一種用于氣流床氣化爐的粉煤燃燒器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于氣流床氣化爐的粉煤燃燒器。該粉煤燃燒器包括中心管和同心地包圍該中心管的外圍管。中心管噴頭直段的截面為尖銳的銳角，且該銳角的兩條邊(即中心管噴頭直段和其對應(yīng)的中心管噴頭外側(cè)傾斜邊)長度較大，中心管噴頭直段上方設(shè)置導(dǎo)流片，中心管和外圍管圍成的粉煤通道上設(shè)有螺旋導(dǎo)流室。本發(fā)明的粉煤燃燒器可以有效地降低中心管噴頭處的高溫輻射面積和強(qiáng)度，延長其使用壽命，方便噴嘴的拆裝和維修，改善粉煤和氧化劑的混合效果，實(shí)現(xiàn)粉煤氣化的長周期穩(wěn)定運(yùn)行，降低粉煤氣化的成本。
【專利說明】一種用于氣流床氣化爐的粉煤燃燒器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煤氣化領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于氣流床氣化爐的粉煤燃燒器。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國煤炭資源豐富，石油、天然氣資源相對貧乏，煤炭占能源消費(fèi)總量的比重約為 70%，占全球煤炭消費(fèi)總量的50%。傳統(tǒng)的煤炭利用方式為直接燃燒，不僅效率低，且污染 嚴(yán)重，導(dǎo)致我國二氧化硫、氮氧化物、大氣汞排放量高居全球首位。煤氣化是煤炭清潔利用 的重要途徑，該技術(shù)適應(yīng)了我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展要求，近年來發(fā)展迅速。煤氣化技術(shù)就是 將固體煤變成氣態(tài)烴、CO、H 2等氣體的技術(shù)，其目的就是獲得清潔能源和化工原料。其原理 就是煤、煤焦或石油焦與氣化劑（空氣、氧氣、水蒸氣、氫等）在一定溫度及壓力下發(fā)生化 學(xué)反應(yīng)，將煤、煤焦或石油焦中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為煤氣。氣流床煤氣化工藝又可以分為水煤 漿氣化和粉煤氣化。水煤漿氣化所用燃燒器的燃燒介質(zhì)為含有40%左右水分的煤漿，而粉 煤氣化所用燃燒器的燃燒介質(zhì)為密度為300kg/Nm3左右的固體煤粉，兩種燃燒介質(zhì)的黏度 特性、流動特性、密度、粒度、輸送速度等均不相同。因此，對氣化爐、燃燒器等氣化設(shè)備的要 求也不相同。尤其對于燃燒器來說更是如此。氣化原料經(jīng)設(shè)置在氣化爐上的燃燒器噴射進(jìn) 入氣化爐內(nèi)進(jìn)行燃燒。其中，水煤漿燃燒器的進(jìn)料為氣-液混合，而粉煤燃燒器的進(jìn)料為 氣-固混合，傳質(zhì)機(jī)理、反應(yīng)動力學(xué)差異較大，燃燒器的設(shè)計(jì)也各有側(cè)重。
[0003] 粉煤氣化與水煤漿氣化相比具有氣化效率高、性能指標(biāo)好、應(yīng)用煤種廣的特點(diǎn)，具 有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和環(huán)保優(yōu)勢。在粉煤氣化工藝中，粉煤燃燒器是氣化爐的核心設(shè)備，其 價格昂貴，維修、更換成本高，對氣化爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性影響較大。但由于燃燒器置于氣化爐 內(nèi)，工作環(huán)境惡劣，其壽命普遍較短，一般在3個月左右。因此，粉煤燃燒器的使用壽命已經(jīng) 成為氣化裝置長周期運(yùn)行的關(guān)鍵。由于粉煤燃燒器最容易發(fā)生燒蝕的部位為燃燒器的迎火 面,燒蝕原因主要來自氣化爐內(nèi)的高溫輻射或火焰直接灼燒。
