[发明专利]一种煤粉燃烧器及具有该煤粉燃烧器的锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤粉燃烧技术，尤其涉及一种煤粉燃烧器，还涉及一种具有该煤粉燃烧器的锅炉。

背景技术

当前，锅炉的燃烧过程包括两个阶段：第一个阶段是锅炉点火阶段，第二阶段正常燃烧阶段。

在第一个阶段，锅炉点火时，为了将煤粉点燃，并保持煤粉的燃烧，提高炉膛的温度，往往需要投入燃油进行助燃，以将煤粉点燃，提高炉膛内温度；在炉膛内的温度升高到一定高度之后，进入锅炉燃烧的第二个阶段，即正常燃烧阶段。

在正常燃烧阶段，停止投入燃油，煤粉进入炉膛之后，在炉膛内的高温烟气辐射热、对流热作用下着火，燃烧，释放出热量。

当前的锅炉燃烧技术虽然能够保持煤粉的燃烧，但却存在以下两个主要不足：

第一个不足就是：在正常燃烧阶段，为了保持煤粉的连续燃烧，需要保持炉膛内较高的温度；只有保持炉膛内较高的温度，煤粉才能依赖炉膛内高温烟气的辐射热和对流热燃烧，保持煤粉的燃尽率。因此，在锅炉开始运行初期，由于炉膛内温度较低，煤粉的燃尽率非常低，这就使得锅炉运行的效率偏低。而且，在炉膛内温度低于一个确定的点时，锅炉就无法自行保持持续性运行，存在锅炉中煤粉燃烧稳定性较差的缺陷。因此，在锅炉低负荷运行时，往往还需要投入燃油助燃，以保持锅炉的持续运行。

由此可见，现有技术中，煤粉燃烧器实际上只是一个燃料传输部件，并不能保持煤粉燃烧的稳定性。为了提高锅炉运行过程中，煤粉燃烧的稳定性，当前人们主要从降低煤粉的着火热和提高着火供热两方面入手，采取了相应了措施，以提高锅炉煤粉燃烧的稳定性。

降低煤粉的着火热主要通过改善一次风的性能实现的，其方式主要包括：提高一次风粉的煤粉质量浓度；提高一次风煤粉的初温，来增加一次风中煤粉的着火性能；在该技术方面，比较有代表性的是WR燃烧器、PAX型燃烧器。

提高着火供热的技术措施主要包括：改变煤粉燃烧器一次风流动的组织或方向，强化着火供热，改善煤粉的着火性能；提高一次风煤粉气流与炉膛内高温烟气的接触面积和热质交换强度。以下以一个具体实例说明一种提高着火供热方式的技术方案。

该实例中，锅炉包括一个预燃室煤粉燃烧器和锅炉本体，锅炉本体形成炉膛。请参考图1，该图为现有技术中，预燃室煤粉燃烧器的结构示意图。该煤粉燃烧器包括一次风管1、轴向旋流叶片2、预燃室3、预燃室出口4，预燃室出口4与锅炉的炉膛(图中未示出)相通。上述结构的煤粉燃烧器的工作原理是：煤粉气流通过一次风管1、经过轴向旋流叶片2形成的一次风旋转气流，送入圆筒形预燃室3，在一次风进口处的圆锥形端盖的作用下，把受限的一次风旋转气流引向周向壁面，并在预燃室3中央形成一个很大的回流区，该回流区具有相应的负压。在预燃室3内回流区的负压作用下，预燃室3外、炉膛中的高温烟气通过预燃室出口4回流到一次风根部，并将进入预燃室3的煤粉点燃，实现锅炉的预燃，点燃后的煤粉再进入炉膛内燃烧。

上述技术措施虽然能够通过着火供热的方式提高锅炉中煤粉燃烧的稳定性，降低了锅炉不投油时的最低运行负荷；但在锅炉启动阶段，煤粉仍然依赖于燃油才能着火、燃烧；在正常燃烧阶段，煤粉仍然依赖于炉膛内的高温烟气的热量着火、燃烧，其负荷适应性及运行的稳定性仍然存在有限，存在的技术缺陷仍然没有从根本上加以解决。