TWM521160U - 燃燒器噴嘴及粉煤燃燒鍋爐 - Google Patents

Description

燃燒器噴嘴及粉煤燃燒鍋爐

本創作為關於一種噴嘴結構，尤其是指一種燃燒器噴嘴及使用該噴嘴之粉煤燃燒鍋爐。

在煤碳場或其他工業上，通常都會將碎煤進一步研磨成更小的粉煤，並將之送至鍋爐以高溫燃燒以作處理。經過磨煤機粉碎過的粉煤，以空氣來輸送到粉煤管內。粉煤的質量大於空氣，會有因重力而下沉的傾向，所以造成粉煤管內，粉煤管的下部流動之粉煤的濃度變高。因而，對於被設置在粉煤管的下游側之粉煤分配器的入口，上下方向之粉煤的濃度分佈變成不均等，導致從相同粉煤分配器的各流路，經過左右的分配管，供應給各粉煤燃燒器之粉煤產生分配的差異，也會造成分煤進入至鍋爐燃燒之效率。

為此，習知的粉煤燃燒器係設置燃燒器噴嘴來調節噴進鍋爐的粉煤之流速。在習用的架構中，由於在粉煤燃燒器所連接之粉煤篩選器出口到燃燒器入口因長度各不相同，影響入口粉煤流速。一但粉煤流速受到影響，則燃燒器的燃燒效率也會受到影響，進而影響鍋爐的運作效率。綜合上述，因此需要一種燃燒器噴嘴及使用該結構之粉煤燃燒鍋爐，來解決習用技術所產生之問題。

本創作提供一種燃燒器噴嘴及使用該結構之粉煤燃燒鍋爐，透過燃燒器內的噴嘴不同的內徑配置，可以造成粉煤流的流速差，使得粉煤流量更均勻，提升了粉煤流噴入鍋爐爐膛內燃燒的效果，進而增加了鍋爐燃燒的效率。

在一實施例中，本創作提供一種燃燒器噴嘴，設置於一燃燒器本體內，用以噴出一粉煤氣流，該燃燒器噴嘴包括：第一噴嘴段、第二噴嘴段、及第三噴嘴段。該第一噴嘴段，具有第一開口與第二開口，該第一噴嘴段之內徑由該第一開口向該第二開口漸增；該第二噴嘴段，具有第三開口以及第四開口，該第二噴嘴段之內徑由該第三開口向該第四開口漸增；該第三噴嘴段，具有恆定的內徑以及兩開口，其係分別與該第一、第三開口連接。

在一實施例中，該第一噴嘴段的長度為該第三噴嘴段的2~3倍。該第二噴嘴段的長度為該第三噴嘴段的1~2倍。該燃燒器噴嘴，其係更具有一第四噴嘴段，其一開口與該第四開口連接。

在一實施例中，該第四噴嘴段更分成第一段以及第二段，其中該第一段的管壁厚度係大於該第二段的管壁厚度。

在另一實施例中，本創作提供一種粉煤燃燒鍋爐，包括有：鍋爐；以及複數個粉煤燃燒裝置，設置於該鍋爐的兩側，每一個粉煤燃燒裝置更具有燃燒器噴嘴，用以噴出一粉煤氣流，該燃燒器噴嘴包括有：第一噴嘴段、第二噴嘴段、及第三噴嘴段。該第一噴嘴段，具有第一開口與第二開口，該第一噴嘴段之內徑由該第一開口向該第二開口漸增；該第二噴嘴段，具有第三開口以及第四開口，該第二噴嘴段之內徑由該第三開口向該第四開口漸增；該第三噴嘴段，具有恆定的內徑，該第三噴嘴段之兩端分別與該第一、第三開口連接。在一實施例中，該等燃燒器噴嘴中至少一燃燒器噴嘴的第三噴嘴段內徑與其他之燃燒器噴嘴之第三噴嘴段內徑不相同。

在一實施例中，該第一噴嘴段的長度為該第三噴嘴段的2~3倍。該第二噴嘴段的長度為該第三噴嘴段的1~2倍。該燃燒器噴嘴，其係更具有一第四噴嘴段，其一開口與該第四開口連接。

