專利名稱：粉煤燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉煤燃燒器。
為了要減少應(yīng)用粉煤燃燒器的燃煤鍋爐或燃煤工業(yè)爐所產(chǎn)生的氧化氮(NOx)的數(shù)量，人們曾廣泛地研究了粉煤燃燒器的構(gòu)造。
一種已知的粉煤燃燒器具有噴射煤和一次空氣混合物用的粉煤噴嘴，還有二次和三次噴嘴，這樣的構(gòu)造曾在日本待審查專利公報(bào)1—305206、2—110202、3—211304和3—110308號中公開過。
在日本待審查專利公報(bào)1—305206號中所說的構(gòu)造是在粉煤噴嘴的出口端部設(shè)有多個渦流形成件，以便使火焰穩(wěn)定。在日本待審查專利公報(bào)3—211304和3—110308號中所說的構(gòu)造是在粉煤噴嘴的末端設(shè)有火焰穩(wěn)定環(huán)，以便使火焰穩(wěn)定。在日本待審查專利公報(bào)3—211304、3—50408和3—241208號中還示出燃料中粉煤濃度提高時適用的燃燒器。
當(dāng)粉煤燃燒器是由噴射煤和一次空氣混合物用的粉煤噴嘴以及二次和三次噴嘴同心排列而構(gòu)成時，在火焰內(nèi)能形成還原火焰區(qū)和氧化火焰區(qū)，因而NOx的生成量能夠保持在低水平。在粉煤噴嘴的末端部上設(shè)置火焰穩(wěn)定環(huán)或渦流形成件，粉煤的可燃性以及火焰的穩(wěn)定性均能提高。
但煤本身的可燃性并不好，因此如果有一定數(shù)量的煤顆粒沒有被包含在煤和一次空氣的混合物內(nèi)，點(diǎn)燃就根本不會發(fā)生或很難發(fā)生。因此燒煤的火力發(fā)電廠內(nèi)，當(dāng)負(fù)荷低因而輸出低時，不能單用煤來燃燒，須用油槍來幫助燃燒，而當(dāng)負(fù)荷增高時，才能轉(zhuǎn)變?yōu)閱渭冇妹喝紵?。在通常的發(fā)電廠內(nèi)，能夠單純用煤燃燒的最低負(fù)荷約為40％。
因此，NOx容易在低負(fù)荷時產(chǎn)生。
本發(fā)明的一個目的是要提供一種粉煤燃燒器，它即使在低負(fù)荷的情況下，也能用來燒煤而形成良好的火焰并抑止NOx的產(chǎn)生。
為此，按照本發(fā)明而提供的粉煤燃燒器包括一條可以通過含有粉煤和空氣的煤和空氣混合物的粉煤通道；一條將空氣從外邊供應(yīng)到煤和空氣混合物流內(nèi)用的空氣通道；一條將粉煤通道與空氣通道隔開的隔開壁；設(shè)在隔開壁的下游端用來形成煤和空氣混合物及空氣的再循環(huán)流的第一再循環(huán)流形成裝置；設(shè)在粉煤通道內(nèi)用來將煤和空氣混合物流分開成為兩股直流的分隔壁；以及在分隔壁的下游端的下游用來形成煤和空氣混合物的再循環(huán)流的第二再循環(huán)流形成裝置。
從下面結(jié)合附圖對較優(yōu)實(shí)施例所作的說明中，可以對本發(fā)明的上述的和其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)有更清楚的了解。
附圖的簡要說明

圖1為按照本發(fā)明的一個實(shí)施例示出裝在爐墻上的粉煤燃燒器的橫截面圖；圖2為示出圖1的燃燒器所形成的火焰的示意圖；圖2A為一個改型的分隔壁的局部橫截面圖；圖3為示出燃燒器內(nèi)所用通常煤顆粒的顆粒尺寸分布的曲線圖；圖4為示出本發(fā)明的燃燒器內(nèi)所用煤顆粒的兩種顆粒尺寸分布的曲線圖；圖5為示出燃燒器的化學(xué)計(jì)量比與NOx的濃度之間的關(guān)系的曲線圖；圖6為示出燃燒效率與NOx濃度之間的關(guān)系的曲線圖；圖7為示出化學(xué)計(jì)量比與燃燒效率之間的關(guān)系的曲線圖；圖8為示出(C/A)比率與NOx濃度、以及(C/A)比率與燃燒效率之間的關(guān)系的曲線圖；圖9為示出燃燒器的負(fù)荷與(C/A)比率之間的關(guān)系的曲線圖；圖10為按照本發(fā)明的另一個實(shí)施例的粉煤燃燒器的橫截面圖；圖11為圖10的燃燒器中的分隔壁的透視圖；圖12為按照本發(fā)明的又一個實(shí)施例的粉煤燃燒器的橫截面圖13為圖12中旋流器的透視圖；圖14和15為示出NOx濃度的曲線圖；圖16為按照本發(fā)明的還有一個實(shí)施例的粉煤燃燒器的橫截面圖；圖17為按照本發(fā)明的另外還有一個實(shí)施例的粉煤燃燒器的橫截面圖；圖18為圖17的燃燒器的一部分的橫截面圖；圖19為示出圖17的粉煤噴嘴的噴射口的前立視圖；圖20為示出應(yīng)用本發(fā)明的燃燒器的粉煤燃燒設(shè)備的構(gòu)造的示意圖；圖21為示出圖20的設(shè)備中煤輸送管的透視圖；以及圖22為示出改型的粉煤燃燒設(shè)備的構(gòu)造的示意圖。
圖1示出設(shè)有爐子邊墻上燃燒器喉部內(nèi)的按照本發(fā)明一個較優(yōu)實(shí)施例的粉煤燃燒器。