[0004] 為了降低燃燒器向火面的高溫輻射或火焰灼燒的破壞程度，許多技術(shù)被開發(fā)出 來。例如，CN1300870A將陶瓷粉噴涂到氣化爐燃燒器的外表面上，用于隔絕高溫腐蝕介 質(zhì)。CN101956982A在燃燒器受熱環(huán)形面板上開多個微型通孔，冷卻水通過這些通孔噴出并 受熱氣化，由此來消耗氣化爐的高溫對于燃燒器輻射的熱量。CN103333717A采用在燃燒器 的前端面設(shè)置耐火度超過1770°C的隔熱層來阻擋氣化爐內(nèi)的高溫輻射。更常見的降溫方 法就是在在各個物料通道之間設(shè)置多個冷卻水夾套，用來提高噴頭部位的冷卻效果，例如 CN10403496A、CN101446413A中所述。以上這些降溫措施在一定程度上減輕了燃燒器最外 部物料通道向火面的破壞程度，但對于氧氣劑通道和煤粉通道之間的部分，其高溫破壞問 題并沒有明顯改善，主要原因?yàn)檠趸瘎┰诔鋈紵魍ǖ篮?，與爐內(nèi)的可燃?xì)怏w迅速發(fā)生高 溫反應(yīng)，在燃燒器頭部形成高溫區(qū)，從而加速了氧化劑與煤粉通道之間的高溫輻射或高溫 灼燒。為了延長該部位的使用壽命，通常在兩個通道之間設(shè)置冷卻水夾套。通過夾套內(nèi)冷 卻水的強(qiáng)制循環(huán)，迅速移走熱負(fù)荷，從而起到降溫表面溫度的目的。實(shí)際上水夾套的設(shè)置也 會帶來另外兩個缺陷。一是水夾套自身存在存在一定的受熱面積，在移走熱負(fù)荷的同時，該 受熱面積也在接受熱輻射，并成為燃燒器向火面最容易受到高溫破壞的部位，經(jīng)常在燃燒 器運(yùn)行一段時間后，表面便產(chǎn)生裂紋而發(fā)生漏水現(xiàn)象。二是水夾套結(jié)構(gòu)的維修和拆裝相對 比較困難，需要專業(yè)的維修單位進(jìn)行拆裝和維修，費(fèi)用較高。
[0005] 此外，為了實(shí)現(xiàn)粉煤和氧化劑的良好混合，現(xiàn)有技術(shù)多是在靠近煤粉通道出口處 及氧化劑通道出口處設(shè)計(jì)旋流葉片，該旋流葉片對物料的混合效果欠佳。并且旋流葉片是 水平地焊接在物料通道的管壁上，在承受著自身重力的同時又受到高速物流的沖擊，在實(shí) 際運(yùn)行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)旋流片脫落現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種可以減輕內(nèi)部物料通道出口的高溫?fù)p壞、拆裝和維修方 便、各物料混合效果良好的用于粉煤氣化爐的粉煤燃燒器。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種用于氣流床氣化爐的粉煤燃燒器，包括中心管1和同 心地包圍該中心管的外圍管2,中心管1和外圍管2在靠近向火面的一側(cè)錐形地收縮，中心 管1為氧化劑通道，中心管1外壁和外圍管2內(nèi)壁形成的環(huán)形通道為粉煤通道,外圍管2為 雙層結(jié)構(gòu)的冷卻水夾套，冷卻水首先由冷卻水進(jìn)口 13進(jìn)入夾套內(nèi)層，后經(jīng)外圍管2噴頭部 位的狹窄通道進(jìn)入夾套外側(cè)并由冷卻水出口 14流出。其中，中心管1噴頭的內(nèi)收縮半角 α為10°?20°，外側(cè)傾角β為70°?80°，外圍管2噴頭的內(nèi)收縮半角ε為15°? 25°，中心管1噴頭直段高度匕與中心管1噴口直徑d的比例為Ii 1 : d = 0.5?2,中心 管1與外圍管2噴口端面的距離h2與中心管1噴口直徑d的比例為h2 : d = 0. 1?0. 5。
