一种多级配风的径向内浓外淡的旋流燃烧器制造技术

一种多级配风的径向内浓外淡的旋流燃烧器，它涉及一种燃烧器。本实用新型专利技术以解决现有燃烧器由于煤粉浓缩器浓缩率低，不利于NOx的还原和燃烧的稳定性，燃烧器回流区的稳定性差，不能很好地适应多品种煤的燃烧的问题。本实用新型专利技术包括中心管、一次风管、内二次风管、中二次风管、外二次风管和煤粉浓缩装置；中心管、一次风管、内二次风管、中二次风管和外二次风管由内向外依次套装在一起，中心管、一次风管、内二次风管、中二次风管和外二次风管的出口端依次设有中心风扩口、一次风扩口、内二次风扩口、中二次风扩口和外二次风扩口；煤粉浓缩装置包括煤粉浓缩器和均流环。本实用新型专利技术燃烧器的稳燃效果好，使用煤种范围广。本实用新型专利技术适用于锅炉。

A swirl burner with multi-stage air distribution and radial internal concentration and external dilution

【技术实现步骤摘要】
一种多级配风的径向内浓外淡的旋流燃烧器
本技术涉及一种燃烧器，具体涉及一种多级配风的径向内浓外淡的旋流燃烧器。
技术介绍
传统的锅炉旋流煤粉燃烧器由于燃烧初期的气流扰动强及二次风很快混入，易形成富氧燃烧区，而且火焰短，放热集中，火焰温度高，所以NOx排放量很高。因此出现了很多低NOx旋流燃烧器，它是将二次风分成多级，通过一次风将煤粉送入炉膛，通过多级风的分级燃烧来延长煤粉的燃烧时间，空气分级是为了达到推迟混合和控制燃烧过程的目的，在一次燃烧区仅送入维持稳定着火和挥发分燃烧所需要的空气量，形成浓相核心火焰，降低火焰温度峰值；由于推迟二次风的混入，形成了还原区，不仅能减少NOx的生成量而且能使部分NOx还原。目前的低NOx的内浓外淡旋流燃烧器，由于煤粉浓缩器多采用文丘里煤粉浓缩器，一次风煤粉经过浓缩器的浓缩作用后，在径向上呈内浓外淡分布，即一次风筒中心区域煤粉浓度高，一次风筒内壁区域煤粉浓度低，实现燃料的分级燃烧，可有效降低氮氧化物的生成和提高煤粉的着火稳定性，该型浓缩器的浓缩率较低，一般在60％～75％之间，不利于NOx的还原和燃烧的稳定性，因此只能适应挥发份高的贫煤，对于其它煤种会出现燃烧不完全的现象。
技术实现思路
本技术为了解决现有燃烧器由于煤粉浓缩器浓缩率低，不利于NOx的还原和燃烧的稳定性，燃烧器回流区的稳定性差，不能很好地适应多品种煤的燃烧的问题，而提供一种多级配风的径向内浓外淡的旋流燃烧器。本技术为解决上述技术问题采取的技术方案是：方案一：一种多级配风的径向内浓外淡的旋流燃烧器包括中心管、一次风管、内二次风管、中二次风管、外二次风管、内旋流器、外旋流器、二次风风箱、煤粉浓缩器和均流环；中心管、一次风管、内二次风管、中二次风管和外二次风管由内向外依次套装在一起，且相邻两者之间由内向外依次形成一次风通道、内二次风通道、中二次风通道和外二次风通道，中心管、一次风管、内二次风管、中二次风管和外二次风管各自的出风口端一一对应设有中心风扩口、一次风扩口、内二次风扩口、中二次风扩口和外二次风扩口，所述内旋流器设置在中二次风通道内，所述的外旋流器设置在外二次风通道内，二次风风箱固接在一次风管和外二次风管上；煤粉浓缩器包括支撑板和N个浓缩环，N为2-5的整数；N个浓缩环沿着煤粉流动方向依次减小，相邻两个浓缩环之间呈一定距离设置，N个浓缩环通过支撑板固接在一起，支撑板固接在中心管的外壁上，N个浓缩环邻近中心管出风口的一侧设置；在邻近煤粉浓缩器出口侧的中心管上设有均流环。方案二：一种多级配风的径向内浓外淡的旋流燃烧器包括中心管、一次风管、内二次风管、外二次风管、内旋流器、外旋流器、二次风风箱、煤粉浓缩器、均流环和间隔筒；中心管、一次风管、间隔筒、内二次风管和外二次风管由内向外依次套装在一起，中心管与一次风管之间形成一次风通道，间隔筒、内二次风管和外二次风管相邻两者由内向外依次形成内二次风通道和外二次风通道，间隔筒远离中心管出风口的一端通过环形板与一次风管固接，中心管的出风口端、间隔筒的另一端、内二次风管的出风口端和外二次风管的出风口端一一对应设有中心风扩口、一次风扩口、内二次风扩口和外二次风扩口，内旋流器设置在内二次风通道内，外旋流器设置在外二次风通道内，二次风风箱固接在一次风管和外二次风管上；煤粉浓缩器包括支撑板和N个浓缩环，N为2-5的整数；N个浓缩环沿着煤粉流动方向依次减小，相邻两个浓缩环之间呈一定距离设置，N个浓缩环通过支撑板固接在一起，支撑板固接在中心管的外壁上，N个浓缩环邻近中心管的出风口的一侧设置；在邻近煤粉浓缩器出口侧的中心管上设有均流环。