在一實施例中，該第四噴嘴段更分成第一段以及第二段，其中該第一段的管壁厚度係大於該第二段的管壁厚度。

在一實施例中，該粉煤燃燒鍋爐，其中該複數個粉煤燃燒裝置，更具有第一粉煤燃燒裝置、第二粉煤燃燒裝置、第三粉煤燃燒裝置以及第四粉煤燃燒裝置，其中該第一與第二粉煤燃燒裝置設置在該鍋爐的第一側，該第三與第四粉煤燃燒裝置設置在該鍋爐的另一側，其中該第一與第三粉煤燃燒裝置係相對設置，該第二與第四粉煤燃燒裝置係相對設置。其中，該第一與第三粉煤燃燒裝置中的燃燒器噴嘴所具有的第三段內徑相同，該第二與第四粉煤燃燒裝置中的燃燒器噴嘴所具有的第三段內徑相同，且該第一與第三粉煤燃燒裝置中的燃燒器噴嘴所具有的第噴嘴三段內徑小於第二與第四粉煤燃燒裝置中的燃燒器噴嘴所具有的第噴嘴三段內徑。

在一實施例中，該第一至第四粉煤燃燒裝置之該等燃燒器噴嘴係相對於該鍋爐之壁面而呈斜角向下的配置。

在一實施例中，該等燃燒器噴嘴中之一第一燃燒器噴嘴的第三噴嘴段內徑係大於該等燃燒器噴嘴中之一第二燃燒器噴嘴的第三噴嘴段內徑。

為了使得本領域技術人員能夠充分地理解本創作的範圍，在下文中，將參照附圖詳細描述本創作的示例性實施例。然而，本創作並不受限於下述的實施例而已，應當明瞭本領域技術人員可以自由地對於各實施例進行修飾或變更，且該經修飾或變更而得之各種不同形態均包括在本創作之範疇內。

請參閱圖1所示，其為使用本創作之噴嘴結構之燃燒系統架構示意圖。在圖1所示之燃燒系統1中，鍋爐10的兩側設置有複數個燃燒器11a~11d。每一個燃燒器11a~11d藉由粉煤流路與粉煤篩選分離器13a與13b連接。粉煤篩選分離器13a與13b則藉由管路與磨煤機15連接在一起。磨煤機15將來自於碎煤乾燥機16a與16b所輸送來的碎煤進行研磨成粉，在經由管路輸送至粉煤篩選分離器13a與13b。

而碎煤乾燥機16a與16b則分別與計煤機17a與17b連接，計煤機16a與16b再與煤倉18a與18b連接，煤倉18a與18b則從煤碳廠90取得煤碳，並藉由管路輸送至計煤機17a與17b。在燃燒系統1中，一次風車19a用以藉由管路將空氣輸送至碎煤乾燥機16a與16b，氣密風車19b也藉由管路將空氣輸送至計煤機17a與17b以及磨煤機15。

在上述架構中，由於粉煤篩選器13a與13b出口到燃燒器11a~11d入口因長度各不相同，影響入口粉煤流速。一但粉煤流速受到影響，則燃燒器的燃燒效率也會受到影響，進而影響鍋爐的運作效率。故此，每個燃燒器11a~11d係裝設了本創作之一實施例的燃燒器噴嘴，以控制粉煤噴出至鍋爐的流速，從而達到有效之燃燒粉煤之效果。

請參閱圖2所示，該圖為本創作之燃燒器噴嘴剖面示意圖。該燃燒器噴嘴，設置於一燃燒器本體內，用以噴出一粉煤氣流，該燃燒器噴嘴具有複數個噴嘴段，包括：第一噴嘴段20、第二噴嘴段21以及第三噴嘴段22。該第一噴嘴段20具有第一開口200以及第二開口201，該第一噴嘴段的內徑由該第一開口200向該第二開口201逐漸增加。該第二開口201為粉煤氣流的噴出口與鍋爐爐膛相連接，粉煤氣流噴出之後，可以在鍋爐爐膛內產生燃燒。該第三噴嘴段22具有兩個開口220與221，其中開口220和第一噴嘴段20的第一開口200相連接。該第三噴嘴段22具有均勻的內徑D3，且第一噴嘴段20之長度L1為第三噴嘴段22之長度L3的2至3倍。

