一种径向浓淡式双调风旋流煤粉燃烧器

1.一种径向浓淡式双调风旋流煤粉燃烧器，其特征在于：包括内一次 风通道(4)、外一次风通道(3)、内二次风通道(10)、外二次风通道(11)、 内二次风旋流叶片(8)、外二次风旋流叶片(9)、内齿形稳燃环(1)、外齿 形稳燃环(2)、双锥形扩口(12)、挡块式煤粉浓缩器(7)及中心管(5)；
上述内一次风通道(4)的煤粉浓度较高，外一次风通道(3)的煤粉浓 度较低；内二次风通道(10)的风量和旋流强度较大，外二次风通道(11) 的风量和旋流强度较小但风速较大；在内一次风通道(4)的喷口处，设置 了内齿形稳燃环(1)和外齿形稳燃环(2)；在外一次风通道(3)喷口处， 设置了内外双锥形扩口(12)；使用变截面中心管(6)和挡块式煤粉浓缩器 (7)结合构成的可调煤粉浓缩器，将煤粉气流用惯性分离为内浓外淡的两 股环状气流，分别进入内一次风通道(4)和外一次风通道(3)，以实现径 向浓淡燃烧。
2.根据权利要求1所述的径向浓淡式双调风旋流煤粉燃烧器，其特征 在于，所述的内外双锥形扩口(12)结构是内、外两侧呈相对的两个锥形的 喷口。

一、技术领域\n本发明属于燃烧技术领域，涉及一种煤粉燃烧器，进一步涉及一种带有 双齿形环和双锥形扩口的径向浓淡式双调风旋流煤粉燃烧器。\n二、背景技术\n目前较为广泛应用的煤粉旋流燃烧器主要是双调风旋流燃烧器，其中， 部分燃烧器使用了径向浓淡的燃烧方式，也有部分燃烧器在一次风喷口处使 用外齿形稳燃环。目前投入运行的双调风燃烧器通常用于燃烧较易着火的煤 种(如烟煤)，而对于较难着火的煤种(如无烟煤和贫煤)，燃烧的稳定性较 差。同时，大部分旋流燃烧器在浓淡燃烧的煤粉浓度可控性和调节性方面有 待加强。随着我国对环保的要求不断提高，要求煤粉燃烧器的氮氧化物 (NOx)的排放量降低。原有的旋流燃烧器渐渐不能适应这些要求。\n三、发明内容\n针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种带 有双齿形环和双锥形扩口的径向浓淡式双调风旋流煤粉燃烧器，以保证燃烧 器拥有较好的煤种适应性、负荷适应性和可调节性，能在较宽的负荷范围内 保证燃烧的稳定性和低污染燃烧，能在各种运行工况和煤种变动的情况下， 方便稳定地调节燃烧器的运行参数。\n为了实现上述目的，本发明的技术方案是，一种带有内齿形环、外齿形 环和双锥形扩口的径向浓淡式双调风旋流煤粉燃烧器，包括内一次风通道、 外一次风通道、内二次风通道、外二次风通道、内二次风旋流叶片、外二次 风旋流叶片、内齿形稳燃环、外齿形稳燃环、双锥形扩口、挡块式煤粉浓缩 器及中心管的旋流煤粉燃烧器，其特征在于：拥有内、外两层一次风通道， 其中，内一次风通道的煤粉浓度较高，外一次风通道的煤粉浓度较低；拥有 内、外两层二次风通道，其中，内二次风通道的风量和旋流强度较大，外二 次风通道的风量和旋流强度较小但风速较大；在内一次风通道的喷口处，设 置了内齿形稳燃环和外齿形稳燃环；在外一次风通道喷口处，设置了内外双 锥形扩口；使用变截面中心管和挡块式煤粉浓缩器结合的可调煤粉浓缩器， 将煤粉气流用惯性分离为内浓外淡的两股环状气流，分别进入内一次风通道 和外一次风通道，以实现径向浓淡燃烧。\n本发明采用挡块式煤粉浓缩器以及内外双齿形环和双锥形扩口后，在燃 烧器其它结构变化不大的情况下，提高了煤粉浓度，并且强化了高浓度煤粉 与中心高温回流区之间的传热与传质强度，使着火稳定性大大提高，可以燃 用难燃煤种。同时，双锥形扩口可以调节二次风混入一次风煤粉气流时间的 早晚，形成还原性的着火气氛，可以降低氮氧化物(NOx)的排放量。