煤喷嘴组件制造技术

本公开涉及用于蒸汽发生设备的煤喷嘴组件，包括在其一端处具有喷嘴尖端(5)的细长喷嘴本体(3)；所述喷嘴尖端(5)包括两个通道(14.1,14.2)，每个通道(14.1,14.2)具有弯曲或曲折的流动路径，喷嘴尖端(5)还包括将通道(14.1,14.2)与彼此分开的分隔器件(11)，其中在远离喷嘴本体(3)的其端部处的通道(14.1,14.1)的流动路径的方向包围0°到90°之间的角(α)。这促进了喷嘴组件外的两股分流的交叉和剪切，导致较好的燃烧和降低的NOx排放。

Coal nozzle assembly

The present disclosure relates to a coal nozzle assembly for steam generating equipment, including a slender nozzle body (3) with a nozzle tip (5) at one end, comprising two channels (14.1, 14.2), each channel (14.1, 14.2) having a curved or tortuous flow path, and the nozzle tip (5) also includes a separation device (11) that separates the channel (14.1, 14.2) from each other, in which the nozzle tip (5) is far from the nozzle base. The direction of the flow path of the channel (14.1, 14.1) at the end of the body (3) surrounds the angle (a) between 0 and 90 degrees. This promotes the intersection and shearing of the two diversions outside the nozzle assembly, leading to better combustion and reduced NO x emissions.