該第二噴嘴段21具有第三開口210以及第四開口211。該第三開口210與第三噴嘴段22之開口221相連接，使得該第三噴嘴段22被設置於該第一與第二噴嘴段20與21之間。在本實施例中，該第二噴嘴段21的內徑係由該第三開口210向該第四開口211之方向逐漸增加，且第二噴嘴段21之長度L2為第三噴嘴段22之長度L3的1至2倍。此外，要說明的是，在本實施例中，該第一與第三噴嘴段20與22以及該第二與該第三噴嘴段21與22之間的連接可以使用焊料24以焊接方式來將第一、第二與第三噴嘴段20~22連接。

在該第二噴嘴段的第四開口211更與一第四噴嘴段23連接。在本實施中，第四噴嘴段24的內徑D40尺寸均一不變，其一端開口與該第二噴嘴段21的第四開口211相連接，而另一端的開口則藉由管路與一粉煤篩選分離器耦接。此外，在本實施例的第四段噴嘴22更可以分成第一段與第二段，其中該第一段的外徑D41係大於第二段的外徑D42，亦即，第一段之管壁厚度係大於該第二段的管壁厚度。在一實施例中，該第一噴嘴段20、第二噴嘴段21、第三噴嘴段22以及第四噴嘴段23的長度L1、L2、L3與L4分別為397mm、175mm、133.5mm以及487.5mm，其中第四噴嘴段23的第一段長度為269.5mm，而第二段長度為218mm。此外，該第一噴嘴段20的第二開口201處的內徑D10為311mm，而外徑D11為335mm；第三噴嘴段21的內徑D3為277mm，外徑為301mm；以及第四噴嘴段22的內徑D40為311mm，而第一段外徑D41為335mm，第二段的外徑D42為330mm。

在另一實施例中，如圖3所示，其各個噴嘴段的長度與圖2的實施例相同，主要是圖3的燃燒器噴嘴的第三噴嘴段內徑小於圖2之第三噴嘴段的內徑。在圖3的實施例中，該第一噴嘴段20的第二開口201處的內徑D10a為311mm，而外徑D11a為335mm；第三噴嘴段21的內徑D3a為273mm，外徑為297mm；以及第四噴嘴段22的內徑D40a為311mm，而第一段外徑D41a為335mm，第二段的外徑D42a為330mm。

請參閱圖4與圖5所示，該圖係為本創作之粉煤燃燒鍋爐示意圖。在本實施例中，鍋爐10兩側具有壁面100，每一側的壁面100上分別設置有複數個粉煤燃燒裝置A~D，本實施例為兩個，但不以此為限制。在一實施例中，每一個粉煤燃燒裝置A~D之燃燒器噴嘴2a~2d與該鍋爐之壁面之間具有一夾角θ，該夾角可設定為在0至180∘之間。在一較佳實施例中，夾角θ，該夾角可設定為在0至90∘之間，亦即，燃燒器噴嘴2a~2d係呈斜角的配置。又如圖5所示之一實施例中，該夾角θ為銳角，故燃燒器噴嘴2a~2d係相對於該鍋爐之壁面而呈斜角向下的配置。每一個燃燒器噴嘴2a~2d經由管路與粉煤篩選分離器13a與13b相耦接，其中，燃燒器噴嘴2a與2c經由管路14c與14d與粉煤篩選分離器13b連接，而燃燒器噴嘴2b與2d經由管路14a與14b與粉煤篩選分離器13a連接。每一個燃燒器噴嘴與粉煤篩選分離器耦接的管路中包括有一流量調節器25，例如：風門，以用來調整進入燃燒器噴嘴2a~2d內的粉煤流量。

