一種兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器及鍋爐燃燒系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及燃燒設備領域，公開了一種兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器及鍋爐燃燒系統(tǒng)，該燃燒器包括一次風管(10)、套設在一次風管外的二次風管(20)以及套設在二次風管外的三次風管(30)，三次風管的進風口(31)能夠打開和關閉。本方案可以通過關閉三次風管的進風口而使燃燒器能夠順利地從空氣燃燒切換至富氧燃燒，此時富氧燃燒所需的風量全部由一次風管和二次風管提供，以保證火焰的穩(wěn)定性。通常，空氣燃燒和富氧燃燒所需的一次風量相差不多，而所需的二次風量卻相差較大，因此在實際應用中三次風管的風量和風速可以按照空氣燃燒的參數(shù)進行設計。當然，也可以通過打開三次風管的進風口而使燃燒器能夠順利地從富氧燃燒切換至空氣燃燒。
【專利說明】
一種兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器及鍋爐燃燒系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及燃燒設備，具體地，涉及一種兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器及鍋爐燃燒系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著技術的發(fā)展，富氧燃燒技術作為一種重要的二氧化碳捕捉技術，受到了越來越多的關注(所謂富氧燃燒技術是在現(xiàn)有燃煤發(fā)電技術基礎上，用適當比例的氧氣和二氧化碳混合物代替空氣，同時采用煙氣循環(huán)調(diào)節(jié)鍋爐的燃燒和傳熱特性，以獲得高濃度的二氧化碳煙氣，通過冷凝壓縮純化，實現(xiàn)大規(guī)模的二氧化碳富集和存儲的一種燃燒技術)。
[0003]目前，由于富氧燃燒時需要利用循環(huán)煙氣，因此，一般地，鍋爐首先要進行空氣氣氛下的燃燒(即空氣燃燒)產(chǎn)生一定的煙氣，然后切換到富氧燃燒。當然，在富氧工況下，也可以從鄰臺鍋爐抽取循環(huán)煙氣。
[0004]然而，由于空氣燃燒中，只有21%的氧參與燃燒，其余79%的空氣并不參與燃燒，而是以煙氣的形式排出，而富氧燃燒中，由于氧氣的含量大于21 % ( —般地氧氣濃度〉26%)，因此，這樣富氧燃燒時所需的總風量比空氣燃燒時所需要的總風量少，這樣在從空氣燃燒切換到富氧燃燒后，主燃區(qū)的風量以及風速都會減小，從而會導致燃燒火焰不穩(wěn)定，火焰形狀和輻射傳熱效果將發(fā)生很大的變化，鍋爐難以安全穩(wěn)定運行。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器及鍋爐燃燒系統(tǒng)，以能夠在富氧燃燒工況和空氣燃燒工況之間快捷順利地切換。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，該燃燒器包括一次風管、套設在所述一次風管外的二次風管以及套設在所述二次風管外的三次風管，所述三次風管的進風口能夠打開和關閉。
[0007]優(yōu)選地，所述三次風管為變徑管，且沿著靠近所述燃燒器的噴口的方向，所述三次風管的直徑逐漸增大。
[0008]優(yōu)選地，所述三次風管的進風口的大小為可調(diào)節(jié)的。
[0009]優(yōu)選地，所述三次風管的進風口為多個并分別沿所述三次風管的外周壁周向設置。
[0010]優(yōu)選地，所述二次風管中設置有能夠沿該二次風管的中心軸線方向移動的第一葉片旋流器。
[0011 ]優(yōu)選地，所述三次風管中固定有第二葉片旋流器。
[0012]優(yōu)選地，所述一次風管內(nèi)設置有用于裝設點火油槍的中心管，所述中心管的外周壁上設置有用于擾動一次風的擾流件。
[0013]優(yōu)選地，所述一次風管、二次風管、三次風管以及中心管同心設置。
[0014]優(yōu)選地，所述一次風管和二次風管的靠近所述燃燒器的噴口的部分呈擴口狀。
[0015]本實用新型還提供一種鍋爐燃燒系統(tǒng)，該鍋爐燃燒系統(tǒng)包括鍋爐和磨煤機，所述鍋爐燃燒系統(tǒng)包括所述兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，所述燃燒器設置于所述鍋爐的爐膛入口，所述磨煤機的出口與所述燃燒器的所述一次風管連通。
[0016]在本實用新型中，可以通過關閉三次風管的進風口而使燃燒器能夠順利地從空氣燃燒切換至富氧燃燒，此時富氧燃燒所需的風量全部由一次風管和二次風管提供，從而保證了火焰的穩(wěn)定性。事實上，經(jīng)過驗證，一般地，空氣燃燒和富氧燃燒所需的一次風量相差不多，而所需的二次風量卻相差比較大(富氧燃燒所需的二次風量比空氣燃燒所需的二次風量少很多)，因此在實際應用中三次風管的風量和風速可以按照空氣燃燒的參數(shù)進行設計。當然，也可以通過打開三次風管的進風口而使燃燒器能夠順利地從富氧燃燒切換至空氣燃燒，此時三次風管中的三次風可以作為燃燒器的燃盡風使用。
