一种风粉周向偏置的低氮旋流燃烧器及燃烧装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种风粉周向偏置的低氮旋流燃烧器及燃烧装置。该燃烧器包括中心风通道，一次风通道，内、外二次风通道，一次风轴向叶片旋流器，内二次风轴向叶片旋流器，外二次风切向叶片旋流器，一次风周向煤粉分离器，内、外二次风风量偏置调节装置。一次风周向煤粉分离器将一次风沿周向一分为二，成浓粉段和淡粉段一次风；风量偏置调节装置将二次风沿周向一分为二，成强风段和弱风段二次风。内、外二次风风量偏置调节装置分别为部分圆周环型挡板和部分圆周柱面挡板。在燃烧器出口截面，强风段二次风与淡粉段一次风相配，弱风段二次风与浓粉段一次风相配。该风粉配合方式既能强化着火，又能抑制主燃区峰值温度，显著减少NOx排放。

A low nitrogen swirl burner with circumferential bias of pulverized coal and its combustion device

The utility model relates to a low nitrogen swirl burner with circumferential bias of air powder and a combustion device. The burner includes central air passage, primary air passage, internal and external secondary air passage, primary air axial blade hydrocyclone, internal secondary air axial blade hydrocyclone, external secondary air tangential blade hydrocyclone, primary air circumferential pulverized coal separator, and internal and external secondary air volume offset adjusting device. The primary air circumferential pulverized coal separator divides the primary air into two parts along the circumferential direction, forming the primary air in the dense and light pulverized coal section; the secondary air is divided into two parts along the circumferential direction by the air volume biasing adjusting device, forming the secondary air in the strong and weak wind sections. Internal and external secondary air volume offset adjusting devices are part of the circumferential annular baffle and part of the circumferential cylindrical baffle. In the exit section of the burner, the secondary air in the strong wind section matches the primary air in the light powder section, and the secondary air in the weak wind section matches the primary air in the strong powder section. It can not only enhance ignition, but also inhibit peak temperature of main combustion zone and significantly reduce NOx emission.

