專利名稱：一種用于鍋爐的燃盡風(fēng)噴口及鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鍋爐燃燒技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)備，特別是涉及一種用于鍋爐的燃盡風(fēng)噴口及鍋爐。
背景技術(shù)：
空氣分級(jí)技術(shù)最早是由美國(guó)在上世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的。其原理是將燃料的燃燒過(guò)程分階段完成。在第一階段，將從主燃燒器供入爐膛的空氣量減少到總?cè)紵諝饬康?(Γ75%(相當(dāng)于理論空氣量的80%)，使燃料先在缺氧的富燃料燃燒條件下燃燒。此時(shí)，主燃燒區(qū)內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)α〈1，從而降低了燃燒區(qū)域內(nèi)的燃燒速度和溫度水平，因此，其不僅延遲了燃燒過(guò)程，而且在還原性氣氛中降低了生成NOx的反應(yīng)率，抑制了 NOx在這一區(qū)域的生成。完全燃燒所需的其余空氣在距主燃燒器上方一定距離處通過(guò)專門的空氣噴口——燃盡風(fēng)噴口送入爐膛，與主燃燒區(qū)域產(chǎn)生的煙氣混合，在α>1的條件下完成全部燃燒過(guò)程。該技術(shù)的關(guān)鍵在于燃盡風(fēng)風(fēng)量和燃盡風(fēng)噴口的設(shè)計(jì)。當(dāng)燃盡風(fēng)風(fēng)量選取過(guò)低時(shí)，主燃燒器內(nèi)的二次風(fēng)風(fēng)量就難以降低·至空氣分級(jí)燃燒所需數(shù)值，使燃燒器區(qū)域內(nèi)的過(guò)量空氣系數(shù)仍舊接近1，不能達(dá)到良好的抑制氮氧化物生成的效果。當(dāng)燃盡風(fēng)風(fēng)量足夠時(shí)，爐膛內(nèi)主燃燒器對(duì)應(yīng)的區(qū)域處于欠氧狀態(tài)，煤粉在這種條件下燃燒可大幅度抑制氮氧化物的生成。但是，由于沒(méi)有足夠的氧氣，燃料不能完全燃燒，使得飛灰可燃物含量增加。如果燃盡風(fēng)噴口設(shè)計(jì)不當(dāng)，主燃燒器區(qū)域內(nèi)生成的未燃盡碳和CO氣體在爐膛燃盡區(qū)內(nèi)不能與燃盡風(fēng)充分摻混，從而影響了燃料的燃盡程度，致使未完全燃燒熱損失增加，最終導(dǎo)致鍋爐整體燃燒效率的降低。目前，300MW 600MW級(jí)別墻式燃燒煤粉鍋爐燃盡風(fēng)噴口均為圓型噴口，燃盡風(fēng)射入爐膛后，隨著溫度的提高，氣流的粘性增大，燃盡風(fēng)動(dòng)量降低，穿透力減弱，爐膛充滿度不強(qiáng)。主燃燒器區(qū)域生成的煙氣在向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于燃盡風(fēng)氣流穿透力不強(qiáng)，到達(dá)不了爐膛中心而使煙氣從爐膛中心“溜走”，致使燃盡風(fēng)氣流與煙氣中未燃盡物質(zhì)的混合程度下降，影響了鍋爐的燃燒效率。圖1為常規(guī)燃盡風(fēng)噴口，分為直流風(fēng)，旋流風(fēng)(內(nèi)二次風(fēng)，外二次風(fēng))，其中直流風(fēng)通過(guò)中間圓形噴口 I直接吹入爐膛。前、后墻直流燃盡風(fēng)經(jīng)對(duì)沖后，充滿爐膛中部。旋流風(fēng)經(jīng)過(guò)外圍環(huán)形噴口 2吹入爐膛，并通過(guò)調(diào)節(jié)旋流葉片3角度來(lái)調(diào)節(jié)燃盡風(fēng)覆蓋面。在整體空氣分級(jí)燃燒技術(shù)中，需要增加燃盡風(fēng)來(lái)降低主燃區(qū)過(guò)量空氣系數(shù)，控制NOx排放，燃盡風(fēng)在燃燒后期起到了可燃物燃盡的作用。實(shí)際使用時(shí)，在墻式對(duì)沖旋流鍋爐中，發(fā)現(xiàn)圓形燃盡風(fēng)噴口射流剛性不足，穿透力較差，致使飛灰含碳量及煙氣中可燃物含量增高；而橢圓型噴口剛性強(qiáng)于圓形噴口燃燒器剛性，穿透力較好，但制作工藝復(fù)雜，成本較高。由于燃盡風(fēng)剛性不足，所以在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，容易造成以下問(wèn)題第一，由于燃盡風(fēng)剛性不足會(huì)造成燃盡風(fēng)爐膛充滿度不夠，燃盡效果差，導(dǎo)致飛灰含碳量增加，影響鍋爐效率。第二，煙氣中CO增加，導(dǎo)致未完全燃燒熱損失增加，鍋爐效率下降。[0009]現(xiàn)有技術(shù)中為了提高燃盡風(fēng)剛性，主要采用的方案是調(diào)節(jié)風(fēng)門擋板，提高燃盡風(fēng)量，通過(guò)增加噴口流速使燃盡風(fēng)獲得較大動(dòng)量；或者增大噴口面積使出口獲得較大的動(dòng)量。