CN201215311Y - 可调式偏置射流直流煤粉燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可调式偏置射流直流煤粉燃烧器。它解决了目前电站锅炉直流及预燃室型煤粉燃烧器结构复杂，易损坏，影响生产正常进行等问题，具有结构简单，使用方便，寿命长，稳定性好，有效降低Nox排放等优点。其结构为：它包括燃烧室，所述燃烧室下部为一次风道，在一次风道口处设有可调挡板，在燃烧室内一次风道上方设有冷却风箱及冷却风喷口。

Description

可调式偏置射流直流煤粉燃烧器

技术领域

本实用新型涉及一种煤粉燃烧装置，尤其涉及一种可调式偏置射流直流煤粉燃烧器。

背景技术

我国现在的电站锅炉，主要是燃用贫煤和烟煤。根据这些煤种和针对降低锅炉燃烧飞灰可燃物、不投油低负荷稳燃、煤粉直接点火、小油枪点火等问题，国内先后开发、应用和发展了筒形预燃室燃烧器、双通道燃烧器、偏置射流燃烧器、等离子煤粉点火燃烧器、小油枪燃烧器、浓淡燃烧器、船形钝体等燃烧器。以上除了浓淡燃烧器和船形钝体等燃烧器外，大都是带预燃室的煤粉燃烧器。

综合各燃烧器特点，可知目前电站锅炉直流及预燃室型煤粉燃烧器其进入预燃室的一次风出口处均没有风量调节装置，燃烧器冷却系统设计也各有特色。

筒形预燃室燃烧器结构特点：一次风煤粉混合物是通过燃烧器预燃室根部的一次风管内的旋流器进入筒形预燃室。该预燃室燃烧器，在运行时要注意以下4方面的问题：(1)要把煤粉细度控制在合理范围内，烟煤R90为10％～20％；贫煤R90为8％～12％。(2)将风粉气流质量浓度控制在合理范围内，对烟煤可控制在0.25～0.50kg(粉)/kg(气)；对贫煤可控制在0.30～0.60kg(粉)/kg(气)。(3)一次风粉混合物温度，对于贫煤要控制在130～200℃；对于烟煤大于30℃就可以了。(4)要注意原煤的灰分在30％以下，水分在7％以下。该燃烧器的点火容量，一般按锅炉实际燃煤量的20％进行设计计算。

该燃烧器在煤粉锅炉上应用时，对燃用烟煤的锅炉，一般布置在炉膛四角下二次风口处；对贫煤锅炉，应根据现场情况可布置在下二次风口处，也可布置在两侧墙和前后墙。这样该燃烧器只用于点火，而不作为主燃烧器使用。

该燃烧器目前主要适用2种点火源：一种是等离子焰流，功率在50kW左右；一种是小油抢，出力为150kg/h。使用等离子焰流为点火源的燃烧器，其锅炉点火节油率为100％。使用小油抢为点火源的燃烧器，对于燃用烟煤的锅炉其点火节油率为50％～90％。

该燃烧器也可用于锅炉低负荷稳燃，对于燃用烟煤的锅炉可在40％负荷条件下不投油稳定燃烧；对于燃用贫煤的锅炉可在50％低负荷条件下不投油稳定燃烧。

在实践应用中发现，烟煤型预燃室燃烧器是成功的，等离子焰流和小油枪均可作为点火源，其煤粉燃尽度高，燃烧稳定，节油率高，一般不出现预燃室积粉、结焦、烧损等问题。对于贫煤型预燃室燃烧器，如煤种多变和设计也不准确，预燃室经常出现积粉、结焦、烧损等问题。以此同时，还发现该燃烧器不宜当主火嘴使用，因为贫煤型预燃室燃烧器的外形较大，在锅炉上布置比较困难。

双通道燃烧器结构特点是，在同一个矩形预燃室上、下侧各开1个一次风口，这样在上、下一次风口间设计了1个回流空间。上、下一次风射流流动的结果，将产生强烈的回流区。这两股射流的动量很大，因此其回流量很大，这对一次风粉的加热、着火十分有利。对于一般煤质，利用这一回流就足以使燃烧稳定。在下一次风口两侧设置2根高速射流管，其流速可在0～音速间调节，根据不同煤种对着火的要求，可通过改变高速射流的流量，来改变热烟气回流量。对于一般挥发分较高的煤来说，可把高速射流关闭，仅靠上、下两股一次风射流，自身产生的烟气回流就足以使一次风粉加热、着火和稳定燃烧。但对于低挥发分的煤来说，则高速射流应开启。为了避免热回流烟气使预燃室内两侧壁过热结焦，在两壁腰部加了2股二次风，即腰部风。

实践应用中发现该燃烧器的优点：(1)该燃烧器对于燃用贫煤和劣质贫煤的锅炉，其稳定燃烧性能非常好，能使这些锅炉在45％～50％负荷条件下，不投油燃烧稳定。(2)该燃烧器配上等离子焰流发生器或小油枪，可当点火燃烧器用，也可作为主燃烧器运行。配等离子焰流发生器的点火节油率为100％，配小油枪的点火节油率为50％～60％。

该燃烧器的缺点：(1)对煤质变化的适应范围很小，当入炉煤的可燃基挥发分小于8％时，飞灰可燃物偏高，其稳燃能力下降，此时关闭腰部风和开启底部高速射流，则效果不大。当入炉煤可燃基挥发分大于19％，预燃室设计H和L偏大时，此时预燃室温度偏高，全开腰部风降温则效果不大，从而使预燃室结焦、烧损。当预燃室烧损变形后，就造成炉膛内风粉气流燃烧动力场紊乱，炉膛上部烟温偏高，导致过热器超温等问题。(2)当该燃烧器燃用挥发分较高和硫分较高的贫煤时，其预燃室出口火焰温度偏高，易造成水冷壁高温腐蚀。(3)燃用烟煤和无烟煤或煤质多变的锅炉，不宜采用该燃烧器。

