專利名稱：多煤種燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到的是煤粉燃燒器。
現(xiàn)有的煤粉燃燒器有旋流式和直流式兩種類型(見鍋爐燃燒設(shè)備西安交通大學(xué)P263)，其共同特點(diǎn)是煤粉和全部燃燒空氣在爐膛內(nèi)最終混合，混合的早或晚取決于煤種，不同的煤種則由不同形式的燃燒器以及與其相應(yīng)的配風(fēng)參數(shù)來適應(yīng)。由于鍋爐用煤常在一定范圍內(nèi)變化，實(shí)際運(yùn)行中鍋爐負(fù)荷也在一定范圍內(nèi)變化，負(fù)荷的變化必定引起配風(fēng)參數(shù)的變化，而現(xiàn)有的燃燒器對(duì)這些變化的適應(yīng)能力低，常常會(huì)由此而降低燃燒的可靠性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。尋求能適應(yīng)多煤種且具有良好低負(fù)荷特性的燃燒器是鍋爐實(shí)踐所期望的。為此，對(duì)現(xiàn)有燃燒器常常采用各種措施來強(qiáng)化著火過程以圖達(dá)到煤質(zhì)變化和負(fù)荷降低時(shí)仍能保持燃燒穩(wěn)定性國(guó)內(nèi)已研制的“帶火焰穩(wěn)定器的燃粉燃燒器”(專利號(hào)CN85109436)、火速差同向射流技術(shù)(專利號(hào)CN85100050)和夾心風(fēng)燃燒器(專利號(hào) 86102940)以及各種煤粉予燃室都屬此類。這些措施都著重在強(qiáng)化其著火過程，并不能同時(shí)強(qiáng)化燃盡過程來提高燃燒經(jīng)濟(jì)性。
本發(fā)明的目的是提供一種兼有良好著火性能和燃盡性能，且有良好低負(fù)荷特性，并能適應(yīng)多煤種燃燒的燃燒器。其熱功率低至1000KW的小容量煤粉燃燒器。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)措施是通過燃燒器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)一次風(fēng)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);全部二次風(fēng)以束狀形式分級(jí)高速并切向射入，在噴口內(nèi)分別形成內(nèi)回流區(qū)和外回流區(qū)。向回流區(qū)回流的高溫?zé)煔馐姑悍郢@得了良好的著火條件。同時(shí)，高速的二次風(fēng)以旋風(fēng)束氣流所具有的強(qiáng)擾動(dòng)能力使煤粉在噴口內(nèi)與空氣強(qiáng)烈混合，獲得了良好的燃盡條件。多煤種燃燒器就兼有強(qiáng)化著火和強(qiáng)化燃盡的功能。
以下結(jié)合附圖
及實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
圖一 多煤種燃燒器簡(jiǎn)圖。
圖二 多煤種燃燒器氣流流場(chǎng)圖。
下面對(duì)各附圖進(jìn)行進(jìn)一步描述圖一所示的燃燒器由一次風(fēng)流道(1)、二次風(fēng)流道(2)(3)(4)以及噴口(5)和點(diǎn)火器(6)所組成。煤粉燃燒所需的全部風(fēng)量分為一、二次風(fēng)進(jìn)入燃燒器。其中一次風(fēng)率根據(jù)負(fù)荷變化在10%至30%的范圍內(nèi)變化。一次風(fēng)是通過螺旋線蝸殼旋流噴入燃燒器內(nèi)腔。二次風(fēng)是沿燃燒器軸向分三級(jí)以束狀送入燃燒器內(nèi)腔，第一級(jí)束狀二次風(fēng)通過二次風(fēng)流道(2)和第二級(jí)束狀二次風(fēng)通過二次風(fēng)流道(3)與燃燒器軸線氣流前進(jìn)方向同向并成角度，使噴至內(nèi)腔的氣流形成大小不同的假想切圓。第三級(jí)束狀二次風(fēng)通過二次風(fēng)流道(4)其噴入方向是與燃燒器軸線垂直也形成一假想切圓。