jì)了不同的結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同的燃料特性，能夠使得各種粉末狀燃料在預(yù)燃室中均勻分散，從而使燃料的燃燒更加充分穩(wěn)定，提高燃燒效率。
風(fēng)室包括風(fēng)室本體21和送風(fēng)導(dǎo)流裝置22，其中，風(fēng)室本體21設(shè)置在預(yù)燃室的右端環(huán)周，以形成與二次進(jìn)風(fēng)通道23連通的環(huán)形空間通道，為預(yù)燃室的燃料點(diǎn)燃和預(yù)燃燒階段提供二次進(jìn)風(fēng)供氧。如圖6所示，送風(fēng)導(dǎo)流裝置22設(shè)置在該環(huán)形空間通道內(nèi)，內(nèi)部設(shè)有若干導(dǎo)流片，該導(dǎo)流片均勻分布在以燃料導(dǎo)入管12軸心為圓心的截面圓周上，且導(dǎo)流片的傾斜角度可以調(diào)節(jié)。送風(fēng)導(dǎo)流裝置22能夠使得二次進(jìn)風(fēng)產(chǎn)生很強(qiáng)的旋流作用，使得粉末狀燃料燃燒的火焰形成旋焰，提高燃燒效率。特別是導(dǎo)流片的傾斜角度設(shè)置為可調(diào)，從而更好的控制空氣的軸向速度和切向速度，進(jìn)而可以有效地控制火焰的燃燒長(zhǎng)度，使燃燒更加充分、均勻、穩(wěn)定。該燃燒器預(yù)燃室一端與工業(yè)鍋爐的爐膛3連通，預(yù)燃室中剩余未燃燼的燃料再噴入爐膛3繼續(xù)燃燒。爐膛3與燃燒器預(yù)燃室的連接端還設(shè)置有三次進(jìn)風(fēng)口 31，如圖7至圖10所示，該三次進(jìn)風(fēng)口 31為一個(gè)或多個(gè)，分為四種布置結(jié)構(gòu)一個(gè)三次進(jìn)風(fēng)口 31布置于預(yù)燃室接口 32下部；多個(gè)三次進(jìn)風(fēng)口 31橫向直線型或弧形布置于預(yù)燃室接口 32下部，或沿預(yù)燃室接口 32的周向均布。三次進(jìn)風(fēng)口 31與三次進(jìn)風(fēng)通道連接，三次進(jìn)風(fēng)通道有兩種結(jié)構(gòu)一種結(jié)構(gòu)為直通、無(wú)居間導(dǎo)流裝置，另一種結(jié)構(gòu)設(shè)居間導(dǎo)流裝置(例如可以如風(fēng)室送風(fēng)導(dǎo)流裝置22設(shè)置多個(gè)導(dǎo)流片，使得進(jìn)風(fēng)產(chǎn)生很強(qiáng)的旋流，提高燃燒效率)。在爐膛處增設(shè)與二次進(jìn)風(fēng)配合的三次進(jìn)風(fēng)口，一方面使得預(yù)燃室內(nèi)的進(jìn)風(fēng)量分散，由原來(lái)的二次進(jìn)風(fēng)單獨(dú)為預(yù)燃室和爐膛進(jìn)風(fēng)供氧，變?yōu)槎芜M(jìn)風(fēng)和三次進(jìn)風(fēng)分別分階段的為預(yù)燃室和爐膛進(jìn)風(fēng)供氧，使得原來(lái)預(yù)燃室內(nèi)的供氧量降低，燃料在預(yù)燃室內(nèi)的燃燒處于貧氧狀態(tài)(即還原氣氛)當(dāng)中，進(jìn)而降低預(yù)燃室內(nèi)燃燒溫度，同時(shí)使得爐膛中的燃燒溫度場(chǎng)分布均勻，不會(huì)出現(xiàn)局部過(guò)熱的現(xiàn)象，從而達(dá)到克服結(jié)焦的目的，并且有利于實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫和低氮燃燒，以此提高燃燒效率和降低污染物排放。本發(fā)明的工業(yè)鍋爐使用時(shí)，首先在預(yù)燃室內(nèi)點(diǎn)燃可燃?xì)怏w或者可燃液體作為點(diǎn)火源，之后一次風(fēng)通過(guò)燃料導(dǎo)入管12攜帶粉末狀燃料進(jìn)入預(yù)燃室本體11內(nèi)，粉末狀燃料通過(guò)燃料導(dǎo)入管4的出口端后被點(diǎn)火源引燃，此時(shí)切斷點(diǎn)火源，粉末狀燃料進(jìn)入自主穩(wěn)定燃燒階段。 燃料首先在預(yù)燃室本體11內(nèi)燃燒，所需的氧氣由二次進(jìn)風(fēng)和一次進(jìn)風(fēng)提供，二次進(jìn)風(fēng)首先在風(fēng)室本體21的環(huán)形空間通道匯集，然后經(jīng)過(guò)送風(fēng)導(dǎo)流裝置22與一次進(jìn)風(fēng)混合，混合后在預(yù)燃室本體11內(nèi)形成獨(dú)特的旋流場(chǎng)，燃料在旋流場(chǎng)的作用下，宏觀上形成了一定的運(yùn)動(dòng)軌跡。在預(yù)燃室內(nèi)，一部分的燃料經(jīng)歷點(diǎn)燃和燃燒階段；剩余未燃燼的燃料由預(yù)燃室噴入爐膛3，并在一二次混合風(fēng)以及三次進(jìn)風(fēng)的組合作用下繼續(xù)燃燒，之后進(jìn)入燃燼階段。