專利名稱：一種煤粉燃燒器和具有該煤粉燃燒器的鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃燒設(shè)備，特別涉及一種煤粉燃燒器，還涉及具有該煤粉燃燒器 的鍋爐。
背景技術(shù)：
申請(qǐng)人在另一件發(fā)明名稱為“一種煤粉燃燒器及具有該煤粉燃燒器的鍋爐”的專 利申請(qǐng)中，提供了一種煤粉燃燒器，請(qǐng)參考圖1、該圖示意上述發(fā)明提供的煤粉燃燒器的結(jié) 構(gòu)。該煤粉燃燒器包括熱源200和內(nèi)燃室100，內(nèi)燃室100具有進(jìn)口 101和出口 102，內(nèi)燃 室100形成一個(gè)適合的空間，以維持內(nèi)部煤粉氣流具有預(yù)定過量空氣系數(shù)。內(nèi)燃室100的 進(jìn)口 101與一次風(fēng)煤粉管道相通，煤粉氣流通過一次風(fēng)煤粉管道、進(jìn)口 101進(jìn)入內(nèi)燃室中。 熱源200從進(jìn)風(fēng)管300伸入內(nèi)燃室100中，以持續(xù)地將通過進(jìn)口 101進(jìn)入內(nèi)燃室100的煤 粉點(diǎn)燃。
在煤粉氣流流動(dòng)方向上，所述內(nèi)燃室100具有預(yù)定的長(zhǎng)度，并能夠維持煤粉氣流 中的過量空氣系數(shù)遠(yuǎn)小于1。這里的過量空氣系數(shù)是指，燃燒Ikg煤粉時(shí)實(shí)際供入內(nèi)燃 室100的空氣量與完全燃燒Ikg煤粉時(shí)所需的理論空氣量的比值。維持預(yù)定過量空氣系 數(shù)的方式可以是限制煤粉氣流中空氣與煤粉的比例，保持較高的一次風(fēng)煤粉濃度。過量 空氣系數(shù)與煤種有關(guān)煤的水分越大，過量空氣系數(shù)越大，煤的灰分越大，過量空氣系數(shù)越 小；反之，煤的水分越小，過量空氣系數(shù)越大，煤的灰分越小，過量空氣系數(shù)越大。通過簡(jiǎn) 單的試驗(yàn)，就可以確定適合的過量空氣系數(shù)，獲得最優(yōu)的技術(shù)效果。過量空氣系數(shù)優(yōu)選在 0. 15-0. 45之間，在該范圍內(nèi)煤粉燃燒器能夠維持穩(wěn)定燃燒，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)在煤粉著火的內(nèi) 燃室100內(nèi)形成強(qiáng)烈的還原性氣氛，從而有效地抑制氮氧化物的生成。
該發(fā)明提供的煤粉燃燒器的工作過程是過量空氣系數(shù)為0. 15-0. 45的煤粉氣流 通過內(nèi)燃室100時(shí)，熱源200持續(xù)地將煤粉氣流中煤粉，煤粉在內(nèi)燃室100內(nèi)進(jìn)行不完全 的、還原性燃燒，還原性燃燒形成的火焰在內(nèi)燃室100中傳播，并釋放出熱量，在內(nèi)燃室100 中形成適當(dāng)高溫環(huán)境，煤粉氣流形成高溫煤粉燃燒火焰從出口 102噴出。在還原性燃燒過 程中，持續(xù)性熱源200和過量空氣系數(shù)遠(yuǎn)小于1的條件使內(nèi)燃室100內(nèi)維持一個(gè)還原性氣 氛。在該高溫環(huán)境下，還原性氣氛使煤粉中的氮元素首先被熱分解，并轉(zhuǎn)化成NHi (i = 0，1， 2)、HCN等還原性中間產(chǎn)物和氮氧化物。還原性中間產(chǎn)物與已生成的氮氧化物反應(yīng)生成氮 氣。
煤粉氣流在內(nèi)燃室100內(nèi)燃燒，形成的高溫煤粉燃燒火焰通過出口 102噴到爐膛 中，這樣，煤粉就不依賴于爐膛內(nèi)的高溫?zé)煔庵?，從而為煤粉后續(xù)在爐膛內(nèi)的繼續(xù)燃燒提 供良好的著火基礎(chǔ)和條件，滿足鍋爐爐膛中，煤粉穩(wěn)定燃燒的需要。