在本實施例中，燃燒器噴嘴2a與2c係採用如圖3所示的結構，而燃燒器噴嘴2b與2d係採用如圖2所示的結構，亦即燃燒器噴嘴2a與2c所具有之第三噴嘴段的內徑小於燃燒器噴嘴2b與2d所具有之第三噴嘴段的內徑。在本實施例中，燃燒器噴嘴2a與2c的第三噴嘴段的內徑273mm，而燃燒器噴嘴2b與2d的第三噴嘴段的內徑為277mm。由於粉煤篩選器13a與13b出口到燃燒器2a~2d入口之間的管路長度各不相同，而影響入口粉煤流速，使得鍋爐燃燒效率降低，然而，透過本創作第一與第三燃燒器噴嘴2a與2c的第三噴嘴段的內徑與第二與第四燃燒器噴嘴2b與2d的第三噴嘴段的內徑不同所造成的流速差，使得每一個燃燒器噴嘴的粉煤流量均勻，更能增加燃燒效率。在一實施例，燃燒器噴嘴與粉煤篩選分離器耦接的管路較長者，則可將該燃燒器噴嘴之第三噴嘴段的內徑配置為大於耦接管路較短的燃燒器噴嘴之第三噴嘴段的內徑；然而，本創作亦可作其他配置方式實現。

綜合上述，本創作的燃燒器噴嘴及使用該結構之粉煤燃燒鍋爐，其係透過燃燒器內的噴嘴不同的內徑配置，可以造成粉煤流的流速差，使得粉煤流量更均勻，提升了粉煤流噴入鍋爐爐膛內燃燒的效果，進而增加了鍋爐燃燒的效率。

惟以上所述之具體實施例，僅係用於例釋本創作之特點及功效，而非用於限定本創作之可實施範疇，於未脫離本創作上揭之精神與技術範疇下，任何運用本創作所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。

1‧‧‧燃燒系統
10‧‧‧鍋爐
11a~11d‧‧‧燃燒器
13a、13b‧‧‧粉煤篩選分離器
15‧‧‧磨煤機
16a、16b‧‧‧碎煤乾燥機
17a、17b‧‧‧計煤機
18a、18b‧‧‧煤倉
90‧‧‧煤碳廠
19a‧‧‧一次風車
19b‧‧‧氣密風車
2‧‧‧燃燒器噴嘴
20‧‧‧第一噴嘴段
21‧‧‧第二噴嘴段
22‧‧‧第三噴嘴段
23‧‧‧第三噴嘴段
24‧‧‧焊料
25‧‧‧流量調節器
200‧‧‧第一開口
201‧‧‧第二開口
210‧‧‧第三開口
211‧‧‧第四開口
220、221‧‧‧開口
A~D‧‧‧粉煤燃燒裝置
2a~2d‧‧‧燃燒器噴嘴
L1、L2、L3、L4‧‧‧長度
D11、D41、D42‧‧‧外徑
D11a、D41a、D42a‧‧‧外徑
D3、D10、D40‧‧‧內徑
D3a、D10a、D40a‧‧‧內徑

圖1為利用本創作之燃燒器噴嘴結構之燃燒系統方塊示意圖。 圖2為本創作之燃燒器噴嘴結構剖面示意圖。 圖3為本創作之燃燒器噴嘴結構另一實施例剖面示意圖。 圖4為本創作之粉煤燃燒鍋爐架構方塊示意圖。 圖5為本創作之粉煤燃燒鍋爐與噴嘴配置關係示意圖。

2‧‧‧燃燒器噴嘴

20‧‧‧第一噴嘴段

21‧‧‧第二噴嘴段

22‧‧‧第三噴嘴段

23‧‧‧第三噴嘴段

24‧‧‧焊料

200‧‧‧第一開口

201‧‧‧第二開口

210‧‧‧第三開口

211‧‧‧第四開口

220、221‧‧‧開口

L1、L2、L3、L4‧‧‧長度

D11、D41、D42‧‧‧外徑

D3、D10、D40‧‧‧內徑

Claims (14)

