新型低氮煤粉燃燒器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于煤粉燃燒技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型低氮煤粉燃燒器，主體結(jié)構(gòu)包括一次風(fēng)管、濃煤粉通道、淡煤粉通道、旋流葉片、二次風(fēng)管、三次風(fēng)管、煤粉濃淡分離器、分離部開口、分離部、穩(wěn)流部、擴流部、導(dǎo)流板和點火裝置，一次風(fēng)攜帶煤粉經(jīng)煤粉濃淡分離器分為濃煤粉一次風(fēng)流和淡煤粉一次風(fēng)流，淡煤粉一次風(fēng)流與二次風(fēng)混合后在旋流葉片的作用下形成旋流風(fēng)，濃煤粉一次風(fēng)在煤粉濃淡分離器出口內(nèi)缺氧燃燒，旋流風(fēng)在煤粉濃淡分離器出口外富氧燃燒，三次風(fēng)包裹在最外圍以調(diào)節(jié)火焰，能夠降低煤粉燃燒過程中氮氧化物的排放量；其結(jié)構(gòu)簡單，原理科學(xué)可靠，燃燒效果好，產(chǎn)生的氮氧化物少，節(jié)能環(huán)保，應(yīng)用環(huán)境友好。
【專利說明】
新型低氮煤粉燃燒器
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本發(fā)明屬于煤粉燃燒技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型低氮煤粉燃燒器，能夠降低煤粉燃燒過程中氮氧化物的排放量。
【背景技術(shù)】
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[0002]煤粉在燃燒過程中，空氣中的氮氣在高溫環(huán)境下會和氧氣結(jié)合形成氮氧化物，氮氧化物可刺激肺部，使人較難抵抗感冒之類的呼吸系統(tǒng)疾病，呼吸系統(tǒng)有問題的人士如哮喘病患者，會較易受二氧化氮影響，對兒童來說，氮氧化物可能會造成肺部發(fā)育受損，相關(guān)研究指出長期吸入氮氧化物會導(dǎo)致肺部構(gòu)造改變。目前，降低氮氧化物的方法是在煤粉中心高溫燃燒區(qū)形成貧氧還原氣氛，在外圍形成富氧低溫氣氛，氮氧化物生成后在貧氧氣氛下能夠立即被還原成氧氣和氮氣，低溫氣氛下氮氣與氧氣不會發(fā)生反應(yīng)，不會形成氮氧化物，外圍的富氧氣氛還能使中心燃燒區(qū)產(chǎn)生的一氧化碳和未燃燒煤粉的可燃物充分燃燒；具體方法是采用多級風(fēng)管供風(fēng)，中心風(fēng)管輸送煤粉，中間風(fēng)管供旋流風(fēng)，最外層風(fēng)管供直流風(fēng)，供風(fēng)分級和煤粉濃淡分級越細，低氮效果越好，基于經(jīng)濟效益，供風(fēng)一般分為2到5級，煤粉分為I到2級。申請日為2010年4月14日的中國專利201010145738.9公開了一種分級供風(fēng)的低氮煤粉燃燒器，屬于三層二次風(fēng)低氮氧化物(NOx)旋流燃燒器，由從內(nèi)到外依次套接的一層中心風(fēng)管、一層一次風(fēng)管、內(nèi)二次風(fēng)管、中二次風(fēng)管和外二次風(fēng)管三層二次風(fēng)管組成，其中一次風(fēng)管采用了切向進風(fēng)方式，一次風(fēng)管出口端安裝有煤粉收集器，內(nèi)二次風(fēng)管和外二次風(fēng)管內(nèi)安裝有旋流葉片，各二次風(fēng)管出口端都具有一定的向外擴展角度，該專利的煤粉未分級，不能實現(xiàn)充分燃燒；申請日為2014年12月23日的中國專利201420826706.9公開了一種煤粉濃淡分離的煤粉燃燒器，包括從內(nèi)向外依次同軸設(shè)置的一次風(fēng)通道、內(nèi)二次風(fēng)通道及外二次風(fēng)通道，一次風(fēng)通道一端設(shè)有入口，另一端設(shè)有出口，一次風(fēng)通道內(nèi)設(shè)有將煤粉向一次風(fēng)通道中心導(dǎo)向的導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向裝置與出口之間設(shè)有對置濃粉收集器，出口設(shè)有濃淡煤粉分隔筒，濃淡煤粉分隔筒的外壁與一次風(fēng)通道的內(nèi)壁固定連接，該專利的煤粉在分離過程中容易沉積，與風(fēng)混合不足，燃燒不充分。因此研發(fā)一種能夠充分燃燒，降低氮氧化物排放量的新型低氮煤粉燃燒器，具有良好的社會效益和應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，尋求設(shè)計一種能夠充分燃燒，降低氮氧化物排放量的新型低氮煤粉燃燒器。
[0004]本發(fā)明涉及的新型低氮煤粉燃燒器的主體結(jié)構(gòu)包括一次風(fēng)管、濃煤粉通道、淡煤粉通道、旋流葉片、二次風(fēng)管、三次風(fēng)管、煤粉濃淡分離器、分離部開口、分離部、穩(wěn)流部、擴流部、導(dǎo)流板和點火裝置;一次風(fēng)管的下部中央處開設(shè)有二次風(fēng)管，一次風(fēng)管的尾部外側(cè)設(shè)置有三次風(fēng)管，一次風(fēng)管的內(nèi)側(cè)設(shè)置有與一次風(fēng)管螺紋式連接的煤粉濃淡分離器，煤粉濃淡分離器的內(nèi)部中心處設(shè)置有點火裝置，一次風(fēng)管的中軸線與煤粉濃淡分離器的中軸線重合，煤粉濃淡分離器中的通道為濃煤粉通道，一次風(fēng)管的內(nèi)壁與煤粉濃淡分離器的外壁之間的通道為淡煤粉通道，淡煤粉通道與二次風(fēng)管連通，一次風(fēng)管的尾部內(nèi)壁設(shè)置有旋流葉片;分離部開口、分離部、穩(wěn)流部和擴流部配合構(gòu)成煤粉濃淡分離器，圓臺形的分離部的外壁上開設(shè)有分離部開口，分離部開口上設(shè)有百葉形的導(dǎo)流板，導(dǎo)流板翻向淡煤粉通道，圓柱形的穩(wěn)流部的兩端分別與分離部和圓臺形的擴流部相連，點火裝置設(shè)置在擴流部內(nèi)，分離部的開口直徑大于擴流部的開口直徑，分離部與導(dǎo)流板的夾角為銳角。
[0005]本發(fā)明涉及的一次風(fēng)管與煤粉濃淡分離器螺紋式連接，便于更換不同型號的煤粉濃淡分離器;所述分離部開口的形狀包括使進入淡煤粉通道的煤粉分布更加均勻的同心圓形、螺旋線形和點陣形;所述一次風(fēng)管的中心軸與二次風(fēng)管的中心軸之間的夾角包括一次風(fēng)管的中心軸與二次風(fēng)管的中心軸之間的夾角等于90度、一次風(fēng)管的中心軸與二次風(fēng)管的中心軸之間的銳角夾角大于旋流葉片與一次風(fēng)管的中心軸之間的銳角夾角以及一次風(fēng)管的中心軸與二次風(fēng)管的中心軸之間的夾角和旋流葉片與一次風(fēng)管的中心軸之間的夾角相等，且均為銳角。
[0006]本發(fā)明涉及的新型低氮煤粉燃燒器的運行原理與過程是:一次風(fēng)攜帶煤粉進入一次風(fēng)管后在煤粉濃淡分離器作用下，部分一次風(fēng)進入濃煤粉通道，其余一次風(fēng)從分離部開口進入淡煤粉通道，導(dǎo)流板的角度與一次風(fēng)的方向背逆，大部分煤粉由于慣性不會進入淡煤粉通道，少量煤粉被風(fēng)夾帶到淡煤粉通道，增強煤粉濃縮分級效果，進入濃煤粉通道的一次風(fēng)的風(fēng)速大于進入淡煤粉通道的一次風(fēng)的風(fēng)速，使得隨一次風(fēng)進入濃煤粉通道的煤粉量大于隨一次風(fēng)進入淡煤粉通道的煤粉量，攜帶濃煤粉的一次風(fēng)在擴流部被點火裝置提前點燃，延后二次風(fēng)與濃煤粉通道里的煤粉混合的時間，擴流部是煤粉燃燒的中心區(qū)域，擴流部中的煤粉濃度高，氧氣不足，煤粉處于還原性氛圍中燃燒，不會產(chǎn)生或者產(chǎn)生少量的氮氧化物；由于二次風(fēng)管的中心軸與一次風(fēng)管的中心軸的夾角大于或等于旋流葉片與一次風(fēng)管的中心軸的銳角夾角，且小于或等于90度，二次風(fēng)進風(fēng)方向和一次風(fēng)進風(fēng)方向形成的夾角大于或等于旋流葉片與一次風(fēng)管的中心軸的銳角夾角，且小于或等于90度，所以二次風(fēng)與進入