多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器和具有其的煤粉鍋爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煤粉鍋爐，尤其涉及一種煤粉預(yù)熱燃燒器和一種具有該燃燒器的煤粉鍋爐。
【背景技術(shù)】
[0002]燃煤鍋爐的主要形式為煤粉鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐和爐排爐等，而煤粉爐占鍋爐總?cè)萘康?0%以上，是鍋爐燃煤的主要方式。燃燒器是煤粉爐的關(guān)鍵設(shè)備，燃燒器關(guān)系到煤粉的著火、燃燒穩(wěn)定性、燃燒效率和污染物排放特性。
[0003]常規(guī)煤粉燃燒器中，煤粉均以冷粉形式噴入爐膛，煤粉噴入爐膛后面臨著火和穩(wěn)定燃燒問題，因此低負(fù)荷條件下，煤粉鍋爐常需要投油助燃，低負(fù)荷穩(wěn)定燃燒能力差，此外燃用揮發(fā)分低于10%的無煙煤、半焦等燃料時(shí)還存在著火困難、穩(wěn)燃特性差和燃燒效率低等問題。實(shí)現(xiàn)燃料特別是低揮發(fā)分燃料變負(fù)荷的高效穩(wěn)定燃燒，是煤粉高效燃燒技術(shù)遇到的主要困難。
[0004]中國專利CNlOl 158468A公開了一種煤粉高溫預(yù)熱方法，煤粉從循環(huán)流化床燃燒室中下部加入，從其底部通入空氣，通過煤粉部分燃燒放熱，將煤粉預(yù)熱到800°C以上。該方法將煤粉預(yù)熱至溫度超過燃料著火點(diǎn)，高溫煤粉噴入爐膛后不存在熄火和火焰不穩(wěn)定的問題，有利于實(shí)現(xiàn)煤粉特別是低揮發(fā)分燃料的高效燃燒和低負(fù)荷穩(wěn)燃；同時(shí)，因煤粉預(yù)熱過程中，煤中的氮元素部分析出且轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，較好的控制了煤粉燃燒的NOx排放水平。因此，根據(jù)該方法開發(fā)的煤粉預(yù)熱燃燒器具有很好的工程應(yīng)用前景。但這種煤粉預(yù)熱燃燒器用于大容量鍋爐時(shí)，存在著單個燃燒器燃燒強(qiáng)度過高，而若配多個燃燒器又會增加鍋爐系統(tǒng)的復(fù)雜性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了使得煤粉預(yù)熱燃燒器的噴口燃燒強(qiáng)度適中，提出本實(shí)用新型。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的一個方面，提出了一種多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器，包括:預(yù)熱燃燒室；氣固分離器；和返料器，所述預(yù)熱燃燒室的個數(shù)為一個，氣固分離器和返料器的數(shù)量相同且至少為兩個，每一個氣固分離器的氣體出口為燃燒器出口。
[0007]可選地，氣固分離器和返料器的數(shù)量均為兩個，且兩個氣固分離器軸對稱或中心對稱地布置在預(yù)熱燃燒室兩側(cè)。
[0008]可選地，氣固分離器和返料器的數(shù)量均為三個，且三個氣固分離器以預(yù)熱燃燒室中心為圓心、依次隔開120°設(shè)置在預(yù)熱燃燒室外圍的同心圓上。
[0009]可選地，氣固分離器和返料器的數(shù)量均為四個，且四個氣固分離器以預(yù)熱燃燒室中心為圓心、依次隔開90°設(shè)置在預(yù)熱燃燒室外圍的同心圓上。
[0010]可選地，上述燃燒器中，預(yù)熱燃燒室上設(shè)有煤粉加入口。該所述煤粉加入口適于加入由一次風(fēng)攜帶的煤粉，或適于單獨(dú)加入煤粉。
[0011]可選地，上述燃燒器中，全部返料器上均設(shè)有煤粉加入口。該所述煤粉加入口適于加入由一次風(fēng)攜帶的煤粉，或適于單獨(dú)加入煤粉。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的另一方面，提出了一種煤粉鍋爐，包括:爐膛；和燃燒器，該燃燒器為上述的多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器，一次風(fēng)和預(yù)熱的煤粉經(jīng)由燃燒器出口噴入爐膛?？蛇x地，煤粉預(yù)熱燃燒器設(shè)置在爐膛側(cè)壁。
[0013]本實(shí)用新型提供的煤粉預(yù)熱燃燒器噴口數(shù)量增加，單個噴口燃燒強(qiáng)度適中，鍋爐配風(fēng)簡單，燃料與空氣更易摻混，燃燒效率高，爐膛溫度分布均勻，有利于減少NOx排放，燃燒器與鍋爐連接方便，簡化了鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，特別適用于大容量煤粉鍋爐。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的一個示例性實(shí)施例的多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器的正視示意圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型的一個示例性實(shí)施例的多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器的俯視示意圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型的另一個示例性實(shí)施例的多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器的正視示意圖。
[0017]圖4為本實(shí)用新型的又一個示例性實(shí)施例的多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器的正視示意圖。
[0018]圖5為本實(shí)用新型的再一個示例性實(shí)施例的多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器的正視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。在說明書中，相同或相似的附圖標(biāo)號指示相同或相似的部件。下述參照附圖對本實(shí)用新型實(shí)施方式的說明旨在對本實(shí)用新型的總體實(shí)用新型構(gòu)思進(jìn)行解釋，而不應(yīng)當(dāng)理解為對本實(shí)用新型的一種限制。
[0020]本實(shí)用新型的煤粉預(yù)熱燃燒器，包括依次連接的預(yù)熱燃燒室、氣固分離器和返料器，氣固分離器的氣體出口即為燃燒器出口。其中，預(yù)熱燃燒室僅為一個，而氣固分離器和返料器數(shù)量相同、至少為兩個。
[0021]煤粉的加入位置可有兩種選擇:一是全部從預(yù)熱燃燒室上設(shè)置的煤粉加入口加入，可以是以一次風(fēng)攜帶煤粉形成的風(fēng)粉混合物形式加入，也可以用機(jī)械輸送等方式如葉輪給粉機(jī)直接加入煤粉；另一種方式是分為均等的份額，從每個返料器加入，同樣，也是可以以風(fēng)粉混合物或僅煤粉的形式的加入。
[0022]通過控制一次風(fēng)的含氧量少于煤粉的理論燃燒空氣量，而使只有部分煤粉燃燒放熱、并將煤粉預(yù)熱至800°C以上，少量高溫煤粉被氣固分離器捕集、經(jīng)返料器送回預(yù)熱燃燒室；其余被預(yù)熱至高溫的煤粉隨一次風(fēng)從氣固分離器的氣體出口、也即燃燒器出口噴入爐膛。
[0023]由此，提供了一套具有多個噴口的煤粉預(yù)熱燃燒器，包括:預(yù)熱燃燒室；氣固分離器；和返料器，所述預(yù)熱燃燒室的個數(shù)為一個，氣固分離器和返料器的數(shù)量相同且至少為兩個，每一個氣固分離器的氣體出口為燃燒器出口。
[0024]為使各噴口噴出的預(yù)熱煤粉量均勻，對氣固分離器的布置方式有所要求。具體的可采用的結(jié)構(gòu)舉例如下:
[0025]如圖1和2所示，預(yù)熱燃燒室I橫截面為圓形，兩個氣固分離器2軸對稱的布置在預(yù)熱燃燒室兩側(cè)，即氣固分離器入口均從預(yù)熱燃燒室上部同側(cè)引出、并引向相反的兩個方向，兩氣固分離器所連接的返料器3則將捕集到的固體物料從預(yù)熱燃燒室I兩側(cè)返送回預(yù)熱燃燒室I。該煤粉預(yù)熱燃燒器具有兩個通往爐膛的爐膛噴口、即燃燒器出口 21。
[0026]如圖3所示，預(yù)熱燃燒室I橫截面為圓形，兩個氣固分離器2中心對稱的布置在預(yù)熱燃燒室兩側(cè)，對稱中心為預(yù)熱燃燒室的圓心。該煤粉預(yù)熱燃燒器具有兩個通往爐膛的爐膛噴口、即燃燒器出口 21。
[0027]如圖4所示，預(yù)熱燃燒室I橫截面為圓形，三個氣固分離器2以預(yù)熱燃燒室中心為圓心、依次隔開120°設(shè)置在預(yù)熱燃燒室外圍的同心圓上；返料器3與預(yù)熱燃燒室相連的返料點(diǎn)也是關(guān)于預(yù)熱燃燒室中心點(diǎn)中心對稱的。該煤粉預(yù)熱燃燒器具有3個通往爐膛的爐膛噴口、即燃燒器出口 21。
[0028]如圖5所示，預(yù)熱燃燒室I橫截面為正方形，四個氣固分離器2以預(yù)熱燃燒室中心點(diǎn)為圓心、依次隔開90°設(shè)置在預(yù)熱燃燒室外圍的同心圓上，也即四個氣固分離器從預(yù)熱燃燒室的每個側(cè)壁上引出、并中心對稱的布置在其周邊，對稱中心為其橫截面的中心點(diǎn)；返料器3與預(yù)熱燃燒室相連的返料點(diǎn)也是關(guān)于預(yù)熱燃燒室中心點(diǎn)中心對稱的。該煤粉預(yù)熱燃燒器具有4個通往爐膛的爐膛噴口、即燃燒器出口 21。