[0008] 優(yōu)選地噴頭尺寸為：中心管1噴頭的內(nèi)收縮半角α為15°，外側(cè)傾角β為75°， 外圍管2噴頭的內(nèi)收縮半角ε為20°，中心管1噴頭直段高度Ii1與中心管1噴口直徑d的 比例為Ii 1 : d=l，中心管1與外圍管2噴口端面的距離112與中心管1噴口直徑d的比例 為匕：d = 0. 2。該優(yōu)選方案可以較大程度地降低中央管噴頭的燒損風(fēng)險。同時還發(fā)現(xiàn)， 該優(yōu)選方案還可以改善氣化爐的流場分布，形成氣化爐爐壁良好的掛渣，提高碳轉(zhuǎn)化效率， 并可大大提高氣化爐的運(yùn)行負(fù)荷。
[0009] 本發(fā)明的粉煤燃燒器中心管1噴頭的外側(cè)傾角β較大，中心管1噴頭直段高度Ii1 與中心管1噴口直徑d的比例也較高，由此形成尖銳的銳角截面，且該銳角的兩條邊（即中 心管1噴頭直段和其對應(yīng)的中心管1噴頭外側(cè)傾斜邊）長度較大。這種設(shè)計(jì)一方面使得中 心管1的向火面的面積收縮成一條線，降低了噴頭最前端的受熱面積；另一方面，由于向火 面的熱輻射呈梯度銳減，中心管1噴頭外側(cè)傾斜邊受到的熱輻射量也極大的降低。現(xiàn)有技 術(shù)中，粉煤燃燒器中心管的降溫措施的改進(jìn)，多是集中在改進(jìn)冷卻水夾套的結(jié)構(gòu)來提高冷 卻效果，并且普遍認(rèn)為本發(fā)明所述的這種不帶冷卻水夾套的中心管結(jié)構(gòu)更易燒損。但實(shí)際 生產(chǎn)中卻發(fā)現(xiàn)，去掉冷卻水套，通過改變中心管噴頭的設(shè)計(jì)尺寸，使其截面呈尖銳的銳角、 且該銳角具有較長的邊長后，反而不易被燒損，使用壽命更長，運(yùn)行更穩(wěn)定。原因?yàn)楸景l(fā)明 的設(shè)計(jì)較大幅度地降低了總受熱面積。此外，改造后的燃燒器結(jié)構(gòu)由于出口截面成銳角，從 而減少了氧化劑的返流，使得粉煤通道出口形成穩(wěn)定的煤粉和惰性氣體保護(hù)層，減少了對 燃燒器頭部的輻射強(qiáng)度，有效的保護(hù)了燃燒器的頭部。同時，去掉冷卻水夾套后，中心管更 容易拆裝；燃燒器頭部是可更換的部件，維修時只是切掉燃燒器頭部即可，去掉水夾套后可 以更方便的進(jìn)行維修。
[0010] 本發(fā)明中，中心管1與外圍管2噴口端面的距離h2與中心管1噴口直徑d的比例 為匕：d = 0.1?0.5。由于噴口部位的熱輻射呈梯度銳減，因此中心管1噴口端面收縮 進(jìn)入外圍管2噴口端面內(nèi)部，有利于進(jìn)一步降低熱輻射。同時，又由于匕過大會影響物料 的混合效果，因此h 2與d的比例不宜超過0. 5。
[0011] 中心管1噴頭的內(nèi)收縮半角α為10°?20°，同時，外圍管2噴頭的內(nèi)收縮半角 ε為15°?25°，這種設(shè)計(jì)可以使得從粉煤通道噴出的載氣和粉煤形成一個氣流保護(hù)層， 該保護(hù)層可以一定程度地將中心管噴頭與氣化爐內(nèi)的熱輻射隔離，由此實(shí)現(xiàn)對中心管噴頭 的進(jìn)一步保護(hù)。
[0012] 進(jìn)一步地，本發(fā)明的粉煤燃燒器中心管1噴頭直段上方的內(nèi)壁面上設(shè)置若干條在 同一條圓周線上均勻分布的導(dǎo)流片3,所述導(dǎo)流片3與中心管1的軸向呈一定夾角，這種設(shè) 計(jì)可以加速中心管1噴口處的氧化劑流速，從而加速帶走中心管噴頭處的熱量，同時可以 增強(qiáng)氧化劑與粉煤的混合效果。現(xiàn)有技術(shù)通常在氧化劑通道的噴頭上方即背火面設(shè)置旋流 葉片，且旋流葉片是水平地焊接在氧化劑通道的管壁上，在承受著自身重力的同時又受到 高速物流的沖擊，有可能導(dǎo)致脫落。本發(fā)明中心管直段上的導(dǎo)流片3可替代旋流葉片，克服 現(xiàn)有旋流葉片的不足，在給中心管噴頭降溫的同時實(shí)現(xiàn)良好的混合功能。