[0017]本實用新型的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0018]附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本實用新型，但并不構成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0019]圖1是本實用新型的【具體實施方式】提供的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器的結(jié)構示意圖。
[0020]附圖標記說明
[0021]10:—次風管；20: 二次風管；
[0022]30:三次風管；31:進風口；
[0023]40:中心管；50:第二葉片旋流器；
[0024]60:第一葉片旋流器；70:擾流件。
【具體實施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
[0026]在本實用新型中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是指參考附圖所示的上、下、左、右；“內(nèi)、外”是指相對于各部件本身的輪廓的內(nèi)、外。
[0027]在鍋爐燃燒系統(tǒng)中，由于富氧燃燒和空氣燃燒所需的總風量不同，從而致使現(xiàn)有技術中的燃燒器不能夠在富氧燃燒和空氣燃燒之間順利地切換，有鑒于此，本實用新型提供一種能夠在富氧燃燒和空氣燃燒之間順利地切換的燃燒器，下文將參考附圖對本實用新型提供的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器進行詳細的說明。
[0028]如圖1所示，本實用新型提供的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器包括一次風管10、套設在一次風管10外的二次風管20以及套設在二次風管20外的三次風管30，所述三次風管30的進風口31能夠打開和關閉，例如，可以在進風口31附近設置閥門，從而實現(xiàn)進風口31的打開和關閉。而進風口 31的中心軸線可以是垂直于三次風管30的中心軸線，當然也可以相對于三次風管30的中心軸線傾斜設置。
[0029]在本實用新型中，可以通過關閉三次風管30的進風口31而使燃燒器能夠順利地從空氣燃燒切換至富氧燃燒，此時富氧燃燒所需的風量全部由一次風管10和二次風管20提供，從而保證了火焰的穩(wěn)定性。事實上，經(jīng)過驗證，一般地，空氣燃燒和富氧燃燒所需的一次風量相差不多，而所需的二次風量卻相差比較大(富氧燃燒所需的二次風量比空氣燃燒所需的二次風量少很多)，因此在實際應用中三次風管30的風量和風速可以按照空氣燃燒的參數(shù)進行設計。當然，也可以通過打開三次風管30的進風口 31而使燃燒器能夠順利地從富氧燃燒切換至空氣燃燒，此時三次風管30中的三次風可以作為燃燒器的燃盡風使用。
[0030]其中，所述三次風管30為變徑管，且沿著靠近燃燒器的噴口的方向，所述三次風管30的直徑逐漸增大。具體地，由于三次風管30作用是在空氣燃燒的模式下使用，因此三次風管30的尺寸可以按照空氣燃燒時的風量和風速等參數(shù)進行設計。
[0031]為了使所述燃燒器能夠適應不同的情況，所述三次風管30的進風口31的大小為可調(diào)節(jié)的。當空氣燃燒工況需要的二次風量較多時，該進風口 31可以調(diào)節(jié)的相應大些，當空氣燃燒工況需要的二次風量較少時，可以相應的將進風口 31調(diào)小，以保證爐膛內(nèi)燃燒火焰穩(wěn)定。
[0032]當然，所述三次風管30的進風口31可以為多個，該多個進風口 31分別沿三次風管30的外周壁周向設置，優(yōu)選地，多個進風口 31均勻地設置在三次風管30的外周壁上。在實際應用中，可以根據(jù)實際情況，使多個進風口31中的一部分打開，另一部分關閉，從而可以調(diào)節(jié)進風量，當然，也可以使多個進風口 31都打開，通過控制設置在進風口 31附近的閥門的開度，從而調(diào)節(jié)進風量。另外，為了簡化結(jié)構，降低成本，三次風管3優(yōu)選地設置于燃燒器的噴口附近。
[0033]進一步地，所述二次風管20中設置有能夠沿該二次風管20的中心軸線方向移動的第一葉片旋流器60，從而能夠在二次風管20中產(chǎn)生旋流二次風，同時在火焰中心產(chǎn)生回流區(qū)，以加強煤粉的燃燒和補充氧量。當然，也可以通過改變上述第一葉片旋流器60的移動方向，從而改變第一葉片旋流器60的葉片的旋流強度，具體地，當需要旋流強度較小時，使第一葉片旋流器60向遠離燃燒器噴口的方向移動；當需要旋流強度較大時，使第一葉片旋流器60向靠近燃燒器噴口的方向移動。當然，也可以在三次風管30中固定第二葉片旋流器50，從而能夠在三次風管30中產(chǎn)生旋流。
[0034]為了加速一次風管10中氣體的擾動，所述一次風管10內(nèi)設置有用于裝設點火油槍的中心管40，所述中心管40的外周壁上設置有擾流件70，從而能夠使一次風管10中的煤粉形成“外濃內(nèi)淡”的分布形式。具體地，當一次風攜帶煤粉進入一次風管10后遇到擾流件70時，會改變一部分一次風的流動方向，即，使這部分一次風繞過擾流件70后再繼續(xù)向燃燒器的噴口流動，從而使一次風管10中的靠近擾流件70的位置的煤粉濃度小于遠離擾流件70位置的濃度。
