一種一次風(fēng)濃淡分離的旋流燃燒器的制造方法
【專利摘要】一種一次風(fēng)濃淡分離的旋流燃燒器，屬于煤粉燃燒設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的主要特點(diǎn)是在一次風(fēng)管的彎頭出口處加裝開放式U型導(dǎo)流板，在一次風(fēng)管的水平段依次設(shè)置V型芯筒、三組環(huán)形擋塊和中心隔筒。V型芯筒前端與U型導(dǎo)流板連接，其末端沿氣流方向依次布置了三組環(huán)形擋塊和中心隔筒。V型芯筒將一次風(fēng)管的水平段分成了內(nèi)外兩個通道。中心隔筒將濃淡煤粉氣流隔離，防止再混。內(nèi)外二次風(fēng)旋流葉片均可調(diào)節(jié)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，濃淡分離效果好，濃股煤粉氣流分布均勻等優(yōu)點(diǎn)，能夠保證旋流燃燒器的穩(wěn)定燃燒以及低NOx排放特性。
【專利說明】一種一次風(fēng)濃淡分離的旋流燃燒器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤粉燃燒技術(shù)，是一種分級旋流燃燒器，屬于煤粉燃燒設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 旋流煤粉燃燒器廣泛應(yīng)用于燃煤電站鍋爐中，傳統(tǒng)旋流燃燒器的特點(diǎn)是：一次風(fēng) 以直流或者旋流方式進(jìn)入爐膛，二次風(fēng)從一次風(fēng)外側(cè)旋轉(zhuǎn)進(jìn)入爐膛。氣流的強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，使得 在中心部分產(chǎn)生一個低壓區(qū)，形成徑向和軸向壓力梯度。軸向壓力梯度將使得中心部分的 煙氣沿著軸線反向流動，在燃燒器出口附近形成與主氣流流動方向相反的回流，將高溫?zé)?氣卷吸到燃燒器射流的根部對煤粉氣流進(jìn)行加熱，使之著火。旋流煤粉燃燒器一般采用墻 式布置方式，大型電站鍋爐旋流燃燒器的布置常采用前后墻對沖方式。與四角切圓的直流 燃燒方式相比，前后墻對沖旋流燃燒方式的爐內(nèi)火焰不存在整體旋轉(zhuǎn)，火焰的充滿度和流 場均勻性容易調(diào)整好，爐膛出口水平煙道的煙溫偏差和煙氣流量偏差較小。
[0003] 傳統(tǒng)旋流燃燒器在著火段可形成局部氧氣濃度較高的區(qū)域，易產(chǎn)生局部火焰溫度 峰值區(qū)，所以與直流燃燒器相比，傳統(tǒng)旋流燃燒器的N0 X排放量要高一些。為了降低N0X的 排放量，一方面可以調(diào)整旋流燃燒器的配風(fēng)，克服一二次風(fēng)過早混合的問題；另一方面可以 通過調(diào)整一次風(fēng)，將煤粉氣流濃淡分離。
[0004] 將二次風(fēng)分成兩股或者多股氣流，逐漸送入爐膛與一次風(fēng)混合，實(shí)現(xiàn)沿射流方向 的空氣分級燃燒，避免局部富氧、高溫區(qū)的形成，能夠控制和減少熱力型N0 X和燃料型N0X的 生成。通常燃燒器都具有彎頭結(jié)構(gòu)，煤粉顆粒運(yùn)動至彎頭處，在慣性作用下將保持原有的運(yùn) 動狀態(tài)，在一次風(fēng)的直管段沿流動方向富集。研究發(fā)現(xiàn)，煤粉顆粒在彎頭處的慣性富集效果 能夠一直保持到燃燒器出口。此外，通過在一次風(fēng)管中加裝擋塊，導(dǎo)流板等裝置，借助顆粒 流動過程中的慣性也能夠?qū)崿F(xiàn)濃淡分離的效果。但是，煤粉過度富集會導(dǎo)致局部氧量不足， 造成燃燒不穩(wěn)定，影響燃燒效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 利用彎頭慣性分離的特性和二次風(fēng)分級燃燒技術(shù)，針對旋流燃燒器在NOx控制方 面的問題，本發(fā)明的目的是提出一種一次風(fēng)濃淡分離的旋流燃燒器，以保證穩(wěn)定燃燒及低 NOx排放。