[0013] 所述導(dǎo)流片3與中心管1軸向夾角Θ為15°?35°，優(yōu)選為20°。
[0014] 進(jìn)一步地，粉煤進(jìn)口 11與粉煤燃燒器的軸向呈一定角度設(shè)置在粉煤通道上，通過 分配器12與2至4根與中心管1軸向平行的粉煤輸送管5相通，所述2至4根粉煤輸送管5 均勻分布在粉煤通道中，且這些粉煤通道的橫截面積總和對應(yīng)于粉煤進(jìn)口 11的橫截面積， 粉煤輸送管5下部設(shè)置螺旋形導(dǎo)流室4,粉煤輸送管5與螺旋形導(dǎo)流室4相通，所述螺旋形 導(dǎo)流室4由一條上部螺旋方形管6、一條下部螺旋方形管7和一條連接兩條螺旋方形管的接 片8圍成，所述接片8的一端連接在最短的粉煤輸送管出口處，另一端與下部螺旋方形管7 相接，兩條螺旋方形管6和7平行延伸，且與粉煤輸送管5的軸向夾角γ為20?45°，接 片8與粉煤輸送管5的軸向夾角δ為10?30°，螺旋方形管6、螺旋方形管7以及接片8 的螺旋方向與中心管1噴頭直段上方的導(dǎo)流片3的螺旋方向相同。
[0015] 本發(fā)明的粉煤燃燒器可用于多噴嘴的粉煤氣流床氣化爐中。例如，在氣化爐頂部 安裝有3-6個本發(fā)明的粉煤燃燒器，所述粉煤燃燒器在一條圓周線上平均分布且于氣化爐 的軸線平行，所述粉煤燃燒器所在圓周的圓心處安裝點(diǎn)火燃燒器。
[0016] 中心管1中的導(dǎo)流片3和粉煤通道中的螺旋形導(dǎo)流室4共同作用，使得中心管1噴 出的氧化劑與粉煤通道噴出的煤粉和惰性氣體形成了良好的混合，并且中心管1噴口處， 氧化劑被煤粉及惰性氣體包裹，有效的保護(hù)了燃燒器的頭部不會被燒蝕。
[0017] 本發(fā)明一方面將中心管1改成沒有水夾套的結(jié)構(gòu)，并將中心管1的噴口設(shè)計(jì)成尖 銳的銳角，用以減少中心管1噴口受到高溫輻射的面積、增加煤粉和惰性氣體保護(hù)層的穩(wěn) 定性；另一方面，設(shè)置導(dǎo)流片3和螺旋形導(dǎo)流室4,協(xié)同增加了導(dǎo)流效果。進(jìn)一步增強(qiáng)其外 部惰性氣體保護(hù)層的穩(wěn)定性。
[0018] 通過上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效地降低中心管噴頭處的高溫輻射面積和強(qiáng)度，延長其 使用壽命，方便噴嘴的拆裝和維修，改善粉煤和氧化劑的混合效果，實(shí)現(xiàn)粉煤氣化的長周期 穩(wěn)定運(yùn)行，降低粉煤氣化的成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明粉煤燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖
[0020] 圖2是圖1中粉煤燃燒器噴頭剖面放大圖
[0021] 圖3是本發(fā)明粉煤燃燒器中心管內(nèi)壁導(dǎo)流片分布示意圖
[0022] 圖4是粉煤通道含2條粉煤輸送管時粉煤輸送管的分布截面示意圖
[0023] 圖5是粉煤通道含3條粉煤輸送管時粉煤輸送管的分布截面示意圖
[0024] 圖6是粉煤通道含4條粉煤輸送管時粉煤輸送管的分截面布示意圖
[0025] 圖7是本發(fā)明粉煤燃燒器粉煤通道中螺旋形導(dǎo)流室的結(jié)構(gòu)示意圖
[0026] 圖8是圖7中螺旋形導(dǎo)流室的展開圖
[0027] 圖9是應(yīng)用本發(fā)明粉煤燃燒器的氣化爐頂?shù)娜紵鞣植际疽鈭D