\n四、附图说明\n图1是本发明径向浓淡式双调风旋流煤粉燃烧器的结构示意图；\n图2是图1的A向视图；\n图3是一个燃烧器喷口组件图，是本发明的一个具体实施例。\n五、具体实施方式\n为了更清楚的理解本发明，以下结合附图和发明人完成的实施例对本发 明作进一步的详细描述。\n参见图1、2、3，图1是本发明径向浓淡式双调风旋流煤粉燃烧器的结 构示意图；图2是图1的A向视图；图3是一个燃烧器喷口组件图，是本发 明的一个具体实施例。\n依本发明的技术方案，径向浓淡式双调风旋流煤粉燃烧器，包括内一次 风通道4、外一次风通道3、内二次风通道10、外二次风通道11、内二次风 旋流叶片8、外二次风旋流叶片9、内齿形稳燃环1、外齿形稳燃环2、双锥 形扩口12、挡块式煤粉浓缩器7及中心管5；\n上述内一次风通道4的煤粉浓度较高，外一次风通道3的煤粉浓度较低； 内二次风通道10的风量和旋流强度较大，外二次风通道11的风量和旋流强 度较小但风速较大；在内一次风通道4的喷口处，设置了内外各一个齿形稳 燃环1、2；在外一次风通道3喷口处，设置了内外双锥形扩口12；使用变 截面中心管6和挡块式煤粉浓缩器7结合构成的可调煤粉浓缩器，将煤粉气 流用惯性分离为内浓外淡的两股环状气流，分别进入内一次风通道4和外一 次风通道3，以实现径向浓淡燃烧。\n其原理如下：\n(1)使用变截面中心管6和挡块式煤粉浓缩器7结合构成的可调煤粉浓缩 器，将煤粉气流用惯性分离为内浓外淡的两股环状气流，以实现径向浓淡燃 烧。内浓外淡的构思是为了发挥中心高温回流区的着火优势。\n(2)有扩口的外二次风通道11旋流强度较小，风速较高，可以强化后期 混合，保证煤粉可以充分燃尽。\n(3)有扩口的内二次风通道10为强旋转射流，是组织整个燃烧器喷口流 场的主要射流，其主要作用是提供煤粉燃烧所需的空气，以及通过卷吸高温 烟气组织中心高温回流区，使煤粉气流着火。\n(4)外一次风通道口和内二次风通道口之间有一个双锥形喷口12，也就是 内、外两侧呈相对的两个锥形的喷口。其作用有四：①辅助内二次风组织流 场，形成稳定且有适当回流量的中心回流区；②外锥形扩口可延迟一、二次 风的混合，以保证煤粉的着火和挥发份析出区的还原性气氛；③内锥形缩口 将外一次风通道中的煤粉引向中心回流区方向，可强化着火；④喷口后将形 成一圈小的驻涡，虽不足以引燃煤粉气流，但有一定帮助稳燃的作用，并实 现一、二次风的暂时隔离，还可能挤压中心回流区使之变得狭长。\n(5)外一次风通道3，即淡侧一次风具有隔离浓侧一次风通道4与内二次 风通道10的作用，使一次燃烧区为一个狭长的还原性区域。\n(6)内一次风通道的主要特点是使用了内外双齿形稳燃环1、2，其作用有 三：①齿后将形成一个个小驻涡，利于着火；②齿状阻塞将加强浓一次风与 回流区之间的湍流混合；③齿状喷口会加大浓一次风的周界长度，也可强化 混合，稳定着火。\n(7)中心管建议不送风，以免破坏回流区，但在特定的情况下，如需要中 心补氧或冷却喷口，也可送入少量中心风。\n(8)本发明中的许多参数，如扩口角、稳燃环尺寸、浓缩器结构等环节是 可以变化的，对不同的煤种和燃烧工况进行相应的调整，对某些煤种也可以 考虑外浓内淡的径向浓淡燃烧。\n本发明主要适于作为大中型燃煤锅炉的煤粉燃烧器。这种燃烧器具有较 好的煤种适应性，能较好地实现劣质、难燃煤种的稳燃，并在基本定型的基 础上，把结构和运行参数作适当的调整即可燃用范围较广的煤种。这种燃烧 器还有较低的NOx排放量，可实现低污染燃烧。同时，这种燃烧器拥有较 好的负荷适应性和可调节性，能在较宽的负荷范围内保证燃烧的稳定性和低 污染燃烧，能在各种运行工况和煤种变动的情况下，方便稳定地调节燃烧器 的运行参数。