淡煤粉通道的一次風(fēng)匯合后形成混合風(fēng)的方向與旋流葉片相同或相近，減小能量損失，旋流葉片使二次風(fēng)與進入淡煤粉通道的一次風(fēng)和煤粉充分混合，使中心燃燒區(qū)域各位置的煤粉濃度更加穩(wěn)定，還原性氛圍更加穩(wěn)定，混合風(fēng)在煤粉燃燒的中心區(qū)域的外圍參與燃燒反應(yīng)，由于外圍的溫度低于生成氮氧化物的反應(yīng)溫度，外圍不會產(chǎn)生氮氧化物，并且外圍氧氣供給充足，未充分燃燒的煤粉和一氧化碳的可燃物在氧化氛圍下實現(xiàn)充分燃燒;三次風(fēng)位于燃燒反應(yīng)的最外圍，具有調(diào)節(jié)火焰的作用。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比:一次風(fēng)攜帶煤粉經(jīng)煤粉濃淡分離器分為濃煤粉一次風(fēng)流和淡煤粉一次風(fēng)流，淡煤粉一次風(fēng)流與二次風(fēng)混合后在旋流葉片的作用下形成旋流風(fēng)，濃煤粉一次風(fēng)在煤粉濃淡分離器出口內(nèi)缺氧燃燒，旋流風(fēng)在煤粉濃淡分離器出口外富氧燃燒，三次風(fēng)包裹在最外圍以調(diào)節(jié)火焰;其結(jié)構(gòu)簡單，原理科學(xué)可靠，燃燒效果好，產(chǎn)生的氮氧化物少，節(jié)能環(huán)保，應(yīng)用環(huán)境友好。
【附圖說明】
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[0008]圖1為本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明涉及的煤粉濃淡分離器的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0010]圖3為本發(fā)明涉及的實施例1中的分離部開口的結(jié)構(gòu)原理示意圖。[0011 ]圖4為本發(fā)明涉及的實施例2中的分離部開口的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0012]圖5為本發(fā)明涉及的實施例3中的分離部開口的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實施方式】
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[0013]下面結(jié)合實施例并通過附圖對本發(fā)明作進一步描述。
[0014]實施例1:
[0015]本實施例涉及的新型低氮煤粉燃燒器的主體結(jié)構(gòu)包括一次風(fēng)管1、濃煤粉通道101、淡煤粉通道102、旋流葉片103、二次風(fēng)管2、三次風(fēng)管3、煤粉濃淡分離器4、分離部開口401、分離部402、穩(wěn)流部403、擴流部404、導(dǎo)流板405和點火裝置5; —次風(fēng)管I的下部中央處開設(shè)有二次風(fēng)管2，一次風(fēng)管I的尾部外側(cè)設(shè)置有三次風(fēng)管3，一次風(fēng)管I的內(nèi)側(cè)設(shè)置有與一次風(fēng)管I螺紋式連接的煤粉濃淡分離器4，煤粉濃淡分離器4的內(nèi)部中心處設(shè)置有點火裝置5，一次風(fēng)管I的中軸線與煤粉濃淡分離器4的中軸線重合，煤粉濃淡分離器4中的通道為濃煤粉通道101，一次風(fēng)管I的內(nèi)壁與煤粉濃淡分離器4的外壁之間的通道為淡煤粉通道102，淡煤粉通道102與二次風(fēng)管2連通，一次風(fēng)管I的尾部內(nèi)壁設(shè)置有旋流葉片103，一次風(fēng)管I的中心軸與二次風(fēng)管2的中心軸之間的夾角和旋流葉片103與一次風(fēng)管I的中心軸之間的夾角相等，且均為銳角；分離部開口 401、分離部402、穩(wěn)流部403和擴流部404配合構(gòu)成煤粉濃淡分離器4，圓臺形的分離部402的外壁上開設(shè)有同心圓形的分離部開口 401，分離部開口 401上設(shè)有百葉形的導(dǎo)流板405，導(dǎo)流板405翻向淡煤粉通道102，圓柱形的穩(wěn)流部403的兩端分別與分離部402和圓臺形的擴流部404相連，點火裝置5設(shè)置在擴流部404內(nèi)，分離部402的開口直徑大于擴流部404的開口直徑，分離部402與導(dǎo)流板405的夾角為銳角。
[0016]本實施例涉及的一次風(fēng)管I與煤粉濃淡分離器4螺紋式連接，便于更換不同型號的煤粉濃淡分離器4;同心圓形的分離部開口401使進入淡煤粉通道102的煤粉分布更加均勻。
[0017]本實施例涉及的新型低氮煤粉燃燒器的運行原理與過程是:一次風(fēng)攜帶煤粉進入一次風(fēng)管I后在煤粉濃淡分離器4作用下，部分一次風(fēng)進入濃煤粉通道101，其余一次風(fēng)從分離部開口 401進入淡煤粉通道102，導(dǎo)流板405的角度與一次風(fēng)的方向背逆，大部分煤粉由于慣性不會進入淡煤粉通道102，少量煤粉被風(fēng)夾帶到淡煤粉通道102，增強煤粉濃縮分級效果，進入濃煤粉通道101的一次風(fēng)的風(fēng)速大于進入淡煤粉通道102的一次風(fēng)的風(fēng)速，使得隨一次風(fēng)進入濃煤粉通道101的煤粉量大于隨一次風(fēng)進入淡煤粉通道102的煤粉量，攜帶濃煤粉的一次風(fēng)在擴流部404被點火裝置5提前點燃，延后二次風(fēng)與濃煤粉通道101里的煤粉混合的時間，擴流部404是煤粉燃燒的中心區(qū)域，擴流部404中的煤粉濃度高，氧氣不足，煤粉處于還原性氛圍中燃燒，不會產(chǎn)生或者產(chǎn)生少量的氮氧化物；由于二次風(fēng)管2的中心軸與一次風(fēng)管I的中心軸的夾角大于或等于旋流葉片103與一次風(fēng)管I的中心軸的銳角夾角，且小于或等于90度，二次風(fēng)進風(fēng)方向和一次風(fēng)進風(fēng)方向形成的夾角大于或等于旋流葉片103與一次風(fēng)管I的中心軸的銳角夾角，且小于或等于90度，所以二次風(fēng)與進入淡煤粉通道102的一次風(fēng)匯合后形成混合風(fēng)的方向與旋流葉片103相同或相近，減小能量損失，旋流葉片103使二次風(fēng)與進入淡煤粉通道102的一次風(fēng)和煤粉充分混合，使中心燃燒區(qū)域各位置的煤粉濃度更加穩(wěn)定，還原性氛圍更加穩(wěn)定，混合風(fēng)在煤粉燃燒的中心區(qū)域的外圍參與燃燒反應(yīng)，由于外圍的溫度低于生成氮氧化物的反應(yīng)溫度，外圍不會產(chǎn)生氮氧化物，并且外圍氧氣供給充足，未充分燃燒的煤粉和一氧化碳的可燃物在氧化氛圍下實現(xiàn)充分燃燒;三次風(fēng)位于燃燒反應(yīng)的最外圍，具有調(diào)節(jié)火焰的作用。
[0018]實施例2:
[0019]本實施例涉及的新型低氮煤粉燃燒器的主體結(jié)構(gòu)同實施例1，不同之處在于分離部開口 401為螺旋線形，使進入淡煤粉通道102的煤粉分布更加均勻;一次風(fēng)管I的中心軸與二次風(fēng)管2的中心軸之間的夾角等于90度。
[0020]實施例3:
[0021]本實施例涉及的新型低氮煤粉燃燒器的主體結(jié)構(gòu)同實施例1，不同之處在于分離部開口 401為點陣形，使進入淡煤粉通道102的煤粉分布更加均勻;一次風(fēng)管I的中心軸與二次風(fēng)管2的中心軸之間的銳角夾角大于旋流葉片103與一次風(fēng)管I的中心軸之間的銳角夾角。
【主權(quán)項】