[0028] 圖中：
[0029] 1、中心管 2、外圍管 3、中心管1導(dǎo)流片
[0030] 4、螺旋形導(dǎo)流室 5、粉煤輸送管 6、上部螺旋盤管
[0031] 7、下部螺旋盤管 8、接片 9、粉煤燃燒器
[0032] 10、點(diǎn)火燃燒器 11、粉煤進(jìn)口 12、分配器
[0033] 13、冷卻水進(jìn)口 14、冷卻水出口

【具體實(shí)施方式】
[0034] 實(shí)施例1
[0035] 本發(fā)明粉煤燃燒器的一個優(yōu)選方案見圖1，包括中心管1和同心地包圍該中心管 的外圍管2,中心管1和外圍管2在靠近向火面的一側(cè)錐形地收縮，中心管1為氧化劑通道， 中心管1外壁和外圍管2內(nèi)壁形成的環(huán)形通道為粉煤通道，外圍管2為雙層結(jié)構(gòu)的冷卻水 夾套，冷卻水由冷卻水進(jìn)口 13首先進(jìn)入夾套內(nèi)層，后經(jīng)外圍管2噴頭部位的狹窄通道進(jìn)入 夾套外側(cè)并由冷卻水出口 14流出。圖2是圖1中粉煤燃燒器噴頭剖面放大圖，其中，中心 管1噴頭的內(nèi)收縮半角α為10°，外側(cè)傾角β為70°，外圍管2噴頭的內(nèi)收縮半角ε為 15°，中心管1噴頭直段高度比與中心管1噴口直徑d的比例為匕：d = 0. 5,中心管1與 夕卜圍管2噴口端面的距離匕與中心管1噴口直徑d的比例為匕：d = 0.1。
[0036] 實(shí)施例2
[0037] 本發(fā)明粉煤燃燒器的另一個優(yōu)選方案為，粉煤燃燒器包括中心管1和同心地包圍 該中心管的外圍管2,中心管1和外圍管2在靠近向火面的一側(cè)錐形地收縮，中心管1為氧 化劑通道，中心管1外壁和外圍管2內(nèi)壁形成的環(huán)形通道為粉煤通道，外圍管2為雙層結(jié)構(gòu) 的冷卻水夾套，冷卻水由冷卻水進(jìn)口 13首先進(jìn)入夾套內(nèi)層，后經(jīng)外圍管2噴頭部位的狹窄 通道進(jìn)入夾套外側(cè)并由冷卻水出口 14流出。其中，中心管1噴頭的內(nèi)收縮半角α為20°， 外側(cè)傾角β為80°，外圍管2噴頭的內(nèi)收縮半角ε為25°，中心管1噴頭直段高度Ii1與 中心管1噴口直徑d的比例為Ii 1 : d = 2,中心管1與外圍管2噴口端面的距離112與中心 管1噴口直徑d的比例為匕：d = 0. 5。
[0038] 實(shí)施例3
[0039] 本發(fā)明粉煤燃燒器的另一個優(yōu)選方案為，粉煤燃燒器包括中心管1和同心地包圍 該中心管的外圍管2,中心管1和外圍管2在靠近向火面的一側(cè)錐形地收縮，中心管1為氧 化劑通道，中心管1外壁和外圍管2內(nèi)壁形成的環(huán)形通道為粉煤通道，外圍管2為雙層結(jié)構(gòu) 的冷卻水夾套，冷卻水由冷卻水進(jìn)口 13首先進(jìn)入夾套內(nèi)層，后經(jīng)外圍管2噴頭部位的狹窄 通道進(jìn)入夾套外側(cè)并由冷卻水出口 14流出。其中，中心管1噴頭的內(nèi)收縮半角α為15°， 外側(cè)傾角β為75°，外圍管2噴頭的內(nèi)收縮半角ε為20°，中心管1噴頭直段高度Ii 1與 中心管1噴口直徑d的比例為、：d=l，中心管1與外圍管2噴口端面的距離112與中心 管1噴口直徑d的比例為匕：d = 0. 2。
[0040] 對比例1
[0041] 本發(fā)明粉煤燃燒器的一個對比方案為，對比方案的粉煤燃燒器尺寸參數(shù)中，中心 管1噴頭的外側(cè)傾角β為85°，其它參數(shù)與實(shí)施例3中相同。
[0042] 對比例2
[0043] 本發(fā)明粉煤燃燒器的另一個對比方案為，對比方案的粉煤燃燒器尺寸參數(shù)中，中 心管1噴頭的外側(cè)傾角β為60°，其它參數(shù)與實(shí)施例3中相同。
