專利名稱：燃燒粉狀燃料的燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1前序部分特征燃燒粉狀燃料的燃燒器。
在這類燃燒器中，由于燃燒用的空氣分成多個同心的分流，所以壓抑了燃燒粉狀燃料時氧化氮的生成。在未預(yù)公開的德國專利申請P4217879.7中介紹的一種燃燒器便具有這種特點(diǎn)。這種燃燒器的特征是可單獨(dú)調(diào)整各支路的供氣量，其中，二次氣流和三次氣流經(jīng)過切向的空氣入流，沿有關(guān)的氣流截面均勻分布。通過在二次空氣管道和三次空氣管道內(nèi)的渦流器，可分別增強(qiáng)、減小或消除各空氣流的渦旋，以便根據(jù)要使用的燃料，來調(diào)節(jié)燃料和燃燒用空氣在內(nèi)部的燃燒區(qū)的混合強(qiáng)度，并形成穩(wěn)定的圍繞著內(nèi)部燃燒區(qū)的流動。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種此類的燃燒器，它可高效和可控制地影響燃燒過程，這主要是針對主燃燒區(qū)中氧化氮的生成與減少的化學(xué)-物理關(guān)系。
按本發(fā)明在這類燃燒器中達(dá)到上述目的是具有權(quán)利要求1的特征部分所述之特征。在從屬權(quán)利要求中給出了先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
在導(dǎo)流裝置和一次空氣管道之間構(gòu)成的環(huán)狀縫隙可分流二次空氣，在焰心的點(diǎn)火區(qū)中混合。以此方式有利于粉狀燃料在缺氧區(qū)中較早點(diǎn)燃。因此，導(dǎo)流裝置一方面有利于在燃燒器中火焰的穩(wěn)定，并可限制火焰沿徑向的擴(kuò)展。另一方面，導(dǎo)流裝置使空氣偏轉(zhuǎn)，并因而延緩燃燒空氣的氧與燃料之間的混合反應(yīng)。所有這些均使氧化氮的生成量減小。
按本發(fā)明的最佳設(shè)計(jì)，從環(huán)狀縫隙流過的二次空氣的分流，可借助于可移動的節(jié)氣環(huán)加以改變。因此可在更大的范圍影響各種燃料的不同點(diǎn)火特性。
本發(fā)明的實(shí)施例表示在附圖
中，并在下面作進(jìn)一步的介紹。附圖表示燃燒器的縱剖面。
用于燃燒煤粉的燃燒器中，在燃燒器縱軸線1上設(shè)有一根點(diǎn)火噴油管2，它們于中心空氣管3的內(nèi)部。在點(diǎn)火噴油管2的前端有一個噴油嘴4。噴油嘴4附近的中心空氣管3內(nèi)裝有渦流器5。
中心空氣管3被一次空氣管6所圍繞，從而構(gòu)成了一個圓柱形環(huán)狀通道。一次空氣管6的后端，通過彎管7與煤粉導(dǎo)管8連接，導(dǎo)管8通往圖中未表示的粉碎機(jī)。一次空氣或一次氣體與煤粉的混合物，經(jīng)煤粉導(dǎo)管8輸入一次空氣管6。在一次空氣管6中距出口端有一定的軸向距離處設(shè)渦流器9，它與擠壓器10相聯(lián)。擠壓器10固定在中心空氣管3上。固定的或可移動的渦流器9使一次空氣或一次氣體與煤粉組成的氣流成為旋轉(zhuǎn)氣流。因此使一次空氣流中的煤粉濃度更加均勻，并同時向外擠壓。通過擠壓器10增強(qiáng)了這一效果。
一次空氣管6出口端的結(jié)構(gòu)形成了一個環(huán)11，環(huán)11有沿徑向指向內(nèi)部的邊。此邊插入由一次空氣或一次氣體與煤粉組成的氣流中，并因而使集中在一空氣管6邊界區(qū)內(nèi)的煤粉分散開。以此方式使煤粉和一次空氣在一個小的空間范圍內(nèi)強(qiáng)烈渦旋。
一次空氣管6與二次空氣管12構(gòu)成同心的圓柱狀環(huán)形通道，二次空氣管12又在與之同心的三次空氣管13圍繞下共同構(gòu)成了一個圓柱狀環(huán)形通道。與三次空氣管13連接著燃燒器喉道14，后者在燃燒室壁16處過渡為燃燒器口15。喉道14由多個管組成，燃燒室壁16由它們合成。
