[发明专利]一种可调控的旋流煤粉燃烧器

说明书

本发明公开了一种可调控的旋流煤粉燃烧器，包括从内向外依次同轴设置的一次风通道、内二次风通道、外二次风通道；在一次风通道内密封滑动连接有一次风喷口；在一次风喷口后端固定有水平设置的第一拉杆，第一拉杆的后端伸出一次风通道外且与一次风通道密封滑动连接，在一次风喷口前端固定有第一温度传感器，在内二次风喷口和/或外二次风喷口前端固定有第二温度传感器；在一次风通道外设有第一液压缸、液压站，第一液压缸的活塞杆与第一拉杆的后端固定连接，所述液压站根据第一温度传感器和第二温度传感器的温度信号控制第一液压缸的活塞杆的前后移动；从而保证煤粉适时着火，抑制氮氧化物的生成，同时也避免了燃烧器烧坏和喷口结焦现象的发生。

技术领域

本发明属于锅炉燃烧技术领域，特别是涉及一种可调控的旋流煤粉燃烧器。

背景技术

旋流燃烧器依靠二次风旋转，形成高温回流区作为稳定的热源,使煤粉气流及时着火并稳定燃烧。为了降低氮氧化物排放，在炉膛内采用空气分级燃烧技术，约40%的二次风被用作燃尽风由炉膛上部某位置喷入炉膛内，这样旋流燃烧器二次风的旋转能力大幅削弱，难以形成大小合适高温回流区。为形成高温回流区以满足稳定燃烧的需要，现有旋流燃烧器通常采用三种方法：(1) 一次风采用旋转方式；(2) 在一次风通道内安装煤粉浓缩装置；(3) 二次风喷口采用梯级布置的方式。前两种方法在国内外许多旋流燃烧器上得到应用，如双蜗壳型旋流燃烧器、强化点火双调风燃烧器、EI-XCl (Enhanced Ignition-AxialControl Low-NO_x）型双调风旋流式煤粉燃烧器和LNASB（Low NO_x Axial Swirl Burner）型旋流燃烧器等，取得了良好的效果，但是由于燃烧组织方式的问题，在实际应用中仍存在氮氧化物排放量偏高、一次风喷口和/或二次风喷口烧坏的问题。第三种方法采用梯级布置的二次风喷口结构，通过内二次风和外二次风旋转对一次风逐级引射的方式形成中心回流区。这种方法会导致两个问题：（1）一次风煤粉在一次风喷口处过早与二次风混合（或者一次风煤粉被二次风引射到二次风流动区域），削弱了燃料浓淡分级燃烧效果；（2）梯级布置的二次风喷口结构，使二次风过早参与到煤粉燃烧，削弱了空气分级燃烧效果。这两个问题都不利于抑制氮氧化物生成，限制了旋流燃烧器氮氧化物脱除能力的提升。因此，当前这三种方法均限制了旋流燃烧器进一步降低氮氧化物排放的能力的提升。

为了解决上述问题，中国专利公开号：CN105737125A，公开了一种强化浓缩型旋流煤粉燃烧器，其主要是通过在一次风通道出口端设置带有一级或多级锥形缩口的一次风喷口、在一次风通道内设置有锥形煤粉浓缩器和浓煤粉气流分离管以实现强化煤粉浓缩效果，实现分级燃烧，达到降低氮氧化物排放目的，具有进步性。然而一次风喷口和煤粉浓缩器又是固定无法移动的，其和目前常用的旋流煤粉燃烧器主要由如下缺点：

首先，煤粉浓缩装置一般固定在一次风通道内，在实际运行中无法调整其位置。煤粉浓缩装置在一次风通道内位置对出口煤粉浓缩效果有较大影响。煤粉浓缩装置位置距一次风通道出口过近，就会强化煤粉浓缩效果，有利于煤粉着火，但容易导致煤粉着火点过于贴近燃烧器喷口，很可能烧坏燃烧器喷口和煤粉浓缩装置。煤粉浓缩装置位置距一次风通道出口过远，就会削弱煤粉浓缩效果，影响浓淡煤粉分级燃烧，从而不利于抑制氮氧化物的生成。

其次，一次风喷口是控制煤粉气流与二次风气流混合的关键部件，目前的一次风喷口也是固定形式设置的，在实际运行过程中无法调整其位置，这样就可能导致两个问题：一是煤粉气流与二次风气流过早混合，导致氮氧化物大量生成；二是煤粉气流与二次风气流混合过晚，导致燃烧不稳定。

第三，目前旋流燃烧器的旋流器一般设置为可以调整叶片倾斜角度的切向叶片或者轴向叶片，由于缺乏对旋流煤粉燃烧器着火和燃烧状况的监视，在实际运行中无法根据负荷变化、煤质的变化、风量变化以及炉内压力波动对旋流器叶片角度进行调整。因此，目前的旋流器没有起到根据燃烧状况进行调整叶片倾斜角度的作用，导致燃烧不稳定、燃烧喷口烧坏及喷口结焦问题的发生。