專利名稱：用于四角燃燒鍋爐的噴射預(yù)熱燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于四角燃燒鍋爐的噴射預(yù)熱燃燒器，屬煤粉燃燒技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
已有的四角燃燒鍋爐的燃燒器，是由一次風(fēng)(一定的煤粉濃度、≤250℃的煤粉空氣混合物)、二次風(fēng)(≤350℃的純空氣)等噴射口組合而成。燃燒器沿高度自下而上分別設(shè)置有二次風(fēng)和一次風(fēng)，交替分布。當(dāng)制粉系統(tǒng)為熱風(fēng)送粉時(shí)，燃燒器中還有三次風(fēng)(帶有10％左右的細(xì)煤粉，溫度低于100℃的風(fēng)粉混合物)，一般布置在燃燒器的高層。三次風(fēng)體積流量大、溫度低、濕度大、流速高，對爐內(nèi)的燃燒工況干擾和影響很大，往往影響燃燒穩(wěn)定性和煤粉的燃盡度，影響鍋爐效率。在燃燒器的最上方有時(shí)為了降低NOx排放，還另設(shè)有火上風(fēng)(≤350℃的純空氣)。
已有燃燒器的一次風(fēng)、二次風(fēng)、三次風(fēng)都沒有特殊的的噴口，而且每個(gè)燃燒器都是按特定煤種設(shè)計(jì)，當(dāng)煤種發(fā)生變化時(shí)，會(huì)使燃燒器的燃燒工況不穩(wěn)定，甚至滅火，或者燒毀燃燒器。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提出一種用于四角燃燒鍋爐的噴射預(yù)熱燃燒器，改變已有燃燒器的結(jié)構(gòu)，在燃燒器的一次風(fēng)、二次風(fēng)、三次風(fēng)處設(shè)計(jì)特殊的的噴口(噴射預(yù)熱裝置)，通過每個(gè)噴射預(yù)熱裝置的引射作用，將爐內(nèi)高溫?zé)煔饩砦絿娚溲b置內(nèi)，再與噴射介質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)烈的傳質(zhì)傳熱，以提高各種介質(zhì)噴進(jìn)鍋爐爐膛時(shí)的溫度水平，用以提高鍋爐燃燒效率和降低排煙NOx排放指標(biāo)。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的用于四角燃燒鍋爐的噴射預(yù)熱燃燒器，該燃燒器由多個(gè)噴射預(yù)熱裝置組成，多個(gè)噴射預(yù)熱裝置自下而上安置在燃燒器內(nèi)。噴射預(yù)熱裝置由本體和噴射口組成，本體的直徑D與長度L的尺寸比為L∶D＝1.0～2.5∶1，本體直徑D與噴射口直徑d的尺寸比例為D∶d＝1.7～2.5∶1。
本實(shí)用新型提出的用于四角燃燒鍋爐的噴射預(yù)熱燃燒器，通過每個(gè)噴射預(yù)熱裝置的引射作用，將爐內(nèi)高溫?zé)煔饩砦絿娚溲b置內(nèi)，再與噴射介質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)烈的傳質(zhì)傳熱，由此可使各路介質(zhì)迅速大幅提升溫度(800～1100℃)，其溫升速率可大于104℃/秒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鍋爐設(shè)備能夠提供的熱風(fēng)溫度水平。由此(1)對于一次風(fēng)粉能加速煤粉的燃燒反應(yīng)；(2)對于二次風(fēng)的純空氣可超常地提升溫度，高溫的二次風(fēng)可促使煤粉的燃燒反應(yīng)更為強(qiáng)烈，使燃燒進(jìn)程提前；在揮發(fā)分析出和燃燒反應(yīng)階段形成更多的還原性氣體，有力地控制NOx的形成；(3)對于三次風(fēng)的低溫稀薄風(fēng)粉，由于超常的提升了溫度水平，不會(huì)再干擾爐內(nèi)的燃燒工況，同時(shí)對其攜帶的少量細(xì)煤粉也能夠促使快速燃燒、燃盡；(4)對于常規(guī)溫度的火上風(fēng)通過超常的提升溫度，可以更為有效的發(fā)揮作用。因而整個(gè)燃燒器總成設(shè)計(jì)成為了一種新型的噴射預(yù)熱燃燒器系統(tǒng)后，可以顯著優(yōu)化煤粉燃燒和降低NOx的功效。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的用于四角燃燒鍋爐的噴射預(yù)熱燃燒器，除可以應(yīng)用于四角燃燒爐型之外，還可以通過合理組合應(yīng)用于下吹式W爐型上；此外，其噴射預(yù)熱型火上風(fēng)也可以應(yīng)用于墻式燃燒(旋流燃燒)爐型上。


圖1是本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖。其中a是燃燒器的主視圖，b是燃燒器的側(cè)視圖，c是b的A-A視圖。
圖2是燃燒器中噴射預(yù)熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1和圖2中，1是燃燒器中噴射預(yù)熱裝置的噴射口，其直徑為d，2是噴射預(yù)熱裝置的本體，其直徑為D，長度為L，3是密封耐火層，圖1中，I是一次風(fēng)，其介質(zhì)成分為一定的煤粉濃度、低于250℃的煤粉空氣混合物，II是二次風(fēng)，其介質(zhì)成分為低于350℃的純空氣，III是三次風(fēng)，其介質(zhì)成分為帶有10％左右的細(xì)煤粉，溫度低于100℃的風(fēng)粉混合物，IV是火上風(fēng)，其介質(zhì)成分為低于350℃的純空氣。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出的用于四角燃燒鍋爐的噴射預(yù)熱燃燒器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，該燃燒器由多個(gè)噴射預(yù)熱裝置組成，多個(gè)噴射預(yù)熱裝置自下而上安置在燃燒器內(nèi)。噴射預(yù)熱裝置由本體2和噴射口1組成，本體的直徑D與長度L的尺寸比為L∶D＝1.0～2.5∶1，本體直徑D與噴射口直徑d的尺寸比例為D∶d＝1.7～2.5∶1。
上述裝置中噴射預(yù)熱裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示，本體形狀為一橫臥的有底桶型結(jié)構(gòu)，其底部的下方偏心的設(shè)計(jì)了一噴射口1，噴射口1的一端與相應(yīng)的風(fēng)、粉管路相連。本體2的開口一端為出口，出口安裝在鍋爐的爐墻上，與鍋爐的爐膛相通。從噴射口一端噴入介質(zhì)(一次風(fēng)、二次風(fēng)、三次風(fēng)或火上風(fēng))進(jìn)入本體時(shí)，由于其流速較高，在本體內(nèi)部的上方將形成較強(qiáng)的負(fù)壓區(qū)，該負(fù)壓區(qū)能抽吸爐膛高溫?zé)煔膺M(jìn)入本體內(nèi)部的上半部空間，形成高溫?zé)煔饣亓??；亓鞯母邷責(zé)煔鈱娙氲慕橘|(zhì)進(jìn)行有效地快速加熱，因而大幅度的提高了各路介質(zhì)噴入爐膛時(shí)的初始溫度，從而進(jìn)一步改善了煤粉的燃燒狀況，并起到進(jìn)一步促進(jìn)降低NOx的作用。
本實(shí)用新型中的噴射預(yù)熱裝置，噴射口及本體的橫截面，既可以是圓形，也可以是矩形或不規(guī)則形狀。當(dāng)截面是矩形時(shí)，D即為高度。
為了獲得最佳技術(shù)效果，噴射裝置的直徑D與長度L的尺寸比為L/D＝1.0～2.5，直徑D與噴射口直徑d的尺寸比例為D/d＝1.7～2.5本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)例是L/D＝1.8，D/d＝1.9本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的噴射預(yù)熱裝置，依靠工作介質(zhì)自設(shè)置在本體底部下方的噴射口，偏心的射入本體的下半部空腔內(nèi)時(shí)，本體空腔上半部將產(chǎn)生負(fù)壓形成負(fù)壓區(qū)，該負(fù)壓區(qū)與燃燒室(爐膛)內(nèi)的壓強(qiáng)形成一定的壓差，從而使燃燒室內(nèi)的高溫?zé)煔饽嫦蛄魅氡倔w上半部的空腔內(nèi)，并隨即被流動(dòng)的介質(zhì)引射而自本體的下部噴出。
在此過程中，在本體內(nèi)高溫?zé)煔鈱橘|(zhì)進(jìn)行強(qiáng)烈的傳質(zhì)傳熱，使之快速、超常的升溫(溫升速率超過104℃/秒)。溫度可達(dá)800℃～1100℃，高溫介質(zhì)對加速燃燒化學(xué)反應(yīng)十分有利。
高溫對于助燃的二次風(fēng)和抑制NOx生成的火上風(fēng)均很有意義，能明顯促進(jìn)燃燒和抑制NOx生成；而對于三次風(fēng)由于其含有約10％左右的細(xì)煤粉，且空氣的溫度很低、濕度較大、噴射的速度很高，因此對爐膛燃燒工況干擾和影響很大，會(huì)造成燃燒的不穩(wěn)定和細(xì)煤粉燃燒不充分便離開了燃燒室，增加了不完全燃燒損失份額。當(dāng)三次風(fēng)溫大幅提升后，上述情況可以有效的得到改善因此，結(jié)合一次風(fēng)應(yīng)用了預(yù)熱型裝置，再將燃燒器總成的其他各有關(guān)噴口均按噴射預(yù)熱裝置設(shè)計(jì)，使整個(gè)燃燒器成為全部預(yù)熱型的總成，其總效果將顯著改進(jìn)，可達(dá)到優(yōu)化燃燒、更好的降低NOx的目的。
本實(shí)用新型的裝置，將常規(guī)溫度的介質(zhì)(空氣或含～10％細(xì)煤粉的空氣混合物)自噴射管口噴入噴射裝置本體的下半部，使該裝置本體的上半部形成負(fù)壓區(qū)。憑借這個(gè)負(fù)壓區(qū)，將爐膛內(nèi)的高溫?zé)煔獬槲皆撗b置空間的上半部負(fù)壓區(qū)，并隨即被介質(zhì)引射卷吸進(jìn)行傳質(zhì)傳熱交換，迅速提高介質(zhì)溫度，然后噴入爐膛。高溫的空氣將促進(jìn)強(qiáng)化煤粉燃燒時(shí)的助燃作用；高溫的三次風(fēng)(含～10％細(xì)煤粉的稀薄混合物很難燃燒)可加速細(xì)煤粉燃盡，同時(shí)可減少干擾正常燃燒，對穩(wěn)定爐內(nèi)工況有利。
權(quán)利要求1.一種用于四角燃燒鍋爐的噴射預(yù)熱燃燒器，其特征在于該燃燒器由多個(gè)噴射預(yù)熱裝置組成，多個(gè)噴射預(yù)熱裝置自下而上安置在燃燒器內(nèi)；所述的噴射預(yù)熱裝置由本體和噴射口組成，本體的直徑D與長度L的尺寸比為L∶D＝1.0～2.5∶1，本體直徑D與噴射口直徑d的尺寸比例為D∶d＝1.7～2.5∶1。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于四角燃燒鍋爐的噴射預(yù)熱燃燒器，屬煤粉燃燒技術(shù)領(lǐng)域。該燃燒器由多個(gè)噴射預(yù)熱裝置組成，多個(gè)噴射預(yù)熱裝置自下而上安置在燃燒器內(nèi)。噴射預(yù)熱裝置由本體和噴射口組成，本體的直徑D與長度L的尺寸比為L∶D＝1.0～2.5∶1，本體直徑D與噴射口直徑d的尺寸比例為D∶d＝1.7～2.5∶1。本實(shí)用新型提出的用于四角燃燒鍋爐的噴射預(yù)熱燃燒器，通過每個(gè)噴射預(yù)熱裝置的引射作用，將爐內(nèi)高溫?zé)煔饩砦絿娚溲b置內(nèi)，再與噴射介質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)烈的傳質(zhì)傳熱，由此可使各路介質(zhì)迅速大幅提升溫度至800～1100℃，其溫升速率可大于10
文檔編號(hào)F23D1/00GK2872108SQ20062000751
公開日2007年2月21日 申請日期2006年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
發(fā)明者賈臻 申請人:賈臻