煤粉在內(nèi)燃室100內(nèi)進(jìn)行還原性燃燒過程中，相應(yīng)的氮元素轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，從而?夠減少進(jìn)入爐膛的煤粉中的氮元素含量，減少煤粉在爐膛中燃燒時(shí)產(chǎn)生的燃料型氮氧化物 的生成量；由于燃料型氮氧化物為煤粉燃燒的氮氧化物的主要組成部分，從而能夠減少爐 膛燃燒過程中氮氧化物的生成量，減少鍋爐運(yùn)行過程中氮氧化物的生成量。而且，在煤粉在3鍋爐爐膛中進(jìn)行燃燒時(shí)，可以向鍋爐爐膛中供入足夠的空氣，以提高鍋爐的運(yùn)行效率，從而 兼顧了鍋爐的環(huán)保性能的運(yùn)行效率。
為了保持鍋爐的燃燒功率，需要向鍋爐內(nèi)以預(yù)定量供給煤粉，因此，要使煤粉氣流 以適當(dāng)?shù)牧魉偻ㄟ^煤粉燃燒器的內(nèi)燃室。但是，當(dāng)煤粉流速較高時(shí)，內(nèi)燃室中還原性燃燒 存在燃燒不充分、燃燒時(shí)間短，燃燒程度低的問題，不僅難以實(shí)現(xiàn)降低氮氧化物生成量的目 的，還會(huì)影響鍋爐的燃燒效率；另外，當(dāng)煤粉屬于難著火煤種時(shí)，也存在還原性燃燒程度低 的問題，甚至存在火源不能將煤粉點(diǎn)燃的情況，進(jìn)而影響鍋爐的正常燃燒。為了提高內(nèi)燃室 煤粉不完全燃燒的程度，一般將內(nèi)燃室的適當(dāng)部分的截面積設(shè)計(jì)的足夠大，以有意降低煤 粉氣流的流動(dòng)速度，延長(zhǎng)煤粉氣流在內(nèi)燃室內(nèi)的停留時(shí)間，促進(jìn)煤粉在內(nèi)燃室內(nèi)的不完全 燃燒。在燃燒難著火的煤種時(shí)，也需要增加煤粉氣流的通流截面，以延長(zhǎng)煤粉氣流在火源附 近的停留時(shí)間，促進(jìn)煤粉著火及燃燒，擴(kuò)大煤粉燃燒器對(duì)煤種的適應(yīng)能力。
在上述情況下，在內(nèi)燃室內(nèi)經(jīng)過不完全燃燒的煤粉最終要進(jìn)入鍋爐的爐膛內(nèi)進(jìn)行 充分燃燒、燃盡；然而，流速較低的煤粉氣流形成的高溫煤粉燃燒火焰的速度較低，不能提 供預(yù)定的動(dòng)量，會(huì)對(duì)鍋爐爐膛內(nèi)的整體燃燒組織造成不利影響，降低鍋爐的整體燃燒效率。 即使不存在有意降低煤粉氣流流動(dòng)速度的情況，也需要提高高溫煤粉燃燒火焰的流動(dòng)速 度，提高高溫煤粉燃燒火焰的動(dòng)量，保證鍋爐的熱效率。
因此，在利用內(nèi)燃式燃燒技術(shù)穩(wěn)定燃燒和降低氮氧化物排放量時(shí)，如何使進(jìn)入鍋 爐爐膛內(nèi)的高溫煤粉燃燒火焰滿足鍋爐燃燒的需要，同時(shí)保證鍋爐的燃燒效率是鍋爐技術(shù) 領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)難題。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述技術(shù)難題，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于，提供一種煤粉燃燒器，以在保證鍋 爐的燃燒效率的同時(shí)，保證進(jìn)入爐膛的高溫煤粉燃燒火焰能夠滿足鍋爐燃燒的需要。
本發(fā)明的第二個(gè)目的在于，提供一種具有上述煤粉燃燒器的鍋爐。
為了實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)目的，本發(fā)明提供的煤粉燃燒器包括熱源和維持內(nèi)部煤粉氣 流具有預(yù)定過量空氣系數(shù)的內(nèi)燃室，所述熱源位于內(nèi)燃室內(nèi)，所述內(nèi)燃室具有進(jìn)口和出口 ； 所述熱源能夠點(diǎn)燃通過內(nèi)燃室的煤粉，并使煤粉在內(nèi)燃室內(nèi)進(jìn)行還原性燃燒，所述內(nèi)燃室 包括前后相接的燃燒室和第一出口通道，所述第一出口通道后端與鍋爐的爐膛相通，所述 第一出口通道后端的截面積不大于其前端的截面積，且小于燃燒室后端的截面積。
