[发明专利]空间浓淡型直流煤粉燃烧器

说明书

本发明公开了一种空间浓淡型直流煤粉燃烧器，包括一次风管道、弯头管道、水平一次风管道、二次风管道和摆动喷口；其中：弯头管道用于初步浓淡分离一次风煤粉气流；水平一次风管道内部设置有浓缩分离挡板，用于将一次风煤粉气流进一步浓缩并分离成浓、淡两股煤粉气流；二次风管道用于为煤粉燃烧提供空气；摆动喷口内部设置有分隔挡板、钝体、固定肋、浓煤粉气流喷口和淡煤粉气流喷口。本发明还公开了上述燃烧器的组合结构。本发明利用烟气在炉膛中的流动特性，设计合理的燃烧器结构，实现了煤粉的高效燃烧，克服了空间浓淡燃烧技术结焦、高温腐蚀等问题，并提高了煤种的适应性，降低了NOx排放量。

技术领域

本发明涉及锅炉燃烧设备领域，特别是涉及一种适用于四角切圆燃煤锅炉的空间浓淡型直流煤粉燃烧器。

背景技术

电力行业是我国基础的能源行业，其中燃煤火力发电占我国总发电量的70%以上。虽然我国现在正在大力发展核能、光伏、风能、生物质能等新能源发电技术，但由于核电站建设周期长、只能带基本负荷及新能源发电成本较高、单机容量小等因素影响，且我国煤炭资源丰富，所以在未来较长一段时期内，燃煤火力发电仍然是我国发电的主要方式。

目前，高效、低污染燃煤发电技术是燃煤火力发电的主导方向，这项技术可同时实现高效燃烧、低NOx排放、防结渣、防高温腐蚀、低负荷稳燃以及煤种适应性强。为此，国内外已研制出多种新型煤粉燃烧器，其中具有代表性的即为浓淡型煤粉燃烧器。浓淡型煤粉燃烧器利用离心力或惯性力将一次风煤粉气流分成浓、淡两股气流，分别通过不同喷口进入炉膛内燃烧。由于提高了浓股中的煤粉浓度，其着火性及稳燃性得到了显著改善。

我国现在普遍应用的浓淡煤粉燃烧器主要有两种类型，即水平浓淡燃烧器和垂直浓淡燃烧器。水平浓淡燃烧器即在同一水平面上将煤粉气流分成浓煤粉气流和淡煤粉气流喷入炉膛，浓煤粉气流在向火侧，淡煤粉气流在背火侧。例如，哈尔滨工业大学秦裕琨研发的百叶窗水平浓淡燃烧器（中国实用新型专利申请号CN92224103.1和CN93209806.1），其浓缩比高、阻力小，浓煤粉有利于着火和稳燃，淡煤粉有利于防止结焦和高温腐蚀，主要应用于燃用低挥发分的贫煤和无烟煤的锅炉系统中。弯头式煤粉燃烧器（如中国实用新型专利申请号CN89200682.X）的水平浓淡型燃烧器，其浓缩比小、炉前布置困难。此两种形式的水平浓淡燃烧器有利于燃用低挥发份煤质的煤粉锅炉稳定燃烧，但是在燃用高挥发份的烟煤时容易造成向火侧结焦、喷口烧坏，且不利于浓煤粉进一步集中，不利于降低NOx排放。

垂直（上下）浓淡燃烧器，如Alstom Power公司（前Combustion EngineeringInc.）开发的WR型燃烧器，MHI（三菱重工）开发的PM型燃烧器，其共同特征是利用弯头或分离器在垂直方向上将煤粉气流分成浓煤粉气流和淡煤粉气流喷入炉膛，形成垂直浓淡燃烧方式。为了保证煤粉浓度的差异，需要在直管段中布置水平隔板。一次风喷口内装有扩流锥，扩流锥有V型和波纹型两种。WR燃烧器和PM燃烧器虽然改善了锅炉的稳燃性，一定程度上降低了NOx排放，但是由于高浓度的煤粉流直接面向水冷壁，加剧了结渣和高温腐蚀问题，且此类浓淡装置不适于燃用烟煤和褐煤。

可见，现有的浓淡型煤粉燃烧器虽然在高效燃烧、低NOx排放、稳燃等方面取得了一定的效果，但普遍存在煤种适应性狭窄、高温腐蚀、结焦和NOx减排效率不高等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种空间浓淡型直流煤粉燃烧器，它可以实现煤粉的高效燃烧、防结渣、防高温腐蚀、低负荷稳燃、煤种适应性强和低NOx排放量，具有节能、环保双重效果。

为解决上述技术问题，本发明的空间浓淡型直流煤粉燃烧器，包括有一次风管道、弯头管道、水平一次风管道、二次风管道和摆动喷口；其中：

所述一次风管道为一次风煤粉气流的入口，用于将一次风煤粉气流输送至弯头管道；

所述弯头管道与一次风管道相连，用于将一次风煤粉气流进行初步浓淡分离；