[实用新型]煤粉浓缩装置和包含该煤粉浓缩装置的煤粉燃烧器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于燃煤锅炉煤粉燃烧器、尤其是内燃式煤粉燃烧器的煤粉浓缩装置和一种包括该煤粉浓缩装置的煤粉燃烧器。

背景技术

传统火力发电厂燃煤锅炉的启、停及低负荷稳燃都是采用燃烧重油、柴油或天然气的方法，每年要消耗大量的燃油。近年来所发展的等离子体点火及稳燃技术，在很大程度上节约了大量点火燃油，实现了煤粉锅炉的无油启动。传统的等离子燃烧器结构大多为多级筒结构。

中国专利CN03268412.6公开了一种分级点火燃烧器，如图19所示，它包括外燃烧筒4、点火源(未示出)，其中在外燃烧筒4内设中心筒1，在中心筒1与外燃烧筒4之间设n级内燃烧筒2、3…，利用点火源在中心燃烧筒1中点燃煤粉，用中心燃烧筒1中被点燃的煤粉火焰点燃下级内燃烧筒2的煤粉，以后逐级点燃下一级燃烧筒3中的煤粉，最后一级燃烧筒4中的煤粉进入炉膛燃烧。

中国专利CN200720146244.6披露了一种等离子点火燃烧器，如图20所示，它包括至少两级燃烧筒14、16以及用于点燃所述至少两级燃烧筒中的第一级燃烧筒14中的煤粉的等离子体发生器31，其中上一级燃烧筒14的燃烧火焰点燃下一级燃烧筒16中的煤粉或者在下一级燃烧筒16中与补充的空气进一步燃烧，其中，该等离子体发生器的轴线方向与含煤粉空气流32进入第一级燃烧筒14的方向平行时平行于燃烧筒14、16的轴线。

现有技术中的燃烧器存在以下缺点：由于进入中心筒的煤大，超出等离子电弧所能够提供的能量平衡范围，无法获得燃烧器整体着火所需的热量，并且，中心筒对已着火的根部火焰没有显著的聚热保温效果，容易受能量不平衡散热冷却影响；所以，燃烧器对煤质和点火工况的适应性不强，降低了着火可靠性。

发明内容

本实用新型的目的是，提供一种用于燃煤锅炉煤粉燃烧器、特别适用于内燃式煤粉燃烧器的煤粉浓缩装置和一种煤粉燃烧器，借其提高煤粉燃烧器、尤其内燃式煤粉燃烧器对煤质的适应性和点火工况的适应性。

按本实用新型的煤粉浓缩装置，它设置在煤粉燃烧器的内部并且包括一个前段和一个后段，其特征在于，所述前段设计成碗状结构，用于引导和浓缩煤粉和空气组成的气固两相流(以下简称“风粉流”)，所述后段设计为筒状结构，用于保持风粉流浓相区的适度延伸，其中，所述前段与所述后段相连接并且所述前段和/或后段被固定地设置；或者，所述前段与所述后段间隔开一定距离布置并且所述前段和前段分别被固定地设置。

在此，上述的距离可以根据各部件的结构尺寸和点火工况等因素确定。

在本实用新型的煤粉浓缩装置中，通过前段的碗状结构、即口大底小的的结构，对煤粉进行浓淡分离，浓度较高和速度较低的煤粉进入碗式结构内，浓度较低的煤粉进入下级燃烧筒内，使碗式结构内的煤粉气流被浓缩到适合点火的浓度水平；煤粉着火时挥发份与固定焦炭颗粒同时着火，实现燃烧过程的非均向着火，煤粉在初期被迅速点燃。同时，通过后段的筒状结构，能够保持煤粉浓相区(对煤粉浓度而言分为浓相区和稀相区，煤粉占风粉流的比例越大，煤粉越浓)的适度延伸，起到聚热作用，从而把有效的火源控制在一个狭小的区域，防止冷热介质间的散热，避免进入碗状结构初期着火的煤粉可能过早与外部冷态气流接触而不能充分燃烧，便于形成稳定火焰后再逐级点燃外部煤粉。

按本实用新型的优选实施方式，所述前段的轴向长度短于所述后段的轴向长度。

按本实用新型的优选实施方式，所述前段具有一个碗口和一个碗底口，该碗口或碗底口与所述后段的入口连接。

按本实用新型的优选实施方式，所述前段的碗状结构由多个平面彼此连接而成或者由曲面构成或者两者的组合。所述前段的碗状结构优选由圆弧曲面段构成。

按本实用新型的优选实施方式，所述后段的筒状结构由多个平面彼此连接而成或者由曲面构成或者两者的组合。所述后段的筒状结构优选由圆弧曲面段构成。

按本实用新型的优选实施方式，所述后段的筒状结构为水平直段、渐扩段或渐缩段，或者为它们的组合。其中，后段的渐扩结构为优选，能够降低风粉流的流速，增加着火段停留时间。当然，对挥发份很低、水份和灰份又很高的难燃劣质煤来说，可以采用渐缩段，渐缩结构使聚火能力更强。因此，后段优选至少包括一个渐扩段和/或渐缩段。