但是，上述現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中提高噴口流速的方案還存在有如下的缺點(diǎn)1、燃盡風(fēng)風(fēng)量的提高受到風(fēng)箱風(fēng)道流動(dòng)阻力的限制，并且，會(huì)增加送風(fēng)機(jī)電耗；2、燃盡風(fēng)噴口流速增加到一定程度后，受到燃盡風(fēng)流通通道阻力的限制，很難進(jìn)一步增大。而增大噴口面積會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中燃盡風(fēng)率較小的情況下噴口流速過(guò)低，動(dòng)量不足，穿透力較差，燃盡效果不佳，鍋爐效率下降。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種能夠有效地提高燃盡風(fēng)剛性、提高燃盡風(fēng)爐膛充滿度、增強(qiáng)燃盡效果的用于鍋爐的燃盡風(fēng)噴口。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于鍋爐的燃盡風(fēng)噴口，包括內(nèi)外相互套接的直流風(fēng)噴口和旋流風(fēng)噴口，所述旋流風(fēng)噴口為環(huán)形噴口，且在所述環(huán)形噴口上間隔設(shè)有旋流葉片；所述直流風(fēng)噴口的橫截面為所述旋流風(fēng)噴口圓形截面的內(nèi)接四邊形或多邊形結(jié)構(gòu)，所述直流風(fēng)噴口的縱向整體呈棱柱型的筒狀結(jié)構(gòu)，且所述旋流風(fēng)噴口和所述直流風(fēng)噴口之間的區(qū)域設(shè)有冷卻風(fēng)風(fēng)道，形成在直流風(fēng)噴口的外周自內(nèi)向外依次同心設(shè)置的直流風(fēng)風(fēng)道、冷卻風(fēng)風(fēng)道和旋流風(fēng)風(fēng)道的三通道結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述直流風(fēng)噴口的橫截面為所述旋流風(fēng)噴口圓形截面的內(nèi)接矩形結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，在所述燃盡風(fēng)噴口的端面上，所述旋流風(fēng)噴口內(nèi)側(cè)的圓形截面和該圓形截面內(nèi)接的直流風(fēng)噴口矩形截面之間設(shè)有擋板。優(yōu)選地，所述擋板上開(kāi)有多個(gè)通風(fēng)孔。優(yōu)選地，所述擋板由鋼板制成。優(yōu)選地，所述旋流葉片上設(shè)有角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。 優(yōu)選地，旋流風(fēng)噴口的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均為圓筒型結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種鍋爐，該鍋爐具有上述的燃盡風(fēng)噴口?；谏鲜黾夹g(shù)方案，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型在相同燃盡風(fēng)風(fēng)量及風(fēng)速的條件下，有效地增加了燃盡風(fēng)直流風(fēng)的射程且燃盡風(fēng)直流風(fēng)的剛性也得到增強(qiáng)，同時(shí)增強(qiáng)了燃盡的效果，保證了鍋爐燃燒的效率。同時(shí)，在直流風(fēng)風(fēng)道外圍布置了冷卻風(fēng)通道，可以直接用來(lái)冷卻燃盡風(fēng)噴口，因此也大大地延長(zhǎng)了燃盡風(fēng)噴口的壽命。

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中圖1為現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)燃盡風(fēng)噴口的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型另一種實(shí)施例的側(cè)視剖面圖；[0029]圖4為圖3中A — A向的剖面示意圖；圖5為本實(shí)用新型又一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖2 圖4，其中示出本實(shí)用新型一種用于鍋爐的燃盡風(fēng)噴口的優(yōu)選實(shí)施例，包括內(nèi)外相互套接的直流風(fēng)噴口 11和旋流風(fēng)噴口 2，所述旋流風(fēng)噴口 2為環(huán)形噴口，優(yōu)選地，旋流風(fēng)噴口 2的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均為圓筒型結(jié)構(gòu)，如圖2所示；并且在所述環(huán)形噴口上間隔設(shè)有旋流葉片3，如圖2所示；本實(shí)用新型所述直流風(fēng)噴口 11的橫截面為所述旋流風(fēng)噴口 2圓形截面的內(nèi)接四邊形或多邊形結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施例中，所述直流風(fēng)噴口 11的橫截面優(yōu)選為所述旋流風(fēng)噴口 2圓形截面的內(nèi)接矩形結(jié)構(gòu)(例如可以為正方形結(jié)構(gòu))，所述直流風(fēng)噴口 11的縱向整體呈棱柱型的筒狀結(jié)構(gòu)，如圖3所示，在本實(shí)施例中，直流風(fēng)噴口 11的縱向整體呈四棱柱型的方筒狀結(jié)構(gòu)，且所述旋流風(fēng)噴口 2和所述直流風(fēng)噴口 11之間的區(qū)域設(shè)有冷卻風(fēng)風(fēng)道6，該冷卻風(fēng)風(fēng)道6內(nèi)部的冷卻風(fēng)可以直接用來(lái)冷卻燃盡風(fēng)噴口，所以，此種結(jié)構(gòu)能夠大大地延長(zhǎng)了燃盡風(fēng)噴口的壽命。由此，本實(shí)用新型形成了在直流風(fēng)噴口 11的外周自內(nèi)向外依次同心設(shè)置的直流風(fēng)風(fēng)道4、冷卻風(fēng)風(fēng)道5和旋流風(fēng)風(fēng)道5的三通道結(jié)構(gòu)，如圖3所示。參見(jiàn)圖3，優(yōu)選地，在所述燃盡風(fēng)噴口的端面上，所述旋流風(fēng)噴口 2內(nèi)側(cè)的圓形截面和該圓形截面內(nèi)接的直流風(fēng)噴口 11矩形截面之間設(shè)有擋板7。進(jìn)一步參見(jiàn)圖4所示的實(shí)施例,在該實(shí)施例中,所述擋板7上優(yōu)選地開(kāi)有多個(gè)通風(fēng)孔8，此種結(jié)構(gòu)可以保證冷卻風(fēng)風(fēng)道6內(nèi)有足夠的冷卻風(fēng)用以冷卻燃盡風(fēng)噴口。優(yōu)選地，所述的擋板7由鋼板制成，即擋板7為在鋼板上開(kāi)具多個(gè)通風(fēng)孔8的結(jié)構(gòu)。如圖2所示，所述旋流葉片3上設(shè)有角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(圖中未示出)，通過(guò)該角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)旋流葉片3的角度，進(jìn)而調(diào)節(jié)燃盡風(fēng)的覆蓋面。具體地，本實(shí)用新型的工作原理和工作過(guò)程為參見(jiàn)圖2，本實(shí)用新型的燃盡風(fēng)直流風(fēng)經(jīng)矩形的直流風(fēng)噴口 11吹入爐膛，外圍環(huán)形的噴口為旋流風(fēng)噴口 2，通過(guò)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(圖中未示出)來(lái)調(diào)節(jié)旋流葉片3的角度，進(jìn)而來(lái)調(diào)節(jié)燃盡風(fēng)覆蓋面。如圖3、圖4所示，燃盡風(fēng)直流風(fēng)入口為圓筒型，直流風(fēng)風(fēng)道4為截面呈矩形的風(fēng)道；矩形的直流風(fēng)風(fēng)道4與其外接圓之間的間隙在距離噴口一段距離處，用鋼板制成的擋板7進(jìn)行封堵，并在鋼板上開(kāi)具適量通風(fēng)孔8，保證噴口有足夠的冷卻風(fēng)；冷卻風(fēng)風(fēng)道6的外表面為旋流風(fēng)風(fēng)道5的內(nèi)壁面。根據(jù)鍋爐實(shí)際運(yùn)行工況，可通過(guò)改變矩形噴口的長(zhǎng)寬比及外接圓直徑來(lái)調(diào)節(jié)矩形噴口的面積，提供燃盡所需燃盡風(fēng)量，達(dá)到最佳燃盡效果，如圖5所示。在圖5所示的實(shí)施例中，直流風(fēng)噴口 11的橫截面為所述旋流風(fēng)噴口 2圓形截面的內(nèi)接長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的另一目的還在于提供一種具有上述燃盡風(fēng)噴口的鍋爐，在使用上述燃盡風(fēng)噴口的鍋爐是，實(shí)用新型人經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)改型后測(cè)得在相同風(fēng)量和同等流速條件下，本實(shí)用新型矩形直流風(fēng)噴口的剛性要明顯強(qiáng)于圓形噴口，由此使得本實(shí)用新型燃盡風(fēng)直流風(fēng)的射程更遠(yuǎn)；在實(shí)際使用中，經(jīng)過(guò)鍋爐前后墻燃盡風(fēng)的對(duì)沖，便會(huì)形成強(qiáng)烈的碰撞及擾動(dòng)，從而能夠有效地增強(qiáng)爐膛中心區(qū)域未燃盡煙氣與燃盡風(fēng)的混合。這樣在同等燃盡風(fēng)率的條件下，本實(shí)用新型既能使直流風(fēng)的射程得到增強(qiáng)，還能在保證鍋爐效率的前提下不增加風(fēng)機(jī)的壓頭。