該實(shí)施例的燃燒器包括一個環(huán)狀的粉煤噴嘴1，它用來將煤顆粒和挾帶煤顆粒的一次空氣的混合物6噴射到爐內(nèi)；一個二次空氣噴嘴70，它用來噴射二次空氣7；以及一個三次空氣噴嘴80，它用來噴射三次空氣8。二次和三次空氣噴嘴70和80被安排在粉煤噴嘴1的周圍與它成為同心的關(guān)系。在該實(shí)施例內(nèi)，有一油槍67穿過粉煤噴嘴1而延伸，以便在低負(fù)荷下點(diǎn)燃煤時幫助燃燒。用來作為二次和三次空氣的燃燒空氣17被引入到風(fēng)箱16內(nèi)，并被旋流器21和22變?yōu)闇u流，以便分別從二次和三次噴嘴70和80噴入。旋流器21和22具有通風(fēng)葉片。三次空氣所流經(jīng)的通道是由間隔環(huán)3和爐墻4所限定的環(huán)形通道。二次空氣所流經(jīng)的通道是由粉煤噴嘴1和間隔環(huán)3所形成的環(huán)形通道。旋流器21和22的葉片的角度可用開放程度調(diào)節(jié)桿66來調(diào)節(jié)，因此二次和三次空氣的旋流強(qiáng)度是能夠改變的。有一火焰穩(wěn)定環(huán)5裝在粉煤噴嘴1的出口端上。該火焰穩(wěn)定環(huán)5有一與煤顆粒流動方向垂直的第一面(或壁)，還有一個從該第一面的外周向下游方向張開的第二面(或壁)?；鹧娣€(wěn)定環(huán)5有一通常為L形的橫截面。當(dāng)?shù)谝幻娴膬?nèi)周從粉煤噴嘴1的周壁沿徑向向內(nèi)如圖所示伸出時，可以得到有利的效果，使得煤顆粒和空氣的混合物容易在該第一面的下游處形成再循環(huán)流。
粉煤噴嘴1連接在一條煤顆粒用的輸送管(未畫出)上。在粉煤噴嘴1的內(nèi)周面上制有一個喉部18，以便減少其內(nèi)徑。煤顆粒流被這喉部18節(jié)流并導(dǎo)向噴嘴出口。煤顆粒流被這喉部18節(jié)流后在這喉部的下游形成兩股顆粒尺寸分布不同的顆粒流。更具體點(diǎn)說，含有較多慣性大的粗粉煤的混合物在粉煤噴嘴1的中心部分流動，而含有較多慣性小的細(xì)粉煤的混合物則在粉煤噴嘴1的外周部分流動。這兩股顆粒流，即粗粉煤流和細(xì)粉煤流，被一設(shè)在粉煤噴嘴1內(nèi)喉部下游處的環(huán)形分隔壁2保持成筆直狀態(tài)，一直到粉煤噴嘴1的噴射口或出口為止。
一次空氣用來傳送煤顆粒并用作煤燃燒所需空氣的一部分。二次空氣補(bǔ)足點(diǎn)燃煤顆粒所必需的空氣。三次空氣的送入使一次、二次和三次空氣的總量能夠滿足煤完全燃燒所需的空氣量(通常稱為“理論空氣量”)。實(shí)際上，一次、二次和三次空氣的總量最好略大于理論空氣量，并約為理論空氣量的1.2倍，從而使燃燒在空氣富余的條件下進(jìn)行。在普通的燃燒器中，一次空氣與理論空氣量的比率被保持得略低，以便使煤顆粒不會自燃，上述比率通常被保持為約0.25，一次空氣通常占總空氣量的20％—25％。在本發(fā)明中，同樣采用這個比例。最好，二次空氣量占總空氣量的15％—30％，其余由三次空氣噴嘴供應(yīng)。
下面將結(jié)合圖1和2說明本實(shí)施例的操作和效果。
煤顆粒和一次空氣的混合物6被引入到粉煤噴嘴1內(nèi)，在該噴嘴內(nèi)沿直線流動。混合物6的流動在喉部18被匯集，過了這個喉部18又重新散開。其時混合物6由于其慣性被劃分成為兩組，具有粗粉煤的一組在中心部分內(nèi)流動，而具有細(xì)粉煤(容易被氣流挾帶)的一組則靠近噴嘴1內(nèi)周表面流動。在噴嘴1內(nèi)的通道被環(huán)形分隔壁2劃分或分隔成為外環(huán)形通道和內(nèi)圓柱形通道。含有較多細(xì)煤顆粒和一次空氣的外混合物流20流過外環(huán)形通道，而含有較多粗煤顆粒和一次空氣的內(nèi)混合物流19則流動通過內(nèi)圓柱形通道。
再循環(huán)流9是在火焰穩(wěn)定環(huán)5的下游處由設(shè)在粉煤噴嘴1外通道出口的這個火焰穩(wěn)定環(huán)5而被造成的，如圖2所示。煤顆粒流動成為再循環(huán)流9。含有較多細(xì)煤顆粒的粉煤流動通過外通道并因此增加了粉煤在再循環(huán)流內(nèi)的濃度，從而提高了可燃性。另外，由于含有煤顆粒的混合物被噴射成為直流，煤顆粒受阻不能向外散開，在徑向壁厚為10mm的分隔壁2末端的下游處也會形成再循環(huán)流10。因此，在這個部分的煤顆粒的濃度也會增加，從而進(jìn)一步提高了可燃性。在這方面，為此目的而采用如圖2A所示的分隔壁2的構(gòu)造也是比較好的。上述這些效果還可進(jìn)一步提高，只要在二次空氣噴嘴70和三次空氣噴嘴80之間設(shè)置間隔環(huán)3，并將三次空氣噴射成為渦流，使該空氣具有徑向的向外速度分量即可達(dá)到此目的。理由是這樣的，在間隔環(huán)3下游的氣流具有負(fù)壓，因而在間隔環(huán)3的附近形成熱的(高溫度)燃?xì)?1的再循環(huán)流。結(jié)果，緊靠著燃燒器的出口就可形成一個具有高可燃性的點(diǎn)燃區(qū)13。雖然在粉煤噴嘴1的內(nèi)通道內(nèi)粗粉煤的數(shù)量較多，但由于在粉煤噴嘴1的外通道的出口，粉煤的可燃性已被提高，致使從內(nèi)通道噴射出來的粗粉煤的加熱率得以有利地提高，因此在中心部分的煤顆粒(含有較多粗粉煤)的燃燒效率能維持在高水平。
結(jié)果，在火焰的中心部分形成一個富含燃料的還原火焰15的大區(qū)域，而在還原火焰15的周圍則形成富含空氣的氧化火焰14的區(qū)域。在氧化火焰區(qū)內(nèi)，燃燒反應(yīng)活躍地進(jìn)行著，因此火焰溫度增高，以致在火焰內(nèi)的還原火焰15的溫度也被增高。由于這種現(xiàn)象和可燃性提高而產(chǎn)生的綜合效果，使得在火焰的中心部分內(nèi)的氧消耗增加，因此能在從接近燃燒器的位置到火焰下游端部的寬廣范圍內(nèi)形成具有低氧濃度的還原火焰15。結(jié)果，在燃燒初始階段生成的NOx就在還原火焰中被從煤中原含氮素轉(zhuǎn)變來的氨(NH3)還原成為氮?dú)?N2)，因此既能提高煤燃燒效率，又可降低NOx含量。
現(xiàn)在請參閱將粉煤放在本實(shí)施例的燃燒器中燃燒的試驗(yàn)結(jié)果。
在本試驗(yàn)中，粉煤是以25kg/h的速率燃燒的，而燃燒器的空氣比率是通過改變供應(yīng)給燃燒器的燃燒空氣量來變化的。在這樣變化的各種條件下，對NOx排放濃度和煤燃燒效率進(jìn)行了測定。本試驗(yàn)所用煤的燃料比率，以“固定碳含量/揮發(fā)物含量”來表示為2.4，其氮含量為2％(以重量計(jì))。就煤顆粒尺寸分布和累計(jì)的重量頻率之間的關(guān)系而言，準(zhǔn)備了三組煤顆粒(其中一組具有圖3所示的關(guān)系，而另外兩組具有圖4所示的關(guān)系)。圖3所示的關(guān)系相應(yīng)于一組通常在粉煤燃燒器內(nèi)應(yīng)用的煤顆粒。在圖4中用(□)表示的粗粉煤組含有的顆粒中，顆粒尺寸不大于75μm(約200篩目)的顆粒數(shù)量略大于總煤量的50％，并且不合有顆粒尺寸大于300μm的顆粒。在圖4中用(△)表示的細(xì)粉煤組含有的顆粒中，顆粒尺寸不大于20μm的顆粒數(shù)量略大于總煤量的50％，顆粒尺寸不大于53μm(280篩目)的顆粒數(shù)量約為總煤量的80％，并且不合有顆粒尺寸大于300μm的顆粒。即粉煤被劃分為具有較多粗粉煤的煤顆粒組和具有較多細(xì)粉煤的煤顆粒組。
就操作燃燒器的條件而言，在粉煤噴嘴外通道內(nèi)的混合物流和在粉煤噴嘴內(nèi)通道內(nèi)的混合物流都是以13m/s的速度噴射的。分別流經(jīng)這兩個通道的兩股混合物流的化學(xué)計(jì)量比都約為0.2，二次空氣就是按相應(yīng)于化學(xué)計(jì)量比為0.2的數(shù)量供應(yīng)的。通過改變?nèi)慰諝夤?yīng)數(shù)量來調(diào)節(jié)化學(xué)計(jì)量比。三次空氣的噴射速度在45m/s和53m/s的范圍內(nèi)，但它可根據(jù)三次空氣的數(shù)量來改變。
試驗(yàn)是在下列四種情況下進(jìn)行的。第一種情況是將具有圖3所示的顆粒尺寸分布的煤顆粒輸送到粉煤噴嘴的內(nèi)外兩個通道內(nèi)。其結(jié)果用(△)表示。第二種情況是將具有較多粗粉煤的煤顆粒(圖4所示)輸送到內(nèi)通道內(nèi)，而將具有較多細(xì)粉煤的煤顆粒(圖4所示)輸送到外通道內(nèi)。其結(jié)果用(□)表示。第三種情況是將具有較多粗粉煤的煤顆粒(圖4所示)輸送到外通道內(nèi)，而將具有較多細(xì)粉煤的煤顆粒(圖4所示)輸送到內(nèi)通道內(nèi)。其結(jié)果用(■)表示。第四種情況是將具有圖3所示的顆粒尺寸分布的煤顆粒輸送到具有圖1那樣構(gòu)造但不設(shè)分隔壁的燃燒器內(nèi)。這種情況相應(yīng)于常規(guī)的燃燒器。其結(jié)果用(○)表示。試驗(yàn)結(jié)果在圖5—7中示出。
從圖5顯然可見采用分隔壁所達(dá)到的降低NOx的效果。當(dāng)將煤顆粒的通道劃分成為兩個通道并將兩組顆粒尺寸分布不同的煤顆粒分別輸送到兩個通道內(nèi)時，如將具有較多細(xì)粉煤的煤顆粒輸送到外通道內(nèi)，則可以得到優(yōu)越的減少NOx的效果。
圖6示出NOx排放濃度與煤燃燒效率之間的關(guān)系。該圖清楚地顯示出分隔壁的效果以及將兩組具有不同顆粒尺寸的粉煤從粉煤噴嘴內(nèi)噴射出來所能取得的效果。
圖7示出燃燒效率的試驗(yàn)結(jié)果，這些結(jié)果是在兩種情況下取得的，一種情況(●)是不設(shè)分隔壁，另一種情況(▲)是設(shè)置分隔壁并將兩組具有相同顆粒尺寸分布的煤顆粒分別輸送到兩個通道內(nèi)。采用分隔壁所取得的效果顯然可見。
圖8示出當(dāng)煤的輸送率(C)對(傳送煤而用的)空氣的流率(A)的比率(C/A)改變時，對NOx排放量和煤的燃燒率的影響。在常規(guī)的不設(shè)分隔壁的燃燒器中，當(dāng)比率(C/A)小于0.4時，煤的可燃性和火焰的穩(wěn)定性都會降低，因此燃燒效率(○)降低，而NOx的排放濃度(□)增加。燃燒器的可接受的最小負(fù)荷為40％。與此相反，當(dāng)燃燒器的粉煤噴嘴設(shè)有分隔壁而將兩組具有相同顆粒尺寸分布的煤顆粒分別輸送到兩個通道內(nèi)時，只要比率(C/A)保持在大約0.15以上，設(shè)有分隔壁的燃燒器就能呈現(xiàn)高的燃燒效率(●)，還能帶來低的NOx排放濃度(■)。
圖9示出燃燒器的負(fù)荷與比率(C/A)之間的關(guān)系。本發(fā)明的燃燒器的最小負(fù)荷為15％，這種燃燒器的操作范圍(畫有陰影線的部分)要比最小負(fù)荷為40％的常規(guī)燃燒器的操作范圍(畫有網(wǎng)格線的部分)大出許多。
在本實(shí)施例中，二次空氣噴嘴和三次空氣噴嘴是用間隔環(huán)3彼此隔開的。即，二次空氣流和三次空氣流彼此只是略為間隔開。采用這種安排，氧化火焰區(qū)和還原火焰區(qū)可明顯區(qū)別開或彼此分隔開，以便能夠取得上述的效果。但是，即使不用間隔環(huán)3而令二次和三次空氣噴嘴合為一體，氧化火焰區(qū)和還原火焰區(qū)雖然彼此不再截然分開，但仍能象上述那樣以類似方式形成，因而也能夠減少NOx含量。
下面將結(jié)合圖10和11說明本發(fā)明的另一個實(shí)施例，其中在粉煤噴嘴內(nèi)設(shè)有一個旋流器和一個分隔壁。圖10只是示出粉煤噴嘴部分的構(gòu)造并沒有示出整個燃燒器。在本實(shí)施例中，設(shè)有設(shè)置喉部18。
旋流器63設(shè)在粉煤噴嘴1的上游側(cè)(即入口部分)，而環(huán)形分隔壁2設(shè)置得與噴嘴1的內(nèi)周表面平行。有四塊板狀件23分別裝在環(huán)形分隔壁2的外周表面和內(nèi)周表面上。板狀件23的長度(L)為其高度(D)的五倍。煤顆粒由于設(shè)在分隔壁2上的板狀件23而沿環(huán)狀分隔壁直線流動。
下面將說明本實(shí)施例的操作和效果。
粉煤和一次空氣混合物6的直線流在引入到粉煤噴嘴1內(nèi)時被旋流器63變成渦流64。渦流64被分成一個流經(jīng)分隔壁2內(nèi)側(cè)的內(nèi)混合物流19和一個流經(jīng)外通道的外混合物流20。由于渦流產(chǎn)生的離心力，具有大顆粒尺寸的煤顆粒主要被引入到外通道內(nèi)，而容易被氣流挾帶的具有小顆粒尺寸的煤顆粒則流入到內(nèi)通道內(nèi)。此時如果在外通道內(nèi)的混合物流成為渦流噴射出去，那么煤顆粒由于具有向外散開的速度分量，因而一離開出口馬上便會向外散開。為了防止這一點(diǎn)，所以設(shè)有板狀件23，以便制止混合物流的渦流。被旋流器63造成渦流64的混合物流沖擊在多個板狀件23上，從而喪失其渦旋力，然后便可成為直線流而被噴嘴噴射出去。結(jié)果，便可在火焰穩(wěn)定環(huán)5和環(huán)形分隔壁2的下游處生成再循環(huán)流。
板狀件23并可用作冷卻葉片。在本發(fā)明中，再循環(huán)流生成在分隔壁2的附近，并且煤顆粒就在該位置上被點(diǎn)燃。因此值得憂慮的是，由于來自火焰的輻射和對流所造成的熱傳遞，分隔壁的溫度將會上升，以致分隔壁可能會被燒壞。而當(dāng)分隔壁上設(shè)有板狀件時，由于從粉煤機(jī)送來的煤顆粒(通常不高于80℃)和一次空氣的混合物流與板狀件接觸，因而可以冷卻分隔壁2，從而取得有利的效果。另外，通過與板狀件的熱交換，煤顆粒和一次空氣的混合物流的溫度將會上升，這樣還可連帶地使從噴嘴噴射出來的煤顆粒的可燃性進(jìn)一步提高。
所設(shè)置的旋流器最好具有多個可供煤顆粒和一次空氣的混合物流入的并在圓周上彼此均勻地間隔開的孔眼。而且，混合物最好通過旋流器的多個部分輸送到旋流器內(nèi)。在這方面，應(yīng)當(dāng)參閱圖12和13。由于這樣做，就有可能使混合物的圓周方向上得到均勻的分布，從而可以防止粉煤集結(jié)以致造成圓周上的分布不均勻，并可提高火焰的穩(wěn)定性。當(dāng)混合物只是通過旋流器的一個部分而被引入到旋流器內(nèi)時，粉煤必然會在局部地方增加集結(jié)，結(jié)果火焰就不能穩(wěn)定。旋流器上所開的孔眼的數(shù)目越多，粉煤在圓周方向上集結(jié)(濃度)的不均勻度也就越少。
當(dāng)將旋流器設(shè)置在粉煤噴嘴內(nèi)時，由于混合物的渦流而產(chǎn)生的離心力會將粉煤分級或劃分成為兩組，即粗粉煤組和細(xì)粉煤組。粗粉煤集結(jié)在粉煤通道的周邊部分上而細(xì)粉煤集結(jié)在馬上可被混合物流挾帶走的中心部分上。為了促進(jìn)這種分級，最好能在旋流器的下游側(cè)提供分級空間。
在這種分級空間內(nèi)，粉煤的顆粒越大，施加在該顆粒上的離心力也就越強(qiáng)。因此原來在旋流器上游側(cè)的粉煤噴嘴的中心部分內(nèi)流動的具有較大顆粒尺寸的粗粉煤會集結(jié)到粉煤噴嘴的徑向外周邊部分上。結(jié)果，沿噴嘴中心部分流動的粉煤就具有尺寸較小的顆粒。使粉煤從粉煤噴嘴的中心部分送入爐內(nèi)可使粉煤有更多機(jī)會送到火焰中心部分的還原火焰區(qū)內(nèi)。由于細(xì)粉煤的表面積對重量的比率比粗粉煤大，所以細(xì)粉煤具有較高的反應(yīng)能力。因此，當(dāng)這種細(xì)粉煤能被集中到粉煤噴嘴的中心部分內(nèi)時，便能激化還原火焰區(qū)內(nèi)煤與二氧化碳或水的熱分解反應(yīng)。于是在還原火焰區(qū)內(nèi)從煤顆粒生成的NOx的先驅(qū)物(例如NH3和HCN)的數(shù)量便會增加，從而在氧化火焰區(qū)內(nèi)使生成的NOx還原的能力便可提高。因此可以減少在粉煤燃燒器的燃燒中生成的NOx的濃度。
旋流器設(shè)置的較優(yōu)方式如下。在粉煤通道內(nèi)配置一個中間件，以便減少通道的橫截面面積。中間件的形狀被制成使該通道面積一度被減少，然后隨著混合物的流動又被增加。使混合物旋流用的旋流器的葉片設(shè)在粉煤通道面積最小的那個部位上。
這樣做可以引起下列三個現(xiàn)象第一個現(xiàn)象是粉煤通道的橫截面由于中間件的存在而被減少。由于粉煤顆粒沿徑向向外運(yùn)動而造成的慣性力使這些顆粒從挾帶它們的空氣中徑向向外引導(dǎo)。粉煤集結(jié)在粉煤通道的與其外周鄰近的部分上，從而提高粉煤在該部分上的密集度(濃度)。
第二個現(xiàn)象是中間件配設(shè)在粉煤通道內(nèi)通道面積最小的部分上。生成渦流的效率越高，相鄰葉片在圓周上的間距就越大。因此，能夠生成一個強(qiáng)大的渦流而不會增加旋流器的壓力損失。
第三個現(xiàn)象是因?yàn)榉勖和ǖ赖臋M截面面積在中間件的上游側(cè)已被減小。因此，挾帶空氣集中到粉煤通道的中心部分，然后具有較小慣性的細(xì)粉煤跟隨挾帶的空氣也集中到通道的中心部分。但是，具有較大慣性的粗粉煤并不跟隨挾帶空氣流動，于是沿粉煤通道外周流動的粉煤數(shù)量便增多了。
上述這些現(xiàn)象使粉煤集結(jié)到粉煤通道的外周上，從而提高可燃性和火焰保持能力。
由于旋流器和在旋流器后面所設(shè)的分級空間而集結(jié)到粉煤通道外周上的粗粉煤與在粉煤通道中心部分流動的細(xì)粉煤混合，然后通過粉煤噴嘴的孔邊而被送入爐內(nèi)。通過噴嘴孔邊供應(yīng)的實(shí)際粉煤濃度高于根據(jù)煤和所供燃燒空氣的數(shù)量所確定的或計(jì)算的濃度。即，局部的濃度高于平均濃度。因此，火焰能被從噴嘴孔邊供應(yīng)的粉煤維持在穩(wěn)定狀態(tài)。于是就有可能增加在粉煤噴嘴的鄰近區(qū)上待燒的煤顆粒的數(shù)量，從而提高火焰的溫度?；鹧娴母邷乜梢詳U(kuò)大還原火焰區(qū)，于是煤在氧化火焰區(qū)內(nèi)的熱分解能力亦可相應(yīng)提高。結(jié)果，在還原火焰區(qū)內(nèi)的NOx的還原反應(yīng)被促進(jìn)，從而可以減少在粉煤燃燒器的煤燃燒中生成的NOx。
設(shè)在分隔壁下游側(cè)的板狀件能夠提高粉煤的分隔能力。板狀件可以終止渦流并從渦流中消除渦流分力，從而將渦流轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€流。其時，混合物流受到干擾，于是集結(jié)在粉煤通道外周上的煤顆粒便被驅(qū)散。
從分隔壁出口噴射出來的混合物的速度能用變化管狀分隔壁橫截面形狀的方法來加以改變。例如在應(yīng)用一根橫截面沿縱長方向逐漸增加的管狀分隔壁時，如將這種分隔壁設(shè)在粉煤噴嘴內(nèi)使分隔壁的具有小橫截面的軸向端位在混合物流的上游，那么在粉煤噴嘴和分隔壁之間的混合物的流動將被減速而在分隔壁內(nèi)的混合物的流動將被加速。因此，混合物在粉煤噴嘴口的噴射速度在徑向上就可變得均勻。當(dāng)兩個同心流動的速度差別不大時，這兩個流動就很難互相混合。因此，在噴嘴出口的徑向上的煤顆粒分布模式在沿軸向離開噴嘴出口的部位上仍能保持。于是，具有細(xì)顆粒的粉煤能夠主要被供應(yīng)到還原火焰區(qū)內(nèi)，從而可以促進(jìn)還原火焰區(qū)內(nèi)的NOx還原反應(yīng)。結(jié)果，NOx的數(shù)量就可減少。
上面提到的燃燒器將在下面進(jìn)行說明。在該燃燒器的粉煤噴嘴內(nèi)設(shè)有一個旋流器、一個分隔壁和一個用來將渦流變成直流的板狀件。
圖12所示的燃燒器具有一個設(shè)在粉煤噴嘴1徑向中心部位上用來減少混合物6通道橫截面的中間件119。有一設(shè)有多個扇形葉片的旋流器63裝在中間件119的外周上。有一分隔壁2設(shè)在噴嘴1的軸向下游端部內(nèi)，以便在其間留出一個空間127。該空間127為一條在油槍67和噴嘴1之間限定的環(huán)形管狀通道。中間件119有一個第一部分，它與噴嘴1共同形成一段沿混合物流動方向逐漸縮減通道橫截面的粉煤通道；有一個與第一部分連接的第二部分，它與噴嘴1共同形成一段具有恒定通道橫截面的粉煤通道；還有一個與第二部分連接的第三部分，它與噴嘴1共同形成一段沿混合物流動方向逐漸擴(kuò)大通道橫截面的粉煤通道。
旋流器21和22的葉片的角度可用控制桿調(diào)節(jié)，如同在涉及圖1所示的旋流器時已經(jīng)說明過的那樣。但在圖12中，這些控制桿被省略了。
旋流器63具有多個沿徑向伸展但在圓周方向上彼此間隔開的葉片。粉煤和一次空氣的混合物在相鄰的兩個葉片之間流動，以便生成渦流64。
圖12示出沿粉煤噴嘴1的周邊流動的粉煤(●)以及沿粉煤噴嘴1的中心部分流動的粉煤(○)如何在旋流的作用下在空間127內(nèi)集結(jié)或分離開來。
粉煤通道在其出口部被環(huán)形分隔壁2劃分成為一個圓柱形的內(nèi)通道部分131和一個環(huán)形的外通道部分132。由于旋流器63和中間件119的作用，大量粗粉煤沿著粉煤噴嘴1的周邊集結(jié)而大量細(xì)粉煤沿著粉煤噴嘴1的中心部分集結(jié)，它們被分隔壁2劃分成為兩股流動，并從渦流轉(zhuǎn)變成為直流，然后噴射到爐子100內(nèi)。
在圖12所示燃燒器內(nèi)進(jìn)行的煤燃燒所生成的NOx的濃度將在下面結(jié)合圖14進(jìn)行說明。在該燃燒器中，細(xì)粉煤通過內(nèi)通道131噴射出來而粗粉煤則通過環(huán)形外通道132噴射出來。圖14示出在內(nèi)通道部分131內(nèi)的空氣比率和外通道部分132內(nèi)的空氣比率分別進(jìn)行變化的條件下所測定的NOx濃度(ppm)的變化。所謂“空氣比率”意為流經(jīng)通道部分的一次空氣的流率與完全燒完粉煤所需空氣的流率兩者之間的比率。這里的細(xì)粉煤包括那些顆粒尺寸小于53μm的粉煤，而粗粉煤包括那些顆粒尺寸小于100μm的粉煤。圖15同樣示出在內(nèi)通道部分131內(nèi)和外通道部分132內(nèi)的空氣比率分別進(jìn)行變化的條件下所測定的NOx濃度的變化。但這里顆粒尺寸小于100μm的粉煤不僅流經(jīng)通道部分132，而且還流經(jīng)通道部分131。將圖14和15顯示的結(jié)果進(jìn)行比較，可見NOx濃度大約能降低20％，并且通過使細(xì)粉煤流經(jīng)內(nèi)通道部分131能夠擴(kuò)寬可獲得低NOx燃燒的空氣比率的范圍。這是因?yàn)閺膬?nèi)通道部分131出來的細(xì)粉煤主要被供應(yīng)到還原火焰區(qū)內(nèi)。而細(xì)粉煤比粗粉煤具有更高的活力并且具有較多的固體成分，即使在氧氣被消耗掉的還原火焰區(qū)內(nèi)也能被二氧化碳和水熱分解。因此能夠放松由于來自氧化火焰區(qū)的氣體而形成的對形成還原火焰氣氛的約束，從而可以促進(jìn)還原火焰區(qū)內(nèi)的NOx還原反應(yīng)。
圖16示出按照還有一個實(shí)施例的燃燒器。由于二次空氣噴嘴和三次空氣噴嘴與圖1和12所示的相同，因此被從圖中省略了。
圖16所示燃燒器的管狀分隔壁2有一外徑沿混合物流動方向逐漸縮減的第一部分和一與第一部分連接而外徑恒定的第二部分。分隔壁2使流經(jīng)由粉煤噴嘴1和分隔壁2限定的外管狀通道部分內(nèi)的混合物減速而使流經(jīng)分隔壁內(nèi)的內(nèi)通道部分的混合物加速。于是由粉煤噴嘴1的出口噴射出來的混合物可在徑向上具有基本均勻的速度。即兩股分別流經(jīng)外通道部分和內(nèi)通道部分的混合物流在噴射速度上差異不大。因此可以防止它們彼此混合在一起，以致從內(nèi)通道部分出來的細(xì)粉煤能夠有效地被送到還原火焰區(qū)內(nèi)。由于細(xì)粉煤具有較高的表面積對重量的比率，因此細(xì)粉煤即使在還原火焰區(qū)內(nèi)也能立即與二氧化碳或水進(jìn)行反應(yīng)。于是可以生成NOx的先驅(qū)物，使NOx的濃度能夠更有效地降低。
現(xiàn)在結(jié)合圖17至19對本發(fā)明的另外還有一個實(shí)施例的粉煤燃燒器進(jìn)行說明。
在本實(shí)施例的燃燒器中，粉煤噴嘴1的出口制成矩形，二次空氣噴嘴70包圍著這個出口，而三次空氣噴嘴80則分設(shè)在二次空氣噴嘴70的兩個相對側(cè)并與二次空氣噴嘴70略為間隔開。在本實(shí)施例中，粉煤噴嘴1的孔眼在它的一個鄰近出口的部分被收縮，然后在出口處向外張開。因此，可在這個張開管部12的下游處形成再循環(huán)流9。粉煤噴嘴1的內(nèi)部被分隔壁2劃分成為兩條通道，并有一個矩形板狀的火焰穩(wěn)定器23裝在分隔壁2的外端上，以便形成再循環(huán)流10。最好，火焰穩(wěn)定器23的長度(L)不小于其寬度(W)的6倍(見圖19)，而寬度(W)最好不小于10mm。
現(xiàn)在說明粉煤燃燒設(shè)備使用本發(fā)明的燃燒器的情況。
圖20示出具有應(yīng)用二級燃燒法的燃燒器裝置的面朝前式鍋爐。用來形成二次燃燒區(qū)52的二級燃燒空氣噴嘴46設(shè)在燃燒器級的上方。具有與圖1所示相同構(gòu)造的各個粉煤燃燒器27在爐子26的縱長方向上被安排成為三級并在爐子26的橫向上被安排成為五行，但這橫向上的安排沒有在圖上畫出。燃燒器的數(shù)目和安排取決于燃燒器的容量(最大的煤燃燒率)以及鍋爐的容量和構(gòu)造。
粉煤燃燒器27裝在風(fēng)箱16內(nèi)。煤顆粒從粉煤機(jī)42和54通過各個分配器31被轉(zhuǎn)送到燃燒器27內(nèi)。用來供給煤燃燒的空氣被一設(shè)在與爐子出口連接的煙道內(nèi)的熱交換器44預(yù)熱到約300℃。預(yù)熱過的空氣被一鼓風(fēng)機(jī)32送到風(fēng)箱16內(nèi)，然后被作為二次和三次空氣噴入到爐子26內(nèi)。要引入到風(fēng)箱16內(nèi)的空氣33的流率可用風(fēng)門39和40調(diào)節(jié)。二級燃燒用的空氣48被熱交換器43預(yù)熱到約300℃，如同上面說明過的燃燒空氣那樣。預(yù)熱過的空氣被送到抽風(fēng)機(jī)47，然后被送到分配器50，在那里空氣48的流率被調(diào)節(jié)，然后被送入到二級燃燒空氣噴嘴46內(nèi)。
從爐子排放出來的煙氣中的NOx和SOx用一廢氣處理裝置(未畫出)去除，以免對環(huán)境產(chǎn)生有害影響。在此以后才將煙氣45排放到系統(tǒng)的外面。
相當(dāng)于理論空氣量80％—90％的燃燒空氣量由各粉煤燃燒器27噴出，其余則由二級空氣噴嘴46噴出。最好相當(dāng)于燃煤理論空氣量40％—30％的空氣量由二級燃燒噴嘴46噴出，以便使總空氣量中的過剩空氣因數(shù)(比率)能夠約為20％。
雖然這種燃燒設(shè)備設(shè)有兩臺粉煤機(jī)，但如果將具有同一顆粒尺寸分布的煤顆粒送入到粉煤噴嘴的兩個通道內(nèi)，也可只設(shè)一臺粉煤機(jī)，或只用兩臺粉煤機(jī)中的一臺。當(dāng)有兩組具有不同顆粒尺寸分布的煤顆粒要分別送入到粉煤噴嘴的兩個通道內(nèi)時，最好由兩臺粉煤機(jī)中的一臺生產(chǎn)細(xì)粉煤而由另一臺生產(chǎn)粗粉煤?，F(xiàn)在就要說明將粉煤機(jī)42用作細(xì)粉煤機(jī)而將粉煤機(jī)54用作粗粉煤機(jī)的情況。
用來傳送煤的空氣先被風(fēng)門38、58和59調(diào)節(jié)流率，然后輸送給粉煤機(jī)42和54。煤41同時被輸送給粉煤機(jī)42和54?？諝獗粺峤粨Q器44預(yù)熱并作為煤燃燒用的一次空氣。煤41被粉煤機(jī)42和54粉碎成至少不大于300μm等級最好為幾十μm的細(xì)顆粒。輸送管55和56分別連到粉煤機(jī)54和42，并連接到雙重管形式的輸送管57上。輸送管57的構(gòu)造如圖21所示。細(xì)粉煤和空氣的混合物流經(jīng)雙重管的外通道而粗粉煤和空氣的混合物則流經(jīng)雙重管的內(nèi)通道。由這種雙重管構(gòu)成的輸送管57被連接到容納在風(fēng)箱16內(nèi)的各個燃燒器上，并且細(xì)粉煤和粗粉煤各自獨(dú)立地被輸送到粉煤噴嘴內(nèi)。
如果用來分別輸送粗粉煤和細(xì)粉煤的輸送管55和56彼此分開地延伸到燃燒器上，那么這些管道的安裝空間或面積將很大，除此以外管道系統(tǒng)還很復(fù)雜。從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來看，這是不希望有的。但如這些管道象本實(shí)施例那樣采用雙重管構(gòu)成，那么上述問題便可解決。當(dāng)需要改變粉煤燃燒設(shè)備的燃燒率以改變?nèi)紵?fù)荷時，可調(diào)節(jié)兩臺粉煤機(jī)的粉碎率，或?qū)膳_粉煤機(jī)中的一臺停止而只開動另一臺粉煤機(jī)，從而調(diào)節(jié)粉碎率。采用這種操作方法，粉煤燃燒設(shè)備能夠容易地加以調(diào)節(jié)，以致粉煤的燃燒能夠在一廣闊的負(fù)荷范圍內(nèi)有利地進(jìn)行。這時煤的可燃性和火焰穩(wěn)定性都很良好，于是在一次燃燒區(qū)51的燃燒效率便可增加。結(jié)果，未曾燒去的煤含量和從一次燃燒區(qū)排放出來的NOx量都可減少，因此爐子的縱向長度能被減少，以致爐子26能夠有利地做出緊湊的設(shè)計(jì)。
本發(fā)明的燃燒器不僅能夠應(yīng)用在二級燃燒式的上述燃燒設(shè)備上，而且還可應(yīng)用在燃燒只是由燃燒器的燃燒火焰完成的那種燃燒設(shè)備上。在后一種情況下，燃燒空氣是按燃煤理論需用空氣量的約120％來輸送的。即使應(yīng)用這樣一種單級燃燒方法，可燃性和火焰穩(wěn)定性仍可提高，這是由應(yīng)用本發(fā)明的燃燒器與歷來慣用的燃燒設(shè)備相比而得出的，因此可以達(dá)到緊湊設(shè)計(jì)爐子的有利效果。另外，由于煤的可燃性和火焰的穩(wěn)定性的提高，可以得到的有利效果是只要負(fù)荷能夠保持在約15％以上，燃燒就能夠只用煤來進(jìn)行。
現(xiàn)在結(jié)合圖22說明本發(fā)明的一種粉煤燃燒設(shè)備，在該設(shè)備中采用一臺粉煤機(jī)71和一臺分級機(jī)72(或稱煤粉分選機(jī))來代替細(xì)粉煤機(jī)42和粗粉煤機(jī)54。
在該設(shè)備中用來傳送煤的空氣被風(fēng)門38和59調(diào)節(jié)流率后，被輸送給粉煤機(jī)71?？諝獗粺峤粨Q器44預(yù)熱并用作煤燃燒的一次空氣。塊煤41被粉煤機(jī)71粉碎成不大于300μm的細(xì)顆粒。
從粉煤機(jī)71出來的粉煤通過輸送管73被輸送給分級機(jī)72。分級機(jī)72將粉煤分選成具有圖4所示那樣顆粒尺寸分布的細(xì)粉煤和粗粉煤。輸送輸55和56分別連接到分級機(jī)72的出口上，然后連接到雙重管形式的輸送管58上。細(xì)粉煤和空氣的混合物流被送入到輸送管58的外通道內(nèi)而粗粉煤和空氣的混合物流被送入到輸送管58的內(nèi)通道內(nèi)。由這種雙重管構(gòu)成的輸送管58被連接到容納在風(fēng)箱16內(nèi)的各個燃燒器上，細(xì)粉煤和粗粉煤可彼此獨(dú)立地輸送給粉煤噴嘴。
在該燃燒設(shè)備中，也能得到與前述燃燒設(shè)備類似的效果。
權(quán)利要求
1.一種粉煤燃燒器，它包括一條粉煤通道，它用來通過含有粉煤和空氣的煤和空氣混合物；一條空氣通道，它用來從外界將空氣供應(yīng)給所說煤和空氣的混合物；一個隔開壁，它用來使所說粉煤通道與所說空氣通道隔開；第一再循環(huán)流形成裝置，它設(shè)在所說隔開壁的下游端，用來使所說煤和空氣混合物和所說空氣形成再循環(huán)流；一個分隔壁，它設(shè)在所說粉煤通道內(nèi)，用來將所說煤和空氣混合物流劃分成兩股直流；以及第二再循環(huán)流形成裝置，它用來在所說分隔壁下游端的下游處使所說煤和空氣混合物形成再循環(huán)流。
2.按照權(quán)利要求1的燃燒器，其特征為，所說第二再循環(huán)流形成裝置是由所說分隔壁的一個垂直于所說直流而延伸的端面構(gòu)成的。
3.按照權(quán)利要求2的燃燒器，其特征為，所說分隔壁的垂直于所說直流的端面的厚度不小于10mm。
4.按照權(quán)利要求2的燃燒器，其特征為，所說分隔壁的端面的一個徑向內(nèi)邊部形成一個凹陷。
5.按照權(quán)利要求2的燃燒器，其特征為，所說粉煤通道具有一個圓形的橫截面，而所說分隔壁具有一個環(huán)形的橫截面。
6.按照權(quán)利要求2的燃燒器，其特征為，所說粉煤通道具有一個矩形的橫截面，而所說分隔壁具有扁板狀的形狀。
7.按照權(quán)利要求1的燃燒器，其特征為，所說兩股直流中的一股煤和空氣混合物含有較多粗粉煤，而另一股煤和空氣混合物含有較多細(xì)粉煤。
8.按照權(quán)利要求7的燃燒器，其特征為，該燃燒器還包括一臺粗粉煤機(jī)和一臺細(xì)粉煤機(jī)，其中所說兩股直流中的一股與所說粗粉煤機(jī)連通，而另一股直流與所說細(xì)粉煤機(jī)連通。
9.按照權(quán)利要求7的燃燒器，其特征為，該燃燒器還包括一臺用來粉碎煤的粉煤機(jī)和一臺用來將所說粉煤機(jī)送來的粉煤分級的分級機(jī)，其中從所說分級機(jī)來的含有較多粗煤顆粒的粉煤被送到所說的一股直流中，而從所說分級機(jī)來的含有較多細(xì)顆粒的粉煤被送到所說另一股直流中。
10.按照權(quán)利要求1的燃燒器，其特征為，所說空氣通道具有一個環(huán)狀包圍在所說粉煤通道周圍的二次空氣通道，和一個設(shè)在所說二次空氣通道外面的三次空氣通道。
11.按照權(quán)利要求5的燃燒器，其特征為，所說空氣通道具有一個同心地環(huán)繞所說粉煤通道的二次空氣通道，還有一個同心地環(huán)繞所說二次空氣通道的三次空氣通道。
12.按照權(quán)利要求11的燃燒器，其特征為，所說二次空氣通道和所說三次空氣通道在徑向上彼此間隔開。
13.按照權(quán)利要求11的燃燒器，其特征為，所說第一再循環(huán)流形成裝置具有一個垂直于所說煤和空氣混合物的流動方向的環(huán)狀扁板部，并有一個從所說環(huán)狀扁板部的外周邊上沿著所說混合物的流動方向向外張開的管狀部。
14.按照權(quán)利要求8的燃燒器，其特征為，所說第二再循環(huán)流形成裝置是由一個垂直于所說直流的所說分隔壁的端面構(gòu)成，并且在垂直于所說直流的方向上所說分隔壁的端面的厚度不小于10mm。
15.按照權(quán)利要求9的燃燒器，其特征為，所說第二再循環(huán)流形成裝置是由一個垂直于所說直流的所說分隔壁的端面形成，并且在垂直于所說直流的方向上所說分隔壁的端面的厚度不小于10mm。
16.按照權(quán)利要求11的燃燒器，其特征為，該燃燒器還具有使流經(jīng)所說二次空氣通道的空氣成旋流的裝置，及使流經(jīng)所說三次空氣通道的空氣成旋流的裝置。