優(yōu)選的，所述第一出口通道包括弧形過渡段；所述弧形過渡段的前端和后端通過 曲面過渡，在煤粉氣流流動(dòng)方向上，所述弧形過渡段的截面積逐漸減小。
可選的，所述曲面為內(nèi)凸的曲面。
可選的，所述曲面為外凹的曲面。
優(yōu)選的，所述第一出口通道還包括前后相接的第一出口段和第二出口段，所述第 一出口段與燃燒室后端相通，所述第二出口段的后端與鍋爐的爐膛相通，所述第一出口段 后端截面積不大于其前端的截面積，第二出口段后端的截面積不大于其前端的截面積；所 述第二出口段前端的截面積不大于第一出口段后端的截面積，且小于第一出口段前端截面 積。
可選的，所述第一出口通道后端偏離燃燒室的中線。4
優(yōu)選的，所述第一出口通道后端的通流截面積不小于所述進(jìn)口的通流截面積。
優(yōu)選的，還包括前端與燃燒室后端相接，后端與鍋爐的爐膛相通的第二出口通道， 所述第二出口通道后端的截面積不大于其前端的截面積，所述第一出口通道后端的截面積 與第二出口通道后端的截面積之和小于燃燒室后端的截面積。
為了實(shí)現(xiàn)上述第二個(gè)目的，本發(fā)明提供的鍋爐包括爐膛，還包括燃燒器，所述燃燒 器為上述任一種的煤粉燃燒器，所述煤粉燃燒器的內(nèi)燃室與爐膛相通，以使高溫煤粉燃燒 火焰噴入爐膛中。
本發(fā)明提供的煤粉燃燒器包括前端與燃燒室的后端相接，后端與鍋爐的爐膛相通 的第一出口通道，且第一出口通道后端的截面積不大于其前端的截面積，且小于燃燒室后 端的截面積。該結(jié)構(gòu)的煤粉燃燒器中，由于第一出口通道后端的截面積小于燃燒室后端的 截面積，這樣，從燃燒室內(nèi)流出的高溫煤粉燃燒火焰經(jīng)過第一出口通道噴射到爐膛中時(shí)，其 流動(dòng)速度會(huì)因?yàn)橥鹘孛娴臏p小而增加，進(jìn)而增加高溫煤粉燃燒火焰的動(dòng)量，滿足爐膛燃 燒組織的需要，在保證鍋爐具有適當(dāng)燃燒功率的同時(shí)，提高鍋爐的燃燒效率。
在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述第一出口通道包括弧形過渡段，且弧形過渡段的前 端和后端通過曲面過渡；在高溫煤粉燃燒火焰流動(dòng)方向上，該結(jié)構(gòu)的煤粉燃燒器形成的通 流截面平緩過渡，能夠保持高溫煤粉燃燒火焰的均勻分布。
在再進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述弧形過渡段由內(nèi)凸的曲面過渡；該結(jié)構(gòu)能夠使高 溫煤粉燃燒火焰的流動(dòng)速度平緩變化，使高溫煤粉燃燒火焰到達(dá)爐膛時(shí)，保持相對(duì)的均勻 性，避免高溫煤粉燃燒火焰因流動(dòng)速度的變化而產(chǎn)生較大的擾動(dòng)，促進(jìn)著火性能好的煤種 的燃燒，提高鍋爐的熱效率。
在另一種技術(shù)方案中，所述弧形過渡段由外凹的曲面過渡；該結(jié)構(gòu)的煤粉燃燒器 能夠使高溫煤粉燃燒火焰的通流截面較快的縮小，對(duì)高溫煤粉燃燒火焰產(chǎn)生較大的阻力； 進(jìn)而，一方面能夠在弧形過渡段前部形成局部渦流，使部分煤粉在該部分被卷吸，延長(zhǎng)煤粉 氣流在內(nèi)燃室內(nèi)停留的時(shí)間，促進(jìn)煤粉的不完全燃燒，保證著火性差煤粉的著火，提高著火 性差煤粉的燃燒程度；另一方面，在以較高的流速向煤粉燃燒器供給煤粉氣流時(shí)，第一出口 通道較大的阻力，也能夠減緩高溫煤粉燃燒火焰的流動(dòng)速度，強(qiáng)化對(duì)煤粉的燃燒，提高煤粉 的燃燒程度。
在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述第一出口通道包括前后相接的第一出口段和第二出 口段，并使第一出口段和第二出口段形成的通流截面逐級(jí)減??；該結(jié)構(gòu)的煤粉燃燒器能夠 在提高高溫煤粉燃燒火焰的流動(dòng)速度，增大高溫煤粉燃燒火焰動(dòng)量的同時(shí)，避免第一出口 通道對(duì)高溫煤粉燃燒火焰造成過大的阻力，避免局部過大的渦流，進(jìn)而減少積粉現(xiàn)象的發(fā) 生。
在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，第一出口通道后端偏離燃燒室的中線；該結(jié)構(gòu)能夠使高 溫煤粉燃燒火焰噴射到預(yù)定位置，滿足爐膛燃燒組織的需要。
在提供上述煤粉燃燒器的基礎(chǔ)上，提供的具有該煤粉燃燒器的鍋爐也具有相對(duì)應(yīng) 的技術(shù)效果，在煤粉燃燒器中經(jīng)過不完全燃燒的煤粉以高溫煤粉燃燒火焰的形式進(jìn)入爐膛 中進(jìn)行充分燃燒、燃盡時(shí)，一方面，高溫的、具有較大動(dòng)量的高溫煤粉燃燒火焰能夠保證或 提高鍋爐爐膛的燃燒效率；另一方面，由于在煤粉燃燒器的內(nèi)燃室內(nèi)煤粉進(jìn)行了還原性燃 燒，使進(jìn)入爐膛進(jìn)行充分燃燒燃盡的煤粉中的氮元素含量降低，能夠減少爐膛燃燒過程中產(chǎn)生氮氧化物的生成量及鍋爐的排放量。


圖1示意本申請(qǐng)人另一發(fā)明提供的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)；
圖2示意了本發(fā)明實(shí)施例一提供的煤粉燃燒器的縱向結(jié)構(gòu)；
圖3示意了實(shí)施例一的另一種煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)；
圖4示意了本發(fā)明實(shí)施例二提供的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)；
圖5示意了本發(fā)明實(shí)施例三提供的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)；
圖6示意了本發(fā)明實(shí)施例四提供煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)；
圖7示意了本發(fā)明實(shí)施例五提供的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖8示意了本發(fā)明實(shí)施例六提供的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng) 對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。
實(shí)施例一
請(qǐng)參考圖2，圖2示意了本發(fā)明實(shí)施例一提供的煤粉燃燒器的縱向結(jié)構(gòu)。該煤粉 燃燒器包括內(nèi)燃室100和火源200，為了描述的方便，圖中還示出了進(jìn)風(fēng)管300和爐膛400 ； 火源200從進(jìn)風(fēng)管300伸入到內(nèi)燃室100內(nèi)；內(nèi)燃室100前端具有進(jìn)口 101，進(jìn)口 101與進(jìn) 風(fēng)管300的后端相接，煤粉氣流通過進(jìn)風(fēng)管300流入內(nèi)燃室100中；內(nèi)燃室100后端與爐膛 400相通，以將在內(nèi)燃室100形成的高溫煤粉燃燒火焰引入爐膛400內(nèi)，進(jìn)行繼續(xù)燃燒。
實(shí)施例一提供的煤粉燃燒器的工作原理是通過維持預(yù)定過量空氣系數(shù)，在內(nèi)燃 室100內(nèi)形成還原性氣氛；煤粉氣流通過進(jìn)風(fēng)管300進(jìn)入內(nèi)燃室100時(shí)，火源200持續(xù)地將 進(jìn)入內(nèi)燃室100的煤粉點(diǎn)燃，使煤粉在內(nèi)燃室100內(nèi)進(jìn)行不完全的、還原性燃燒，形成高溫 煤粉燃燒火焰；在還原性燃燒過程上，煤粉中的氮元素轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，從而能夠減少燃料型氮 氧化物的生成量。如圖2中的箭頭所指，在煤粉燃燒器中經(jīng)過還原性燃燒的煤粉以高溫煤 粉燃燒火焰的形式進(jìn)入鍋爐的爐膛400進(jìn)行完全性燃燒，釋放出其全部熱量；在未燃盡燃 料進(jìn)入爐膛進(jìn)行充分燃燒的過程中，因其已經(jīng)過還原性燃燒，未燃盡燃料中的氮元素含量 已經(jīng)降低，因此，可以降低鍋爐的氮氧化物生成量及排放量。本例中，內(nèi)燃室100包括進(jìn)口 段110、筒狀的燃燒室120和第一出口通道130。
進(jìn)口段110前端通過進(jìn)口 101與進(jìn)風(fēng)管300后端相接，后端與燃燒室120前端相 接，燃燒室120前端的截面積大于進(jìn)口段110前端的截面積；這樣，在煤粉氣流通過進(jìn)口段 110進(jìn)入燃燒室120時(shí)，由于通流截面的增加會(huì)使煤粉氣流的流動(dòng)速度降低，從而延長(zhǎng)煤粉 氣流在內(nèi)燃室100內(nèi)的停留時(shí)間，促進(jìn)煤粉在內(nèi)燃室100內(nèi)進(jìn)行還原性燃燒。
第一出口通道130前端與燃燒室120后端相接，后端與鍋爐的爐膛400相通；本例 中，第一出口通道130為錐形，后端的截面積小于前端的截面積，且其前端的截面積等于燃 燒室120后端的截面積。由于第一出口通道130后端的截面積小于燃燒室120后端的截面 積，這樣，在高溫煤粉燃燒火焰經(jīng)過第一出口通道130噴射到爐膛400中時(shí)，其流動(dòng)速度會(huì) 因?yàn)橥鹘孛娴臏p小而增加，進(jìn)而增加高溫煤粉燃燒火焰的動(dòng)量；使噴入爐膛400的高溫煤粉燃燒火焰能夠滿足鍋爐燃燒的需要，在保證鍋爐較高的燃燒功率和降低氮氧化物生成 量的同時(shí)，提高鍋爐的燃燒效率。
可以理解，減小高溫煤粉燃燒火焰通流截面的具體方式不限于上述方式，第一出 口通道130還可以是其他具體結(jié)構(gòu)，只要第一出口通道130后端的截面積不大于其前端的 截面積，且小于燃燒室120后端的截面積，就能夠減小高溫煤粉燃燒火焰通流截面，實(shí)現(xiàn)增 加高溫煤粉燃燒火焰流動(dòng)速度，增加高溫煤粉燃燒火焰動(dòng)量的目的。如圖3所示，圖3示意 了實(shí)施例一的另一種煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)，第一出口通道130設(shè)置成前端和后端等截面的筒 形結(jié)構(gòu)，并使第一出口通道130前端的截面積小于燃燒室120后端的截面積，該結(jié)構(gòu)的煤粉 燃燒器也能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的。
實(shí)施例二
請(qǐng)參考圖4，該圖示意了本發(fā)明實(shí)施例二提供的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例二提供的煤粉燃燒器的內(nèi)燃室100同樣包括進(jìn)口段110、燃燒室120和第一 出口通道130。如圖所示，本例中，第一出口通道130由弧形過渡段形成，弧形過渡段的前端 和后端之間通過內(nèi)凸的曲面過渡，且其截面積從前端到后端逐漸減小。
首先，曲面過渡能夠避免由于通流截面的突變而導(dǎo)致的高溫煤粉燃燒火焰流動(dòng)速 度的突變，減輕高溫煤粉燃燒火焰由于流動(dòng)速度的突變而產(chǎn)生的擾動(dòng)。另外，在高溫煤粉燃 燒火焰通過第一出口通道130時(shí)，內(nèi)凸的曲面過渡能夠以較小的幅度減小通流截面，這樣 能夠使高溫煤粉燃燒火焰的流動(dòng)速度以較小的幅度增加；進(jìn)而，該結(jié)構(gòu)的煤粉燃燒器能夠 保持高溫煤粉燃燒火焰的穩(wěn)定，使高溫煤粉燃燒火焰在第一出口通道130內(nèi)保持相對(duì)的均 勻。
可以理解，該結(jié)構(gòu)的煤粉燃燒器適合于燃燒著火性能較好的煤粉；而且，還可以根 據(jù)鍋爐的具體情況和煤種的不同，設(shè)置不同曲率的弧形曲面，以調(diào)整進(jìn)入鍋爐爐膛400的 高溫煤粉燃燒火焰的動(dòng)量，提高鍋爐的燃燒功率和整體的燃燒效率。
實(shí)施例三
請(qǐng)參考圖5，該圖示意了本發(fā)明實(shí)施例三提供的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)。
如圖所示，實(shí)施例三提供的煤粉燃燒器中，第一出口通道130也由弧形過渡段形 成；與實(shí)施例二不同，本例中，弧形過渡段的前端和后端之間的曲面由外凹的曲面，此處的 外凹是指向內(nèi)燃室100中線向外方凹入，同時(shí)，在煤粉流動(dòng)方向上，即從前端到后端，第一 出口通道130的截面積逐漸減小，其前端的截面積最大，后端的截面積最小。
該結(jié)構(gòu)的第一出口通道130能夠使高溫煤粉燃燒火焰的通流截面較快的縮小，對(duì) 高溫煤粉燃燒火焰產(chǎn)生預(yù)定的阻力；進(jìn)而，一方面能夠在弧形過渡段前部形成局部渦流，使 部分煤粉在該部分被卷吸，延長(zhǎng)煤粉氣流在內(nèi)燃室內(nèi)停留的時(shí)間，促進(jìn)煤粉的還原性燃燒， 提高著火性差煤粉的燃燒程度；另一方面，在以較高的流速向煤粉燃燒器供給煤粉氣流時(shí)， 第一出口通道130能夠產(chǎn)生的較大阻力，進(jìn)而減緩高溫煤粉燃燒火焰的流動(dòng)速度，強(qiáng)化對(duì) 煤粉的燃燒，從而提高煤粉的燃燒程度。
可以理解，也可以根據(jù)實(shí)際需要或煤種的著火性能，調(diào)整外凹弧形曲面的曲率。
實(shí)施例四
請(qǐng)參考圖6，該圖示意了本發(fā)明實(shí)施例四提供煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)。
本例中，第一出口通道130包括前后相接的第一出口段131和第二出口段132，第一出口段131與燃燒室120后端相接，第二出口段132的后端與爐膛400相通，第一出口段 131和第二出口段132均為錐形結(jié)構(gòu)，且二者前端截面積分別大于其后端的截面積，第一出 口段131前端的截面積與燃燒室120后端的截面積相等，其后端的截面積與第二出口段132 前端的截面積相等。在保持第一出口通道130后端截面積與燃燒室120后端截面積比例不 變的情況下，本例提供的煤粉燃燒器能夠使通過第一出口段131和第二出口段132的高溫 煤粉燃燒火焰的流動(dòng)速度逐級(jí)提高，在逐級(jí)增加高溫煤粉燃燒火焰動(dòng)量的同時(shí)，避免第一 出口通道130對(duì)高溫煤粉燃燒火焰造成過大的阻力，進(jìn)而避免局部過大的渦流，減少積粉 現(xiàn)象的發(fā)生。
可以理解，第一出口段131或/和第二出口段132可為錐形結(jié)構(gòu)，也可以為兩端截 面相等的筒形結(jié)構(gòu)，還可以是通過曲面過渡的弧形過渡段，只要是第一出口段131后端截 面積不大于其前端的截面積，第二出口段132后端的截面積不大于其前端的截面積；并使 第二出口段132前端的截面積不大于第一出口段131后端的截面積，且小于第一出口段131 前端截面積，就能夠?qū)崿F(xiàn)上述逐級(jí)提高高溫煤粉燃燒火焰的流動(dòng)速度的目的。
在特定情況下，也可以使第一出口通道包括更多級(jí)出口段，通過更多級(jí)的出口段 逐步地提高高溫煤粉燃燒火焰的流動(dòng)速度，盡可能地減小第一出口通道130對(duì)高溫煤粉燃 燒火焰造成的阻力。
實(shí)施例五
請(qǐng)參考圖7，該圖示意了本發(fā)明實(shí)施例五提供的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖。