【技术实现步骤摘要】
一种风粉周向偏置的低氮旋流燃烧器及燃烧装置
本技术涉及燃烧器领域，特别涉及一种风粉周向偏置的低氮旋流燃烧器及燃烧装置。
技术介绍
旋流燃烧器在电站锅炉、工业锅炉等燃烧设备中应用广泛，它利用旋流器使气流产生旋转运动，气流在进入炉膛后形成旋转射流，并在旋转射流内部形成内回流区，通过卷吸高温烟气回流点燃燃料。在旋流燃烧器的设计与运行中，强化着火，高效燃烧，低氮排放一直是重要的研究课题。浓淡燃烧是降低燃烧过程中氮氧化物(NOx)生成的手段之一，煤粉在富氧的淡煤粉区域和贫氧的浓煤粉区域内分别燃烧可以降低燃烧温度，抑制NOx的生成。现有技术中的浓淡煤粉旋流燃烧器大多采用径向浓淡技术，其技术要点是将煤粉沿径向分为浓淡两个圆环区域，浓淡煤粉沿着径向分布。有的浓煤粉环在外侧，如中国技术专利93144359.1“一种径向浓淡旋流煤粉燃烧器”，有的浓煤粉环在内侧，如中国技术专利03134317.1“一种径向浓淡式双调风旋流煤粉燃烧器”，但由于燃烧器一次风出口径向尺度较小，且一次风紧邻二次风，气流在径向混合较快，从而使浓淡分离的实际效果大打折扣，因此，降低NOx的效果相当有限。另外，也有专利将一次风沿周向形成浓淡间隔分布的多股煤粉气流，如中国技术专利200810018042.2“一种煤粉周向浓缩分区驻涡的旋流燃烧器”和中国技术专利200580007215.5“低氧化氮(NOx)的燃料喷射器和提高火焰稳定性”，由于一次风紧邻二次风，所以浓淡的实际效果同样被打了折扣，降低NOx的效果同样有限。
技术实现思路
鉴于现有技术的不足，本技术提供一种风粉周向偏置的低氮旋流燃烧器1及燃烧装置，以切实提高煤粉的浓淡分离效果，强化着火，有效抑制主燃区的峰值温度，减少燃烧NOx的生成。为实现上述目的及其他相关目的，本技术所提供的一种风粉周向偏置的低氮旋流燃烧器1，包括中心风通道12、一次风通道13、内二次风通道14、外二次风通道15、一次风轴向叶片旋流器132、内二次风轴向叶片旋流器141、外二次风切向叶片旋流器151、一次风周向煤粉分离器131、内二次风风量偏置调节装置142、外二次风风量偏置调节装置152。在一个实施方式中，所述一次风周向煤粉分离器131由在所述中心风通道12外壁上的部分圆周范围内沿螺旋线排列的若干个导流叶片形成，所述导流叶片之间保留一定间隙。在一个实施方式中，所述周向浓淡分离器的导流叶片排列在所述中心风通道外壁上的半个圆周范围内。在一个实施方式中，所述一次风周向煤粉分离器131的导流叶片排列在所述中心风通道12外壁上的半个圆周范围内。在一个实施方式中，所述一次风周向浓淡分离器131位于所述一次风轴向叶片旋流器132的下游。在一个实施方式中，所述内二次风通道内设置有内二次风风量偏置调节装置142，所述外二次风通道内设置有外二次风风量偏置调节装置152。在一个实施方式中，所述内二次风风量偏置调节装置142为部分圆周环型挡板，所述外二次风风量偏置调节装置152为部分圆周柱面挡板。在一个实施方式中，所述部分圆周环型挡板和部分圆周柱面挡板周向夹角均为周角的0.35～0.65倍。在一个实施方式中，所述一次风周向煤粉分离器131、一次风轴向叶片旋流器132、内二次风轴向叶片旋流器141和外二次风切向叶片旋流器151沿顺时针方向偏转。在一个实施方式中，所述一次风周向煤粉分离器131、一次风轴向叶片旋流器132、内二次风轴向叶片旋流器141和外二次风切向叶片旋流器151沿逆时针方向偏转。在本技术中，一次风周向煤粉分离器131将一次风沿整个圆周一分为二，成浓粉段和淡粉段一次风；风量偏置调节装置将二次风沿整个圆周一分为二，成强风段和弱风段二次风。在燃烧器出口截面，形成强风段二次风与淡粉段一次风相配、弱风段二次风与浓粉段一次风相配的风粉配合方式。这种风粉配合方式既能强化着火，又能抑制主燃区的峰值温度，显著减少NOx排放。本技术还提供一种安装有前述任一种风粉周向偏置的低氮旋流燃烧器的燃烧装置。附图说明图1显示为本技术实施例中一种风粉周向偏置的低氮旋流燃烧器在锅炉上的安装位置示意图。图2显示为本技术实施例中一种风粉周向偏置的低氮旋流燃烧器的主剖面示意图。图3显示为本技术实施例中一次风通道结构示意图。图4显示为本技术实施例中内二次风通道和外二次风通道结构示意图。图5显示为图2所示本技术旋流燃烧器出口处的截面示意图。图6显示为本技术实施例中的射流轨迹图。图7显示为本技术一次风出口处的煤粉浓度场。图8显示为本技术二次风出口处的速度场。图9显示为安装传统旋流燃烧器的锅炉主燃区纵截面的速度场。图10显示为安装图2所示本技术旋流燃烧器的锅炉主燃区纵截面的速度场。图11显示为安装传统旋流燃烧器的锅炉主燃区纵截面的温度场。图12显示为安装图2所示本技术旋流燃烧器的锅炉主燃区纵截面的温度场。图13显示为安装传统旋流燃烧器的锅炉全炉膛纵截面的NOx浓度场。图14显示为安装图2所示本技术旋流燃烧器的锅炉全炉膛纵截面的NOx浓度场。元件标号说明1风粉周向偏置的低氮旋流燃烧器12中心风通道13一次风通道131一次风周向煤粉分离器132轴向叶片旋流器134一次风淡粉段135一次风浓粉段14内二次风通道141轴向叶片旋流器142内二次风风量偏置调节装置143内二次风强风段144内二次风弱风段15外二次风通道151切向叶片旋流器152外二次风风量偏置调节装置153外二次风强风段154外二次风弱风段2锅炉3分离式燃尽风燃烧器具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。须知，本说明书附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本技术可实施的范畴。图1-5示出本技术的一个实施例，可应用于电站煤粉锅炉、工业煤粉锅炉、各种燃气、燃油锅炉以及其他各种以旋转射流燃烧固体、液体、气体燃料的燃烧装置中。如图1所示，本技术旋流燃烧器1安装在锅炉2的主燃区的前墙和后墙上，作为主燃区的燃烧器。分离式燃尽风(SOFA风)燃烧器3安装在锅炉2的燃尽区的前墙和后墙上，作为燃尽区的燃烧器。本实施例中以烟煤煤粉为燃料，采用空气分级燃烧，煤粉燃烧所需空气的70％通过燃烧器1送入主燃区，剩余30％的空气通过燃烧器3送入燃尽区。如图2所示，本技术旋流燃烧器1包括由内向外依次设置的中心风通道12、一次风通道13、内二次风通道14和外二次风通道15。中心风通道12向锅炉内喷射不含煤粉的直流中心风，一次风通道13向锅炉内喷射含煤粉的旋流一次风，内二次风通道14和外二次风本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风粉周向偏置的低氮旋流燃烧器(1)，包括中心风通道(12)、一次风通道(13)、内二次风通道(14)、外二次风通道(15)，其特征在于，该燃烧器还包括：一次风轴向叶片旋流器(132)、内二次风轴向叶片旋流器(141)、外二次风切向叶片旋流器(151)、一次风周向煤粉分离器(131)、内二次风风量偏置调节装置(142)、外二次风风量偏置调节装置(152)。

【技术特征摘要】
1.一种风粉周向偏置的低氮旋流燃烧器(1)，包括中心风通道(12)、一次风通道(13)、内二次风通道(14)、外二次风通道(15)，其特征在于，该燃烧器还包括：一次风轴向叶片旋流器(132)、内二次风轴向叶片旋流器(141)、外二次风切向叶片旋流器(151)、一次风周向煤粉分离器(131)、内二次风风量偏置调节装置(142)、外二次风风量偏置调节装置(152)。2.根据权利要求1所述的旋流燃烧器(1)，其特征在于：所述一次风周向煤粉分离器(131)由在所述中心风通道(12)外壁上的部分圆周范围内沿螺旋线排列的若干个导流叶片形成，所述导流叶片之间保留一定间隙。3.根据权利要求2所述的旋流燃烧器(1)，其特征在于：所述一次风周向煤粉分离器(131)的导流叶片排列在所述中心风通道(12)外壁上的半个圆周范围内。4.根据权利要求1所述的旋流燃烧器(1)，其特征在于：所述一次风周向煤粉分离器(131)位于所述一次风轴向叶片旋流器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪正清，张程，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：新型
国别省市：上海,31