[0044] 對比例3
[0045] 本發(fā)明粉煤燃燒器的另一個對比方案為，對比方案的粉煤燃燒器尺寸參數(shù)中，中 心管1噴頭的外側(cè)傾角β為50°，其它參數(shù)與實(shí)施例3中相同。
[0046] 實(shí)施例4
[0047] 實(shí)施例1至3以及對比例1至3中的各個燃燒器的運(yùn)行周期對比。以氧氣（純度 為99. 6%)為氧化劑，氮?dú)鉃榉勖狠d氣，載氣粉煤流速為8m/s。運(yùn)行一定周期后的效果評 價見下表：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于氣流床氣化爐的粉煤燃燒器，包括中心管（1)和同心地包圍該中心管的外 圍管（2)，中心管（1)和外圍管（2)在靠近向火面的一側(cè)錐形地收縮，外圍管（2)為雙層結(jié) 構(gòu)的冷卻水夾套，冷卻水由冷卻水進(jìn)口（13)首先進(jìn)入夾套內(nèi)層，后經(jīng)外圍管（2)噴頭部位 的狹窄通道進(jìn)入夾套外側(cè)并由冷卻水出口（14)流出，其特征在于：中心管（1)噴頭的內(nèi)收 縮半角a為10°?20°，外側(cè)傾角3為70°?80°，外圍管⑵噴頭的內(nèi)收縮半角e 為15°?25°，中心管⑴噴頭直段高度比與中心管⑴噴口直徑d的比例為h : d = 0? 5?2,中心管（1)與外圍管（2)噴口端面的距離h2與中心管（1)噴口直徑d的比例為 h2 : d = 0. 1 ?0. 5。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣流床氣化爐的粉煤燃燒器，其特征在于：中心管（1) 噴頭的內(nèi)收縮半角a為15°，外側(cè)傾角0為75°，外圍管（2)噴頭的內(nèi)收縮半角e為 20°，中心管⑴噴頭直段高度h與中心管⑴噴口直徑d的比例為h : d = 1，中心管 (1)與外圍管⑵噴口端面的距離h2與中心管⑴噴口直徑d的比例為h2 : d = 0. 2。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣流床氣化爐的粉煤燃燒器，其特征在于：所述中心管 (I) 噴頭直段上方的內(nèi)壁面上設(shè)置若干條在同一條圓周線上均勻分布的導(dǎo)流片（3)，所述 導(dǎo)流片（3)與中心管（1)的軸向呈一定夾角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于氣流床氣化爐的粉煤燃燒器，其特征在于：所述導(dǎo)流片 (3)與中心管（1)軸向夾角為15°?35°。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于氣流床氣化爐的粉煤燃燒器，其特征在于：所述導(dǎo)流片 (3)與中心管（1)軸向夾角0為20°。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于氣流床氣化爐的粉煤燃燒器0，其特征在于：粉煤進(jìn)口 (II) 與粉煤燃燒器的軸向呈一定角度設(shè)置在粉煤通道上，通過分配器（12)與2至4根與中 心管（1)軸向平行的粉煤輸送管（5)相通，所述2至4根粉煤輸送管（5)均勻分布在粉煤 通道中，粉煤輸送管（5)下部設(shè)置螺旋形導(dǎo)流室（4)，粉煤輸送管（5)與螺旋形導(dǎo)流室（4) 相通，所述螺旋形導(dǎo)流室（4)由一條上部螺旋方形管￠)、一條下部螺旋方形管（7)和一條 連接兩條螺旋方形管的接片（8)圍成，所述接片（8)的一端連接在最短的粉煤輸送管出口 處，另一端與下部螺旋方形管（7)相接，兩條螺旋方形管（6)和（7)平行延伸，且與粉煤輸 送管（5)的軸向夾角Y為20?45°，接片⑶與粉煤輸送管（5)的軸向夾角S為10? 