在圓周方向，第一級(jí)與第三級(jí)流道呈軸向并列，而第二級(jí)流道與它們錯(cuò)列。噴口(5)是燃燒器內(nèi)腔的主要部份，呈正圓柱型。煤粉燃燒組織的主要過程是在燃燒器內(nèi)腔里完成的。煤粉的點(diǎn)火是藉兩只切向安裝在一次風(fēng)出口流道(1)與二次風(fēng)箱(8)內(nèi)壁之間空隙處的點(diǎn)火器(6)完成的。點(diǎn)火器火焰在一次風(fēng)外管與二次風(fēng)箱內(nèi)管之間旋轉(zhuǎn)噴出。在一次風(fēng)中心管中，可插入助燃或摻燒用油槍或氣槍，并通入相應(yīng)的燃燒空氣。
圖二所示為燃燒器空氣動(dòng)力流場(chǎng)圖，它反映了組織燃燒的主要過程。從流場(chǎng)圖中可以看出，一次風(fēng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在出口處產(chǎn)生小的回流區(qū)(12)并使煤粉在其出口處就向燃燒器內(nèi)腔壁面離析，造成壁面附近煤粉濃度集中。在點(diǎn)火時(shí)，它與點(diǎn)火器旋轉(zhuǎn)火焰直接接觸而具備了極為有利的點(diǎn)火條件。二次風(fēng)束狀分級(jí)切向噴入，形成了復(fù)雜的氣流流場(chǎng)。在中心部位形成了中心回流區(qū)(10)并在噴口里端內(nèi)壁和氣流束間形成外回流區(qū)(11)。內(nèi)、外回流區(qū)回流的高溫?zé)煔鉃槊悍厶峁┝酥馃嵩春头€(wěn)定燃燒的基本條件，使燃燒器在正常無助燃之下具有良好的著火和穩(wěn)定燃燒的性能。鑒于一、二次風(fēng)在燃燒器內(nèi)腔全部混合，且由于二次風(fēng)具有很高速度，煤粉和全部燃燒空氣在高擾動(dòng)下于噴口內(nèi)的小空間獲得高強(qiáng)度的混合，為燃盡提供了極有利的條件，使入爐的過?？諝庀禂?shù)可以降至1.05～1.17而不降低燃燒經(jīng)濟(jì)性。上述的氣流特性使燃燒器既能強(qiáng)化著火過程又能強(qiáng)化燃盡過程。燃燒器所采用的措施，通過其實(shí)施說明其獨(dú)特的氣流特性不僅使燃燒器具有很高的燃燒可靠性和經(jīng)濟(jì)性，具有良好的低負(fù)荷特性，還能適應(yīng)于多煤種的燃燒。例如煙煤、褐煤、煙煤和無煙煤以及石油焦和煙煤的混合燃料，其燃盡率可達(dá)95～99%，燃燒器的熱功率可低達(dá)1000KW。
為了保持回流煙氣的高溫，根據(jù)煤種，燃燒器的出口處敷設(shè)不同程度的衛(wèi)燃帶。
由于煤粉燃燒是從噴口內(nèi)開始的，燃燒器內(nèi)腔以及各級(jí)二次風(fēng)噴咀必需用耐高溫合金鋼制成。噴口內(nèi)襯應(yīng)敷耐高溫材料。
實(shí)施實(shí)例應(yīng)用上述的技術(shù)措施，在一臺(tái)鏈條爐改造為煤粉爐的鍋爐上得到了實(shí)施，所采用的燃燒器熱功率為2000KW。
燃燒器在額定功率下(即100%負(fù)荷)的參數(shù)是一次風(fēng)率為10%，風(fēng)溫為32℃;二次風(fēng)率為90%，風(fēng)溫為70℃。
用液化氣作為點(diǎn)火熱源。
燃燒器曾以褐煤、煙煤、無煙煤和煙煤混煤以及石油焦和煙煤混煤作為試燒煤種。燃燒器在不同負(fù)荷下經(jīng)受了考驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果列于下表
權(quán)利要求
