[实用新型]旋风束燃烧器

说明书

本实用新型涉及到的是煤粉燃烧器，特别涉及到一种燃烧煤粉的旋风束燃烧器，现有的煤粉燃烧器有旋流式和直流式两种类型(见锅炉燃烧设备西安交通大学P263)，其共同特点是煤粉和全部燃烧空气在炉膛内最终混合，混合的早或晚取决煤种，不同的煤种则由不同形式的燃烧器以及与其相应的配风参数来适应。由于锅炉用煤常在一定范围内变化，实际运行中锅炉负荷也在一定范围内变化，而现有的燃烧器对这些变化的适应能力低，常常会由此而降低燃烧的可靠性和运行经济性。寻求能适应多煤种且具有良好低负荷特性的燃烧器是锅炉实践所期望的。为此，对现有燃烧器常常采用各种措施来强化着火过程以图达到煤质变化和负荷降低时仍能保持燃烧稳定性。国内已研制的“带火焰稳定器的燃烧器”(专利号CN85109436)、大速差同向射流技术(专利号CN85100050)和夹心风燃烧器(专利号CN86102940)以及带根部二次风的煤粉预燃室燃烧器(专利号CN85100045)等各种煤粉予燃室都属此类。这些措施都着重在强化其着火过程，并不能同时强化燃尽过程来提高燃烧经济性。

本实用新型的目的是提供一种旋风束燃烧器，该燃烧器兼有良好的着火性能和燃尽性能，具有良好低负荷特性，并能适应多煤种燃烧。

为达到上述目的，本实用新型采取了如下的技术措施：沿燃烧器中心线最内装有一次风中心管，其外部同心同轴依次装有外形为蜗壳型出口为锥体的一次风流道和二次风箱，一次风流道将一次风喷至燃烧器内腔，所述二次风箱入口段内壳壳体为圆柱形，靠近出口段呈锥形扩张体，其内壁沿燃烧器轴向由前至后依次装有第一级二次风流道，第二级二次风流道和第三级二次风流道，所述第一级二次风流道和第二级二次风流道的出口与轴线同向并形成夹角，第三级二次风流道的出口方向与轴线垂直，三者所喷出的束状二次风均喷至内腔并形成大小不同的假想切圆，二次风箱的出口端与构成燃烧器内腔后部分的呈正圆柱型的喷口同轴连接，燃烧组织在此燃烧器内腔内完成。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型旋风束燃烧器结构简图。

图2为本实用新型旋风束燃烧器气流流场图。

下面对各附图进行进一步描述：

图1所示的燃烧器沿燃烧器中心线最内装有一次风中心管(7)，其外部同心同轴依次装有外形为蜗壳型出口为锥体的一次风流道(1)和二次风箱(8)，一次风通过流道(1)喷入燃烧器内腔(9)，所述二次风箱(8)入口段内壳壳体为圆柱形，靠近出口呈锥形扩张体，二次风是在风箱内壁上沿燃烧器轴向前后分三级流道以束状送入燃烧器内腔(9)，第一级束状二次风通过二次风流道(2)和第二级束状二次风通过二次风流道(3)与燃烧器轴线气流前进方向同向并成角度，使喷至内腔(9)的气流形成大小不同的假想切圆。第三级束状二次风通过二次风流道(4)其喷入方向是与燃烧器轴线垂直也形成一假想切圆。第一级、第二级束状二次风与第三级束二次风分别用二次风门(6)控制其风量分配。流道(2)与流道(4)在圆周方向出口呈轴向并列，流道(3)与流道(4)呈错列。喷口(5)是燃烧器内腔(9)的主要部分，呈正圆柱型。煤粉燃烧组织的主要过程是在燃烧器内腔里完成的。进入燃烧器的风，其中一次风率在10％-30％范围内变化，在一次风中心管(7)中，可插入燃油或燃气的点火枪。

图2所示为燃烧器空气动力流场图，它反映了组织燃烧的主要过程。从流场图中可以看出，一次风中的煤粉，在锥形射流以及二次风旋流作用下向燃烧器内腔壁面离析，造成壁面附近煤粉浓度集中。二次风束状分级切向喷入，形成了复杂的气流流场。在中部位形成了中心回流区(10)并在喷口里端内壁和气流束间形成外回流区(11)。内、外回流区回流的高温烟气为煤粉提供了着火热源和稳定燃烧的基本条件，使燃烧器具有良好的着火和稳定燃烧的性能。鉴于一、二风在燃烧器内腔全部混合，且由于二次风具有很高速度，煤粉和全部燃烧空气在高扰动下于喷口内的小空间获得高强度的混合，为燃尽提供了极有利的条件。上述的气流特性使燃烧器既能强化着火过程又能强化燃尽过程，燃烧器所采用的措施，通过实施说明其独特的气流特性不仅使燃烧器具有很高的燃烧可靠性和经济性，具有良好的低负荷特性，还能适应于多煤种的燃烧。例如各类烟煤、褐煤、贫煤、烟煤和无烟煤以及石油焦和烟煤的混合燃料，单只燃烧器热功率低达1000KW以及高达23000KW。

由于煤粉燃烧从喷口内开始的，燃烧器内腔以及各级二次风喷嘴必需用耐高温合金钢制成。喷口是内腔的绝热段，内衬应敷耐高温材料。