每一個燃燒器的二次空氣管12和三次空氣管13，均在其后端與一個螺旋狀進(jìn)氣管17、18連接，進(jìn)氣管17、18與內(nèi)裝操縱活門19、20的各路進(jìn)空氣導(dǎo)管21、22相連。各路進(jìn)空氣導(dǎo)管21、22向二次空氣管12供應(yīng)二次空氣，向三次空氣管13供應(yīng)三次空氣，它們作為燃燒用空氣的各路分流。
就在二次空氣管12和三次空氣管13的出口端前，設(shè)有造成渦流的爐式(in Form eines Geschraenks)裝置，它們是可旋轉(zhuǎn)地支承著的軸向式渦旋活門23、24，通過一根圖上未表示的連桿和一個伺服驅(qū)動裝置，可從外部控制此渦旋活門23、24。二次空氣和三次空氣經(jīng)過此軸向式渦旋活門23、24時，被這作強(qiáng)度可調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)。在一個應(yīng)在其中僅燃燒成分與質(zhì)量保持不變的煤粉的燃燒器中，也可以采用一種渦旋強(qiáng)度確定已調(diào)整好的固定式渦旋活門。
在一次空氣管6出口端，為了構(gòu)成環(huán)狀縫隙25，用導(dǎo)流裝置26包圍起來。環(huán)狀縫隙25的寬度大于或等于一次空氣管6外徑的1.5%。由圓柱殼構(gòu)成的導(dǎo)流裝置，在其入流側(cè)設(shè)入流段27，在其流出端設(shè)流出段28。入流段27與燃燒器縱軸線構(gòu)成最大為25℃的出口角。至少導(dǎo)流裝置26的入流段27和圓柱形中間部分處于二次空氣管12內(nèi)。導(dǎo)流裝置26將流過二次空氣管12的二次空氣分成兩個分流，其中一個分流通過環(huán)狀縫隙25流動。
通過支承件29將導(dǎo)流裝置26定心在一次空氣管6上。支承件29的走向可平行于燃燒器縱軸線1，或最好與燃燒器縱軸線成一個角度。此夾角為0°至80°，最好45°。通過這樣的定位，迫使流過環(huán)狀縫隙25的分流旋轉(zhuǎn)，從而具有高的混合勢能。通過環(huán)狀縫隙25流動的二次空氣的分流攙入由煤粉和一次空氣組成的氣流中，后者通過與擠壓器10連接的渦流器9以及通過伸入一次空氣管6內(nèi)的環(huán)11形成渦流。與此同時，從環(huán)狀縫隙25流出的二次空氣的分流，阻止初始火焰沿徑向傳播。因此，二次空氣和三次空氣只是推遲與燃料的混合，由于這些空氣流以可調(diào)節(jié)的強(qiáng)度被迫旋轉(zhuǎn)，所以這樣做是有利的。
在一次空氣管6上裝有節(jié)氣環(huán)30，它可沿軸向一直移動到導(dǎo)流裝置26的入口。借助于節(jié)氣環(huán)30關(guān)閉或打開環(huán)狀縫隙25，可以改變二次氣流各分流的份額，從而影響熱解過程中攙入燃料中的二次空氣量。
導(dǎo)流裝置26沿軸向超過一次空氣管6，而一次空氣管又超出三次空氣管13。導(dǎo)流裝置26超過一次空氣管6的部分為一次空氣管6外徑的25%。三次空氣管13、二次空氣管12和導(dǎo)流裝置26的出口截面積，彼此存在固定的比例關(guān)系，這一關(guān)系受燃燒器基本工藝參數(shù)的影響。在最有利的情況下，三次空氣管13、二次空氣管12和導(dǎo)流裝置26的外邊緣處于一個圓錐面上，圓錐面的錐頂31指向氣流方向。圓錐面的中心角為40°至60°。
權(quán)利要求
1.燃燒粉狀燃料的燃燒器具有分成同心分流的燃燒用空氣，燃燒器有流過一次空氣或一次氣體與燃料的一次空氣管(6)，在它外面圍繞著流過二次空氣的二次空氣管(12)，其特征為在二次空氣管(12)內(nèi)的一次空氣管(6)出口端，由一個兩頭開口流過二次空氣的導(dǎo)流裝置(26)所包圍，以構(gòu)成一個環(huán)狀縫隙(25)，導(dǎo)流裝置(26)沿軸向超出一次空氣管(6)，超出的量為一次空氣管(6)外徑的25%；以及，環(huán)狀縫隙(25)的寬度至少等于一次空氣管(6)外徑的1.5%。
