固体燃料燃烧器制造技术

固体燃料燃烧器(1)，设置有：喷嘴(9)，其设置在燃烧器的中心轴线周围并且包括直管段(2)和弯曲管段(5)，直管段具有与炉子(13)相对的开口，弯曲管段接续至直管段(2)，流体混合物从上述开口喷出至炉子(13)，上述流体混合物是固体燃料及其载气的混合物并且在弯曲管段(5)中流动；第一旋流器(6)，其在直管段(2)的燃烧器中心轴线侧向流体混合物施加旋流；以及第二旋流器(7)，其在第一旋流器(6)下游的燃烧器中心轴线侧向流体混合物施加旋流，该旋流与第一旋流器(6)所施加的旋流相反。从弯曲管段(5)流过来的流体混合物被第一旋流器(6)从中心轴线径向地移动，并且被第二旋流器(7)施加反向旋流以降低旋流强度。

Solid fuel burner

A solid fuel burner (1) is provided with a nozzle (9), which is set around the central axis of the burner and consists of a straight pipe section (2) and a bend tube section (5). The straight pipe section has an opening relative to the furnace (13), the bend pipe section is continued to the straight pipe section (2), and the fluid mixture is ejected from the opening to the furnace (13), and the fluid mixture is solid. A mixture of body fuel and its carrier gas and flow in a curved pipe section (5); a first cyclone (6), which imposes a swirling flow on the fluid mixture at the central axis of the burner section (2) of the straight pipe (2), and the second swirler (7), which is swirling to the fluid mixture at the central axis of the combustor downstream of the first cyclone (6), and the swirl flow The swirling flow applied to the first cyclone (6) is opposite. The fluid mixture from the curved pipe section (5) is moved radial from the central axis by the first cyclone (6), and the reverse swirling flow is applied to the second cyclone (7) to reduce the swirl intensity.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体燃料燃烧器
本公开涉及一种使用煤、生物材料等作为燃料的固体燃料燃烧器。
技术介绍
在使用固体燃料的燃烧设备中，为了实现稳定的点火和火焰保持，需要将含有足够浓度的燃料的混合流体(燃料及其载气的混合流体)供应至燃烧器出口的火焰保持部。作为将固体燃料集中在燃烧器内的传统技术，存在以下专利文件1和2。专利文件1公开了一种粉煤燃烧器，粉煤燃烧器包括粉煤管，粉煤管具有弯曲管段和直管段，用以注射固体燃料及其载气的混合流体，其中，在弯曲管段之后紧接着设置有节流段，用以对更靠近中心轴线的流路进行节流；在直管段的出口之前用旋流器对流体流施加旋流，由此使混合流体喷出并在炉子中燃烧。专利文件2公开了如图21所示的粉煤燃烧器21。在粉煤供应管29中(该粉煤供应管具有弯曲管段25和直管段22，用以注射固体燃料及其载气的混合流体)，在直管段22的中心轴线上设置有液体燃料注射管28，在粉煤供应管29周围设置有第二空气供应管23和第三空气供应管24，并且朝炉子13供应第二空气流和第三空气流。此外，上述专利公开了如下构造：在该构造中，通过在弯曲管段25中在混合流体流的下游设置旋流叶片26来使周向方向的粉煤浓度均匀，通过在燃烧器出口附近安装旋流度调节叶片27来降低流体流的旋流强度，并且通过使混合流体接近直线流动来提高粉煤的火焰的可点燃性。引用文献列表专利文件[专利文件1]日本未审查专利申请公开No.H2-50008[专利文件2]日本专利公告No.2756098
技术实现思路
技术问题根据上述专利文献1中描述的构造，通过在出口部之前由旋流器向混合流体施加旋流，使混合流体分散在炉子中，以确保火焰的可点燃性和稳定性。然而，当混合流体在炉子中过度地扩散时，该流体在早期与诸如第二空气或第三空气等助燃空气混合，因而不利于减少氮氧化物(NOx)。根据专利文件2中描述的构造，借助粉煤供应管的弯曲段附近的旋流叶片以及出口附近的调节叶片，可以将待引入炉子中的混合流体调节到最佳旋流度。同时，粉煤从混合流体的流场中粉煤的局部浓度高的部分点燃，并且火焰在该部分周围扩散。也就是说，为了提高粉煤的可点燃性，需要在流场内产生具有局部高浓度粉煤的部分。这对于在粉煤的平均浓度低的低负荷下提高燃烧稳定性特别重要。因此，混合流体中的粉煤浓度最好在一定程度上是不均匀的，并且在燃烧器(燃料喷嘴端缘部)的开口边缘部形成具有高粉煤浓度的部分，或者在其中设置火焰稳定器，使得可点燃性提高，并且即使在较低负荷下也可以实现稳定燃烧。然而，在专利文件2中，主要目的是确保周向方向上的粉煤浓度是均匀的；并且在特别低负荷的情况下，在周向方向上粉煤浓度可能下降到均低于点火下限浓度。结果，难以点燃火焰，并且不能维持稳定燃烧。此外，专利文件2的调节叶片是整直板，其中多个叶片附接在管的内壁上，以便基本上平行于粉煤供应管的轴心。因此，除非板在其轴向方向上的长度稍大，否则可能无法获得降低旋流度的作用，这导致叶片的尺寸增大，并因此导致燃烧器的尺寸增大。此外，由于旋流叶片和调节叶片的安装和附接需要大量的人力和时间，所以在维护性和安装成本方面不是优选的。本公开的目的是提供一种固体燃料燃烧器，该固体燃料燃烧器具有优良的可点燃性和火焰稳定性，并且即使在具有低燃料浓度的低负荷情况下也具有优良的低成本的维护性。技术方案通过采用如下构造，可以实现上述目的。本公开的第一方面的专利技术是一种设置在炉子(13)的壁面的喉部(13a)中的固体燃料燃烧器(1)，包括：燃料喷嘴(9)，所述燃料喷嘴包括直管段(2)和弯曲管段(5)，所述直管段设置成围绕燃烧器中心轴线并且具有朝向所述炉子(13)的开口，所述弯曲管段接续至所述直管段(2)，其中，供应至所述弯曲管段(5)的固体燃料及所述固体燃料的载气的混合流体从所述直管段(2)的开口喷出至所述炉子(13)；第一旋流装置(6)，所述第一旋流装置设置在所述直管段(2)中的燃烧器中心轴线侧上，用于向所述混合流体施加旋流；以及第二旋流装置(7)，所述第二旋流装置设置在所述第一旋流装置(6)的混合流体的流动方向上的下游的燃烧器中心轴线侧上，用于在与所述第一旋流装置(6)的方向相反的方向上向所述混合流体施加旋流。本公开的第二方面的专利技术是根据本公开的第一方面所述的固体燃料燃烧器，其中，在所述直管段(2)的开口的外周上设置有火焰稳定器(10)。本公开的第三方面的专利技术是一种设置在炉子(13)的壁面的喉部(13a)中的固体燃料燃烧器(1)，包括：燃料喷嘴(9)，所述燃料喷嘴包括直管段(2)和弯曲管段(5)，所述直管段设置成围绕燃烧器中心轴线并且具有朝向所述炉子(13)的开口，所述弯曲管段接续至所述直管段(2)，其中，供应至所述弯曲管段(5)的固体燃料及所述固体燃料的载气的混合流体从所述直管段(2)的开口喷出至所述炉子(13)；第一旋流器(6)，所述第一旋流器设置在所述直管段(2)中并且包括沿周向方向安装的多个叶片(6a)，用于向所述混合流体施加旋流；以及第二旋流器(7)，所述第二旋流器设置在所述直管段(2)中的第一旋流器(6)的混合流体的流动方向上的下游，所述第二旋流器包括沿周向方向设置的多个叶片(7a)，并且被安装在与所述第一旋流器(6)的叶片(6a)所安装的方向相反的方向上。本公开的第四方面的专利技术是根据本公开的第三方面所述的固体燃料燃烧器，其中，在所述直管段(2)的开口的外周上设置有火焰稳定器(10)。