[发明专利]一种煤粉燃烧器

说明书

本发明属于煤粉燃烧装置中的燃烧器。

目前我国火力发电厂主要存在着下述三个问题：一是煤质较差，不易着火、燃尽;二是煤种多变，燃烧不稳定;三是调峰的需要炉内条件差别大，也会造成着火困难，燃烧不稳定。针对这些问题，国内有关单位提出不少解决办法，如中国专利87101964《一种煤粉燃烧器》就是以此为目的，在钝体外加装一个四面扩张的稳燃腔。一方面它将一次风管主流与上下二次风气流隔离开来，消除了钝体上下两端不合理的风流卷吸，保证了钝体后面回流区有效形成，增加了回流区长度和高温烟气的回流量，同时避免了温度较低的二次风过早渗入到煤粉气流中去。另一方面，四周扩张造成在一次风射流与稳燃腔内壁之间形成一个回流区，将高温烟气卷吸到稳燃腔内加热煤粉气流及腔体，使腔体成为一个辐射热源，更好地改进了煤粉燃烧的条件。但是，首先，该燃烧器四面扩张，改变了炉内一、二次风的布置，对现有锅炉的改动较大，同时需内敷耐火材料，结构较复杂，钝体的安装固定不方便。其次稳燃腔内较高的温度使钝体自身的温度亦较高，降低了其耐磨性，易烧损结渣。再次是外部回流区温度及稳燃腔壁温会在锅炉降低负荷后因烟气温度降低而降低，自稳定性差。

根据上述现有技术存在的缺点，本发明的目的是提供一种带护罩的内置双涡流煤粉燃烧器。

为完成上述发明目的，本发明采取以下技术方案：如图1所示它由一次风管、护罩和非流线体组成，所述非流体垂直竖式布置时是一种高度与一次风管相同并安装在一次风管出口以内壁宽度中心线为准对称的二个非流线体构成，也可为水平横式布置的二个非流线体构成，非流线体开关可为三角形、楔形、圆形和V形（图2），其底边相对宽度b/B＝0.2-0.4，若为三角形或V形α＝40°-70°，若为楔形α＝20°-35°，中间间隙1/B＝0.1-0.2所述护罩是一个高度与一次风管相等，宽度为渐扩的一端口小另一端口大的锥形（图4a）或渐扩啦叭形腔体（图4b）。口小一端与一次风管连通并且尺寸相同。口大一端与炉墙齐平，腔体宽度B₁/B＝1.2-2.5，长度L/B＝0.8-1.2，渐扩角β＝20°-35°，渐扩长度等于或大于非流线体长度，非流线体置于腔体内。由于带护罩的双非流线体结构，本燃烧器形成两对内回流区（图5），其中较小的一对内回流区A完全被另一较大的外侧内回流区B所淹没通过两个非流线体之间间隙而进入的一次风形成的涡流，只有通过外侧内回流区才能最后离开内回流区，使这部分一次风经过的路程延长，可充分利用回流区的高温特性预热。同时，由于一起进入涡流区的一次风具有煤粉浓度高，在回流区停留时间长的特点，易于着火燃烧。这部分煤粉的燃烧为保持回流区高温提供了一个内在热源，使回区温度不再仅仅取决于回流烟气的温度，此时回流区具有自稳定性，受炉腔内部影响较小。

本发明具有以下诸方面优点：（一）结构简单，尤适合于现有锅炉的技术改造，固为护罩仅在宽度方向渐扩，高度与一次风管相等不会因此改变一次风布置。（二）不需在护罩内壁敷设耐火材料，工艺简便，同时为非流线体的安装提供了附着位置，便于固定和拆换。（三）护罩内没有类似于专利87101964中稳燃腔内的回流区，降低了护罩及钝体的温度，增加了非流线体的耐磨性，不易烧损，四壁不易结渣。

附图说明如下：

图1带护罩的内置双涡流煤粉燃烧器立体图，

图2各种形式非流线体：a    三角形，b    楔形，c    圆形，d    V形

图3带护罩的内置双涡流煤粉燃烧器结构原理图，a    正视图，b    侧视图，c    俯视图

图4护罩结构原理图，a    锥形，b    喇叭形

图5流形图    A    内回流区，B    外侧内回流区，C    外回流区

图6冷态测得燃烧器的回流区分布图

下面结合附图对本发明作进一步说明如下：

如图1所示，本发明由一次风管1、护罩2和非流线体3、4构成，所述非流线体3、4为三角形棱柱体，呈垂直竖式结构，高度与一次风管1相同，并安装在一次风管出口以内壁宽度中心线为准相对称的位置。非流线体底边相对宽度b/B＝0.2-0.4，扩张角α＝40°-70°，两非线体之间间隙1/B＝0.1-0.2。所述护罩是一个高度与一次风管1相等，宽度为渐扩的一端口小另一端口大的锥形（图4a）或渐扩啦叭形（图4b）腔体。口小一端与一次风管连通并且尺寸相同。口大一端与炉墙齐平。腔体宽度B₁/B＝1.2-2.5，长度L/B＝0.8-1.2，渐扩角β＝20°-35°，渐扩长度等于或大于非流线体长度，非流线体置于腔体内。图5所示为本燃烧器冷态试验测得的回流区分布图，中心内回流区的形成改变了以往的钝体回流区的稳燃机理，护罩增加了回流区长度，保证了射流的方向性。热态试验结果如图6所示，箭头表示等温线方向，中心冷射流的加入并末破坏回流区的高温特性，相反却使其得到加强，而且具有自稳定性，结果使回流区四周煤粉着火，使一次风射流形成两个平行的火舌，换热条件得到明显改善。热态试验还证明，在炉膛温度较低齐亦得到稳定的火焰。