【技术实现步骤摘要】
煤喷嘴组件
本公开涉及一种用于将夹带在一次空气中的固体颗粒流引导入燃烧器或炉中的用于蒸汽发生设备的喷嘴组件。其还涉及一种包括炉和至少一个煤喷嘴组件的蒸汽发生系统。
技术介绍
固体燃料焚烧系统焚烧在空气流中吹入炉中的粉末固体燃料，通常是煤。该炉通常是产生用于各种用途(如，产生电力)的蒸汽的锅炉。在粉煤颗粒借助于一次空气经由管道工作从磨煤机传送到煤喷嘴组件时，它们往往聚集在各种路径处。除其它负面影响外，煤颗粒和一次空气产生的部分分离降低炉中的焚烧效率，且增加燃料气体中的污染物，这不是期望的。从US8955776获知了一种用于固体燃料炉的静止喷嘴，其包括在喷嘴的出口区域中布置成平行于彼此的若干平导叶，以将一次空气流和煤颗粒流引导到炉中。例如，喷嘴和导叶通过铸造一体地形成。导叶或多或少平行于彼此，导致在离开喷嘴和进入炉之前的局部聚集的煤颗粒和一次空气的次优混合物。目前，所需的是一种改进的煤喷嘴组件，其在即将在炉中焚烧之前，导致煤颗粒和一次空气的更均匀的混合物，从而导致炉的较高效率以及烟道气体中的较少的污染物，例如，NOx。
技术实现思路
在第一实施例中，煤喷嘴组件包括在其一端处具有喷嘴尖端的细长喷嘴本体；所述喷嘴尖端包括两个通道，每个通道具有弯曲或曲折流动路径，喷嘴尖端还包括将通道与彼此分开的分隔器件，其中在远离喷嘴本体的其端部处的通道的流动路径的方向包围大于0°且等于或小于90°的角。在第二实施例中，煤喷嘴组件包括在其一端处具有两个喷嘴尖端的细长喷嘴本体和内壳；喷嘴组件还包括位于所述两个喷嘴尖端上游的内壳中、且将来自所述喷嘴本体的流分流到两个喷嘴尖端中的分隔器件，第二实施例的两个喷嘴尖端的流动路径的方向包围大于0°且等于或小于90°的角α。本公开的两个实施例利用了两步骤方法。第一步骤在非均匀的煤颗粒和一次空气流(streamofcoalparticlesandprimaryair)离开喷嘴本体且进入喷嘴尖端时发生。该流由分隔器件在尖端内分流成两股分流。在根据第一实施例的尖端内、或借助于两个喷嘴尖端，两股分流重新定向，使得它们将在流出时相对于彼此交叉和剪切，这是第二步骤。为了尤其实现此交叉和剪切(thisintersectionandshear)，分流经由其流出喷嘴尖端的出口面包围大于90°且小于180°的角。该剪切引起两股分流的外部混合，以有助于分解煤流，导致很有效的燃烧和低排放。根据本公开的煤喷嘴组件通过在燃烧发生之前不久在炉中混合煤颗粒和一次空气来生成良好混合且相当均匀的煤和一次空气流，而非单独依靠在尖端内混合。为了允许取决于炉中的局部不同的操作状态煤颗粒和一次空气的进一步改善的混合，喷嘴尖端安装成围绕相对于细长本体的纵轴线正交的轴线枢转移动。在大多数情况下，该轴线是水平的。为了确保煤颗粒和一次空气几乎100％进入一个或多个喷嘴尖端，喷嘴本体部分地重叠喷嘴尖端。所主张的喷嘴尖端的平面壁和弯壁限制了喷嘴尖端的矩形截面。此外，喷嘴本体可具有矩形或截头角锥形纵截面，因此在进入喷嘴尖端之前加速一次空气和煤颗粒的速度。已证明有利的是如果在远离喷嘴本体的其端部处的通道的流动路径的方向包围大于15°的角α，优选大于30°且/或小于75°，优选小于60°。将通道的流动路径的方向之间的角α保持在这些极限内导致了煤和空气的两股分流的良好交叉和剪切，导致喷嘴尖端前方的稳定且清洁的火焰。为了使点火点更接近尖端且提供改善的火焰稳定性，一个或两个剪切条可固定在出口面附近的每个喷嘴尖端处。为了冷却目的且进一步改善一次空气和煤颗粒的混合物，二次空气的周边可包绕煤喷嘴尖端。为了进一步改善混合能力，每个喷嘴尖端包括在两个平面壁之间延伸的分流板，以引导空气流和煤颗粒的流动。本公开技术方案1提供用于蒸汽发生设备的煤喷嘴组件，包括在其一端处具有喷嘴尖端(5)的细长喷嘴本体(3)；所述喷嘴尖端(5)包括两个通道(14.1,14.2)，每个通道(14.1,14.2)具有弯曲或曲折的流动路径，所述喷嘴尖端(5)还包括将所述通道(14.1,14.2)与彼此分开的分隔器件(11)，其中在远离所述喷嘴本体(3)的其端部处的所述通道(14.1,14.1)的流动路径的方向包围大于0°且等于或小于90°的角(α)。技术方案2：用于蒸汽发生设备的煤喷嘴组件，包括在其一端处具有两个喷嘴尖端(15.1,15.2)的细长喷嘴本体(3)和内壳(3.1)；所述煤喷嘴组件还包括位于所述两个喷嘴尖端(15.1,15.2)上游的内壳(3.1)中且将来自所述喷嘴本体(3)的流动分流到所述两个喷嘴尖端(15.1,15.2)中的分隔器件(21)，所述两个喷嘴尖端(15.1,15.2)的流动路径的方向包围大于0°且等于或小于90°的角(α)。技术方案3：根据前述技术方案中的一项所述的煤喷嘴组件，其中，所述喷嘴尖端(5,15.1,15.2)安装成围绕相对于所述细长本体(3)或所述内壳(3.1)的纵轴线正交的轴线枢转移动。技术方案4：根据前述技术方案中的一项所述的煤喷嘴组件，其中，所述喷嘴本体(3)或所述内壳(3.1)和所述喷嘴尖端(5,15.1,15.2)部分地重叠。技术方案5：根据前述技术方案中的一项所述的煤喷嘴组件，其中，所述煤喷嘴组件包括空气壳体(18)。技术方案6：根据权利要求5所述的煤喷嘴组件，其中，所述喷嘴本体(3)和/或所述内壳(3.1)和所述喷嘴尖端(5,15.1,15.2)以及所述空气壳体(18)限制至少一个通道(22)用于传送二次空气。技术方案7：根据前述技术方案中的一项所述的煤喷嘴组件，其中，所述喷嘴本体(3)和/或所述内壳(3.1)具有矩形或截头角锥形纵截面。技术方案8：根据前述技术方案中的一项所述的煤喷嘴组件，其中，在远离所述喷嘴本体(3)的其端部处的所述通道(14.1,14.1)的流动路径的方向包围大于15°的角(α)，优选大于30°和/或小于75°，优选小于60°。技术方案9：根据前述技术方案中的一项所述的煤喷嘴组件，其中，每个喷嘴尖端(5,15.1,15.2,15)包括出口面(13.1,13.2,23.1,23.2)，且至少一个，优选两个剪切条(29)布置在所述出口面(13.1,13.2,23.1,23.2)附近。技术方案10：根据前述技术方案中的一项所述的煤喷嘴组件，其中，所述煤喷嘴组件包括引导空气和煤颗粒的流动的一个或多个分流板(25)。技术方案11：根据前述技术方案中的一项所述的煤喷嘴组件，其中，催化剂(35)施加到所述喷嘴尖端(5)的内壁上。技术方案12：根据技术方案11所述的煤喷嘴组件，其中，所述催化剂(35)是在优选但不限于500℃到900℃的温度范围中具有催化活性的钙钛矿型。技术方案13：根据前述技术方案11或技术方案12中的一项所述的煤喷嘴组件，其中，所述催化剂(35)是掺杂金属的钛酸镧锶。技术方案14：蒸汽发生系统，其包括炉和至少一个根据前述权利要求中的一项的煤喷嘴组件。技术方案15提供一种通过首先在调试期间调整所述喷嘴尖端(5,15.1,15.2)的角(α)和/或随所述蒸汽发生系统的负载变化和/或取决于焚烧的燃料在所述系统操作期间调整所述喷嘴尖端(5,15.1,15.2)的角(α)来操作包括炉和至少一个根据前述权利要求中的一项的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于蒸汽发生设备的煤喷嘴组件，包括在其一端处具有喷嘴尖端(5)的细长喷嘴本体(3)；所述喷嘴尖端(5)包括两个通道(14.1,14.2)，每个通道(14.1,14.2)具有弯曲或曲折的流动路径，所述喷嘴尖端(5)还包括将所述通道(14.1,14.2)与彼此分开的分隔器件(11)，其中在远离所述喷嘴本体(3)的其端部处的所述通道(14.1,14.1)的流动路径的方向包围大于0°且等于或小于90°的角(α)。