本公开的第五方面的专利技术是根据本公开的第三方面或第四方面所述的固体燃料燃烧器，其中，所述第一旋流器(6)和所述第二旋流器(7)设置成远离所述燃料喷嘴(9)的内壁。本公开的第六方面的专利技术是根据本公开的第三方面至第五方面中的任何一方面所述的固体燃料燃烧器，其中，所述第二旋流器(7)的各个叶片(7a)被安装成使得所述第二旋流器(7)的各个叶片(7a)相对于燃烧器中心轴线方向的安装角等于或小于所述第一旋流器(6)的各个叶片(6a)相对于所述燃烧器中心轴线方向的安装角。本公开的第七方面的专利技术是根据本公开的第三方面至第五方面中的任何一方面所述的固体燃料燃烧器，其中，所述第二旋流器(7)的各个叶片(7a)的径向长度等于或短于所述第一旋流器(6)的各个叶片(6a)的径向长度。本公开的第八方面的专利技术是根据本公开的第三方面至第五方面中的任何一方面所述的固体燃料燃烧器，其中，所述第二旋流器(7)的各个叶片(7a)的侧向宽度等于或小于所述第一旋流器(6)的各个叶片(6a)的侧向宽度。本公开的第九方面的专利技术是根据本公开的第一方面至第八方面中的任何一方面所述的固体燃料燃烧器，其中，在所述弯曲管段(5)中设置有用于固体燃料颗粒的分散器(14)。本公开的第十方面的专利技术是根据本公开的第九方面所述的固体燃料燃烧器，其中，所述分散器(14)安装在油燃烧器(8)的面向所述混合流体的流动的一侧的侧面上，所述油燃烧器设置在燃烧器中心轴线上。(作用)为了提高诸如粉煤等固体燃料的可点燃性，需要使燃烧器或者设置于其中的火焰稳定器的出口边缘部附近的燃料浓度增大。通过由火焰稳定器形成涡流，在火焰稳定器附近形成火焰，该火焰被用作持续燃烧的火种，由此促进燃料的燃烧。涡流促进固体燃料和载气的混合，并且也是反方向的流动，因而具有提高火焰稳定性的作用。这样，由于需要将燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设置在炉子的壁面的喉部中的固体燃料燃烧器，包括：燃料喷嘴，所述燃料喷嘴包括直管段和弯曲管段，所述直管段设置成围绕燃烧器中心轴线并且具有朝向所述炉子的开口，所述弯曲管段接续所述直管段，其中，供应至所述弯曲管段的固体燃料及所述固体燃料的载气的混合流体从所述直管段的开口喷出至所述炉子；第一旋流装置，所述第一旋流装置设置在所述直管段中的燃烧器中心轴线侧上，用于向所述混合流体施加旋流；以及第二旋流装置，所述第二旋流装置设置在所述第一旋流装置的混合流体的流动方向上的下游的燃烧器中心轴线侧上，用于在与所述第一旋流装置的方向相反的方向上向所述混合流体施加旋流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.30 JP 2015-1311461.一种设置在炉子的壁面的喉部中的固体燃料燃烧器，包括：燃料喷嘴，所述燃料喷嘴包括直管段和弯曲管段，所述直管段设置成围绕燃烧器中心轴线并且具有朝向所述炉子的开口，所述弯曲管段接续所述直管段，其中，供应至所述弯曲管段的固体燃料及所述固体燃料的载气的混合流体从所述直管段的开口喷出至所述炉子；第一旋流装置，所述第一旋流装置设置在所述直管段中的燃烧器中心轴线侧上，用于向所述混合流体施加旋流；以及第二旋流装置，所述第二旋流装置设置在所述第一旋流装置的混合流体的流动方向上的下游的燃烧器中心轴线侧上，用于在与所述第一旋流装置的方向相反的方向上向所述混合流体施加旋流。2.根据权利要求1所述的固体燃料燃烧器，其中，火焰稳定器设置在所述直管段的开口的外周上。3.一种设置在炉子的壁面的喉部中的固体燃料燃烧器，包括：燃料喷嘴，所述燃料喷嘴包括直管段和弯曲管段，所述直管段设置成围绕燃烧器中心轴线并且具有朝向所述炉子的开口，所述弯曲管段接续所述直管段，其中，供应至所述弯曲管段的固体燃料及所述固体燃料的载气的混合流体从所述直管段的开口喷出至所述炉子；第一旋流器，所述第一旋流器设置在所述直管段中并且包括沿周向方向安装的多个叶片，用于向所述混合流体施加旋流；...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷口正行，马场彰，仓增公治，石井翔太，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP