[发明专利]短焰燃烧器

说明书

本发明一般地涉及燃料燃烧器，特别地涉及一种改进的可产生短焰的粉状燃料燃烧器。

图1中示出了一种Babcock & Wilcox(B&W)了出产的XCL型燃煤燃烧器。这种燃烧器通常用于减少扩散并降低未燃烧碳的损失。这一特性是通过利用内部分离的方式来延迟NO_x的燃烧而获得的。它会产生较长的管状火焰。这种较长的火焰已引起拥有单壁燃烧炉的潜在客户的关注。

如图1所示，该燃烧器包括一位于燃烧器的中心导管内的锥形扩散器10，通过一煤料入口12该燃烧炉被供以粉状煤料和空气。一构成于内、外壁16、18之间的风箱14装有燃烧器导管，它由包括外部的一排固定旋转叶片20和可调节的叶片22的壁同轴地包围。一同轴地包围燃烧器喷嘴的空气分离器板24有助于使内部次级空气分流到26处，外部次级空气分流到28处。这可生成一高温的燃料可燃成分高的脱去挥发份作用区A，随后是一产生还原产物的区域B，接下来是NO_x再与混合物混合的区域C，最后是一炭氧化区D。

属于LaRue等人的美国专利4,380,202也涉及一具有一锥形扩散器和与图1中其它部件相同的燃烧器。

在煤料喷嘴上通常装有叶轮以靠增加扩散为代价来缩短火焰长度。叶轮和类似的装置，例如离心式喷嘴，只能够改变燃料流的流动方式。这些措施或是会引起较快的氧气混合造成NO_x扩散的增加、或是会引起燃料集中造成未燃烧碳的大量损失、或两种后果皆有的。

属于Itse等人的美国专利4,479,442揭示了一种用于粉状煤料的文杜里喷嘴，包括一扩张的流体分离器和多个离心式叶片。

为达到低扩散和未燃烧的碳损失较少的目的，一种装置必须使煤料喷嘴的轴向动量改变方向，而不增加氧气的混合也不增加燃烧流的集中。

本发明的一个目的在于提供一种装置，通过使燃烧器中的煤料喷嘴的轴向动量改变方向可达到低扩散和减少未燃烧的碳的损失的目的，同时又不会增加氧气的混合和燃烧流的集中。

本发明的另一个目的在于提供一种可低扩散和减少未燃烧的燃料损失的粉状燃料燃烧器，包括：构成粉状燃料通道的燃料喷嘴的装置，燃料喷嘴有一出口端，它有一轴和一绕该轴延伸的面向内的外表面；在轴和喷嘴外端的外表面之间的装置，以减少流过出口端的燃料的轴向动量。

本发明的再一个目的在于提供一种粉状燃料燃烧器，通过使一部分燃料径向向外变向并使余下的燃料流涡动来减少流出喷嘴出口的燃料的轴向动量。

本发明还可由一燃烧器所实现，它具有同轴地位于喷嘴周围的内部和外部配风器，并且在内部配风器中有一流体变向辅助器以及一个或多个从喷嘴的外表面向内延伸的变向叶片。

构成本发明的特点的多个新颖特征具体地指出在本文所附的、并构成本发明的一部分的权利要求书中。为了较好地理解本发明、以及其使用时所获得的操作优点和具体目的，下文对示出本发明的一较佳实施例的附图和述及的物件编号描述。

其中：

图1是已知的XCL型燃烧器的示意剖面图；

图2是本发明的一种改进的燃烧器一半的示意剖面图；

图3是沿箭头3方向的、靠近本发明所用的煤料喷嘴的出口的轴向视图；以及

图4是沿图2中的箭头4的方向的绘制的示意图。

参见各个附图，本发明包括一种改进的XCL型燃烧器，它可减少扩散，也可减少未燃烧的燃料损失。

为了减小火焰长度，根据本发明的原理已对B&W牌XCL型燃烧器作出改进，但并没有失去其原来的特点。这些改进包括内部的次级空气配风器出口的变化和煤料喷嘴端部的变化。新的短焰XCL(“SF—XCL”)型TM燃烧器示出在图2和3中。

内部的次级空气配风器30被改进成更有效地使空气沿径向向外移动。在煤料喷嘴38的外部锥形表面36上附装有一个定向叶片34和一流向改变辅助器35。定向叶片34可改变轴向动量的方向并将有助于延迟氧气和燃料的混合。流向改变辅助器35是一个能提高变向效率的简单装置(即易于制造和安装)，而无需精细的文杜里管或叶片。在靠近装置下游处将产生一小的空气循环区。这将改善空气再附着到内外配风器30，40之间的空气分离板32上的能力。板32有一个锥形出口端33，就和外配风器出口43一样。