1. 一種燃燒器噴嘴，其設置於一燃燒器本體內，用以噴出一粉煤氣流，該燃燒器噴嘴包括： 一第一噴嘴段，其具有一第一開口與一第二開口，該第一噴嘴段之內徑由該第一開口向該第二開口漸增； 一第二噴嘴段，其具有一第三開口以及一第四開口，該第二噴嘴段之內徑由該第三開口向該第四開口漸增；以及 一第三噴嘴段，其具有恆定的內徑以及兩開口，該第三噴嘴段之該兩開口係分別與該第一開口與該第三開口相連接。
2. 如請求項1所記載之燃燒器噴嘴，其中該第一噴嘴段的長度為該第三噴嘴段的長度之2~3倍。
3. 如請求項1所記載之燃燒器噴嘴，其中該第二噴嘴段的長度為該第三噴嘴段的長度之1~2倍。
4. 如請求項1所記載之燃燒器噴嘴，其係更具有一第四噴嘴段，該第四噴嘴段之一開口與該第四開口連接。
5. 如請求項4所記載之燃燒器噴嘴，其中該第四噴嘴段更分成第一段以及第二段，其中該第一段的管壁厚度係大於該第二段的管壁厚度。
6. 一種粉煤燃燒鍋爐，包括有： 一鍋爐；以及 複數個粉煤燃燒裝置，設置於該鍋爐的兩側，該等粉煤燃燒裝置之各個更具有一燃燒器噴嘴，用以噴出一粉煤氣流，該燃燒器噴嘴包括有： 一第一噴嘴段，其具有一第一開口與一第二開口，該第一噴嘴段之內徑由該第一開口向該第二開口漸增； 一第二噴嘴段，其具有一第三開口以及一第四開口，該第二噴嘴段之內徑由該第三開口向該第四開口漸增；以及 一第三噴嘴段，其具有恆定的內徑，該第三噴嘴段之兩端分別與該第一開口與該第三開口連接。
7. 如請求項6所記載之粉煤燃燒鍋爐，其中該第一噴嘴段的長度為該第三噴嘴段的長度之2~3倍。
8. 如請求項6所記載之粉煤燃燒鍋爐，其中該第一噴嘴段的長度為該第三噴嘴段的長度之1~2倍。
9. 如請求項6所記載之粉煤燃燒鍋爐，其係更具有一第四噴嘴段，該第四噴嘴段之一開口與該第四開口連接。
10. 如請求項9所記載之粉煤燃燒鍋爐，其中該第四噴嘴段更分成第一段以及第二段，其中該第一段的管壁厚度係大於該第二段的管壁厚度。
11. 如請求項6所記載之粉煤燃燒鍋爐，其中該等粉煤燃燒裝置更具有第一粉煤燃燒裝置、第二粉煤燃燒裝置、第三粉煤燃燒裝置以及第四粉煤燃燒裝置，其中該第一粉煤燃燒裝置與該第二粉煤燃燒裝置係設置在該鍋爐的第一側，該第三粉煤燃燒裝置與該第四粉煤燃燒裝置係設置在該鍋爐的第二側，其中該第一粉煤燃燒裝置與該第三粉煤燃燒裝置係相對設置，該第二粉煤燃燒裝置與該第四粉煤燃燒裝置係相對設置。
12. 如請求項11所記載之粉煤燃燒鍋爐，其中該第一粉煤燃燒裝置與該第三粉煤燃燒裝置中的燃燒器噴嘴所具有的第三噴嘴段內徑係為相同，該第二粉煤燃燒裝置與該第四粉煤燃燒裝置中的燃燒器噴嘴所具有的第三噴嘴段內徑係為相同，且該第一粉煤燃燒裝置與該第三粉煤燃燒裝置中的燃燒器噴嘴所具有的第三噴嘴段內徑係小於該第二粉煤燃燒裝置與該第四粉煤燃燒裝置中的燃燒器噴嘴所具有的第三噴嘴段內徑。
13. 如請求項12所記載之粉煤燃燒鍋爐，其中該第一粉煤燃燒裝置至第四粉煤燃燒裝置之該等燃燒器噴嘴係相對於該鍋爐之壁面而呈斜角向下的配置。
14. 如請求項6所記載之粉煤燃燒鍋爐，其中該等燃燒器噴嘴中之一第一燃燒器噴嘴的第三噴嘴段內徑係大於該等燃燒器噴嘴中之一第二燃燒器噴嘴的第三噴嘴段內徑。