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0007] -種一次風(fēng)濃淡分離的旋流燃燒器，包括帶彎頭的一次風(fēng)管、設(shè)置在一次風(fēng)管內(nèi) 的油槍風(fēng)管、內(nèi)二次風(fēng)管和外二次風(fēng)管，在內(nèi)二次風(fēng)管和外二次風(fēng)管內(nèi)分別設(shè)有內(nèi)二次風(fēng) 旋流葉片和外二次風(fēng)旋流葉片，其特征在于：所述旋流燃燒器還含有開放式U型導(dǎo)流板 (3)、V型芯筒、三組環(huán)形擋塊和中心隔筒；所述的開放式U型導(dǎo)流板布置在一次風(fēng)管的彎頭 出口處；所述的V型芯筒、三組環(huán)形擋塊和中心隔筒安裝在一次風(fēng)管水平段內(nèi)，V型芯筒前 端與開放式U型導(dǎo)流板相連，將一次風(fēng)管水平段分為內(nèi)外兩個通道；在V型芯筒后端的一次 風(fēng)管內(nèi)沿氣流方向依次布置三組環(huán)形擋塊5和中心隔筒10。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)特征還在于：所述的三組環(huán)形擋塊5沿氣流流動方向的半徑逐漸減 小，半徑依次為350?39Ctam、280?32Ctam和255?295謹(jǐn)，距離V型芯筒（4)最后端的距 離依次為250?290mm、490?530mm和720?760mm ;中心隔筒10的半徑為240?280mm， 距離出口的位置為870-910mm。
[0009] 上述技術(shù)方案中，所述的三組環(huán)形擋塊沿氣流流動方向的半徑依次優(yōu)選為371mm、 300mm和275mm，距離V型芯筒最后端的距離依次優(yōu)選為270mm、507mm和738mm ;中心隔筒 的半徑優(yōu)選為260mm，距離出口的位置優(yōu)選為890mm。
[0010] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性的技術(shù)效果：① U型導(dǎo)流板和V型芯筒將一次風(fēng)直 管段分隔為內(nèi)、外兩個腔體，有效地將彎頭慣性作用的濃淡煤粉氣流隔開。②三組環(huán)形擋塊 的設(shè)置使得煤粉向中心收縮，再向外圍擴(kuò)散，不僅利于煤粉的均勻分布，而且能夠有效的防 止局部煤粉過濃現(xiàn)象。③中心隔筒將濃股與淡股氣流完全隔開，有效地防止?jié)夤擅悍蹥饬?和淡股煤粉氣流再度混合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明提供的一次風(fēng)濃淡分離的旋流燃燒器結(jié)構(gòu)簡圖。
[0012] 圖2為彎頭及U型導(dǎo)流板示意圖。
[0013] 1-帶彎頭的一次風(fēng)管；2-油槍風(fēng)管；3-開放式U型導(dǎo)流板；4-V型芯筒；5-環(huán)形擋 塊；6-內(nèi)二次風(fēng)管；7-內(nèi)二次風(fēng)旋流葉片；8-外二次風(fēng)管；9-外二次風(fēng)旋流葉片；10-中心 隔筒。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的原理、具體結(jié)構(gòu)和實(shí)施方式。
[0015] 圖1為一次風(fēng)濃淡分離的旋流燃燒器結(jié)構(gòu)簡圖。該燃燒器主要包括帶彎頭的一次 風(fēng)管1、設(shè)置在一次風(fēng)管內(nèi)的油槍風(fēng)管2、內(nèi)二次風(fēng)管6、外二次風(fēng)管8、內(nèi)二次風(fēng)旋流葉片7、 外二次風(fēng)旋流葉片9、開放式U型導(dǎo)流板3、V型芯筒4、三組環(huán)形擋塊5和中心隔筒10 ;內(nèi) 二次風(fēng)旋流葉片7和外二次風(fēng)旋流葉片9分別設(shè)置在內(nèi)二次風(fēng)管6和外二次風(fēng)管8內(nèi)；所 述的開放式U型導(dǎo)流板3布置在一次風(fēng)管1的彎頭出口處；所述的V型芯筒4、三組環(huán)形擋 塊5和中心隔筒10安裝在一次風(fēng)管的水平段內(nèi)，V型芯筒4前端與開放式U型導(dǎo)流板相連， 將一次風(fēng)管1水平段分為內(nèi)外兩個通道；在V型芯筒后端的一次風(fēng)管內(nèi)沿氣流方向依次布 置三組環(huán)形擋塊5和中心隔筒10。
[0016] 二次風(fēng)分別由內(nèi)二次風(fēng)管6和外二次風(fēng)管8進(jìn)入燃燒器，內(nèi)、外二次風(fēng)管均采用周 向進(jìn)氣。內(nèi)二次風(fēng)旋流葉片7和外二次風(fēng)旋流葉片9均可調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)角度，改變旋流數(shù)，操作 靈活方便。攜帶煤粉的一次風(fēng)氣流經(jīng)帶有彎頭的一次風(fēng)管1進(jìn)入旋流燃燒器內(nèi)部，在彎頭 處，煤粉在慣性作用下在一次風(fēng)管頂部富集，但由于開放式U型導(dǎo)流板3的存在，一次風(fēng)管 彎頭段被分成上下兩個部分，約1/3煤粉在U型導(dǎo)流板底部運(yùn)動。另外，約有1/4煤粉進(jìn)入 V型芯筒4內(nèi)部通道，這樣就減弱了以往煤粉僅在水平管道頂部過分富集的副作用。隨后， 在V-型芯筒4末端，連續(xù)布置了三組環(huán)形擋塊5，形成三個先收縮后擴(kuò)散的類似文丘里管形 式的通道結(jié)構(gòu)，富集的煤粉氣流在通過該區(qū)域時會部分向四周擴(kuò)散，起到一定的濃相稀釋 效果，并且有利于煤粉周向均勻分布。之后又布置了中心隔筒10,將濃淡兩股氣流隔離，防 止再混，形成內(nèi)濃外淡的分布，然后進(jìn)入爐膛，均勻濃股煤粉被卷吸到旋流二次風(fēng)中，同回 流煙氣混合，起到穩(wěn)燃和降低NOx排放的目標(biāo)。
[0017] 本發(fā)明所述的三組環(huán)形擋塊與一次風(fēng)管水平段同軸布置，沿氣流流動方向，半徑 依次為350?390mm，280?320mm和255?295mm，優(yōu)選半徑依次是371mm，300mm和275mm ; 距離V-型芯筒最后端的距離依次為250?290mm，490?530mm，720?760mm，優(yōu)選距離依 次是270mm，507mm和738mm ;中心隔筒的半徑為240?280mm，優(yōu)選半徑為260mm ;距離出口 的位置為870_910mm，優(yōu)選距離為890mm。
【權(quán)利要求】
1. 一種一次風(fēng)濃淡分離的旋流燃燒器，包括帶彎頭的一次風(fēng)管（1)、設(shè)置在一次風(fēng)管 內(nèi)的油槍風(fēng)管（2)、內(nèi)二次風(fēng)管（6)和外二次風(fēng)管（8)，在內(nèi)二次風(fēng)管（6)和外二次風(fēng)管內(nèi) 分別設(shè)有內(nèi)二次風(fēng)旋流葉片（7)和外二次風(fēng)旋流葉片（9)，其特征在于：所述旋流燃燒器還 含有開放式U型導(dǎo)流板（3)、V型芯筒（4)、三組環(huán)形擋塊（5)和中心隔筒（10);所述的開放 式U型導(dǎo)流板（3)布置在一次風(fēng)管（1)的彎頭出口處；所述的V型芯筒（4)、三組環(huán)形擋塊 (5)和中心隔筒（10)安裝在一次風(fēng)管水平段內(nèi)，V型芯筒（4)前端與U型導(dǎo)流板相連，將一 次風(fēng)管（1)水平段分為內(nèi)外兩個通道；在V型芯筒后端的一次風(fēng)管內(nèi)沿氣流方向依次布置 三組環(huán)形擋塊（5)和中心隔筒（10)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一次風(fēng)濃淡分離的旋流燃燒器，其特征在于：所述的三 組環(huán)形擋塊（5)沿氣流流動方向的半徑逐漸減小，半徑依次為350?390mm，280?320mm和 255?295mm，距離V型芯筒（4)最后端的距離依次為250?290mm、490?530mm和720? 760mm ;中心隔筒（10)的半徑為240?280mm，距離出口的位置為870-910mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一次風(fēng)濃淡分離的旋流燃燒器，其特征 在于：所述的三組環(huán)形擋塊（5)沿氣流流動方向的半徑依次為371mm、300mm和275mm，距離 V型芯筒（4)最后端的距離依次為270mm、507mm和738mm ;中心隔筒（10)的半徑為260mm, 距離出口的位置為890mm。
【文檔編號】F23D1/02GK104100971SQ201410320828
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
【發(fā)明者】宗曉輝, 楊燕梅, 張海, 呂俊復(fù), 劉青, 鄭平安 申請人:清華大學(xué)