【技术特征摘要】
2017.07.31 EP 17184062.21.用于蒸汽发生设备的煤喷嘴组件，包括在其一端处具有喷嘴尖端(5)的细长喷嘴本体(3)；所述喷嘴尖端(5)包括两个通道(14.1,14.2)，每个通道(14.1,14.2)具有弯曲或曲折的流动路径，所述喷嘴尖端(5)还包括将所述通道(14.1,14.2)与彼此分开的分隔器件(11)，其中在远离所述喷嘴本体(3)的其端部处的所述通道(14.1,14.1)的流动路径的方向包围大于0°且等于或小于90°的角(α)。2.用于蒸汽发生设备的煤喷嘴组件，包括在其一端处具有两个喷嘴尖端(15.1,15.2)的细长喷嘴本体(3)和内壳(3.1)；所述煤喷嘴组件还包括位于所述两个喷嘴尖端(15.1,15.2)上游的内壳(3.1)中且将来自所述喷嘴本体(3)的流动分流到所述两个喷嘴尖端(15.1,15.2)中的分隔器件(21)，所述两个喷嘴尖端(15.1,15.2)的流动路径的方向包围大于0°且等于或小于90°的角(α)。3.根据前述权利要求中的一项所述的煤喷嘴组件，其中，所述喷嘴尖端(5,15.1,15.2)安装成围绕相对于所述细长本体(3)或所述内壳(3.1)的纵轴线正交的轴线枢转移动。4.根据前述...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·M·豪，J·C·路易斯，A·J·格沃兹，
申请(专利权)人：通用电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH