旋流煤粉燃烧器

1.一种旋流煤粉燃烧器，包括一次风弯管(1)，一次风道(2)，设置在所述一次风道(2)外壁的直流二次风道(9)和直流二次风门调节装置(11)，设置在所述直流二次风道(9)外壁的旋流二次风道(10)，安装在所述一次风道(2)中心部位的中心风管(3)，所述一次风道(2)的出口设有带肋片(7)的扩锥管(8)，在所述扩锥管(8)附近沿所述一次风道(2)径向设置稳燃齿(12)，其特征在于：在所述中心管(3)的外壁沿轴向均匀设置有不超过四组轴向截面为梯形的浓缩器(5)。
2.根据权利要求1所述的一种旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述浓缩器(5)为二组，前一组所述浓缩器(5)的高度H1为所述一次风道(2)内半径R的1/6-1/5，后一组所述浓缩器(5)的高度H2为所述一次风道(2)的内半径R的1/4-2/3。
3.根据权利要求1所述的一种旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述浓缩器(5)为三组，前二组所述浓缩器(5)的高度H1为所述一次风道(2)内半径R的1/6-1/5，最后-组所述浓缩器(5)的高度H2为所述一次风道(2)的内半径R的1/4-2/3。
4.根据权利要求1所述的一种旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述浓缩器(5)为四组，前三组所述浓缩器(5)的高度H1为所述一次风道(2)内半径R的1/6-1/5，最后一组所述浓缩器(5)的高度H2为所述一次风道(2)的内半径R的1/4-2/3。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述扩锥管(8)的锥度γ为10-30°。
6.根据权利要求2或3或4所述的一种旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述一次风道(2)的内壁分别设置有轴向截面为三角形的一级导向块(4)和二级导向块(6)，所述一级导向块(4)设置于所述一次风道(2)的入口处，且沿所述一次风道(2)的上部180°设置，所述浓缩器(5)的第一组设置在所述一级导向块(4)靠近炉膛一侧，所述二级导向块(6)设置于所述一次风道(2)的中段，且所述二级导向块(6)沿所述一次风道(2)环向设置，所述浓缩器(5)的最后一组设置于所述二级导向块(6)靠近炉膛一侧。
7.根据权利要求6所述的一种旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述扩锥管(8)的锥度γ为10-30°。

旋流煤粉燃烧器\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种燃烧器，尤其是涉及一种以煤粉为燃料的旋流燃烧器。\n背景技术\n[0002] 在以化石燃料为主的中国电力市场中，旋流燃烧器作为一种主要的燃烧方式，得到了广泛的应用。在2000年左右，国内几大锅炉厂引进了英巴、日本BHK公司的旋流燃烧技术。根据国内旋流燃烧器各流派的技术发展，燃烧器在高效燃烧、低NOx排放、低负荷稳燃能力等各方面均有优良的表现。\n[0003] 2007年2月28日公布的申请号为200610021753.6的专利申请公开了一种旋流煤粉燃烧器。该燃烧器在降低NOx排放、提高效率、降低阻力方面均有一定的优势。但是，随着我国电力用煤的日益紧缺，锅炉实际的燃用煤种和设计煤种往往相差甚远，煤粉的着火、燃尽性能下降明显，磨损问题却不断突出，从而加剧了燃烧器一次风道内部件的磨损，而且也使锅炉的着火、稳燃性能达不到原先设计的要求。这样不但严重影响了锅炉的使用性能，而且缩短了电厂的检修周期，增加了运行成本。上述旋流燃烧器，其一次风煤粉分为浓淡两侧，浓侧煤粉在靠近一次风外侧，而淡侧煤粉经浓缩器后喷入火焰中心，这种方式的一个弊端就是将一部分空气喷入火焰中心，影响了煤粉的着火点、燃尽和低NOx的还原区域，不利于低Nox排放；由于其浓淡分离机构(浓缩器)均设置在喷口附近，而且是集中分布，使得较高速度的一次风直接冲刷在浓淡分离机构(浓缩器)上，使其迎一次风煤粉面容易磨损，因此必须使浓缩器具有的耐磨性能；同时，由于浓淡分离机构(浓缩器)都处于燃烧器喷口附近的高温区，因此，其浓缩器又必须首先要保证耐高温，但在高温条件下，又很难保证该浓缩器的高耐磨损特性，这就造成了该浓缩器易于磨损，同时为了解决这一问题，必须使用同时具备耐高温和那磨损特性的材料来制作浓缩器，导致了成本的提高。\n发明内容\n[0004] 本实用新型主要是解决现有技术所存在的淡侧煤粉喷入火焰中心，影响煤粉的着火、燃尽和NOx排放，同时浓缩器磨损大，成本高的技术问题，提供一种耐磨损、成本低，同时点火速度快、稳燃能力强、低NOX排放的旋流煤粉燃烧器。\n[0005] 本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：包括一次风弯管1，一次风道2，设置在一次风道2外壁的直流二次风道9和直流二次风门调节装置11，设置在直流二次风道9外壁的旋流二次风道10，安装在一次风道2中心部位的中心风管3，一次风道2的出口设有带肋片7的扩锥管8，在扩锥管8附近沿一次风道2径向设置稳燃齿12，其特征在于：在中心管3的外壁沿轴向均匀设置有不超过四组轴向截面为梯形的浓缩器5。\n[0006] 作为优选，浓缩器5为二组，前一组浓缩器5的高度H1为一次风道2内半径R的\n1/6-1/5，后一组浓缩器5的高度H2为一次风道2的内半径R的1/4-2/3。\n[0007] 作为优选，浓缩器5为三组，前二组浓缩器5的高度H1为一次风道2内半径R的\n1/6-1/5，最后一组浓缩器5的高度H2为一次风道2的内半径R的1/4-2/3。\n[0008] 作为优选，浓缩器5为四组，前三组浓缩器5的高度H1为一次风道2内半径R的\n1/6-1/5，最后一组浓缩器5的高度H2为一次风道2的内半径R的1/4-2/3。\n[0009] 作为优选，扩锥管8的锥度γ为10-30°。\n[0010] 作为优选，一次风道2的内壁分别设置有轴向截面为三角形的一级导向块4和二级导向块6，一级导向块4设置于所述一次风道2的入口处，且沿一次风道2的上部180°设置，浓缩器5的第一组设置在一级导向块4靠近炉膛一侧，二级导向块6设置于一次风道\n2的中段，且二级导向块6沿一次风道2环向设置，浓缩器5的最后一组设置于二级导向块\n6靠近炉膛一侧。\n[0011] 因此，本实用新型具有结构合理，使用方便等特点。首先，由于在中心管3的外壁沿轴向均匀分布浓缩器5，避免了将浓缩器5全部设置在高温区，这样就解决了制作浓缩器\n5所使用的材料必须全部耐高温的问题，降低了成本；其次，由于在一次风道2前端设置了一级导向块4和浓缩器5，极大降低了煤粉气流对布置在高温部分的二级导向块6和最后一组浓缩器5由于气流分布不均产生的局部磨损，在一次风道内设置的导向块和浓缩环分别根据其所处位置采取耐磨和耐高温措施，并且通过合理的高度设置，在达到均匀送粉的同时，减小了流道阻力，增强了一次风道内部部件的防磨损性能，又降低了制作的成本，进而无需采用具有同时防磨损和耐高温的材料来制作浓缩器；再次，煤粉气流经过一次风弯管\n1在惯性作用下向上部聚集，后经一级导向块4和第一组浓缩环5整流后形成较均匀的煤粉气流向外扩散，在经过后几组浓缩器5的浓缩，最后经过二级导向块6和最后一组浓缩环\n5的作用后煤粉气流均匀流出，在喷口处通道面积逐渐增大，淡的煤粉空气气流渐渐向中心扩散，在喷口处形成了非常均匀的外浓内淡的一次风气流，并通过所述扩锥管8和外围直流、旋流二次风的配合，形成高温回流区，达到快速点火，高效燃烧及低氮氧化物排放的目的。\n附图说明\n[0012] 附图1是本实用新型的一种结构示意图；\n[0013] 附图2是本实用新型的另一种结构示意图；\n[0014] 附图3是本实用新型的第三种结构示意图；\n[0015] 附图4是本实用新型的第四种结构示意图；\n[0016] 附图5是本实用新型的第五种结构示意图；\n具体实施方式\n[0017] 下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。\n[0018] 实施例1：参阅图1，本实施方式包括一次风弯管1，一次风道2，设置在一次风道2外壁的直流二次风道9和直流二次风门调节装置11，设置在直流二次风道9外壁的旋流二次风道10，安装在一次风道2中心部位的中心风管3，一次风道2的出口设有带肋片7的扩锥管8，在扩锥管8附近沿一次风道2径向设置稳燃齿12，在中心管3的外壁靠近喷口处附近沿轴向均匀设置有一组轴向截面为梯形的浓缩器5，浓缩器5的高度H2为一次风道2的内半径R的1/4-2/3，扩锥管(8)的锥度γ为10-30°。\n[0019] 本实施例由于在中心管3的外壁靠近一次风道2的出口处附近沿轴向分布浓缩器\n5，将煤粉浓缩后沿一次风道2外周喷入炉膛，避免了将淡煤粉喷入火焰中心，形成外浓内淡的煤粉浓度分布，有利于煤粉的着火、燃尽和低NOx排放。\n[0020] 实施例2：参见图2，本实施方式包括一次风弯管1，一次风道2，设置在一次风道2外壁的直流二次风道9和直流二次风门调节装置11，设置在直流二次风道9外壁的旋流二次风道10，安装在一次风道2中心部位的中心风管3，一次风道2的出口设有带肋片7的扩锥管8，在扩锥管8附近沿一次风道2径向设置稳燃齿12，在中心管3的外壁沿轴向均匀设置有两组轴向截面为梯形的浓缩器5，前一组浓缩器5设置在靠近一次风道2的入口处附近，后一组浓缩器5设置在喷口附近，前一组浓缩器5的高度H1为一次风道2内半径R的\n1/6-1/5，后一组浓缩器5的高度H2为一次风道2的内半径R的1/4-2/3，扩锥管(8)的锥度γ为10-30°。\n[0021] 本实施例由于在中心管3的外壁沿轴向均匀分布了两组浓缩器5，避免了将浓缩器5全部设置在高温区，这样就解决了制作浓缩器5所使用的材料必须全部耐高温的问题，降低了成本。\n[0022] 实施例3：参见图3，本实施例包括一次风弯管1，一次风道2，设置在一次风道2外壁的直流二次风道9和直流二次风门调节装置11，设置在直流二次风道9外壁的旋流二次风道10，安装在一次风道2中心部位的中心风管3，一次风道2的出口设有带肋片7的扩锥管8，在扩锥管8附近沿一次风道2径向设置稳燃齿12，在中心管3的外壁沿轴向均匀设置有两组轴向截面为梯形的浓缩器5，前一组所述浓缩器(5)的高度H1为所述一次风道(2)内半径R的1/6-1/5，后一组所述浓缩器(5)的高度H2为所述一次风道(2)的内半径R的\n1/4-2/3，所述扩锥管(8)的锥度γ为10-30°，一次风道2的内壁分别设置有轴向截面为三角形的一级导向块4和二级导向块6，一级导向块4设置于一次风道2的入口处，且沿一次风道2的上部180°设置，浓缩器5的第一组设置在一级导向块4靠近炉膛一侧，二级导向块6设置于一次风道2的中段，且二级导向块6沿一次风道2环向设置，浓缩器5的最后一组设置于所述二级导向块(6)靠近炉膛一侧，二级导向块6与第一组浓缩器5的水平距离大于其于第二组浓缩器5的水平距离，二级导向块6与第二组浓缩器5的水平距离大于一级导向块4与第一组浓缩器5的水平距离。\n[0023] 首先，本实施例由于在中心管3的外壁沿轴向均匀分布了两组浓缩器5，避免了将浓缩器5全部设置在高温区，这样就解决了制作浓缩器5所使用的材料必须全部耐高温的问题，降低了成本；其次，由于在一次风道2前端设置了一级导向块4和浓缩器5，极大削弱了煤粉气流对布置在高温部分的二级导向块6和最后一组浓缩环5由于气流分布不均产生的局部磨损，在一次风道内设置的导向块和浓缩环可以分别根据其所处位置采取耐磨和耐高温措施，并且通过合理的高度设置，在达到均匀送粉的同时，减小了流道阻力，增强了一次风道内部部件的防磨损性能，降低了制作的成本，进而无需采用具有同时防磨损和耐高温的材料来制作浓缩器；再次，煤粉气流经过一次风弯管1在惯性作用下向上部聚集，后经一级导向块4和第一组浓缩环5整流后形成较均匀的煤粉气流向外扩散，经过二级导向块\n6和最后一组浓缩环5的作用后煤粉气流均匀流出，在喷口处通道面积逐渐增大，淡的煤粉空气气流渐渐向中心扩散，在喷口处形成了非常均匀的外浓内淡的一次风气流，并通过所述扩锥管8和外围直流、旋流二次风的配合，形成高温回流区，达到快速点火，高效燃烧及低氮氧化物排放的目的。\n[0024] 实施例4：参见图4，本实施例包括一次风弯管1，一次风道2，设置在一次风道2外壁的直流二次风道9和直流二次风门调节装置11，设置在直流二次风道9外壁的旋流二次风道10，安装在一次风道2中心部位的中心风管3，一次风道2的出口设有带肋片7的扩锥管8，在扩锥管8附近沿一次风道2径向设置稳燃齿12，在中心管3的外壁沿轴向均匀设置有三组轴向截面为梯形的浓缩器5，前二组所述浓缩器(5)的高度H1为所述一次风道(2)内半径R的1/6-1/5，后一组所述浓缩器(5)的高度H2为所述一次风道(2)的内半径R的\n1/4-2/3，所述扩锥管(8)的锥度γ为10-30°，一次风道2的内壁分别设置有轴向截面为三角形的一级导向块4和二级导向块6，一级导向块4设置于一次风道2的入口处，且沿一次风道2的上部180°设置，浓缩器5的第一组设置在一级导向块4靠近炉膛一侧，二级导向块6设置于一次风道2的中段，且二级导向块6沿一次风道2环向设置，浓缩器5的最后一组设置于所述二级导向块(6)靠近炉膛一侧。\n[0025] 首先，由于在中心管3的外壁沿轴向均匀分布三浓缩器5，避免了将浓缩器5全部设置在高温区，这样就解决了制作浓缩器5所使用的材料必须全部耐高温的问题，降低了成本；其次，由于在一次风道2前端设置了一级导向块4和2组浓缩器5，极大削弱了煤粉气流对布置在高温部分的二级导向块6和最后一组浓缩环5由于气流分布不均产生的局部磨损，在一次风道内设置的导向块和浓缩环分别根据其所处位置采取耐磨和耐高温措施，并且通过合理的高度设置，在达到均匀送粉的同时，减小了流道阻力，增强了一次风道内部部件的防磨损性能，又降低了制作的成本，进而无需采用具有同时防磨损和耐高温的材料来制作浓缩器；再次，煤粉气流经过一次风弯管1在惯性作用下向上部聚集，后经一级导向块4和第一组浓缩环5整流后形成较均匀的煤粉气流向外扩散，在经过后一组浓缩器5的浓缩，最后经过二级导向块6和最后一组浓缩环5的作用后煤粉气流均匀流出，在喷口处通道面积逐渐增大，淡的煤粉空气气流渐渐向中心扩散，在喷口处形成了非常均匀的外浓内淡的一次风气流，并通过所述扩锥管8和外围直流、旋流二次风的配合，形成高温回流区，达到快速点火，高效燃烧及低氮氧化物排放的目的。\n[0026] 实施例5：参见图5，本实施例包括一次风弯管1，一次风道2，设置在一次风道2外壁的直流二次风道9和直流二次风门调节装置11，设置在直流二次风道9外壁的旋流二次风道10，安装在一次风道2中心部位的中心风管3，一次风道2的出口设有带肋片7的扩锥管8，在扩锥管8附近沿一次风道2径向设置稳燃齿12，在中心管3的外壁沿轴向均匀设置有四组轴向截面为梯形的浓缩器5，前三组所述浓缩器(5)的高度H1为所述一次风道(2)内半径R的1/6-1/5，后一组所述浓缩器(5)的高度H2为所述一次风道(2)的内半径R的\n1/4-2/3，所述扩锥管(8)的锥度γ为10-30°，一次风道2的内壁分别设置有轴向截面为三角形的一级导向块4和二级导向块6，一级导向块4设置于一次风道2的入口处，且沿一次风道2的上部180°设置，浓缩器5的第一组设置在一级导向块4靠近炉膛一侧，二级导向块6设置于一次风道2的中段，且二级导向块6沿一次风道2环向设置，浓缩器5的最后一组设置于所述二级导向块(6)靠近炉膛一侧。\n[0027] 首先，由于在中心管3的外壁沿轴向均匀分布四浓缩器5，避免了将浓缩器5全部设置在高温区，这样就解决了制作浓缩器5所使用的材料必须全部耐高温的问题，降低了成本；其次，由于在一次风道2前端设置了一级导向块4和5组浓缩器5，极大削弱了煤粉气流对布置在高温部分的二级导向块6和最后一组浓缩环5由于气流分布不均产生的局部磨损，在一次风道内设置的导向块和浓缩环分别根据其所处位置采取耐磨和耐高温措施，并且通过合理的高度设置，在达到均匀送粉的同时，减小了流道阻力，增强了一次风道内部部件的防磨损性能，又降低了制作的成本，进而无需采用具有同时防磨损和耐高温的材料来制作浓缩器；再次，煤粉气流经过一次风弯管1在惯性作用下向上部聚集，后经一级导向块4和第一组浓缩环5整流后形成较均匀的煤粉气流向外扩散，在经过后二组浓缩器5的浓缩，最后经过二级导向块6和最后一组浓缩环5的作用后煤粉气流均匀流出，在喷口处通道面积逐渐增大，淡的煤粉空气气流渐渐向中心扩散，在喷口处形成了非常均匀的外浓内淡的一次风气流，并通过所述扩锥管8和外围直流、旋流二次风的配合，形成高温回流区，达到快速点火，高效燃烧及低氮氧化物排放的目的。\n[0028] 本实用新型主要适于作为大中型燃煤锅炉的燃烧器。本实用新型中的许多参数，如扩锥管扩口的扩口角度、导向块的三角形截面的角度及形状、浓缩器的梯形截面的角度及形状等参数都是可以变化的，对不同的煤种和工况可以进行相应的调整。这种燃烧器有较低的Nox排放量，可实现低污染燃烧。