1.一種多煤種燃燒方法，其特征在于帶煤粉的一次風(fēng)通過螺旋線蝸殼以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方式噴入燃燒器內(nèi)腔(9)，造成內(nèi)腔(9)壁面附近煤粉濃度集中，點(diǎn)火器(6)噴出的旋轉(zhuǎn)火焰直接與高濃度煤粉接觸從而提供了極其有利的點(diǎn)火條件，二次風(fēng)沿燃燒器軸線氣流前進(jìn)方向分三級(jí)以束狀噴入燃燒器內(nèi)腔，所述三級(jí)中的第一級(jí)束狀二次風(fēng)通過二次風(fēng)流道(2)和第二級(jí)束狀二次風(fēng)通過二次風(fēng)流道(3)與燃燒器軸線氣流前進(jìn)方向同向并成角度，使噴至內(nèi)腔的氣流形成大小不同的假想切圓，第三級(jí)束狀二次風(fēng)通過二次風(fēng)流道(4)其噴出方向與燃燒器軸線垂直并且也形成一個(gè)假想切圓，上述氣流在內(nèi)腔中形成了復(fù)雜的氣流流場(chǎng)，中心部位形成了中心回流區(qū)(10)，而在內(nèi)腔的內(nèi)壁和氣流束之間形成外回流區(qū)(11)，內(nèi)外回流區(qū)回流的高溫?zé)煔鉃槊悍鄣闹鹋c穩(wěn)燃提供了基本條件，由于全部束狀二次風(fēng)分級(jí)以切向方式射入并具有很高的速度和擾動(dòng)強(qiáng)度，使煤粉和全部燃燒空氣在內(nèi)腔的小空間內(nèi)獲得高強(qiáng)度混合，從而提供了燃盡的最佳條件，使入爐內(nèi)過剩系數(shù)降低至1.05～1.17。
2.按照權(quán)利要求1所述的燃燒方法，其特征在于其中一次風(fēng)率占總風(fēng)率的10～30%。
3.按照權(quán)利要求1所述的燃燒方法，其特征在于，它能適應(yīng)多種煤種的燃燒，例如煙煤、無煙煤、褐煤、煙煤和無煙煤以及石油焦和煙煤的混合燃料，其燃盡率可達(dá)95.78～99.09%，熱功率可低達(dá)1000KW。
4.一種為完成權(quán)利要求1所述燃燒方法的燃燒器，主要包括一次風(fēng)流道，二次風(fēng)箱、二次風(fēng)流道、助燃槍、燃燒器噴口等，其特征在于一次風(fēng)外殼為常規(guī)蝸殼旋流形，在一次風(fēng)出口流道(1)的中心管內(nèi)可有助燃槍(7)，與一次風(fēng)出口流道(1)同軸的外部套有二次風(fēng)箱(8)，兩只點(diǎn)火槍(6)沿圓周等距切向安裝在一次風(fēng)出口流道(1)與二次風(fēng)箱(8)內(nèi)壁之間的空隙處，二次風(fēng)箱內(nèi)壁的前段為圓柱形，后段呈錐形擴(kuò)張?bào)w，構(gòu)成燃燒器內(nèi)腔的前部分。錐形體擴(kuò)張的端部與構(gòu)成燃燒器內(nèi)腔后部分的噴口(5)聯(lián)結(jié)，兩者前后端接并同軸，內(nèi)腔噴口(5)為圓柱形。在所述二次風(fēng)箱的內(nèi)壁沿氣流前進(jìn)方向相距而分別引出和軸線成角度的第一級(jí)二次風(fēng)流道(2)和第二級(jí)二次風(fēng)流道(3)以及其出口垂直軸線的第三級(jí)二次風(fēng)流道(4)，在圓周方向第一級(jí)與第三級(jí)二次風(fēng)流道出口呈軸向并列，而第二級(jí)與第三級(jí)二次風(fēng)流道出口呈錯(cuò)列。
5.按照權(quán)利要求4所述的燃燒器，其特征在于插入一次風(fēng)流道(1)中心管內(nèi)的助燃槍可為燃油槍或燃?xì)鈽尅?br> 6.按照權(quán)利要求4所述的燃燒器，其特征在于噴口(5)的內(nèi)壁襯以耐高溫材料成為內(nèi)腔的絕熱段。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種兼有強(qiáng)化著火和強(qiáng)化燃盡的多煤種煤粉燃燒器。它可應(yīng)用于單只燃燒熱功率為100KW以上的燃煤粉小型鍋爐和爐窯上作主燃燒器用。也可以用于電站鍋爐上。這種燃燒器具有獨(dú)特的空氣動(dòng)力特性，使它兼具強(qiáng)化著火和強(qiáng)化燃盡的功能，并有良好的低負(fù)荷特性，它能燃燒褐煤，各類煙煤以及貧煤等煤種，其最小燃燒熱功率可低達(dá)100KW(3600×10
文檔編號(hào)F23D1/02GK1055230SQ9110019
公開日1991年10月9日 申請(qǐng)日期1991年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月16日
發(fā)明者謝毓麟, 胡仁德 申請(qǐng)人:哈爾濱普華煤燃燒技術(shù)開發(fā)中心