[实用新型]三相流双速煤粉燃烧器喷口结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤粉燃烧器领域，具体的说是一种三相流双速煤粉燃烧器喷口结构。

背景技术

锅炉结焦是燃煤锅炉运行中比较普遍的问题，结焦是煤粉炉中熔融的渣粒粘结在受热面上的一种现象。一般情况下，炉膛火焰的温度很高，在此温度下，燃料燃烧后的灰多呈熔化或软化状态，随着烟气一起运动的灰渣粒，由于炉膛水冷壁受热面的吸热而同烟气一起被冷却。如果液态的渣粒在接近水冷壁或炉墙前，已经因为温度降低而凝固，当附在受热面管壁上时，将形成一层疏松的灰层，运行中通过吹灰很容易除掉。如果渣粒是以液态或半液态粘附到受热面管壁或炉墙上，将形成一层致密的灰渣层，称为结焦。

当锅炉结焦后，结焦层热阻很大，受热面传热能力下降，炉内吸热减少，导致烟温升高，锅炉排烟损失增大。与此同时，会引起汽温偏高，运行中为保持额定参数，不得不增加水量，甚至被迫降低出力。炉膛出口温度升高引起炉膛出口结焦，增加了烟气阻力，也会造成锅炉运行经济性降低。水冷壁结焦后，传热能力下降，结焦和不结焦部分受热不均匀，可能引起水冷壁爆管事故。炉内结焦后，炉膛出口烟温上升，引起过热器温度升高，容易导致高温过热器、高温再热器超温爆管。另外，当锅炉结焦严重时，大焦突然落下时，还有可能造成灭火，甚至砸坏水冷壁管子，造成恶性事故。

由上述可知，锅炉结焦会导致严重的后果，本领域技术人员一直在致力于解决锅炉结焦的问题。通过对炉内燃烧器区域气相及气固两相流场的深入研究，发现相当一部分锅炉炉膛内存在煤粉向炉膛四周分离，从而产生一系列不良后果。人们便提出了解决这一问题的技术措施，使煤粉相对集中在火焰中部，而炉壁四角则空气相对过剩，从而实现了炉内“风包粉”的浓淡燃烧方式，以防止炉壁结渣和高温腐蚀、也有助于提高燃烧效率。浓淡燃烧的基本思路是将一次风分成浓淡两股气流，利用浓煤粉气流着火稳定性好的特点来提高燃烧器的着火稳燃能力，浓淡两股气流偏离各自燃烧的化学当量比，还可抑制NOx的生成排放。

但是不管是普通煤粉燃烧器还是改进型的浓淡燃烧器，由于都是四角切圆燃烧方式，上游火焰对下游火焰的支持燃烧力度较大。在支持燃烧的同时，也会由于上游火焰的动量冲击，燃烧火焰必将向水冷壁侧偏斜。本实用新型基于浓淡燃烧技术，对煤粉燃烧器的喷口结构进行改进，以解决火焰偏斜问题，从而有效降低水冷壁结焦风险。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、实现方便、燃烧效率高且能够有效避免锅炉结焦的三相流双速煤粉燃烧器喷口结构。

为解决上述技术问题，本实用新型的三相流双速煤粉燃烧器喷口结构的特点是包括安装在炉膛壁上的至少一个煤粉喷射通道，煤粉喷射通道的外伸端连接煤粉浓淡分离装置，煤粉喷射通道由竖向设置在其中部的竖隔板分隔为浓粉通道和淡粉通道，浓粉通道和淡粉通道分别与煤粉浓淡分离装置的浓粉出口和淡粉出口对应连通；炉膛壁上在淡粉通道的一侧安装有空气喷射通道且该空气喷射通道与煤粉喷射通道由环形箍固装为一体结构；空气喷射通道的外端部通过管道与锅炉二次风管路连接。

采用上述结构，利用煤粉喷射通道的浓、淡粉分离喷射，在炉膛内形成中心浓四周淡的煤粉浓淡两相燃烧区域，浓相燃烧靠近火焰中心位置，淡相燃烧靠近炉膛内壁，燃烧器的燃烧效率高；在淡相燃烧的外侧额外设置空气喷射通道，将原来的浓淡两相流变成三相流；煤粉喷射通道引自一次风，空气喷口的配风引自热二次风，形成双流速，二次风以较高的配风速度由煤粉喷口背火侧射入，能够增加一次风动量，减少射流的偏斜倾向，控制气流贴壁，防止结焦；同时，该种配风送料结构具有风屏保护作用，能提高炉膛水冷壁处的氧化性气氛，氧化性气氛使得煤灰粒子的软化温度相对升高，从而进一步弱化了结焦倾向，更加有效的避免了结焦现象。

所述空气喷射通道内间隔设置上、下两层横隔板，该两层横隔板将空气喷射通道的喷口分隔成上、中、下三个。空气喷射通道分成上、中、下三股，使得二次风分层送入，提高送风的空间均匀特性，从而保证更好的“风包粉”效果。

所述空气喷射通道的外端部为由内向外逐渐减细的锥形，用于接入二次风的管道连接在该锥形外端部的锥尖部上，上层横隔板的内端部向上倾斜设置，下层横隔板的内端部向下倾斜设置。利用倾斜设置的两层隔板将二次风的分成三股，保证了配风更加均匀。