一種一次風濃淡分離的旋流燃燒器的制造方法
【專利摘要】一種一次風濃淡分離的旋流燃燒器，屬于煤粉燃燒設備【技術(shù)領(lǐng)域】。本實用新型的主要特點是在一次風管的彎頭出口處加裝開放式U型導流板，在一次風管的水平段依次設置V型芯筒、三組環(huán)形擋塊和中心隔筒。V型芯筒前端與U型導流板連接，其末端沿氣流方向依次布置了三組環(huán)形擋塊和中心隔筒。V型芯筒將一次風管的水平段分成了內(nèi)外兩個通道。中心隔筒將濃淡煤粉氣流隔離，防止再混。內(nèi)外二次風旋流葉片均可調(diào)節(jié)。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，濃淡分離效果好，濃股煤粉氣流分布均勻等優(yōu)點，能夠保證旋流燃燒器的穩(wěn)定燃燒以及低NOx排放特性。
【專利說明】一種一次風濃淡分離的旋流燃燒器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及煤粉燃燒技術(shù)，是一種分級旋流燃燒器，屬于煤粉燃燒設備。

【背景技術(shù)】
[0002]旋流煤粉燃燒器廣泛應用于燃煤電站鍋爐中，傳統(tǒng)旋流燃燒器的特點是:一次風以直流或者旋流方式進入爐膛，二次風從一次風外側(cè)旋轉(zhuǎn)進入爐膛。氣流的強烈旋轉(zhuǎn)，使得在中心部分產(chǎn)生一個低壓區(qū)，形成徑向和軸向壓力梯度。軸向壓力梯度將使得中心部分的煙氣沿著軸線反向流動，在燃燒器出口附近形成與主氣流流動方向相反的回流，將高溫煙氣卷吸到燃燒器射流的根部對煤粉氣流進行加熱，使之著火。旋流煤粉燃燒器一般采用墻式布置方式，大型電站鍋爐旋流燃燒器的布置常采用前后墻對沖方式。與四角切圓的直流燃燒方式相比，前后墻對沖旋流燃燒方式的爐內(nèi)火焰不存在整體旋轉(zhuǎn)，火焰的充滿度和流場均勻性容易調(diào)整好，爐膛出口水平煙道的煙溫偏差和煙氣流量偏差較小。
[0003]傳統(tǒng)旋流燃燒器在著火段可形成局部氧氣濃度較高的區(qū)域，易產(chǎn)生局部火焰溫度峰值區(qū)，所以與直流燃燒器相比，傳統(tǒng)旋流燃燒器的NOx排放量要高一些。為了降低NOx的排放量，一方面可以調(diào)整旋流燃燒器的配風，克服一二次風過早混合的問題；另一方面可以通過調(diào)整一次風，將煤粉氣流濃淡分離。
[0004]將二次風分成兩股或者多股氣流，逐漸送入爐膛與一次風混合，實現(xiàn)沿射流方向的空氣分級燃燒，避免局部富氧、高溫區(qū)的形成，能夠控制和減少熱力型NOx和燃料型NOx的生成。通常燃燒器都具有彎頭結(jié)構(gòu)，煤粉顆粒運動至彎頭處，在慣性作用下將保持原有的運動狀態(tài)，在一次風的直管段沿流動方向富集。研究發(fā)現(xiàn)，煤粉顆粒在彎頭處的慣性富集效果能夠一直保持到燃燒器出口。此外，通過在一次風管中加裝擋塊，導流板等裝置，借助顆粒流動過程中的慣性也能夠?qū)崿F(xiàn)濃淡分離的效果。但是，煤粉過度富集會導致局部氧量不足，造成燃燒不穩(wěn)定，影響燃燒效率。
實用新型內(nèi)容
[0005]利用彎頭慣性分離的特性和二次風分級燃燒技術(shù)，針對旋流燃燒器在NOx控制方面的問題，本實用新型的目的是提出一種一次風濃淡分離的旋流燃燒器，以保證穩(wěn)定燃燒及低NOx排放。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]一種一次風濃淡分離的旋流燃燒器，包括帶彎頭的一次風管、設置在一次風管內(nèi)的油槍風管、內(nèi)二次風管和外二次風管，在內(nèi)二次風管和外二次風管內(nèi)分別設有內(nèi)二次風旋流葉片和外二次風旋流葉片，其特征在于:所述旋流燃燒器還含有開放式U型導流板
(3)、V型芯筒、三組環(huán)形擋塊和中心隔筒；所述的開放式U型導流板布置在一次風管的彎頭出口處；所述的V型芯筒、三組環(huán)形擋塊和中心隔筒安裝在一次風管水平段內(nèi)，V型芯筒前端與開放式U型導流板相連，將一次風管水平段分為內(nèi)外兩個通道；在V型芯筒后端的一次風管內(nèi)沿氣流方向依次布置三組環(huán)形擋塊5和中心隔筒10。
[0008]本實用新型的技術(shù)特征還在于:所述的三組環(huán)形擋塊5沿氣流流動方向的半徑逐漸減小，半徑依次為350?390mm、280?320mm和255?295mm,距離V型芯筒(4)最后端的距離依次為250?290mm、490?530mm和720?760mm ;中心隔筒10的半徑為240?280mm，距離出口的位置為870-910mm。
[0009]上述技術(shù)方案中，所述的三組環(huán)形擋塊沿氣流流動方向的半徑依次優(yōu)選為371mm、300mm和275mm,距離V型芯筒最后端的距離依次優(yōu)選為270mm、507mm和738mm ;中心隔筒的半徑優(yōu)選為260mm,距離出口的位置優(yōu)選為890mm。
[0010]本實用新型具有以下優(yōu)點及突出性的技術(shù)效果:①U型導流板和V型芯筒將一次風直管段分隔為內(nèi)、外兩個腔體，有效地將彎頭慣性作用的濃淡煤粉氣流隔開。②三組環(huán)形擋塊的設置使得煤粉向中心收縮，再向外圍擴散，不僅利于煤粉的均勻分布，而且能夠有效的防止局部煤粉過濃現(xiàn)象。③中心隔筒將濃股與淡股氣流完全隔開，有效地防止?jié)夤擅悍蹥饬骱偷擅悍蹥饬髟俣然旌稀?br>
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型提供的一次風濃淡分離的旋流燃燒器結(jié)構(gòu)簡圖。
[0012]圖2為彎頭及U型導流板示意圖。
[0013]1-帶彎頭的一次風管；2_油槍風管；3_開放式U型導流板；4-V型芯筒；5_環(huán)形擋塊；6_內(nèi)二次風管；7_內(nèi)二次風旋流葉片；8_外二次風管；9_外二次風旋流葉片；10_中心隔筒。

【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的原理、具體結(jié)構(gòu)和實施方式。
[0015]圖1為一次風濃淡分離的旋流燃燒器結(jié)構(gòu)簡圖。該燃燒器主要包括帶彎頭的一次風管1、設置在一次風管內(nèi)的油槍風管2、內(nèi)二次風管6、外二次風管8、內(nèi)二次風旋流葉片7、外二次風旋流葉片9、開放式U型導流板3、V型芯筒4、三組環(huán)形擋塊5和中心隔筒10 ;內(nèi)二次風旋流葉片7和外二次風旋流葉片9分別設置在內(nèi)二次風管6和外二次風管8內(nèi)；所述的開放式U型導流板3布置在一次風管I的彎頭出口處；所述的V型芯筒4、三組環(huán)形擋塊5和中心隔筒10安裝在一次風管的水平段內(nèi)，V型芯筒4前端與開放式U型導流板相連，將一次風管I水平段分為內(nèi)外兩個通道；在V型芯筒后端的一次風管內(nèi)沿氣流方向依次布置三組環(huán)形擋塊5和中心隔筒10。
[0016]二次風分別由內(nèi)二次風管6和外二次風管8進入燃燒器，內(nèi)、外二次風管均采用周向進氣。內(nèi)二次風旋流葉片7和外二次風旋流葉片9均可調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)角度,改變旋流數(shù),操作靈活方便。攜帶煤粉的一次風氣流經(jīng)帶有彎頭的一次風管I進入旋流燃燒器內(nèi)部，在彎頭處，煤粉在慣性作用下在一次風管頂部富集，但由于開放式U型導流板3的存在，一次風管彎頭段被分成上下兩個部分，約1/3煤粉在U型導流板底部運動。另外，約有1/4煤粉進入V型芯筒4內(nèi)部通道，這樣就減弱了以往煤粉僅在水平管道頂部過分富集的副作用。隨后，在V-型芯筒4末端，連續(xù)布置了三組環(huán)形擋塊5，形成三個先收縮后擴散的類似文丘里管形式的通道結(jié)構(gòu)，富集的煤粉氣流在通過該區(qū)域時會部分向四周擴散，起到一定的濃相稀釋效果，并且有利于煤粉周向均勻分布。之后又布置了中心隔筒10，將濃淡兩股氣流隔離，防止再混，形成內(nèi)濃外淡的分布，然后進入爐膛，均勻濃股煤粉被卷吸到旋流二次風中，同回流煙氣混合，起到穩(wěn)燃和降低NOx排放的目標。
[0017]本實用新型所述的三組環(huán)形擋塊與一次風管水平段同軸布置，沿氣流流動方向，半徑依次為350?390_，280?320_和255?295_，優(yōu)選半徑依次是371mm，300mm和275mm ;距離V-型芯筒最后端的距離依次為250?290mm, 490?530mm, 720?760mm,優(yōu)選距離依次是270mm, 507mm和738_ ;中心隔筒的半徑為240?280mm,優(yōu)選半徑為260_ ;距離出口的位置為870-91mm,優(yōu)選距離為890mm。
【權(quán)利要求】
1.一種一次風濃淡分離的旋流燃燒器，包括帶彎頭的一次風管(I)、設置在一次風管內(nèi)的油槍風管(2)、內(nèi)二次風管(6)和外二次風管(8)，在內(nèi)二次風管(6)和外二次風管內(nèi)分別設有內(nèi)二次風旋流葉片(7)和外二次風旋流葉片(9)，其特征在于:所述旋流燃燒器還含有開放式U型導流板(3)、V型芯筒(4)、三組環(huán)形擋塊(5)和中心隔筒(10);所述的開放式U型導流板(3)布置在一次風管(I)的彎頭出口處；所述的V型芯筒(4)、三組環(huán)形擋塊(5)和中心隔筒(10)安裝在一次風管水平段內(nèi)，V型芯筒(4)前端與U型導流板相連，將一次風管(I)水平段分為內(nèi)外兩個通道；在V型芯筒后端的一次風管內(nèi)沿氣流方向依次布置三組環(huán)形擋塊(5)和中心隔筒(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一次風濃淡分離的旋流燃燒器，其特征在于:所述的三組環(huán)形擋塊(5)沿氣流流動方向的半徑逐漸減小，半徑依次為350?390mm，280?320mm和255?295mm,距離V型芯筒(4)最后端的距離依次為250?290mm、490?530mm和720?760mm ;中心隔筒(10)的半徑為240?280mm，距離出口的位置為870_910mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種一次風濃淡分離的旋流燃燒器，其特征在于:所述的三組環(huán)形擋塊(5)沿氣流流動方向的半徑依次為371mm、300mm和275mm,距離V型芯筒(4)最后端的距離依次為270mm、507mm和738mm ;中心隔筒(10)的半徑為260mm,距離出口的位置為890mm。
【文檔編號】F23D1/02GK204084351SQ201420373223
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
【發(fā)明者】宗曉輝, 楊燕梅, 張海, 呂俊復, 劉青, 鄭平安 申請人:清華大學