2.按照權(quán)利要求1所述之燃燒器，其特征為導(dǎo)流裝置(26)通過一些支承件(29)支承在一次空氣管(6)上，它們安裝成與二次空氣流動方向最大為80°的夾角。
3.按照權(quán)利要求1或2所述之燃燒器，其特征為導(dǎo)流裝置(26)上設(shè)流出段(28)，流出段(28)與燃燒器縱軸線(1)構(gòu)成最大為25°的出口角。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述之燃燒器，其特征為導(dǎo)流裝置(26)上設(shè)入流段(27)，入流段(27)與燃燒器縱軸線(1)構(gòu)成最大為45°的入流角。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述之燃燒器，其特征為一次空氣管(6)上裝有節(jié)氣環(huán)(30)，它可沿軸向一直移動到導(dǎo)流裝置(26)的入口截面。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述之燃燒器，其特征為在二次空氣管(12)中導(dǎo)流裝置(26)的上游設(shè)渦旋活門(Drallklappengeschraenk)。
7.按照權(quán)利要求6所述之燃燒器，其特征為渦旋活門是可調(diào)的。
8.按照權(quán)利要求1至7之一所述之燃燒器，其特征為一次空氣管(6)內(nèi)裝有中心空氣管(3)，中心空氣管(3)內(nèi)裝有一根點(diǎn)火噴油管(2);以及，一次空氣管(6)內(nèi)裝有一個固定的或可調(diào)整的渦流器(9)，此渦流器(9)與一個固定在中心空氣管(3)上的擠壓器(10)連接。
9.按照權(quán)利要求1至8之一所述之燃燒器，其特征為在一次空氣管(6)的出口端，設(shè)有一個使集中在一次空氣管(6)邊界區(qū)內(nèi)的煤粉分散開的裝置。
10.按照權(quán)利要求1至9之一所述之燃燒器，其特征為二次空氣管(12)受一根流過三次空氣的三次空氣管(13)包圍;二次空氣管(12)沿軸向超出三次空氣管(13)。
11.按照權(quán)利要求10所述之燃燒器，其特征為三次空氣管(13)中裝有一個固定的或可調(diào)的渦流器。
12.按照權(quán)利要求1至11之一所述之燃燒器，其特征為導(dǎo)流裝置(26)沿軸向超出二次空氣管(12)。
13.按照權(quán)利要求9和12所述之燃燒器，其特征為三次空氣管(13)的外邊緣，二次空氣管(12)的外邊緣和導(dǎo)流裝置(26)的外邊緣處于一個圓錐面上，圓錐面的錐頂(31)指向氣流方向，它的中心角為40°至60°。
全文摘要
燃燒粉狀燃料的燃燒器具有分成同心分流的燃燒用空氣，燃燒器有流過一次空氣或一次氣體與燃料的一次空氣管6，在它外面圍繞著流過二次空氣的二次空氣管12。在二次空氣管12內(nèi)的一次空氣管6出口端，由一個兩頭開口流過二次空氣的導(dǎo)流裝置26所包圍，以構(gòu)成一個環(huán)狀縫隙25，導(dǎo)流裝置26沿軸向超出一次空氣管6，超出的量為一次空氣管6外徑的25％。環(huán)狀縫隙25的寬度至少等于一次空氣管6外徑的1.5％。
文檔編號F23D1/02GK1098180SQ9410428
公開日1995年2月1日 申請日期1994年4月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月30日
發(fā)明者阿爾方斯·萊斯, 米夏埃爾·斯特萊費(fèi)因 申請人:巴考克·萊也茨發(fā)電廠技術(shù)有限公司