[发明专利]水平布置的可倾斜的多级煤粉燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及用在锅炉中的炉膛(utility furnace)的领域，尤其涉及具有水平布置的燃烧器的炉膛。

背景技术

众所周知，粉状燃料必须与空气结合才能燃烧。使与结合空气和燃料有关的物理参数最优化对于有效安全地操作炉膛来说是重要的。

具有水平布置的燃烧器的常规炉膛可以使用可倾斜的固体燃料喷嘴，其主要针对位于锅炉的特定部分上的粉状固体燃料，同时空气筒提供燃烧空气。该布置允许对炉膛中的火焰位置进行控制，这有助于改善锅炉的传热特性。

其它常规炉膛包括布置在竖直框架中的多个可倾斜燃烧器。在此，燃烧器布置成列，并均相继地移动。该布置还可有助于火焰控制。

发明内容

已发现不可倾斜的固体燃料喷嘴的水平布置会导致延迟燃烧和差的火焰附属现象(attachment)(导致火焰不稳定)。而且，该布置不允许发生适当的空气旋流，而促进在火焰开始时的湍流，这导致高NOx排放量。

竖直布置需要专用炉膛，该专用炉膛不能在涡轮增压燃烧炉膛中被适度地改型翻新。

为了补偿这些缺点，本发明提供一种具有水平布置的燃烧器的改进的炉膛。该布置可安装为常规水平炉膛系统的改型翻新系统或新建系统。改进的燃烧器布置提供二次空气区域，其使二次空气在燃料出口周围旋流，同时与燃料出口联合地倾斜。除了提供空气旋流，使空气区域紧密地邻近燃料出口促进了快速燃烧，这改善了锅炉的热分布。本发明提供可选择额外的二次空气筒，其可与燃料出口一起倾斜。

在煤炉中，所发明的煤粉燃烧器除了经由动态地倾斜各种燃料和空气源来更好地控制火焰位置外，还能够提供最优化的煤燃烧。尽管在初始测试期间用于炉膛内的燃烧器的各种部件的特定倾斜角度证实是最佳的，但是随着时间流逝，导致该最佳设定的参数在系统中可变动或改变，例如提供不同燃料可改变参数。因此燃烧器可动态地倾斜以再次获得最佳性能。该新颖布置提供用于维持最佳火焰分布(导致NO_x、CO、未燃碳的排放量减少)和锅炉效率的改进的手段。

在本发明的一个实施例中，水平的燃料燃烧器包括由燃料桶和燃料喷嘴构成的燃料载体，燃料载体将固体燃料和初进空气传送到炉膛。燃料喷嘴能够关于形成在燃料桶和可倾斜的燃料喷嘴的接合处的第一旋转轴线倾斜。燃料燃烧器还包括内部二次空气室和内部二次空气出口，燃料载体延伸穿过内部二次空气室，内部二次空气出口通向内部二次空气室，使得内部二次空气可行进通过内部二次空气室，进入内部二次空气出口。内部二次空气出口与可倾斜的燃料喷嘴一起倾斜，并在可倾斜的燃料喷嘴周围形成环形空间，使得内部二次空气可与来自燃料喷嘴的初进空气和固体燃料一起离开燃料燃烧器。

水平的燃料燃烧器还可包括第一外部二次空气筒，第一外部二次空气筒能够关于第二旋转轴线倾斜。水平的燃料燃烧器可额外地包括第二外部二次空气筒，第二外部二次空气筒能够关于第三旋转轴线倾斜。燃烧器喷嘴和内部二次空气出口、第一外部二次空气筒以及第二外部二次空气筒可均以-20°和20°之间的角度倾斜。燃烧器喷嘴和内部二次空气出口、第一外部二次空气筒以及第二外部二次空气筒可均以相同角度倾斜。

水平的燃料燃烧器还可包括多个位于燃烧器喷嘴和内部二次空气出口之间的叶片。

喷嘴可形成构造成接受燃料桶的一部分的燃烧器喷嘴插口。

内部二次空气出口可连接到穿孔板，穿孔板可横跨内部二次空气出口和外部二次空气弹簧板之间，穿孔板具有穿孔，穿孔允许内部二次空气离开水平的燃料燃烧器。穿孔板在框架内可以是弯曲的，水平的燃料燃烧器还可包括弹簧板，弯曲的穿孔板在其移动期间可抵靠所述弹簧板。穿孔板可在可能接触弹簧板的部分中未穿孔。或者，可以有一隔板，弹簧板和穿孔板可以抵靠隔板，或者，弹簧板和穿孔板可直接抵靠内部二次空气室。

第二外部空气筒可安装到燃烧器喷嘴的与第一外部二次空气筒相对一侧的框架上。相对两侧可相对于炉膛位于燃烧器喷嘴的上方(顶侧)和下方(底侧)。

水平的燃料燃烧器还可包括倾斜机构，用于使燃烧器喷嘴和内部二次空气出口、第一外部二次空气筒以及第二外部二次空气筒中的至少一个倾斜。

燃料可以是固体燃料。

燃料喷嘴可包括安装在其中的中心管，中心管提供燃料和初进空气在燃料喷嘴内流动的单独路径。