30°，螺旋方形管￠)、螺旋方形管（7)以及接片（8)的螺旋方向與中心管（1)噴頭直段上 方的導(dǎo)流片（3)的螺旋方向相同。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于粉煤氣流床氣化爐的粉煤燃燒器，其特征在于：兩條螺 旋方形管（6)和（7)與粉煤輸送管（5)的軸向夾角Y為40°，接片（8)與粉煤輸送管（5) 的軸向夾角S為20°。
8. -種安裝有權(quán)利要求1至7所述的粉煤燃燒器的氣流床氣化爐，其特征在于：在氣 化爐頂部安裝有3-6個權(quán)利要求1至7所述的粉煤燃燒器（9)，所述粉煤燃燒器在一條圓周 線上平均分布且與氣化爐的軸線平行，所述粉煤燃燒器所在圓周的圓心處安裝有點(diǎn)火燃燒 器（10)。
9. 權(quán)利要求1至7所述的粉煤燃燒器在氣流床煤氣化領(lǐng)域的應(yīng)用，其特征在于：中心 管⑴輸送氧化劑，中心管⑴外壁和外圍管⑵內(nèi)壁形成的環(huán)形通道輸送載惰性氣體的 粉煤，粉煤與氧化劑從燃燒器噴頭處噴射進(jìn)入氣化爐燃燒室進(jìn)行欠氧氣化反應(yīng)。
10. -種降低粉煤燃燒器中心管噴頭部位熱輻射的方法，所述粉煤燃燒器包括中心管 (I) 和同心地包圍該中心管的外圍管（2)，中心管（1)和外圍管（2)在靠近向火面的一側(cè)錐 形地收縮，中心管（1)為氧化劑通道，中心管（1)外壁和外圍管（2)內(nèi)壁形成的環(huán)形通道 為粉煤通道，外圍管（2)為雙層結(jié)構(gòu)的冷卻水夾套，冷卻水首先由冷卻水進(jìn)口（13)進(jìn)入夾 套內(nèi)層，后經(jīng)外圍管（2)噴頭部位的狹窄通道進(jìn)入夾套外側(cè)并由冷卻水出口（14)流出，其 特征在于：將粉煤燃燒器中心管（1)噴頭部位的截面設(shè)計(jì)成尖銳的銳角，其中，中心管（1) 噴頭的內(nèi)收縮半角a為10°?20°，外側(cè)傾角3為70°?80°，外圍管⑵噴頭的內(nèi) 收縮半角e為15°?25°，中心管⑴噴頭直段高度匕與中心管⑴噴口直徑d的比例 為h : d = 0. 5?2,中心管⑴與外圍管⑵噴口端面的距離h2與中心管⑴噴口直徑 d的比例為匕：d = 0.1?0.5,在中心管（1)噴頭直段上方的內(nèi)壁面上設(shè)置若干條在同 一條圓周線上均勻分布的導(dǎo)流片（3)，導(dǎo)流片（3)與中心管（1)軸向呈一定夾角，粉煤進(jìn)口 (II) 與粉煤燃燒器的軸向呈一定角度設(shè)置在粉煤通道上，通過分配器（12)與2至4根與中 心管（1)軸向平行的粉煤輸送管（5)相通，所述2至4根粉煤輸送管（5)均勻分布在粉煤 通道中，粉煤輸送管（5)下部設(shè)置螺旋形導(dǎo)流室（4)，粉煤輸送管（5)與螺旋形導(dǎo)流室（4) 相通，所述螺旋形導(dǎo)流室（4)由一條上部螺旋方形管￠)、一條下部螺旋方形管（7)和一條 連接兩條螺旋方形管的接片（8)圍成，所述接片（8)的一端連接在最短的粉煤輸送管出口 處，另一端與下部螺旋方形管（7)相接，兩條螺旋方形管平行延伸，且與粉煤輸送管（5)的 軸向夾角Y為20?45°，接片⑶與粉煤輸送管（5)的軸向夾角S為10?30°，并且 使螺旋方形管￠)、螺旋方形管（7)和接片（8)的螺旋方向與中心管（1)噴頭直段上方的導(dǎo) 流片（3)的螺旋方向相同。
【文檔編號】F23D1/02GK104373935SQ201410531367
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】單育兵, 張亞紅 申請人:科林未來能源技術(shù)(北京)有限公司