專利名稱：一種濃縮煤粉燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鍋爐燃燒技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種濃縮煤粉燃燒器。
在電力工業(yè)煤粉鍋爐燃燒技術(shù)中，通常要求是高效率、穩(wěn)燃、防結(jié)渣和低污染。首先，為節(jié)省能源，需保證高效率燃燒；其次是低負(fù)荷穩(wěn)燃，由于我國(guó)電廠用煤的煤質(zhì)普遍較差，且煤質(zhì)多變，穩(wěn)燃問(wèn)題很突出，特別是低負(fù)荷穩(wěn)燃，常常不得不投油助燃，增加了發(fā)電成本。解決這兩個(gè)問(wèn)題的重要措施之一是提高燃燒區(qū)域溫度，但這又容易引起結(jié)渣，影響鍋爐運(yùn)行的可靠性，且將使NOX排放量增加，為了降低NOX排放量，通常是提高燃燒區(qū)一次風(fēng)的煤粉濃度，推遲一、二次風(fēng)的混合，但這又不利于防止結(jié)渣，且影響燃燒效率。因此，這些要求往往相互矛盾。中國(guó)專利CN87106630號(hào)、CN89200682號(hào)公開的燃燒器，只能從某方面解決上述問(wèn)題，如后者的變異煤粉濃度燃燒器主要是利用轉(zhuǎn)彎管道中的濃縮管把一次風(fēng)在水平方向上分成濃淡兩股，由于在濃淡兩股射流之間設(shè)置了夾心口，因而起不到降低NOX排放的作用，又如日本三菱重工(Mitsubishi Heavy Industries)采用肘形煤粉分離器在垂直方向把一次風(fēng)分成濃淡兩股，雖然改善了穩(wěn)燃和降低了NOX排放，但沒(méi)能很好地解決結(jié)渣問(wèn)題。
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可同時(shí)解決煤粉燃燒的高效率，穩(wěn)燃，防結(jié)渣和低污染四個(gè)主要問(wèn)題的濃縮煤粉燃燒器。
本實(shí)用新型是通過(guò)下列方式予以實(shí)現(xiàn)的一種濃縮煤粉燃燒器，包括鍋爐爐膛及其四角切向設(shè)置的一次風(fēng)管道和煤粉濃縮器，其特征在于所說(shuō)的煤粉濃縮器出口分別設(shè)有濃煤粉氣流火嘴和淡煤粉氣流火嘴，它們切向設(shè)置在鍋爐爐膛的四角(每層的一次風(fēng)管道和煤粉濃縮器為四個(gè)，而濃、淡煤粉氣流火嘴為8個(gè)，它們的結(jié)構(gòu)形狀等均相同)，濃、淡煤粉氣流火嘴二者在同一水平面上，形成夾角α，并且四角上的濃、淡煤粉氣流火嘴中心線的延長(zhǎng)線在鍋爐爐膛內(nèi)分別形成一個(gè)同心的并被稱為向火側(cè)的濃煤粉氣流內(nèi)切圓和背火側(cè)的淡煤粉氣流外切圓，一次風(fēng)煤粉氣流經(jīng)鍋爐爐膛四角切向設(shè)置的一次風(fēng)管道和煤粉濃縮器，形成濃度差別很大的濃、淡兩股煤粉氣流，濃、淡煤粉氣流分別在向火側(cè)和背火側(cè)四角的濃、淡煤粉氣流火嘴切向射入鍋爐爐膛，相應(yīng)形成內(nèi)切圓燃燒和外切圓燃燒，并在濃煤粉氣流火嘴下游形成了著火穩(wěn)定區(qū)域和在水冷壁附近形成了氧化性氣氛區(qū)域，上述兩股濃、淡煤粉氣流也在同一水平面上并形成夾角α。
所說(shuō)的濃、淡煤粉氣流火嘴間的夾角和自它們噴出的濃、淡煤粉氣流之間的夾角α可在0°≤α≤15°，這里α角的選定與使用目的(是發(fā)電、工業(yè)供熱等場(chǎng)合)，所用煤種，火嘴的氣流速度等有關(guān)，可根據(jù)具體的使用要求來(lái)具體確定。本實(shí)用新型的工作原理及過(guò)程是利用一次風(fēng)管道把煤粉氣流輸送到高濃縮比的煤粉濃縮器，在離心力的作用下，高濃縮比的煤粉濃縮器把一次煤粉氣流分成濃煤粉氣流和淡煤粉氣流，濃煤粉氣流的煤粉量占一次風(fēng)煤粉總量的大部分，淡煤粉氣流的煤粉量占一次風(fēng)煤粉總量的一小部分，濃煤粉氣流在向火側(cè)四角切向射入鍋爐爐膛，相應(yīng)形成內(nèi)切圓燃燒，淡煤粉氣流在背火側(cè)四角切向射入鍋爐爐膛，相應(yīng)形成外切圓燃燒，它們位于同一水平面，并形成夾角α，即在射流軸線方向上自濃煤粉氣流沿順時(shí)針到淡煤粉氣流形成一水平夾角α。由于濃煤粉氣流形成的內(nèi)切圓燃燒，所需著火熱少，又直接卷吸鄰角火焰高溫?zé)煔?，因而可?shí)現(xiàn)及時(shí)著火和穩(wěn)定燃燒，故在每個(gè)濃煤粉氣流火嘴的下游形成著火穩(wěn)定區(qū)域，因濃煤粉氣流的氣粉比遠(yuǎn)小于燃燒的化學(xué)當(dāng)量比，所以能有效抑制NOX的形成，可大幅度地降低NOX排放。淡煤粉氣流由其火嘴在濃煤粉氣流和鍋爐爐膛水冷壁之間四角切向射入形成外切圓燃燒，由于濃、淡煤粉氣流火嘴在同一水平面上，在射流軸線上二者的夾角α(0°≤α≤15°)能夠保證濃、淡兩股煤粉氣流的適時(shí)混合，這樣可實(shí)現(xiàn)著火，穩(wěn)燃及燃盡，淡煤粉氣流的氣粉比遠(yuǎn)大于煤粉燃燒的化學(xué)當(dāng)量比，從而可抑制NOX的形成，可大幅度地降低NOX排放，淡煤粉氣流含煤粉量很少，在水冷壁附近形成了氧化性氣氛區(qū)域，因而可大幅度地提高灰的熔化溫度，同時(shí)淡煤粉氣流形成的外切圓起到了阻止燃燒的煤顆沖刷水冷壁的氣屏作用，因此可有效地實(shí)現(xiàn)防結(jié)渣的現(xiàn)象。另外，濃、淡兩股煤粉氣流的總一次風(fēng)率又接近揮發(fā)分燃燒的化學(xué)當(dāng)量比，從而能夠保證高效率燃燒。
綜上所述，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，所設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)及其原理，既克服了前述日本三菱重工垂直布置濃淡兩股煤粉氣流不能解決的結(jié)渣問(wèn)題，又克服了前述變異煤粉濃度燃燒器不能大幅度降低NOX排放的缺點(diǎn)，而且這種結(jié)構(gòu)的燃燒器所形成的內(nèi)外切圓燃燒方式能夠同時(shí)解決煤粉燃燒的高效，穩(wěn)燃，防結(jié)渣和低NOX排放四個(gè)主要問(wèn)題，這四個(gè)問(wèn)題的解決對(duì)我國(guó)特有的低揮發(fā)分劣質(zhì)煤的高效低污染利用有非常積極的作用。防結(jié)渣的解決，可大大提高煤粉鍋爐運(yùn)行的安全性；穩(wěn)燃問(wèn)題的解決，提高了煤粉鍋爐的煤種適應(yīng)性和低負(fù)荷運(yùn)行的可靠性；防結(jié)渣和穩(wěn)燃問(wèn)題的解決將大大減少事故停爐所帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)損失；低NOX排放問(wèn)題的解決，減少了大氣污染，保護(hù)了人類生存環(huán)境，對(duì)煤的低污染利用具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義；高效率燃燒可提高能源的利用率，節(jié)約了能源。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖中1一次風(fēng)管道、2煤粉濃縮器、3濃煤粉氣流火嘴、4淡煤粉氣流火嘴、5著火穩(wěn)定區(qū)域、6氧化性氣氛區(qū)域、7(鍋爐爐膛)水冷壁、8濃煤粉氣流火嘴軸線(或射流軸線)方向、9淡煤粉氣流火嘴軸線(或射流軸線)方向、10內(nèi)切圓、11外切圓。
本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例，如圖所示。一種濃縮煤粉燃燒器，包括鍋爐爐膛及其四角切向設(shè)置的一次風(fēng)管道1和煤粉濃縮器2，其特征在于所說(shuō)的煤粉濃縮器2出口分別設(shè)有濃煤粉氣流火嘴3和淡煤粉氣流火嘴4，它們切向設(shè)置在鍋爐爐膛的四角(每層的一次風(fēng)管道1和煤粉濃縮器2為四個(gè)，濃、淡煤粉氣流火嘴3、4為八個(gè)，它們的結(jié)構(gòu)形狀等均相同)，濃、淡煤粉氣流火嘴(3、4)二者在同一水平面上，形成夾角α，并且四角上的濃、淡煤粉氣流火嘴3、4中心線的延長(zhǎng)線在鍋爐爐膛內(nèi)分別形成一個(gè)同心的并被稱為向火側(cè)的濃煤粉氣流內(nèi)切圓10和背火側(cè)的淡煤氣流外切圓11，一次風(fēng)煤粉氣流經(jīng)鍋爐爐膛四角切向設(shè)置的一次風(fēng)管道1和煤粉濃縮器2，形成濃度差別很大的濃、淡兩股煤粉氣流，濃淡煤粉氣流分別在向火側(cè)和背火側(cè)四角的濃、淡煤粉氣流火嘴3、4切向射入鍋爐爐膛，相應(yīng)形成內(nèi)切圓燃燒和外切圓燃燒，并在濃煤粉氣流火嘴3下游形成了著火穩(wěn)定區(qū)域5和在水冷壁7附近形成了氧化性氣氛區(qū)域6，上述兩股濃、淡煤粉氣流也在同一水平面上并形成夾角α。
所說(shuō)的濃、淡煤粉氣流火嘴間3、4的夾角和自它們噴出的濃、淡煤粉氣流之間的夾角α可在0°≤α≤15°，這里α角的選定與使用目的(是發(fā)電、工業(yè)供熱等場(chǎng)合)，所用煤種，火嘴3、4的氣流速度等有關(guān)，可根據(jù)具體的使用要求來(lái)具體確定。
權(quán)利要求1.一種濃縮煤粉燃燒器，包括鍋爐爐膛及其四角切向設(shè)置的一次風(fēng)管道和煤粉濃縮器，其特征在于所說(shuō)的煤粉濃縮器出口分別設(shè)有濃煤粉氣流火嘴和淡煤粉氣流火嘴，二者在同一水平面上，形成夾角α，并且四角上的濃淡煤粉氣流火嘴中心線的延長(zhǎng)線在鍋爐爐膛內(nèi)分別形成一個(gè)同心的并被稱為向火側(cè)濃煤粉氣流內(nèi)切圓和背火側(cè)淡煤粉氣流外切圓，一次風(fēng)煤粉氣流經(jīng)鍋爐爐膛四角切向設(shè)置的一次風(fēng)管道和煤粉濃縮器，形成濃度差別很大的濃、淡兩股煤粉氣流，濃、淡煤粉氣流分別在向火側(cè)和背火側(cè)四角的濃、淡煤粉氣流火嘴切向射入鍋爐爐膛，相應(yīng)形成內(nèi)切圓燃燒和外切圓燃燒，并在濃煤粉氣流火嘴下游形成了著火穩(wěn)定區(qū)域和在水冷壁附近形成了氧化性氣氛區(qū)域，上述兩股濃、淡煤粉氣流也在同一水平面上并形成夾角α。
2.如權(quán)利要求1所述的濃縮煤粉燃燒器，其特征在于所說(shuō)的濃、淡煤粉氣流火嘴之間的夾角和自它們噴出的濃、淡煤粉氣流之間的夾角α，可在0°≤α≤15°。
專利摘要本實(shí)用新型屬煤粉燃燒技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種濃縮煤粉燃燒器。它主要是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不能同時(shí)滿足煤粉燃燒的高效、穩(wěn)燃、防結(jié)渣和低NO
文檔編號(hào)F23D1/00GK2128340SQ9222410
公開日1993年3月17日 申請(qǐng)日期1992年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月2日
發(fā)明者秦裕琨, 孫紹增, 邢春禮, 吳少華, 孫思召 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)