1.一種新型低氮煤粉燃燒器，其特征在于主體結(jié)構(gòu)包括一次風(fēng)管、濃煤粉通道、淡煤粉通道、旋流葉片、二次風(fēng)管、三次風(fēng)管、煤粉濃淡分離器、分離部開口、分離部、穩(wěn)流部、擴流部、導(dǎo)流板和點火裝置;一次風(fēng)管的下部中央處開設(shè)有二次風(fēng)管，一次風(fēng)管的尾部外側(cè)設(shè)置有三次風(fēng)管，一次風(fēng)管的內(nèi)側(cè)設(shè)置有與一次風(fēng)管螺紋式連接的煤粉濃淡分離器，煤粉濃淡分離器的內(nèi)部中心處設(shè)置有點火裝置，一次風(fēng)管的中軸線與煤粉濃淡分離器的中軸線重合，煤粉濃淡分離器中的通道為濃煤粉通道，一次風(fēng)管的內(nèi)壁與煤粉濃淡分離器的外壁之間的通道為淡煤粉通道，淡煤粉通道與二次風(fēng)管連通，一次風(fēng)管的尾部內(nèi)壁設(shè)置有旋流葉片;分離部開口、分離部、穩(wěn)流部和擴流部配合構(gòu)成煤粉濃淡分離器，圓臺形的分離部的外壁上開設(shè)有分離部開口，分離部開口上設(shè)有百葉形的導(dǎo)流板，導(dǎo)流板翻向淡煤粉通道，圓柱形的穩(wěn)流部的兩端分別與分離部和圓臺形的擴流部相連，點火裝置設(shè)置在擴流部內(nèi)，分離部的開口直徑大于擴流部的開口直徑，分離部與導(dǎo)流板的夾角為銳角。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型低氮煤粉燃燒器，其特征在于一次風(fēng)管與煤粉濃淡分離器螺紋式連接，便于更換不同型號的煤粉濃淡分離器;所述分離部開口的形狀包括使進入淡煤粉通道的煤粉分布更加均勻的同心圓形、螺旋線形和點陣形;所述一次風(fēng)管的中心軸與二次風(fēng)管的中心軸之間的夾角包括一次風(fēng)管的中心軸與二次風(fēng)管的中心軸之間的夾角等于90度、一次風(fēng)管的中心軸與二次風(fēng)管的中心軸之間的銳角夾角大于旋流葉片與一次風(fēng)管的中心軸之間的銳角夾角以及一次風(fēng)管的中心軸與二次風(fēng)管的中心軸之間的夾角和旋流葉片與一次風(fēng)管的中心軸之間的夾角相等，且均為銳角。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型低氮煤粉燃燒器，其特征在于運行原理與過程是:一次風(fēng)攜帶煤粉進入一次風(fēng)管后在煤粉濃淡分離器作用下，部分一次風(fēng)進入濃煤粉通道，其余一次風(fēng)從分離部開口進入淡煤粉通道，導(dǎo)流板的角度與一次風(fēng)的方向背逆，大部分煤粉由于慣性不會進入淡煤粉通道，少量煤粉被風(fēng)夾帶到淡煤粉通道，增強煤粉濃縮分級效果，進入濃煤粉通道的一次風(fēng)的風(fēng)速大于進入淡煤粉通道的一次風(fēng)的風(fēng)速，使得隨一次風(fēng)進入濃煤粉通道的煤粉量大于隨一次風(fēng)進入淡煤粉通道的煤粉量，攜帶濃煤粉的一次風(fēng)在擴流部被點火裝置提前點燃，延后二次風(fēng)與濃煤粉通道里的煤粉混合的時間，擴流部是煤粉燃燒的中心區(qū)域，擴流部中的煤粉濃度高，氧氣不足，煤粉處于還原性氛圍中燃燒，不會產(chǎn)生或者產(chǎn)生少量的氮氧化物；由于二次風(fēng)管的中心軸與一次風(fēng)管的中心軸的夾角大于或等于旋流葉片與一次風(fēng)管的中心軸的銳角夾角，且小于或等于90度，二次風(fēng)進風(fēng)方向和一次風(fēng)進風(fēng)方向形成的夾角大于或等于旋流葉片與一次風(fēng)管的中心軸的銳角夾角，且小于或等于90度，所以二次風(fēng)與進入淡煤粉通道的一次風(fēng)匯合后形成混合風(fēng)的方向與旋流葉片相同或相近，減小能量損失，旋流葉片使二次風(fēng)與進入淡煤粉通道的一次風(fēng)和煤粉充分混合，使中心燃燒區(qū)域各位置的煤粉濃度更加穩(wěn)定，還原性氛圍更加穩(wěn)定，混合風(fēng)在煤粉燃燒的中心區(qū)域的外圍參與燃燒反應(yīng)，由于外圍的溫度低于生成氮氧化物的反應(yīng)溫度，外圍不會產(chǎn)生氮氧化物，并且外圍氧氣供給充足，未充分燃燒的煤粉和一氧化碳的可燃物在氧化氛圍下實現(xiàn)充分燃燒;三次風(fēng)位于燃燒反應(yīng)的最外圍，具有調(diào)節(jié)火焰的作用。
【文檔編號】F23D1/02GK105864759SQ201610211594
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月7日
【發(fā)明人】蘇哲, 胡二虎, 劉峰, 王偉, 韓志強, 張洪偉, 張伯渠
【申請人】山東中科潔能科技有限公司