[发明专利]中心风环浓缩型旋流燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型中心风环浓缩型旋流燃烧器，属于锅炉煤粉燃烧技术领域。

背景技术

对于贫煤、无烟煤对冲燃烧煤粉锅炉，通常采用浓缩燃烧器(或热风送粉方式)来解决煤粉的着火、稳燃问题，同时由于国家环保要求越来越严，需要通过设置SOFA(分离式燃尽风)来控制锅炉省煤器出口的NOx(氮氧化物)排放浓度。

浓缩型旋流燃烧器进风通道主要由一次风煤粉管道，内、外二次风道和乏气管组成。一次风从一次风煤粉管道进入炉膛，其主要作用是输送煤粉并提供煤粉燃烧过程中挥发份燃烧所需的氧气。一次风煤粉气流在经过浓缩型燃烧器弯头前，先通过一段偏导管加速，大多数煤粉由于离心力作用沿弯头外侧内壁流动，在气流进入一次风浓缩装置之后，使50％的一次风和10％～15％煤粉分离出来，经乏气管引到乏气喷口直接喷入炉膛燃烧，其余的50％一次风和85％～90％的煤粉由燃烧器一次风喷口喷入炉内燃烧。旋流引入的内外二次风可及时卷吸高温热烟气并适时补充燃烧所需的空气，有利于煤粉的着火与燃烬。

原有浓缩型旋流燃烧器由于煤粉气流在燃烧器的中心，处于旋转的内外二次风气流的包裹之中，存在着一定的不足，主要体现在：1)煤粉受热不均，不利于煤粉预热和挥发分的析出；2)煤粉的配风不好，煤粉浓度虽高，但煤粉与空气的接触面积小，煤粉燃烧由外烧至内，对空气的利用率不高。这些不足会导致煤粉着火推迟和煤粉的燃烧效率降低，使锅炉的飞灰含碳量和大渣含碳量升高，在设有SOFA(分离式燃尽风)的欠氧燃烧情况更是如此，根据相关经验，与未设置SOFA时相比，锅炉的飞灰含碳量会升高40～100％，从而使锅炉的经济性降低，电厂的供电煤耗升高。

发明内容

为解决以上问题，提高在主燃烧区缺氧或空气量减少情况下煤粉的燃烧效率，发明人利用煤粉燃烧原理，结合燃烧器的设计，通过优化对煤粉的配风，提高煤粉燃烧时对空气的利用率，从而使新型燃烧器具有高效燃烧、环保的特点。

此种新型旋流燃烧器系在原浓缩型旋流燃烧器的一次风煤粉管道内加入中心风而成。加入中心风后，燃烧器的内外二次风比例相应调整，为确保合理的一次风喷口风速和内外二次风风速，需对一次风喷口、内外二次风道尺寸进行相应的调整。

由于中心风的存在，一方面使浓缩后的浓相风粉混合物处于中心风与一次风煤粉管道之间的环形通道中，煤粉在环形通道中受到高温中心风和内二次风的加热，煤粉受热更均匀，有利于析出更多的挥发分，因而有利于煤粉及时着火和稳燃；另一方面使煤粉的配风得到优化，配风更为合理，煤粉喷出燃烧器圆环形喷口后，煤粉与二次风或高温烟气的接触面积成倍增加，经计算，煤粉与二次风的接触面积增加至少1.5倍，风的利用率提高，煤粉的燃烧从原来的“由外烧至内的单层火焰”变成现在的“由外烧至内和由内烧至外的双层火焰”，煤粉的燃烧更为剧烈和高效，可有效降低飞灰含碳量和大渣含碳量。

附图说明

图1、原浓缩型旋流燃烧器

图2、中心风环浓缩型旋流燃烧器(I型)

图3、中心风环浓缩型旋流燃烧器(II型)

图4、I型的中心风与浓缩煤粉管道组件

图5、I型的中心风管道

图6、II型的中心风与浓缩煤粉管道组件

附图标记说明：

图1：1.偏导管；2.弯头；3.乏气管；4.一次风煤粉管道；5.内二次风道；6.外二次风道；7.外二次风叶片；8.内二次叶片；9.二次风调风套筒；10.调风盘；11.二次风调风套筒电动执行机构；12.浓缩前一次风风粉混合物；13.乏气风(淡相)；14.浓缩后一次风风粉混合物(浓相)。

图2：1.偏导管；2.弯头；3.乏气管；4.中心风管道；5.一次风煤粉管道；6.内二次风道；7.外二次风道；8.二次风调风套筒；9.中心风导入口；10.二次风调风套筒电动执行机构；11.中心风电动执行机构；12.浓缩前一次风风粉混合物；13.乏气风(淡相)；14.浓缩后一次风风粉混合物(浓相)；15.中心风；16.内二次风；17.外二次风。

图3：1.偏导管；2.弯头；3.乏气管；4.中心风管道；5.一次风煤粉管道；6.内二次风道；7.外二次风道；8.二次风调风套筒；9.中心风导入管；10.二次风调风套筒电动执行机构；11.中心风电动执行机构；12.浓缩前一次风风粉混合物；13.乏气风(淡相)；14.浓缩后一次风风粉混合物(浓相)；15.中心风；16.内二次风；17.外二次风。

图4：1.一次风煤粉管道；2.中心风管道。