所以，本實(shí)用新型優(yōu)化的燃盡風(fēng)噴口及鍋爐設(shè)計(jì)可以達(dá)到以下技術(shù)目的1、本實(shí)用新型既能實(shí)現(xiàn)深度的空氣分級(jí)燃燒；又能保證燃盡效果和鍋爐效率；2、在不改變?nèi)急M風(fēng)風(fēng)量的情況下，提高燃盡風(fēng)直流風(fēng)剛性，使燃盡風(fēng)與未燃盡煙氣充分混合，且不增加送風(fēng)機(jī)電耗。最后應(yīng)當(dāng)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)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種用于鍋爐的燃盡風(fēng)噴口，包括內(nèi)外相互套接的直流風(fēng)噴口(11)和旋流風(fēng)噴口 (2)，其特征在于所述旋流風(fēng)噴口(2)為環(huán)形噴口，且在所述環(huán)形噴口上間隔設(shè)有旋流葉片(3);所述直流風(fēng)噴口(11)的橫截面為所述旋流風(fēng)噴口(2)圓形截面的內(nèi)接四邊形或多邊形結(jié)構(gòu)，所述直流風(fēng)噴口(11)的縱向整體呈棱柱型的筒狀結(jié)構(gòu)，且所述旋流風(fēng)噴口(2) 和所述直流風(fēng)噴口(11)之間的區(qū)域設(shè)有冷卻風(fēng)風(fēng)道(6)，形成在直流風(fēng)噴口(11)的外周自內(nèi)向外依次同心設(shè)置的直流風(fēng)風(fēng)道(4)、冷卻風(fēng)風(fēng)道(6)和旋流風(fēng)風(fēng)道(5)的三通道結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃盡風(fēng)噴口，其特征在于所述直流風(fēng)噴口(11)的橫截面為所述旋流風(fēng)噴口(2)圓形截面的內(nèi)接矩形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃盡風(fēng)噴口，其特征在于在所述燃盡風(fēng)噴口的端面上，所述旋流風(fēng)噴口(2)內(nèi)側(cè)的圓形截面和該圓形截面內(nèi)接的直流風(fēng)噴口(11)矩形截面之間設(shè)有擋板(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃盡風(fēng)噴口，其特征在于所述擋板(7)上開(kāi)有多個(gè)通風(fēng)孔(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的燃盡風(fēng)噴口，其特征在于所述擋板(7)由鋼板制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃盡風(fēng)噴口，其特征在于所述旋流葉片(3)上設(shè)有角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃盡風(fēng)噴口，其特征在于旋流風(fēng)噴口(2)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均為圓筒型結(jié)構(gòu)。
8.一種鍋爐，其特征在于所述的鍋爐具有上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的燃盡風(fēng)噴□。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于鍋爐的燃盡風(fēng)噴口及鍋爐，燃盡風(fēng)噴口包括內(nèi)外相互套接的直流風(fēng)噴口和旋流風(fēng)噴口，所述旋流風(fēng)噴口為環(huán)形噴口，且在所述環(huán)形噴口上間隔設(shè)有旋流葉片；所述直流風(fēng)噴口的橫截面為所述旋流風(fēng)噴口圓形截面的內(nèi)接四邊形或多邊形結(jié)構(gòu)，所述直流風(fēng)噴口的縱向整體呈棱柱型的筒狀結(jié)構(gòu)，且所述旋流風(fēng)噴口和所述直流風(fēng)噴口之間的區(qū)域設(shè)有冷卻風(fēng)風(fēng)道，形成在直流風(fēng)噴口的外周自內(nèi)向外依次同心設(shè)置的直流風(fēng)風(fēng)道、冷卻風(fēng)風(fēng)道和旋流風(fēng)風(fēng)道的三通道結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型在相同燃盡風(fēng)風(fēng)量及風(fēng)速的條件下，有效地增加了燃盡風(fēng)直流風(fēng)的射程且燃盡風(fēng)直流風(fēng)的剛性也得到增強(qiáng)，同時(shí)增強(qiáng)了燃盡的效果，保證了鍋爐燃燒的效率。
文檔編號(hào)F23C7/00GK202884968SQ20122058712
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者王志遠(yuǎn), 李明, 孫樹(shù)翁, 林淑勝, 劉欣, 崔星源, 王敏, 蔡興飛, 姬亞, 甄曉偉 申請(qǐng)人:煙臺(tái)龍?jiān)措娏夹g(shù)股份有限公司