一種風(fēng)冷式煤粉低氮燃燒器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及適合中小型工業(yè)煤粉鍋爐使用的一種風(fēng)冷式煤粉低氮燃燒器，包括：一一端密閉另一端敞口的筒體，一位于所述筒體外側(cè)的點火倉，一設(shè)置在所述筒體內(nèi)的預(yù)燃室，一貫穿所述點火倉和筒體的中心進(jìn)入所述預(yù)燃室的一次風(fēng)粉管，一設(shè)置在所述一次風(fēng)粉管出口端的末端的回流帽，一設(shè)置在所述筒體底部的二次風(fēng)管，以及一設(shè)置在所述筒體頂部的混合三次風(fēng)管；其中，預(yù)燃室的截面呈口小肚大的梭形，且預(yù)燃室與筒體之間留有環(huán)形間隙；在靠近預(yù)燃室進(jìn)口端的環(huán)形間隙內(nèi)徑向設(shè)置一環(huán)形擋板，環(huán)形擋板將環(huán)形間隙分隔成風(fēng)箱和空冷夾套；回流帽與一次風(fēng)粉管出口端留有間隙；二次風(fēng)管連通風(fēng)箱；混合三次風(fēng)管連通空冷夾套。
【專利說明】一種風(fēng)冷式煤粉低氮燃燒器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種燃燒裝置，特別是關(guān)于一種適合中小型煤粉工業(yè)鍋爐使用的風(fēng)冷式煤粉低氮燃燒器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國家環(huán)保部門對鍋爐的污染物排放要求日益嚴(yán)格，即將公布的《鍋爐大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》修訂版中增加了 NOx的排放指標(biāo)，要求新建燃煤鍋爐的NOx排放限值小于300mg/m3。專利200910087161.8介紹了一種適合中小型工業(yè)煤粉鍋爐使用的煤粉燃燒器。經(jīng)第三方實測，該燃燒器的NOx排放濃度大于300mg/m3。為滿足國家最新的環(huán)保要求，需對該燃燒器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，進(jìn)一步降低其NOx的排放指標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種適合中小型工業(yè)煤粉鍋爐使用的風(fēng)冷式煤粉低氮燃燒器，該燃燒器可以廣泛應(yīng)用于各種中小型工業(yè)煤粉鍋爐中。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種風(fēng)冷式煤粉低氮燃燒器，其特征在于，該燃燒器包括: 端密閉另一端敞口的筒體，一位于所述筒體外側(cè)的點火倉，一設(shè)置在所述筒體內(nèi)的預(yù)燃室，一貫穿所述點火倉和筒體的中心進(jìn)入所述預(yù)燃室的一次風(fēng)粉管，一設(shè)置在所述一次風(fēng)粉管出口端的末端的回流帽，一設(shè)置在所述筒體底部的二次風(fēng)管，以及一設(shè)置在所述筒體頂部的混合三次風(fēng)管；其中，所述預(yù)燃室的截面呈口小肚大的梭形，且所述預(yù)燃室與筒體之間留有環(huán)形間隙；在靠近所述預(yù)燃室進(jìn)口端的所述環(huán)形間隙內(nèi)徑向設(shè)置一環(huán)形擋板，所述環(huán)形擋板將所述環(huán)形間隙分隔成兩個獨立的密閉腔室，其中靠近所述預(yù)燃室進(jìn)口端的腔室形成風(fēng)箱，而另一不規(guī)則的腔室形成空冷夾套；所述回流帽與一次風(fēng)粉管出口端留有間隙；所述二次風(fēng)管連通所述風(fēng)箱；所述混合三次風(fēng)管連通所述空冷夾套。
[0005]在所述風(fēng)箱內(nèi)周向設(shè)置若干旋流葉片，所述旋流葉片的外形為通過模具沖壓而成的不規(guī)則曲面。
[0006]在所述點火倉的面板上設(shè)置一具有齒輪傳動裝置的調(diào)節(jié)手柄，所述齒輪傳動裝置連接所述旋流葉片。
[0007]在所述點火倉的面板上設(shè)置一點火器、一脈沖閥、一火焰檢測器以及兩個用于觀察燃燒狀況的觀測孔。
[0008]本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:1、本實用新型在使用時首先將供入預(yù)燃室的一、二次風(fēng)量減少到總助燃風(fēng)量的80%以下，使燃料先在缺氧條件下燃燒，在還原性氣氛中降低NOx生成率；同時在燃燒穩(wěn)定后將部分低溫低氧循環(huán)煙氣與三次風(fēng)混合送入燃燒器的空冷夾套作為預(yù)燃室的冷卻介質(zhì)參與換熱，然后進(jìn)入鍋爐的爐膛以提供完全燃燒所需要的剩余風(fēng)量，最終在過量空氣系數(shù)大于I的條件下完成低NOx燃燒過程。整個過程耦合了空氣分級燃燒和煙氣再循環(huán)技術(shù)，發(fā)揮了二者協(xié)同作用，有效抑制NOx的生成，相對單一低氮技術(shù)，NOx減排率提高30%以上。2、本實用新型的預(yù)燃室外具有一空冷夾套，利用三次風(fēng)和循環(huán)煙氣對預(yù)燃室進(jìn)行混合空冷，以替代傳統(tǒng)的水冷方式，從而使得燃燒器結(jié)構(gòu)更為簡化，設(shè)備重量和成本得到降低。3、本實用新型由于在送粉管出口端的末端設(shè)有回流帽，能夠使得送粉管輸送的煤粉經(jīng)回流帽反射后在預(yù)燃室中均勻分散，配合鼓風(fēng)管送入的風(fēng)，可以很好的補充燃燒需要的氧氣，使煤粉的燃燒更加充分。4、本實用新型在風(fēng)箱內(nèi)裝有特殊彎曲外形的旋流葉片，能夠使得鼓風(fēng)機送入的風(fēng)產(chǎn)生很強的旋流作用，使得燃燒的火焰形成旋焰。特別是將旋流葉片與齒輪傳動裝置相連，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)手柄能夠很好的控制旋流葉片的傾斜角，從而更好的控制鼓入風(fēng)的軸向速度和切向速度，進(jìn)而可以有效地拉長火焰的燃燒長度，使燃燒更充分、更穩(wěn)定，形成類似燃油燃?xì)忮仩t裝置的燃燒效果O
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是本實用新型的左視圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0012]如圖1所示，本實用新型的風(fēng)冷式煤粉低氮燃燒器包括筒體1、預(yù)燃室2、點火倉3、一次風(fēng)粉管4、二次風(fēng)管5和混合三次風(fēng)管6。其中，筒體I 一端密閉，另一端敞口，在使用中可以任意角度放置。預(yù)燃室2設(shè)置在筒體I內(nèi)，呈口小肚大的梭形，且預(yù)燃室2與筒體I之間留有環(huán)形間隙。在靠近筒體I密閉端的環(huán)形間隙內(nèi)徑向設(shè)置有一環(huán)形擋板7，該環(huán)形擋板7將環(huán)形間隙分隔成兩個獨立的腔室，其中位于筒體I密閉端一側(cè)的腔室形成風(fēng)箱8，而位于筒體I敞口端一側(cè)的腔室則形成空冷夾套9。點火倉3通過法蘭緊固連接在風(fēng)箱8的外側(cè)。
[0013]一次風(fēng)粉管4的出口端4-1貫穿點火倉3和風(fēng)箱8的中心進(jìn)入預(yù)燃室2，其進(jìn)口端4-2設(shè)置在點火倉3外并連接給料裝置(圖中未示出)，出口端4-1延伸至預(yù)燃室2的底部，并在出口端4-1的末端設(shè)置有一回流帽10，回流帽10與出口端4-1保留特定間隙。二次風(fēng)管5設(shè)置在風(fēng)箱8的底部,其一端連通風(fēng)箱8,另一端連通鼓風(fēng)機(圖中未不出)?；旌先物L(fēng)管6設(shè)置在靠近風(fēng)箱8 一側(cè)的空冷夾套9頂部，其一端連通空冷夾套9，另一端連接鼓風(fēng)機和煙氣回流管(圖中未示出)。
[0014]在一個優(yōu)選的實施例中，風(fēng)箱8內(nèi)周向設(shè)置有若干旋流葉片11，旋流葉片11的外形是通過專用模具沖壓而成的不規(guī)則曲面，其設(shè)置的數(shù)量和旋流角度都是根據(jù)空氣動力學(xué)原理進(jìn)行研發(fā)的。同時，在點火倉3的面板18上設(shè)置有一具有齒輪傳動裝置的調(diào)節(jié)手柄12(如圖2所示)，且旋流葉片11與調(diào)節(jié)手柄12上的齒輪傳動裝置連接，因此可以通過調(diào)節(jié)手柄12調(diào)節(jié)旋流葉片11的旋流角度,從而有效地控制旋焰的長度和強度,使燃燒更加充分、均勻。
[0015]在一個優(yōu)選的實施例中，如圖2所示，在點火倉3的面板18上設(shè)置有一攝像頭13、上下兩觀測孔14、一點火器15、一脈沖閥16和一火焰檢測器17。攝像頭13用于遠(yuǎn)程觀測預(yù)燃室2內(nèi)燃燒狀況，觀測孔14用于現(xiàn)場觀察預(yù)燃室2內(nèi)燃燒狀況，點火器15用于煤粉點火，脈沖閥16用于控制噴入預(yù)燃室2內(nèi)部的壓縮空氣和清除積灰，火焰檢測器17用于在鍋爐啟停及運行中，監(jiān)測預(yù)燃室2內(nèi)的火焰燃燒情況，將信號反饋給燃燒器的控制系統(tǒng)以便做出下一步操作指令。
[0016]本實用新型提供的風(fēng)冷式煤粉低氮燃燒器，可按照如下步驟進(jìn)行使用:
[0017]I)將風(fēng)冷式煤粉低氮燃燒器的筒體I敞口端與鍋爐的爐膛對接；
[0018]2)在鍋爐水、風(fēng)系統(tǒng)啟動后,開啟點火器15，將液化氣或者燃油點燃；
[0019]3)打開給料裝置進(jìn)行煤粉供應(yīng)，將一次風(fēng)和煤粉導(dǎo)入一次風(fēng)粉管4，一次風(fēng)和煤粉經(jīng)過回流帽10反射進(jìn)入預(yù)燃室2，煤粉被已經(jīng)燃燒的液化氣或者燃油點燃；
[0020]4)開啟與二次風(fēng)管5連通的鼓風(fēng)機將二次風(fēng)導(dǎo)入風(fēng)箱8，二次風(fēng)經(jīng)過旋流葉片11后進(jìn)入預(yù)燃室2，并使進(jìn)入預(yù)燃室2的一、二次風(fēng)量為總助燃風(fēng)量的50%-80%，使煤粉先在缺氧條件下燃燒，以在還原性氣氛中降低NOx生成速率；
[0021]5)同時開啟與混合三次風(fēng)管6連通的鼓風(fēng)機將三次風(fēng)導(dǎo)入空冷夾套9先作為預(yù)燃室2的冷卻介質(zhì)參與換熱，然后從筒體I敞口端加速噴出，與預(yù)燃室2燃燒產(chǎn)生的煙氣在鍋爐的爐膛內(nèi)混合，以提供完全燃燒所需要的剩余風(fēng)量，最終在過量空氣系數(shù)大于I的條件下完成全部燃燒過程；
[0022]6)燃燒穩(wěn)定后從鍋爐尾部與引風(fēng)機之間的煙道抽取5%_40%的鍋爐尾部煙氣，利用回流風(fēng)機將其導(dǎo)入與混合三次風(fēng)管6連通的煙氣回流管，使鍋爐尾部煙氣與三次風(fēng)混合后經(jīng)混合三次風(fēng)管6進(jìn)入空冷夾套9參與換熱和燃燒。
[0023]此外，在煤粉燃燒過程中，可以改變煙氣循環(huán)倍率、供料裝置的給粉量、鼓風(fēng)機的送風(fēng)量和旋流葉片11的旋流角度等參數(shù)，從而改變預(yù)燃室2中的NOx排放濃度、火焰燃燒位置、燃燒強度和旋流強度等，使得煤粉在預(yù)燃室2中得以環(huán)保合理的組織燃燒，達(dá)到低氮穩(wěn)燃的目的。
[0024]本實用新型僅以上述實施例進(jìn)行說明，各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置、及其連接都是可以有所變化的，在本實用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本實用新型原理對個別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本實用新型的保護(hù)范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)冷式煤粉低氮燃燒器，其特征在于，該燃燒器包括:
端密閉另一端敞口的筒體， 一位于所述筒體外側(cè)的點火倉， 一設(shè)置在所述筒體內(nèi)的預(yù)燃室， 一貫穿所述點火倉和筒體的中心進(jìn)入所述預(yù)燃室的一次風(fēng)粉管， 一設(shè)置在所述一次風(fēng)粉管出口端的末端的回流帽， 一設(shè)置在所述筒體底部的二次風(fēng)管，以及 一設(shè)置在所述筒體頂部的混合三次風(fēng)管； 其中，所述預(yù)燃室的截面呈口小肚大的梭形，且所述預(yù)燃室與筒體之間留有環(huán)形間隙；在靠近所述預(yù)燃室進(jìn)口端的所述環(huán)形間隙內(nèi)徑向設(shè)置一環(huán)形擋板，所述環(huán)形擋板將所述環(huán)形間隙分隔成兩個獨立的密閉腔室，其中靠近所述預(yù)燃室進(jìn)口端的腔室形成風(fēng)箱，而另一不規(guī)則的腔室形成空冷夾套；所述回流帽與一次風(fēng)粉管出口端留有間隙；所述二次風(fēng)管連通所述風(fēng)箱；所述混合三次風(fēng)管連通所述空冷夾套。
2.如權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)冷式煤粉低氮燃燒器，其特征在于，在所述風(fēng)箱內(nèi)周向設(shè)置若干旋流葉片，所述旋流葉片的外形為通過模具沖壓而成的不規(guī)則曲面。
3.如權(quán)利要求2所述的一種風(fēng)冷式煤粉低氮燃燒器，其特征在于，在所述點火倉的面板上設(shè)置一具有齒輪傳動裝置的調(diào)節(jié)手柄，所述齒輪傳動裝置連接所述旋流葉片。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種風(fēng)冷式煤粉低氮燃燒器，其特征在于，在所述點火倉的面板上設(shè)置一點火器、一脈沖閥、一火焰檢測器以及兩個用于觀察燃燒狀況的觀測孔。
【文檔編號】F23D1/02GK203703960SQ201420041593
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】王乃繼, 尚慶雨, 紀(jì)任山, 張鑫, 梁興, 李婷, 劉建航, 肖翠微, 宋春燕, 苗鵬, 周沛然, 于清航, 徐大寶, 王用英, 劉振宇, 楊晉芳 申請人:煤炭科學(xué)研究總院