專利名稱：小油量氣化燃燒側(cè)向多級開放式點燃中心給粉旋流燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋流燃燒器。
技術(shù)背景現(xiàn)有運行的大容量電站鍋爐中，鍋爐點火和低負(fù)荷穩(wěn)燃用油量巨大，發(fā) 電企業(yè)為了節(jié)約燃油，節(jié)油重點由低負(fù)荷穩(wěn)燃過程轉(zhuǎn)向鍋爐點火與停爐過程(電廠鍋爐啟停時耗油占60%,低負(fù)荷穩(wěn)燃耗油占40%)。按照傳統(tǒng)方式，點火 油槍布置在燃燒器的二次風(fēng)口中,油槍與煤粉噴口的距離比較遠(yuǎn),而且這兩股 氣流又互相平行,因此在點火時，燃油產(chǎn)生的熱量直接用于加熱煤粉的部分比 較少,熱量利用率低，使得鍋爐點火時，燃油的消耗量很大。微油點火技術(shù)是 一種應(yīng)用于電廠鍋爐啟動、停止以及低負(fù)荷穩(wěn)燃的新技術(shù)。中國專利號為 ZL200520145352.2、授權(quán)公告號為CN2854368、授權(quán)公告日為2007年1月 3日的實用新型專利公開了一種"寬煤種微油點火燃燒器"。中國專利申請 號為200610053092.5、公開號為CN19124
公開日為2007年2月14日 的發(fā)明專利公開了一種"微油冷爐點火和超低負(fù)荷穩(wěn)燃且具有低NO;c排放 的旋流燃燒器"，這兩種裝置的油槍都伸入到燃燒器一次風(fēng)道內(nèi)。燃燒器運 行時，油槍套管長時間處于煤粉顆粒的沖刷，易造成主油槍套管的磨損，一 旦產(chǎn)生磨損，小油點火將無法啟動，不易滿足所要求的使用壽命,而大機組 對設(shè)備的使用壽命要求是較高的。另一方面，上述兩種裝置的多級燃燒室位 于導(dǎo)流錐或煤粉濃縮器后且與油槍出口相連，整套油槍燃燒裝置占據(jù)燃燒器 一次風(fēng)管道中心一定的面積，在停用油槍時，煤粉濃縮器濃縮的煤粉集中在 中心回流區(qū)的外側(cè)，使NO;c沒有最大限度的降低。中國專利申請?zhí)枮?200710072577.3、公開號為C畫110111
公開日為2008年01月09日的 發(fā)明專利公開了 "一種小油量氣化燃燒側(cè)向點燃中心給粉旋流燃燒器"，其 第一級燃燒室為倒"V"形布置，在小容量鍋爐適應(yīng)性很好，但在大容量鍋 爐應(yīng)用時第一級燃燒室包含中心濃煤粉較少，第一級燃燒室煤粉濃度較低， 不利于煤粉點燃，并且由于只有兩級燃燒室點燃，第一級煤粉點燃后所攜帶的熱量較小，第二級需要被點燃的煤粉太多，導(dǎo)致點火失敗。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有微油點火旋流燃燒裝置在大容量鍋爐上應(yīng)用時需點燃煤粉量大及采用旋流燃燒器的大型煤粉鍋爐在降低NOx排放的 同時電站鍋爐啟動、停止以及低負(fù)荷穩(wěn)燃情況下的節(jié)油問題，現(xiàn)提供一種小 油量氣化燃燒側(cè)向多級開放式點燃中心給粉旋流燃燒器。本發(fā)明包含燃燒器 一次風(fēng)道、濃縮環(huán)、支撐板、內(nèi)旋流器、內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道、外旋流器、外二次 風(fēng)風(fēng)道、火嘴、支撐桿、第三級燃燒室、第二級燃燒室、第一級燃燒室、主 油槍、擋塊、第一風(fēng)道管、第二風(fēng)道管和第三風(fēng)道管，第一風(fēng)道管內(nèi)為燃燒 器一次風(fēng)道，第一風(fēng)道管的出口端為火嘴，支撐板固定在第一風(fēng)道管內(nèi)的入 口端，濃縮環(huán)固定在支撐板上，第一級燃燒室固定在支撐板前端的第一風(fēng)道 管內(nèi)，第二級燃燒室固定在第一級燃燒室前端的第一風(fēng)道管內(nèi)，第二級燃燒 室前側(cè)的第一風(fēng)道管內(nèi)為第三級燃燒室，主油槍與燃燒器一次風(fēng)道相連返， 主油槍的出口端與第一級燃燒室的入口端相對應(yīng)，第二風(fēng)道管固定在第一風(fēng) 道管外表面的前端，第二風(fēng)道管與第一風(fēng)道管之間為內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道，內(nèi)旋流 器固定在內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道內(nèi)，第三風(fēng)道管固定在第二風(fēng)道管外表面的前端，第 三風(fēng)道管與第二風(fēng)道管之間為外二次風(fēng)風(fēng)道，外旋流器固定在外二次風(fēng)風(fēng)道 內(nèi)，第一風(fēng)道管、第二風(fēng)道管和第三風(fēng)道管的前端由支撐桿相互連接，擋塊 固定在第一級燃燒室后端的第一風(fēng)道管的內(nèi)壁上，第二級燃燒室包含上板和 下板，上板的上端與第一風(fēng)道管的上側(cè)內(nèi)壁固定連接，下板的下端與第一風(fēng) 道管的下側(cè)內(nèi)壁固定連接，上板和下板在第一風(fēng)道管內(nèi)對稱設(shè)置，上板的下 端和下板的上端之間設(shè)有縫隙。本發(fā)明的優(yōu)點是煤粉氣流經(jīng)過濃縮器后，在燃燒器一次風(fēng)道的中心區(qū) 域形成較高的煤粉濃度，而在邊壁附近煤粉濃度很低。本發(fā)明在第一級燃燒 室入口前設(shè)置擋塊擋住了部分淡煤粉氣流，提高了第一級燃燒室的煤粉濃度 5% 10%，第一級燃燒室把燃燒器一次風(fēng)道中部分濃縮的煤粉氣流包含在第一級燃燒室內(nèi)，也使第一級燃燒室的煤粉濃度增加，有利于煤粉著火。第二 級燃燒室為開放式燃燒室，當(dāng)煤粉燃燒產(chǎn)生煙氣量大引起阻力過大時，煙氣 可以通過第二級燃燒室兩板的縫隙進(jìn)入第二級燃燒室外側(cè)的空間，煙氣阻力得到降低，并且這部分熱量適當(dāng)加熱了第二級燃燒室外側(cè)的煤粉，使煤粉進(jìn) 入第三級燃燒室時更容易被點燃，同時也避免了煤粉量增加時形成的高溫將 第二級燃燒室燒壞。由于第二級燃燒室包括了較多中心的煤粉濃度高的區(qū) 域，隨著鍋爐啟動后煤粉投入量的增多，第二級燃燒室煤粉量增加很快，第 二級燃燒室的燃燒的煤粉放出的熱量點燃第三級燃燒室的煤粉，進(jìn)一步實現(xiàn) 能量的逐級放大，大大減少了煤粉燃燒所需引燃能量。本發(fā)明避免了油槍套 管長時間處于煤粉顆粒的沖刷，易造成主油槍套管的磨損導(dǎo)致小油點火將無 法啟動的問題，并且微油點火裝置不改變?nèi)紵鞅旧淼牡蚇Ox和穩(wěn)燃特性； 本發(fā)明利用擋塊和改變?nèi)紵倚螤钐岣吡说谝患壢紵业拿悍蹪舛?，有利?煤粉著火，第二級燃燒室采用縫隙式結(jié)構(gòu)解決了采用多級燃燒室時燃燒室易 燒損和燃燒室煙氣堵塞的問題，利用多級燃燒室解決了大容量鍋爐上的應(yīng)用 時需點燃煤粉量大容易導(dǎo)致點火失敗的問題。此燃燒器在鍋爐正常運行中可 作為主燃燒器使用。由于二次風(fēng)通過二次風(fēng)箱進(jìn)入燃燒器后分成兩部分，它 們分別經(jīng)過燃燒器外二次風(fēng)道、燃燒器內(nèi)二次風(fēng)道送風(fēng)，調(diào)節(jié)內(nèi)、外旋流器 的開度，可以改變內(nèi)、外旋流二次風(fēng)的比例，由內(nèi)旋流器、外旋流器使二次 風(fēng)旋轉(zhuǎn)，在燃燒器的中心區(qū)域形成中心回流區(qū)。煤粉集中噴入位置正對燃燒 器的中心回流區(qū)中心部分，穿越中心回流區(qū)的煤粉量增加，煤粉在低氧還原 性氣氛下燃燒，延長煤粉的停留時間，可控制燃燒型NOx的生成。由于二 次風(fēng)被分成了內(nèi)、外兩部分，因而形成了分級燃燒，與中心給粉相結(jié)合，實 現(xiàn)了低NOc排放，同時也節(jié)約了大量的燃油。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的A-A剖視圖，圖3是 煤粉經(jīng)濃縮器后煤粉濃度分布示意圖，其中C為測點處的煤粉濃度，C。為平 均煤粉濃度；R為測點處的半徑，R。為一次風(fēng)管的半徑。
具體實施方式
具體實施方式
一(參見圖1~圖2)本實施方式包含燃燒器一次風(fēng)道1、 濃縮環(huán)2、支撐板3、內(nèi)旋流器4、內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道5、外旋流器6、外二次風(fēng) 風(fēng)道7、火嘴8、支撐桿9、第三級燃燒室IO、第二級燃燒室ll、第一級燃 燒室12、主油槍15、擋塊16、第一風(fēng)道管17、第二風(fēng)道管18和第三風(fēng)道管19，第一風(fēng)道管17內(nèi)為燃燒器一次風(fēng)道1，第一風(fēng)道管17的出口端為火 嘴8，支撐板3固定在第一風(fēng)道管17內(nèi)的入口端，濃縮環(huán)2固定在支撐板3 上，第一級燃燒室12固定在支撐板3前端的第一風(fēng)道管17內(nèi)，第二級燃燒 室11固定在第一級燃燒室12前端的第一風(fēng)道管17內(nèi)，第二級燃燒室11前 側(cè)的第一風(fēng)道管17內(nèi)為第三級燃燒室10，主油槍15與燃燒器一次風(fēng)道1 相連通，主油槍15的出口端與第一級燃燒室12的入口端相對應(yīng)，第二風(fēng)道 管18固定在第一風(fēng)道管17外表面的前端，第二風(fēng)道管18與第一風(fēng)道管17 之間為內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道5，內(nèi)旋流器4固定在內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道5內(nèi)，第三風(fēng)道管 19固定在第二風(fēng)道管18外表面的前端，第三風(fēng)道管19與第二風(fēng)道管18之 間為外二次風(fēng)風(fēng)道7,外旋流器6固定在外二次風(fēng)風(fēng)道7內(nèi)，第一風(fēng)道管17、 第二風(fēng)道管18和第三風(fēng)道管19的前端由支撐桿9相互連接，擋塊16固定 在第一級燃燒室12后端的第一風(fēng)道管17的內(nèi)壁上，第二級燃燒室11包含 上板11-1和下板11-2，上板11-1的上端與第一風(fēng)道管17的上側(cè)內(nèi)壁固定 連接，下板11-2的下端與第一風(fēng)道管17的下側(cè)內(nèi)壁固定連接，上板11-1 和下板11-2在第一風(fēng)道管17內(nèi)對稱設(shè)置，上板11-1的下端和下板11-2的 上端之間設(shè)有縫隙ll-3。
具體實施方式
二。(參見圖1~圖2)本實施方式與具體實施方式
一的不 同點在于，它增加了輔助油槍13，輔助油槍13與主油槍15平行設(shè)置，輔 助油槍13與第一級燃燒室12相連通，輔助油槍13的出口端設(shè)置在第一級 燃燒室12的中部。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三(參見圖1~圖2)本實施方式與具體實施方式
二的不 同點在于，它增加了火檢裝置14，火檢裝置14設(shè)置在輔助油槍13與主油 槍15之間，火檢裝置14與第一級燃燒室12相連通。其它與具體實施方式
二相同。煤粉被送入燃燒器一次風(fēng)道l內(nèi)，經(jīng)過煤粉濃縮器2進(jìn)行煤粉濃縮，在 燃燒器一次風(fēng)道1中心區(qū)域形成較高的煤粉濃度，用fluent軟件計算600MW 亞臨界鍋爐的濃度分布結(jié)果如(圖3所示)，煤粉高濃度區(qū)域在一次風(fēng)道1 中心為圓心的0.6R。以內(nèi)，其余部分為淡煤粉氣流。在第一級燃燒室12入口 前設(shè)置擋塊，擋住了部分淡煤粉氣流，擋塊高度a小于0.4R。，使第一級燃燒室12煤粉濃度提高，沿一次風(fēng)道1半徑方向0.15R。到0.6R。的環(huán)形區(qū)域1/4 的高濃度煤粉進(jìn)入第一級燃燒室12，主油槍15形成的高溫火焰和第一級燃 燒室12內(nèi)的濃煤粉顆粒直接接觸使煤粉顆粒的特性發(fā)生變化，極高的加熱 速率使揮發(fā)份析出速度大大加快，煤粉顆粒溫度急劇升高、爆裂、粉碎和劇 烈燃燒，當(dāng)火焰不穩(wěn)定時，可以及時啟用輔助油槍13，幫助煤粉燃燒。然 后被點燃高溫煤粉氣流進(jìn)入第二級燃燒室11與第二級燃燒室的煤粉顆粒接 觸并點燃第二級燃燒室11煤粉，第二級燃燒室11為開放式的縫隙結(jié)構(gòu)減小 了煤粉燃燒產(chǎn)生煙氣量大而引起的阻力，并且這部分熱量加熱了第二級燃燒 室外側(cè)的煤粉，使煤粉進(jìn)入第三級燃燒室時更容易被點燃，最后進(jìn)入第三級 燃燒室點燃剩余的煤粉，實現(xiàn)了煤粉的分級燃燒，燃燒能量逐級放大，最后 經(jīng)過火嘴8噴入爐膛。支撐板3用于固定濃縮環(huán)，支撐桿9用于固定內(nèi)二次 風(fēng)風(fēng)道5和外二次風(fēng)風(fēng)道7。二次風(fēng)通過二次風(fēng)箱進(jìn)入燃燒器后分成兩部分， 它們分別經(jīng)過燃燒器外二次風(fēng)道7、燃燒器內(nèi)二次風(fēng)道5送風(fēng)，調(diào)節(jié)內(nèi)、外 旋流器的開度，可以改變內(nèi)、外旋流二次風(fēng)的比例，由內(nèi)旋流器4、外旋流 器6使二次風(fēng)旋轉(zhuǎn)，在燃燒器的中心區(qū)域形成中心回流區(qū)。煤粉集中噴入位 置正對燃燒器的中心回流區(qū)中心部分，穿越中心回流區(qū)的煤粉量增加，煤粉 在低氧還原性氣氛下燃燒，延長煤粉的停留時間，可控制燃燒型NOx的生 成。由于二次風(fēng)被分成了內(nèi)、外兩部分，因而形成了分級燃燒，與中心給粉 相結(jié)合，實現(xiàn)了低NOx排放。
權(quán)利要求
1、一種小油量氣化燃燒側(cè)向多級開放式點燃中心給粉旋流燃燒器，它包含燃燒器一次風(fēng)道(1)、濃縮環(huán)(2)、支撐板(3)、內(nèi)旋流器(4)、內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道(5)、外旋流器(6)、外二次風(fēng)風(fēng)道(7)、火嘴(8)、支撐桿(9)、第三級燃燒室(10)、第二級燃燒室(11)、第一級燃燒室(12)、主油槍(15)、擋塊(16)、第一風(fēng)道管(17)、第二風(fēng)道管(18)和第三風(fēng)道管(19)，第一風(fēng)道管(17)內(nèi)為燃燒器一次風(fēng)道(1)，第一風(fēng)道管(17)的出口端為火嘴(8)，其特征在于支撐板(3)固定在第一風(fēng)道管(17)內(nèi)的入口端，濃縮環(huán)(2)固定在支撐板(3)上，第一級燃燒室(12)固定在支撐板(3)前端的第一風(fēng)道管(17)內(nèi)，第二級燃燒室(11)固定在第一級燃燒室(12)前端的第一風(fēng)道管(17)內(nèi)，第二級燃燒室(11)前側(cè)的第一風(fēng)道管(17)內(nèi)為第三級燃燒室(10)，主油槍(15)與燃燒器一次風(fēng)道(1)相連通，主油槍(15)的出口端與第一級燃燒室(12)的入口端相對應(yīng)，第二風(fēng)道管(18)固定在第一風(fēng)道管(17)外表面的前端，第二風(fēng)道管(18)與第一風(fēng)道管(17)之間為內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道(5)，內(nèi)旋流器(4)固定在內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)道(5)內(nèi)，第三風(fēng)道管(19)固定在第二風(fēng)道管(18)外表面的前端，第三風(fēng)道管(19)與第二風(fēng)道管(18)之間為外二次風(fēng)風(fēng)道(7)，外旋流器(6)固定在外二次風(fēng)風(fēng)道(7)內(nèi)，第一風(fēng)道管(17)、第二風(fēng)道管(18)和第三風(fēng)道管(19)的前端由支撐桿(9)相互連接，擋塊(16)固定在第一級燃燒室(12)后端的第一風(fēng)道管(17)的內(nèi)壁上，第二級燃燒室(11)包含上板(11-1)和下板(11-2)，上板(11-1)的上端與第一風(fēng)道管(17)的上側(cè)內(nèi)壁固定連接，下板(11-2)的下端與第一風(fēng)道管(17)的下側(cè)內(nèi)壁固定連接，上板(11-1)和下板(11-2)在第一風(fēng)道管(17)內(nèi)對稱設(shè)置，上板(11-1)的下端和下板(11-2)的上端之間設(shè)有縫隙(11-3)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小油量氣化燃燒側(cè)向多級開放式點燃中心給 粉旋流燃燒器，其特征在于旋流燃燒器還包含輔助油槍(13)，輔助油槍(13) 與主油槍(15)平行設(shè)置，輔助油槍(13)與第一級燃燒室(12)相 連通，輔助油槍(13)的出口端設(shè)置在第一級燃燒室(12)的中部。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的小油量氣化燃燒側(cè)向多級開放式點燃中心給 粉旋流燃燒器，其特征在于旋流燃燒器還包含火檢裝置(14)，火檢裝置(14) 設(shè)置在輔助油槍(13)與主油槍(15)之間，火檢裝置(14)與第一 級燃燒室(12)相連通。
全文摘要
小油量氣化燃燒側(cè)向多級開放式點燃中心給粉旋流燃燒器，它涉及一種旋流燃燒器。本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有微油點火旋流燃燒裝置在大容量鍋爐上應(yīng)用時需點燃煤粉量大及采用旋流燃燒器的大型煤粉鍋爐在降低NOx排放的同時電站鍋爐啟動、停止以及低負(fù)荷穩(wěn)燃情況下的節(jié)油問題。本發(fā)明第一級燃燒室固定在支撐板前端的第一風(fēng)道管內(nèi)，第二級燃燒室固定在第一級燃燒室前端的第一風(fēng)道管內(nèi)，第二級燃燒室前側(cè)的第一風(fēng)道管內(nèi)為第三級燃燒室，主油槍與燃燒器一次風(fēng)道相連通。本發(fā)明煤粉在低氧還原性氣氛下燃燒，延長煤粉的停留時間，可控制燃燒型NOx的生成。由于二次風(fēng)被分成了內(nèi)、外兩部分，因而形成了分級燃燒，實現(xiàn)了低NOx排放，也節(jié)約了燃油。
文檔編號F23D1/02GK101329064SQ20081006478
公開日2008年12月24日 申請日期2008年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者劉春龍, 孫紹增, 李爭起, 果志明, 陳智超 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)