專利名稱：富集型煤粉直流燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于燃燒設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種煤粉直流燃燒器，特別是涉及一種四角切向布置的煤粉濃淡燃燒器。
現(xiàn)有技術(shù)中，對于電站煤粉鍋爐，尤其是四角切向布置的煤粉鍋爐，實現(xiàn)濃淡燃燒技術(shù)(即貧富燃燒技術(shù))已受到國內(nèi)外有關(guān)部門的關(guān)注，它被公認為是解決爐內(nèi)穩(wěn)燃、實現(xiàn)低負荷斷油調(diào)峰，低NOx燃燒，防止爐內(nèi)結(jié)渣，以及提高煤種適應(yīng)性的較好途徑。濃淡燃燒技術(shù)是將一次風管中的煤粉氣流分成濃淡兩股，把濃的一股送入四角燃燒的向火側(cè)；其機理是使局部形成“迅速著火的有利條件，即將高濃度的煤粉(即富粉流)射入爐膛后獲得高溫煙氣，使之加熱至著火溫度；在著火后的燃燒區(qū)域則由較高氧濃度的淡粉流補充足夠的氧氣，也在利于著火后的燃燒?？梢?，提高富粉流的煤粉濃度以及有效地將富粉流導向四角燃燒的向火側(cè)，則是實現(xiàn)濃淡燃燒技術(shù)的關(guān)鍵所在。
目前現(xiàn)有技術(shù)中已開發(fā)研究出一些濃淡燃燒器，例如89年1月14日申請的中國實用新型專利《變異煤粉濃度燃燒器》(公告號CN 2046975U)以及92年6月2日申請的發(fā)明專利《濃淡型煤粉燃燒器》(公開號CN1076261A)就是根據(jù)上述濃淡燃燒的機理研制的。此類濃淡燃燒器由于只靠一次風管彎頭的離心分離作用，因而使得濃淡兩股氣流的含粉濃度差別不大，(濃側(cè)約65％，淡側(cè)約35％)，因此濃淡燃燒的效果出較差。再加上現(xiàn)有的煤粉導流裝置導流能力差，阻力也較大，不能將分離出的濃粉流全部導流到向火側(cè)，因此使?jié)獾紵男Ч荒茌^好地發(fā)揮出來。
本發(fā)明的目的和任務(wù)是為煤粉鍋爐提供一種富集型煤粉直流燃燒器，該燃燒器不僅具有較好的煤粉富集功能，可把一次風管內(nèi)的絕大部分煤粉集中到濃側(cè)，而且流阻較小，并具有較強的煤粉導流能力。
為達到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的它包括鍋爐爐膛，切向布置的一次風管及燃燒器噴口，該一次風管包括離心彎頭及在其后的煤粉導流裝置，其特征是采用帶中空分流板內(nèi)件的彎頭濃淡分離器，它是在靠近燃燒器噴口的風管彎頭內(nèi)加裝一中空分流板內(nèi)件，其中空分流板內(nèi)件的曲率半徑應(yīng)與彎頭中心線的曲率半徑相同。實驗表明，由于加裝在彎頭中的分流板內(nèi)件有效地破壞了管內(nèi)的渦流作用，因而與不加分流板內(nèi)件的彎頭相比，其富集煤粉的能力有顯著提高，可將一次風管內(nèi)的90％以上的煤粉集中到濃側(cè)。
在采取上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，為使富集在彎管外側(cè)的富粉流有效地射入爐膛的向火側(cè)，本發(fā)明還采用了帶中空蕊管的雙頭螺旋葉片導流器，它安裝在彎頭后面的風管內(nèi)，可將彎頭外側(cè)的富粉流幾乎百分之百地導向爐膛的向火側(cè)。為減小流阻，在風管直徑一定的情況下，其長度L不宜太短，為進一步提高難燃煤種(無煙煤和劣質(zhì)煙煤等)的穩(wěn)燃能力，還可在載有富粉流一次風管的出口側(cè)加一預(yù)熱噴口，以代替普通的燃燒器噴口。該噴口是靠高溫回流煙氣預(yù)熱煤粉氣流，使富粉流有利于達到著火溫度。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果1、有效地提高了彎頭的分離效率，由于采用了中空導流板的彎頭濃淡分離器，可將90％以上的煤粉集中到彎頭的外側(cè)，而其流阻增加不大；2、采用帶中空蕊管的雙頭螺旋葉片導流器，可將彎頭分離器分離出的富粉流幾乎百分之百的導向四角燃燒的向火側(cè)，其流阻小于200Pa；3、對難燃煤種采用預(yù)熱噴口，進一步提高了穩(wěn)燃性能。總之采用上述技術(shù)解決方案，有效地提高了鍋爐的低負荷斷油穩(wěn)燃性能(對于煙煤≤50％額定負荷，貧煤≤60％額定負荷，無煙煤≤70％額定負荷)，降低了NOx的排放，不僅較好地實現(xiàn)了低阻、高效濃淡燃燒的目的，而且還具有結(jié)構(gòu)簡單，改裝及運行方便等優(yōu)點。