[0035]其中，所述一次風管10、二次風管20、三次風管30以及中心管40可以同心設置。另夕卜，可以通過將一次風管10和二次風管20的靠近燃燒器的噴口的部分設置為擴口狀，從而控制火焰的形狀。
[0036]根據(jù)本實用新型的另一個方面，本實用新型還提供一種鍋爐燃燒系統(tǒng)，該鍋爐燃燒系統(tǒng)包括鍋爐和磨煤機，其中，所述鍋爐燃燒系統(tǒng)包括上述兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，所述燃燒器設置于所述鍋爐的爐膛入口，所述磨煤機的出口與所述燃燒器的一次風管10連通，從而使一次風管I中的一次風能夠攜帶著煤粉進入到爐膛內(nèi)?？梢岳斫獾厥牵淮物L管10、二次風管20和三次風管30都與鍋爐的爐膛連通，以能夠?qū)⒁淮物L管10中的一次風、二次風管20中的二次風以及三次風管30中的三次風送入爐膛內(nèi)。
[0037]以上結(jié)合附圖詳細描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本實用新型的技術構思范圍內(nèi)，可以對本實用新型的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實用新型的保護范圍。
[0038]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0039]此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內(nèi)容。
【主權項】
1.一種兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，其特征在于，該燃燒器包括一次風管(10)、套設在所述一次風管(10)外的二次風管(20)以及套設在所述二次風管(20)外的三次風管(30),所述三次風管(30)的進風口(31)能夠打開和關閉； 所述一次風管(10)內(nèi)設置有用于裝設點火油槍的中心管(40)，所述中心管(40)的外周壁上設置有用于擾動一次風的擾流件(70)。2.根據(jù)權利要求1所述的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，其特征在于，所述三次風管(30)為變徑管，且沿著靠近所述燃燒器的噴口的方向，所述三次風管(30)的直徑逐漸增大。3.根據(jù)權利要求1所述的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，其特征在于，所述三次風管(30)的進風口(31)的大小為可調(diào)節(jié)的。4.根據(jù)權利要求1所述的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，其特征在于，所述三次風管(30)的進風口(31)為多個并分別沿所述三次風管(30)的外周壁周向設置。5.根據(jù)權利要求1-4中任意一項所述的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，其特征在于，所述二次風管(20)中設置有能夠沿該二次風管(20)的中心軸線方向移動的第一葉片旋流器(60)。6.根據(jù)權利要求5所述的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，其特征在于，所述三次風管(30)中固定有第二葉片旋流器(50)。7.根據(jù)權利要求5所述的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，其特征在于，所述一次風管(10)、二次風管(20)、三次風管(30)以及中心管(40)同心設置。8.根據(jù)權利要求5所述的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，其特征在于，所述一次風管(10)和二次風管(20)的靠近所述燃燒器的噴口的部分呈擴口狀。9.一種鍋爐燃燒系統(tǒng)，該鍋爐燃燒系統(tǒng)包括鍋爐和磨煤機，其特征在于，所述鍋爐燃燒系統(tǒng)包括權利要求1-8中任意一項所述的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，所述燃燒器設置于所述鍋爐的爐膛入口，所述磨煤機的出口與所述燃燒器的所述一次風管(10)連通。
【文檔編號】F23D1/02GK205678667SQ201620223205
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年3月22日 公開號201620223205.0, CN 201620223205, CN 205678667 U, CN 205678667U, CN-U-205678667, CN201620223205, CN201620223205.0, CN205678667 U, CN205678667U
【發(fā)明人】陳寅彪, 孔紅兵, 王鵬, 陳燦, 毛宇, 王軍偉, 張山鷹, 謝佳, 李曼麗, 胡修奎
【申請人】中國神華能源股份有限公司, 北京國華電力有限責任公司, 神華國華（北京）電力研究院有限公司, 東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司