該工業(yè)鍋爐燃燒器及具有其的工業(yè)鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，通過(guò)對(duì)預(yù)燃室的燃燒腔結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使燃料的燃燒更加充分，提高燃燒效率；并在燃料導(dǎo)入管出口端設(shè)計(jì)了不同的出口結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同的燃料特性，來(lái)擴(kuò)展燃料的取材范圍。以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)鍋爐燃燒器，其特征在于，包括預(yù)燃室和風(fēng)室，所述預(yù)燃室包括預(yù)燃室本體和燃料導(dǎo)入管，所述預(yù)燃室本體縱截面為雙梯形、橫截面為圓形的管狀； 所述燃料導(dǎo)入管沿所述預(yù)燃室本體的中軸線方向伸入預(yù)燃空間內(nèi)，且出口端伸至預(yù)燃空間內(nèi)部； 所述燃料導(dǎo)入管的出口端為開放式直噴口、反射噴口、帶有噴射孔的封口端口或者帶有噴射孔的球狀端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工業(yè)鍋爐燃燒器，其特征在于所述風(fēng)室包括風(fēng)室本體和送風(fēng)導(dǎo)流裝置，其中，所述風(fēng)室本體設(shè)置在預(yù)燃室的一端環(huán)周，以形成與二次進(jìn)風(fēng)通道連通的環(huán)形空間通道；所述送風(fēng)導(dǎo)流裝置設(shè)置在所述環(huán)形空間通道內(nèi)，其內(nèi)部設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工業(yè)鍋爐燃燒器，其特征在于所述導(dǎo)流片均勻分布在以所述燃料導(dǎo)入管軸心為圓心的截面圓周上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工業(yè)鍋爐燃燒器，其特征在于所述導(dǎo)流片的傾斜角度可調(diào)節(jié)設(shè)置。
5.一種工業(yè)鍋爐，其特征在于，包括如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的工業(yè)鍋爐燃燒器，所述工業(yè)鍋爐燃燒器的預(yù)燃室與爐膛連通，所述爐膛與預(yù)燃室的連接端還設(shè)置有三次進(jìn)風(fēng)口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工業(yè)鍋爐，其特征在于所述三次進(jìn)風(fēng)口為一個(gè)或多個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工業(yè)鍋爐，其特征在于所述一個(gè)三次進(jìn)風(fēng)口布置于所述爐 膛的預(yù)燃室接口下部；所述多個(gè)三次進(jìn)風(fēng)口橫向直線型或弧形布置于所述爐膛的預(yù)燃室接口下部，或沿所述爐膛的預(yù)燃室接口的周向均布。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工業(yè)鍋爐，其特征在于所述三次進(jìn)風(fēng)口與三次進(jìn)風(fēng)通道連接，所述三次進(jìn)風(fēng)通道為直通結(jié)構(gòu)或有居間導(dǎo)流裝置結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種工業(yè)鍋爐燃燒器及具有其的工業(yè)鍋爐。該工業(yè)鍋爐燃燒器包括預(yù)燃室和風(fēng)室，預(yù)燃室包括預(yù)燃室本體和燃料導(dǎo)入管，預(yù)燃室本體為縱截面為雙梯形、橫截面為圓形的管狀；燃料導(dǎo)入管沿所述預(yù)燃室本體的中軸線橫向伸入預(yù)燃空間內(nèi)，且出口端伸至預(yù)燃空間內(nèi)部；燃料導(dǎo)入管的出口端為開放式直噴口、反射噴口、帶有噴射孔的封口端口或者帶有噴射孔的球狀端口。該工業(yè)鍋爐燃燒器及具有其的工業(yè)鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，通過(guò)對(duì)預(yù)燃室的燃燒腔結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使燃料的燃燒更加充分，提高燃燒效率；并在燃料導(dǎo)入管出口端設(shè)計(jì)了不同的出口結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同的燃料特性，來(lái)擴(kuò)展燃料的取材范圍。
文檔編號(hào)F23D1/00GK102944014SQ20121040333
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者李玉靜, 魏愷寧, 郭軍, 施凱 申請(qǐng)人:瑞焓能源科技有限公司