實(shí)施五提供的煤粉燃燒器的第一出口通道130后端偏離燃燒室120中線的結(jié)構(gòu)， 如圖所示，第一出口通道130后端的中線與燃燒室120中線之間具有預(yù)定的距離T，即第一 出口通道130后端偏離燃燒室120的中線，該結(jié)構(gòu)能夠使第一出口通道130后端噴出的高 溫煤粉燃燒火焰適合于特定爐膛400燃燒組織的需要。
由于煤粉在內(nèi)燃室100進(jìn)行還原性燃燒，因此，煤粉釋放的熱量使煤粉氣流產(chǎn)生 相應(yīng)的膨脹，優(yōu)選的技術(shù)方案中，還可以使第一出口通道130后端的通流截面積不小于進(jìn) 風(fēng)管300后端的通流截面積，以便于控制第一出口通道130后端噴出高溫煤粉燃燒火焰的流量。
實(shí)施例六
請(qǐng)參考圖8，該圖示意了本發(fā)明實(shí)施例六提供的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例六中，煤粉燃燒器除了包括第一出口通道130之外，還包括第二出口通道 140，第一出口通道130前端和第二出口通道140前端分別與燃燒室120后端相接；第一出 口通道130后端和第一出口通道140后端分別與爐膛相通；這樣，從燃燒室120流出的高溫 煤粉燃燒火焰在燃燒室120后端被分成兩部分，一部分進(jìn)入第一出口通道130，然后，再進(jìn) 入爐膛400內(nèi)進(jìn)行完全燃燒；另一部分進(jìn)入第二出口通道140，然后再進(jìn)入爐膛400內(nèi)進(jìn)行 完全燃燒。鑒于熱對(duì)流作用以及爐膛內(nèi)煤粉燃燒組織的需要，第一出口通道130和第二出 口通道140既可以上下布置，也可以水平左右布置。上下布置時(shí)，兩者與水冷壁壁面所成的 夾角可以相同，也可以不同，以便實(shí)現(xiàn)燃燒的靈活組織；水平布置時(shí)，兩者流向既可以平行 也可以形成一定夾角，使燃燒組織更加合理。實(shí)施例六提供的雙出口通道結(jié)構(gòu)的煤粉燃燒 器可以將煤粉內(nèi)燃器噴出的高溫煤粉燃燒火焰流向預(yù)定的位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐燃燒的控制， 實(shí)現(xiàn)預(yù)定的目的；另外，為了滿足特定需要，第一出口通道130和第二出口通道140結(jié)構(gòu)可8以相同也可以不同；第一出口通道130后端和第二出口通道140后端伸入爐膛400內(nèi)的位 置可以相同，也可以不同；圖8中，第一出口通道130后端和第二出口通道140后端在縱向 方向上相差L，這樣，第二出口通道140能夠?qū)⒏邷孛悍廴紵鹧嫠腿霠t膛400的更深位置， 以滿足不同的需要，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐燃燒組織的控制。為了提高進(jìn)入爐膛400中的高溫煤粉燃 燒火焰的流速，本例中第一出口通道130后端的截面積與第二出口通道140后端的截面積 之和小于燃燒室120后端的截面積。
在提供上述煤粉燃燒器的基礎(chǔ)上，還提供了一種鍋爐，該鍋爐包括爐膛400，還包 括燃燒器，所述燃燒器為上述任一種煤粉燃燒器，所述煤粉燃燒器的內(nèi)燃室與爐膛400相 通，以使高溫煤粉燃燒火焰噴入爐膛中。在煤粉燃燒器中經(jīng)過不完全燃燒的煤粉以高溫煤 粉燃燒火焰的形式進(jìn)入爐膛中進(jìn)行完全燃燒時(shí)，一方面，高溫的、具有較大動(dòng)量的高溫煤粉 燃燒火焰能夠保證鍋爐爐膛的燃燒效率；另一方面，由于在煤粉燃燒器的內(nèi)燃室內(nèi)煤粉進(jìn) 行了還原性燃燒，使進(jìn)入爐膛進(jìn)行充分燃燒燃盡的煤粉中的氮元素含量降低，能夠減少爐 膛燃燒過程中產(chǎn)生氮氧化物的生成量及鍋爐的排放量。