偏置射流燃烧器结构形式是在矩形截面的预燃室内，将一次风粉主射流偏置于中心轴线下方的一定距离处，并且在底部设置一股控制射流。一次风速通常在22～30m/s，控制射流的速度在一次风速的1倍左右，由于一次风粉混合物射流的动量很大，因此在预燃室上部便形成了一个很大的回流区。回流区的高温烟气，在预燃室内形成了一个稳定的内部热源。通过气流间的传质、传热提供了煤粉着火所需的热量，从而保证了新鲜燃料持续稳定燃烧。

应用中发现该燃烧器的优点：(1)配合小油枪，能使锅炉点火节油率达30％～50％。(2)锅炉能在45％负荷条件下，不投油稳定燃烧。该燃烧器的缺点：(1)一次风出口角度偏于预燃室轴线，其结构较复杂，改装成主火嘴，不易布置。(2)该燃烧器在矩形截面的预燃室内，将一次风粉主射流偏置于中心轴线下方的一定距离处，并且在底部设置一股控制射流。这样对防止预燃室底部结焦、烧损略有好处，但不能防止预燃室上部和两侧的结焦、烧损。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决目前电站锅炉直流及预燃室型煤粉燃烧器结构复杂，易损坏，影响生产正常进行等问题，提供一种具有结构简单，使用方便，寿命长，稳定性好，有效降低Nox排放等优点的可调式偏置射流直流煤粉燃烧器。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种可调式偏置射流直流煤粉燃烧器，它包括燃烧室，所述燃烧室下部为一次风道，在一次风道口处设有可调挡板，在燃烧室内一次风道上方设有冷却风箱及冷却风喷口。燃烧室为方形。

该燃烧器与原有燃烧器相比，其不同之处是：(1)以上燃烧器的一次风，分别是通过旋流器进入预燃室，或分成上下2个管道进入预燃室，再就是成一个角度进入预燃室。而新型燃烧器的一次风，是水平直接进入矩形截面预燃室的下部。一次风射流以23～28m/s的速度通过预燃室底部，能防止其底部积粉结焦。(2)取消了类似于双通道燃烧器与偏置射流燃烧器的高速射流和控制射流。这样使结构更简单。(3)将腰部冷却风改为预燃室内上部和两侧冷却风，能防止预燃室上部和两侧结焦与烧损。(4)在进入预燃室的一次风出口截面处，加了1个可调档板。用于根据煤质情况来调节一次风的出口截面和风速，以此来调整回流量。

该燃烧器在设计上应注意以下几点：(1)预燃室的长高比应在1～1.5；高宽比在1.0～1.4；预燃室高度与一次风出口高度比在1.8～3.0。(2)一次风可调档板，调整一次风出口截面变小范围是原截面积的0～15％。

本实用新型的有益效果为：

1.煤粉燃烧器设计可以调整燃烧器煤粉气流入口截面。煤粉气流通过可调挡板进入偏置射流燃烧室燃烧，可调挡板的作用是改变煤粉气流的流速，高宽比等参数，控制偏置射流燃烧室中的空气动力工况，改变燃烧室内部的回流强度及回流尺寸，进而强化煤粉燃烧，降低Nox排放。

2.煤粉燃烧器可调截面喷口偏置联结至一方形煤粉燃烧室。通过优化控制可调喷口截面与燃烧室长宽深等参数，使该燃烧器具有广泛的煤种适用性和较强的稳燃性能。

3.燃烧器通过优化冷却风设计，使燃烧器具有良好的防烧毁性能。为适应煤粉气流可调设计，优化了燃烧器周界风引入位置及周界风结构尺寸。优化后的周界风设计具备两个功能：一对燃烧室壁面强制冷却，保障燃烧器运行安全；二是通过可调挡板控制进入燃烧室内的风速，进而调整燃烧室内的空气动力工况，优化燃烧器燃烧及排放状况。

可调式偏置射流直流煤粉燃烧器的运行特点有：

1.实现煤粉射流结合现场运行煤种的在线可调，煤种适用性广；

2.实现煤粉燃烧器内空气动力工况的在线优化调整，使燃烧器稳燃性能与长期运行的有效结合；

3.通过燃烧器设计及在线优化调整，可有效减少燃烧器运行故障发生，避免燃烧器损坏，进而提高锅炉燃烧效率，降低锅炉排放。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的侧面视图。

其中，1.燃烧室，2.一次风道，3.可调挡板，4.冷却风箱，5.冷却风通道。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。

图1、图2中，方形燃烧室1的下部设有一次风道2，在一次风道2口处设有可调挡板3，燃烧室1内在一次风道2口的上方设有冷却风箱4及冷却风喷口。冷却风通过连接在冷却风箱4上的冷却风通道5进入燃烧器。

Claims (2)

1.一种可调式偏置射流直流煤粉燃烧器，它包括燃烧室，其特征是：所述燃烧室下部为一次风道，在一次风道口处设有可调挡板，在燃烧室内一次风道上方设有冷却风箱及冷却风喷口。

2.根据权利要求1所述的可调式偏置射流直流煤粉燃烧器，其特征是：所述燃烧室为方形。

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