圖1為富集型煤粉直流燃燒器四角布置及結(jié)構(gòu)示意圖。它包括帶中空分流板內(nèi)件的彎頭濃淡分離器1，帶中空蕊管的雙頭螺旋葉片煤粉導流器2，濃淡一次風管3及爐膛4。
圖2為帶中空分流板的彎頭濃淡分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2的A-A剖視圖。
圖4是帶中空蕊管的雙頭螺旋葉片煤粉導流器的縱剖面圖。
圖5為預(yù)熱噴口的結(jié)構(gòu)圖。
圖6為富集型煤粉直流燃燒器帶預(yù)熱噴口的工作系統(tǒng)圖。
下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
及實施例圖2和圖3是帶中空分流板內(nèi)件的彎頭濃淡分離器的具體結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成是在靠近燃燒器噴口的一次風管彎頭內(nèi)加裝一中空流板內(nèi)件5，該內(nèi)件5的曲率半徑與彎頭中心線的曲率半徑相一致；分流板中空節(jié)距B與彎頭直徑D之比(B/D)應(yīng)控制在1/2-1/3范圍內(nèi)，彎頭中心角選用45°～90°為宜。試驗表明，加裝導流板內(nèi)件后彎頭的分離能力比不加內(nèi)件彎頭的分離能力有顯著提高，可將90％以上的煤粉集中到彎頭的外側(cè)，而流阻卻無明顯變化。
圖4是帶中空蕊管的雙頭螺旋葉片煤粉導流器，它安裝在彎頭濃淡分離器后的一次風管內(nèi)。該導流器由中空蕊管7和雙頭螺旋葉片6組成，中空芯管的直徑可大可小。該導流器108°的導流能力接近100％，為減小阻力，導流器長度L不宜太短。其長度最好是其直徑的3.5-7倍。
予熱噴口8是為進一步提高難燃煤種如無煙煤和劣質(zhì)煙煤等的穩(wěn)燃能力而設(shè)計的，該噴口安裝在載有濃粉流風管的出口處，使高溫回流煙氣對濃煤粉氣流予于加熱，這樣更有利于達到著火溫度。
典型的富集型煤粉直流燃燒器的工作系統(tǒng)如圖1和圖6所示，對于燃用無煙煤或劣質(zhì)煙煤，上中層直流煤粉燃燒器可不加預(yù)熱噴口，采用如圖1所示的工作系統(tǒng)，即煤粉經(jīng)彎頭濃淡分離器1后直接將富粉流或再經(jīng)雙頭螺旋葉片導流器2導向四角燃燒的向火側(cè)，而下層煤粉直流燃燒器可采用帶預(yù)熱噴口的形式(如圖6所示)，即煤粉經(jīng)彎頭濃淡分離器后，直接將富粉流送入預(yù)熱噴口8，而淡粉流隨同二次風進入燃燒室。由于富粉流在進入燃燒室之前得到進一步的預(yù)熱，從而使著火更加提前，進一步提高了燃燒器的穩(wěn)燃能力。對于燃用高揮發(fā)份煙煤，其上、中、下層均采用圖1的布置型式也足以保證斷油低負荷降至50％以下。
權(quán)利要求
1.一種富集型煤粉直流燃燒器，包括鍋爐爐膛，一次風管及燃燒器噴口，該一次風管包括離心彎頭及其后的煤粉導流器[2]，其特征是采用帶中空分流板內(nèi)件的彎頭濃淡分離器[1]，它是在靠近燃燒器噴口的離心彎頭內(nèi)加裝一中空分流板內(nèi)件[5]，該分流板內(nèi)件的曲率半徑與彎頭中心線的曲率半徑相同。
2.按照權(quán)利要求1所述的富集型煤粉直流燃燒器，其特征是上述中空分流板的中空距B與離心彎頭直徑D(B/D)之比為1/3～1/2。
3.按照權(quán)利要求1所述的富集型煤粉直流燃燒器，其特征是所述的煤粉導流器采用一帶中空蕊管的雙頭螺旋葉片導流器[2]。
4.按照權(quán)利要求3所述的富集型煤粉直流燃燒器，其特征是雙頭螺旋葉片導流器的長度L應(yīng)為其直徑的3.5倍-7倍。
5.按照權(quán)利要求1所述的富集型煤粉直流燃燒器，其特征是在載有富粉流的一次風管出口處加裝一預(yù)熱噴口。
全文摘要
一種富集型煤粉直流燃燒器，涉及一種煤粉濃淡燃燒器。該燃燒器的特點是采用帶中空分流板內(nèi)件的彎頭濃淡分離器及其后的帶中空芯管的雙頭螺旋導流器，并根據(jù)煤種的不同設(shè)計了帶預(yù)熱噴口和不帶預(yù)熱噴口的兩種工作系統(tǒng)。本發(fā)明與現(xiàn)有的濃淡燃燒器相比，具有較好地煤粉富集功能，可將一次風管內(nèi)90％以上的煤粉富集到彎頭的外側(cè)，其180°的導流能力接近100％，從而有效地提高了鍋爐的低負荷斷油穩(wěn)燃性能及降低了NO
文檔編號F23D1/00GK1118856SQ9411557
公開日1996年3月20日 申請日期1994年9月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月16日
發(fā)明者徐秀清, 曾瑞良 申請人:清華大學