[0029]本實(shí)用新型的煤粉預(yù)熱燃燒器可以布置在爐膛底部，也可以布置在爐膛側(cè)壁，通過燃燒器出口向爐膛內(nèi)噴入已預(yù)熱至高溫的煤粉以及帶有部分燃燒煙氣的一次風(fēng)。
[0030]本實(shí)用新型的煤粉預(yù)熱燃燒器運(yùn)行時(shí)，向預(yù)熱燃燒室或返料器加入粒徑小于200 ym的煤粉，同時(shí)加入與煤粉比例為0.5?1.5kg煤粉:1m3空氣的一次風(fēng)，煤粉部分燃燒，將煤粉加熱到800°C以上，氣體攜帶高溫煤粉流入各氣固分離器，部分顆粒被分離器捕集，經(jīng)返料器送回預(yù)熱室、點(diǎn)燃新加入的煤粉，未被捕集的顆粒從分離器的氣體出口、也即預(yù)熱燃料器出口噴入爐膛。
[0031]盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行變化，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器，包括: 預(yù)熱燃燒室； 氣固分離器；和 返料器， 其特征在于: 所述預(yù)熱燃燒室的個數(shù)為一個，氣固分離器和返料器的數(shù)量相同且至少為兩個，每一個氣固分離器的氣體出口為燃燒器出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器，其特征在于: 氣固分離器和返料器的數(shù)量均為兩個，且兩個氣固分離器軸對稱或中心對稱地布置在預(yù)熱燃燒室兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器，其特征在于: 氣固分離器和返料器的數(shù)量均為三個，且三個氣固分離器以預(yù)熱燃燒室中心為圓心、依次隔開120°設(shè)置在預(yù)熱燃燒室外圍的同心圓上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器，其特征在于: 氣固分離器和返料器的數(shù)量均為四個，且四個氣固分離器以預(yù)熱燃燒室中心為圓心、依次隔開90°設(shè)置在預(yù)熱燃燒室外圍的同心圓上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器，其特征在于: 預(yù)熱燃燒室上設(shè)有煤粉加入口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器，其特征在于: 所述煤粉加入口適于加入由一次風(fēng)攜帶的煤粉，或適于單獨(dú)加入煤粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器，其特征在于: 全部返料器上均設(shè)有煤粉加入口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器，其特征在于: 所述煤粉加入口適于加入由一次風(fēng)攜帶的煤粉，或適于單獨(dú)加入煤粉。
9.一種煤粉鍋爐，包括: 爐膛；和 燃燒器， 其特征在于: 所述燃燒器為根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器，一次風(fēng)和預(yù)熱的煤粉經(jīng)由燃燒器出口噴入爐膛。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器，包括：預(yù)熱燃燒室；氣固分離器；和返料器，所述預(yù)熱燃燒室的個數(shù)為一個，氣固分離器和返料器的數(shù)量相同且至少為兩個，每一個氣固分離器的氣體出口為燃燒器出口。本實(shí)用新型還涉及一種具有上述多噴口煤粉預(yù)熱燃燒器的煤粉鍋爐。利用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，煤粉預(yù)熱燃燒器噴口數(shù)量增加，單個噴口燃燒強(qiáng)度適中，鍋爐配風(fēng)簡單，燃料與空氣更易摻混，燃燒效率高，爐膛溫度分布均勻，有利于減少NOx排放，燃燒器與鍋爐連接方便，簡化了鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
【IPC分類】F23C10-22, F23C10-10
【公開號】CN204554799
【申請?zhí)枴緾N201520215790
【發(fā)明人】呂清剛, 朱建國, 高鳴, 歐陽子區(qū), 那永潔
【申請人】中國科學(xué)院工程熱物理研究所
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月10日