17.按照權(quán)利要求11的燃燒器，其特征為，所說兩股直流中的一股煤和空氣混合物含有較多粗粉煤，而另一股煤和空氣的混合物含有較多細(xì)粉煤。
18.按照權(quán)利要求17的燃燒器，其特征為，該燃燒器還包括一臺粗粉煤機(jī)和一臺細(xì)粉煤機(jī)，其中所說兩股直流中的一股與所說粗粉煤機(jī)連通，而另一股直流則與所說細(xì)粉煤機(jī)連通。
19.按照權(quán)利要求17的燃燒器，其特征為，該燃燒器還包括一臺用來粉碎煤的粉煤機(jī)，和一臺將從所說粉煤機(jī)出來的粉煤分級的分級機(jī)，其中從所說分級機(jī)出來含有較多粗煤顆粒的粉煤被送到所說的一股直流中，而從所說分級機(jī)出來含有較多細(xì)煤顆粒的粉煤被送到所說的另一股直流中。
20.按照權(quán)利要求17的燃燒器，其特征為，所說粉煤通道具有一個圓形的橫截面，而所說分隔壁具有一個環(huán)形的橫截面，其中所說煤和空氣混合物流被劃分成為兩股同心的直流，所說一股含有較多粗粉煤的煤和空氣混合物的直流為安排在徑向內(nèi)側(cè)的直流，而另一股含有較多細(xì)粉煤的煤和空氣混合物的直流為安排在徑向外側(cè)的直流。
21.按照權(quán)利要求10的燃燒器，其特征為，該燃燒器還包括使在所說粉煤通道內(nèi)流動的煤和空氣混合物成旋流的裝置，和將所說的旋流的煤和空氣混合物轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鞯难b置。
22.按照權(quán)利要求16的燃燒器，其特征為，該燃燒器還包括使在所說粉煤通道內(nèi)流動的煤和空氣混合物成旋流的裝置，和將所說的旋流的煤和空氣混合物轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鞯难b置。
23.按照權(quán)利要求21的燃燒器，其特征為，所說粉煤通道具有一個圓形的橫截面，而所說分隔壁具有一個環(huán)形的橫截面，所說煤和空氣混合物流被劃分成為兩股同心的直流，并且所說轉(zhuǎn)變裝置具有在所說間隔壁和所說分隔壁之間沿徑向延伸的板狀件。
24.按照權(quán)利要求23的燃燒器，其特征為，所說板狀件從所說隔開壁沿徑向向內(nèi)延伸。
25.按照權(quán)利要求23的燃燒器，其特征為，所說板狀件從所說分隔壁沿徑向向外延伸。
26.按照權(quán)利要求23的燃燒器，其特征為，所說板狀件在所說煤和空氣混合物的流動方向上的尺寸不小于所說板狀件在徑向上的尺寸的五倍。
27.按照權(quán)利要求21的燃燒器，其特征為，該燃燒器還包括一臺用來將煤粉碎成顆粒尺寸不大于300μm的細(xì)顆粒的粉煤機(jī)，所說粉煤機(jī)與所說粉煤通道連通。
28.按照權(quán)利要求27的燃燒器，其特征為，該燃燒器還包括一臺用來將從所說粉煤機(jī)出來的粉煤分級成為第一和第二組粉煤的分級機(jī)，其中在所說第一組粉煤中至少有50％的顆粒尺寸不大于75μm，并且在所說第二組粉煤中至少有50％的顆粒尺寸不大于20μm，而且在第二組粉煤中至少有80％的顆粒尺寸不大于53μm。
29.按照權(quán)利要求17的燃燒器，其特征為，在所說一股含有較多粗粉煤的煤和空氣混合物的直流中煤的最大顆粒尺寸為300μm，并且在所說一股直流中至少有50％的所說煤的總量的顆粒尺寸不大于75μm；而在另一股含有較多細(xì)粉煤的煤和空氣混合物的直流中煤的最大顆粒尺寸為300μm，并且在所說另一股直流中至少有50％所說煤的總量的顆粒尺寸不大于20μm，而且至少有80％所說煤的總量的顆粒尺寸不大于53μm。
30.按照權(quán)利要求7的燃燒器，其特征為，在所說粉煤通道內(nèi)的所說分隔壁的上游處設(shè)有一個喉部。
31.按照權(quán)利要求21的燃燒器，其特征為，所說使煤和空氣混合物成旋流的旋流裝置具有多個可供所說混合物通過而進(jìn)入的孔眼，所說孔眼配置在旋流的方向上。
32.按照權(quán)利要求22的燃燒器，其特征為，所說使煤和空氣混合物成旋流的旋流裝置具有多個可供所說混合物通過而進(jìn)入的孔眼，所說孔眼配置在旋流的方向上。
33.按照權(quán)利要求22的燃燒器，其特征為，該燃燒器還包括一個設(shè)在粉煤通道內(nèi)的所說分隔壁的上游處的中間件，所說中間件與所說粉煤通道一起限定了在它們之間的截面積逐步縮減的第一通道部分、截面積維持不變的第二通道部分以及截面積逐漸增加的第三通道部分，所說這些通道部分按序沿著所說煤和空氣混合物的流動方向排列，而所說旋流裝置位于所說第二通道部分上。
34.按照權(quán)利要求22的燃燒器，其特征為，在所說煤和空氣混合物的流動方向上，所說分隔壁的外周表面的直徑先是逐漸增大而后維持不變。
全文摘要
粉煤燃燒器包括一個粉煤噴嘴，以及與它同心的二次和三次空氣噴嘴。在粉煤噴嘴出口端設(shè)有火焰穩(wěn)定環(huán)，而在粉煤通道內(nèi)設(shè)有分隔壁，用來將該噴嘴內(nèi)的通道劃分為兩個通道。粉煤和空氣混合物直線流經(jīng)這兩個通道，以便在粉煤噴嘴出口端附近形成粉煤和空氣混合物的再循環(huán)流。結(jié)果，粉煤的可燃性和燃燒率都可提高，從而可以減少NOx的排放量。
文檔編號F23C6/00GK1125308SQ9510351
公開日1996年6月26日 申請日期1995年3月17日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月18日
發(fā)明者楢戶清, 小林啟信, 谷口正行, 河野豪, 岡崎洋文, 伊藤和行, 森田茂樹, 馬場彰 申請人:株式會社日立制作所, 巴布考克日立株式會社