[发明专利]一种分级着火预燃室煤粉燃烧器及燃烧方法

说明书

本发明公开了一种分级着火预燃室煤粉燃烧器及燃烧方法，燃烧器包括中心钝体、构成分级着火预燃室的多级风喷管，中心钝体和多级二次风喷管嵌套装在同一轴线上，二次风喷管逐级嵌套，形成多级配风预燃室，一次风直流，多级二次风旋流，每一级预燃室配风出口和下一级预燃室配风出口之间间隔排列，火焰被包在中间，下一级进来的二次风作为上一级的壁面气膜冷却风；解决了目前预燃室结焦烧损和低负荷稳燃问题。最低稳燃负荷可低至10％，在低负荷时飞灰含碳量仍然很低，点火气枪的出力仅是燃烧器额定功率的3％，工作时间仅约3分钟，适应煤种更宽。其结构简单，操作方便，使用效果好。

技术领域

本发明涉及一种煤粉燃烧器及燃烧方法，尤其是一种适用于发电厂锅炉、水泥炉窑和工业煤粉炉中的分级着火预燃室煤粉燃烧器及燃烧方法。

背景技术

煤粉被广泛应用在发电厂锅炉、水泥炉窑和工业煤粉炉中，煤粉虽然像油和气一样类似于流体便于输送，通常称为气力输送，但是对于稀相输送的煤粉炉来讲，低负荷稳燃一直以来都是一个难题，最近10年仓储式工业煤粉锅炉越来越多，负荷变动也比之前的电站锅炉频繁和幅度更大。对于电站煤粉锅炉来讲一般最低不投油稳燃负荷为额定负荷的30-50％，而工业煤粉锅炉容量比电站锅炉更小，反而要求更低的不投油稳燃负荷，通常为20-30％，因此，提出了更为苛刻的要求。经过大量实践，国内外摸索出了一些方法。比如煤碳研究总院研发了中心逆喷的煤粉燃烧器，徐州燃烧控制研究院开发了双旋流钝体煤粉燃烧器。由于工业煤粉炉炉膛比表面积本身比电站锅炉大，而且水冷壁温度更低，散热速度比大型锅炉更大，锅炉稳定燃烧的困难更大。

专利号为CN201710929163.1公开的一种宽煤种适应性工业锅炉用煤粉燃烧器，和专利号为CN201720210613.7公开的一种新型低负荷稳燃旋流型燃烧器，均是比较常规的一种预燃室；研究者发现这两种燃烧器在使用时，预燃室被烧的通红，预燃室常期工作在比较恶劣的工况，结焦和烧损在所难免。专利号为CN201710771874.0公开了深度调峰组合稳燃燃烧器，是在上述2个专利基础上进行了改进，通过在预燃室内壁逐级打孔的方式来实现冷却预燃室。

专利号为CN201520406222.3公开的燃粉工业锅炉、专利号为CN200910087161.8公开的一种煤粉燃烧器及专利号为CN201210052904.X公开的一种分级送风双旋流煤粉工业锅炉燃烧器，其预燃室均是以中心逆喷为技术特点，而实践证明这种预燃室不通过水冷是不行的，由于预燃室烧损严重，而水冷又使预燃室结构复杂，且水冷循环比较复杂。

由于预燃室在一定程度上能够稳定煤粉燃烧过程，最低稳燃负荷仍然偏高，很难低于30％额定负荷长期运行，现有的预燃室存在结构复杂，稳燃性能不够理想，预燃室结焦烧损问题突出的问题。现有的钝体理论受限于阻塞比和对自然界的绕流的观察，没有揭开钝体形成回流区的理论实质。

专利号为CN200620013109.X公开的一种煤粉燃烧器，在点火时，偶然会出现等离子发生器已经停用，但燃烧器内部仍在着火的现象，虽然这种现象仅仅偶然出现，经对钝体稳燃的工业煤粉旋流燃烧器进行研究后，发现是钝体稳燃和等离子点火理论上是相通的。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要克服现有技术中存在的不足之处，提供一种分级着火预燃室煤粉燃烧器，将抽气器引射理论和分级着火理论引入到钝体稳燃中来，自创了蜂窝大速差理论，从而解决目前预燃室结焦烧损和低负荷稳燃问题。

技术方案：本发明的一种分级着火预燃室煤粉燃烧器，包括中心钝体、构成分级着火预燃室的多级二次风喷管，所述的中心钝体和多级二次风喷管嵌套装在同一轴线上，多级二次风喷管均由圆筒和圆锥筒连接而成，所有风喷管逐级嵌套，形成多级配风预燃室，一次风直流，多级二次风旋流，每一级预燃室配风出口和下一级预燃室配风出口之间间隔排列，火焰被包在中间，下一级进来的二次风作为上一级的壁面气膜冷却风；所述的中心钝体分为钝体或蜂窝钝体两种；