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種煤粉燃燒器，其特征在于，包括熱源和維持內(nèi)部煤粉氣流具有預(yù)定的過量空氣 系數(shù)的內(nèi)燃室，所述熱源位于內(nèi)燃室內(nèi)，所述內(nèi)燃室具有進(jìn)口和出口 ；所述熱源能夠點(diǎn)燃通 過內(nèi)燃室的煤粉，并使煤粉在內(nèi)燃室內(nèi)進(jìn)行還原性燃燒，所述內(nèi)燃室包括前后相接的燃燒 室和第一出口通道，所述第一出口通道后端與鍋爐的爐膛相通，所述第一出口通道后端的 截面積不大于其前端的截面積，且小于燃燒室后端的截面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤粉燃燒器，其特征在于，所述第一出口通道包括弧形過渡 段；所述弧形過渡段的前端和后端通過曲面過渡，在煤粉氣流流動(dòng)方向上，所述弧形過渡段 的截面積逐漸減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤粉燃燒器，其特征在于，所述曲面為內(nèi)凸的曲面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤粉燃燒器，其特征在于，所述曲面為外凹的曲面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的煤粉燃燒器，其特征在于，所述第一出口通道還包 括前后相接的第一出口段和第二出口段，所述第一出口段與燃燒室后端相通，所述第二出 口段的后端與鍋爐的爐膛相通，所述第一出口段后端截面積不大于其前端的截面積，第二 出口段后端的截面積不大于其前端的截面積；所述第二出口段前端的截面積不大于第一出 口段后端的截面積，且小于第一出口段前端截面積。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤粉燃燒器，其特征在于，所述第一出口通道后端偏離燃燒 室的中線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的煤粉燃燒器，其特征在于，所述第一出口通道后端 的通流截面積不小于所述進(jìn)口的通流截面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的煤粉燃燒器，其特征在于，還包括前端與燃燒室后 端相接，后端與鍋爐的爐膛相通的第二出口通道，所述第二出口通道后端的截面積不大于 其前端的截面積，所述第一出口通道后端的截面積與第二出口通道后端的截面積之和小于 燃燒室后端的截面積。
9.一種鍋爐，包括爐膛，還包括燃燒器，其特征在于，所述燃燒器為權(quán)利要求1-8任一 項(xiàng)所述的煤粉燃燒器，所述煤粉燃燒器的內(nèi)燃室與爐膛相通，以使高溫煤粉燃燒火焰噴入 爐膛中。
全文摘要
本發(fā)明公開一種煤粉燃燒器和具有該煤粉燃燒器的鍋爐，公開的煤粉燃燒器包括熱源和內(nèi)燃室，熱源位于內(nèi)燃室內(nèi)，內(nèi)燃室具有進(jìn)口和出口；熱源點(diǎn)燃通過內(nèi)燃室的煤粉，使煤粉在內(nèi)燃室內(nèi)進(jìn)行還原性燃燒，內(nèi)燃室包括前后相接的燃燒室和第一出口通道，所述第一出口通道后端與鍋爐的爐膛相通，所述第一出口通道后端的截面積不大于其前端的截面積，且小于燃燒室后端的截面積。本發(fā)明提供的煤粉燃燒器中，第一出口通道后端的截面積小于燃燒室后端的截面積，從燃燒室內(nèi)流出的高溫煤粉燃燒火焰經(jīng)過第一出口通道噴射到爐膛中時(shí)，其流動(dòng)速度會(huì)因?yàn)橥鹘孛娴臏p小而增加，進(jìn)而增加高溫煤粉燃燒火焰的動(dòng)量，滿足爐膛燃燒組織的需要，提高鍋爐的燃燒效率。
文檔編號(hào)F23C5/08GK102032567SQ20091017507
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者崔星源, 張孝勇, 張超群, 王雨蓬, 程昌業(yè), 龔澤儒 申請(qǐng)人:煙臺(tái)龍?jiān)措娏夹g(shù)股份有限公司