本技术与现有技术相比具有以下有益效果：一、本技术的燃烧器系统阻力低，总二次风阻力不超过800Pa，节约风机电耗而且本技术在所有负荷下都能很好保持燃烧的稳定性，喷口不产生结焦。二、本技术的一次风携带煤粉进入一次风通道，在煤粉浓缩器的浓缩作用下，煤粉大量集中在中心风管外表面，而一次风管内表面煤粉浓度很低，实现了一次风煤粉沿一次风管径向内浓外淡的分布形式，大量的煤粉集中在中心风管外表面附近喷入炉膛，实现煤粉的分级燃烧，增加中间高温回流区的煤粉量，使得中心回流区的还原气氛加强，延长煤粉在回流区的停留时间，抑制燃料型氮氧化物的生成。三、本技术方案一将主燃的空气分为内二次风、中二次风和外二次风三个层次以加大空气分级程度，在燃烧器出口形成一个稳定的中心回流区的同时，一次风与二次风之间存在一个低速区，推迟了一次风与二次风的混合，是因为内二次风为一股直流二次风且风量小，风速低，故其穿透能力和卷吸一次风的能力弱，不会过早卷吸一次风，加大了一次风与外围主流二次风之间的距离，推迟了一次风与旋流二次风的混合，加强中心回流区的还原性气氛，抑制氮氧化物的生成，同时，中二次风和外二次风都经过内旋流器和外旋流器后形成为旋流风射入炉膛，速度较大，其作用是在远离燃烧器出口区域完成未燃尽碳的燃烧，并保证近燃区形成一个稳定的回流区。四、本技术方案二将主燃的空气分为内二次风和外二次风两个层次，同时在一次风和内二次风之间设置有间隔筒，在燃烧器出口形成一个稳定的中心回流区的同时，一次风和二次风之间存在一个低俗区，推迟了一次风与二次风的混合，是因为间隔筒的存在，加大了一次风与外围主流二次风之间的距离，使得一次风更不容易被内二次风和外二次风的旋流影响，一次风与二次风在本技术喷口呈间隔喷入，推迟了一次风与旋流二次风的混合，加强中心回流区的还原性气氛，抑制氮氧化物的生成，同时内二次风与外二次风都经过内旋流器和外旋流器后形成旋流风射入炉膛，速度较大，其作用是在远离本技术出口区域完成未燃尽碳的燃烧，并保证近燃区形成一个稳定的回流区。五、本技术在煤粉浓缩器和均流环的组合作用下，一次风煤粉首先经过煤粉浓缩器的浓缩作用下在一次风通道内形成沿径向上的内浓外淡的分布形式，实现煤粉的分级燃烧，均流环结构可有效降低中心风扩口表面的一次风风速，降低幅度约为15％左右，有效的降低了一次风煤粉对中心风扩口的冲刷，延长设备的使用寿命50％，提高了该处的煤粉浓度同时加强煤粉的分级燃烧，降低氮氧化物的生成，还可有效加强一次风煤粉在中心风扩口附近的燃烧提高着火稳定性，保证燃烧器的稳燃特性。在这个组合作用下，燃烧器出口会形成一个更加稳定的中心回流区。六、本技术在中二次风和外二次风设置扩口，强化内旋流和外旋流二次风的旋流强度同时推迟中二次风和外二次风与一次风粉的混合，延长了煤粉在还原性气氛中心回流区内的停留时间，以便在近燃烧器区域形成缺氧环境，有利于NOx还原，降低氮氧化物的生此。七、本技术的特有的煤粉浓缩装置、扩口结构、特有的风量分配组合作用下，燃烧器出口一次风粉射流区域形成一个稳定的中心回流区，该中心回流区能够将内浓外淡的一次风卷吸到回流区内，将高温烟气带回近燃烧器区，加热一次风粉，促进煤粉点火，保证火焰的稳定性，实现不同负荷的稳定燃烧，带回的高温烟气含氧量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级配风的径向内浓外淡的旋流燃烧器，其特征在于：它包括中心管(1)、一次风管(2)、内二次风管(3)、中二次风管(4)、外二次风管(5)、内旋流器(13)、外旋流器(14)、二次风风箱(16)、煤粉浓缩器(6)和均流环(7)；/n中心管(1)、一次风管(2)、内二次风管(3)、中二次风管(4)和外二次风管(5)由内向外依次套装在一起，且相邻两者之间由内向外依次形成一次风通道、内二次风通道、中二次风通道和外二次风通道，中心管(1)、一次风管(2)、内二次风管(3)、中二次风管(4)和外二次风管(5)各自的出风口端一一对应设有中心风扩口(8)、一次风扩口(9)、内二次风扩口(10)、中二次风扩口(11)和外二次风扩口(12)，所述内旋流器(13)设置在中二次风通道内，所述外旋流器(14)设置在外二次风通道内，二次风风箱(16)固接在一次风管(2)和外二次风管(5)上；/n煤粉浓缩器(6)包括支撑板(6-1)和N个浓缩环(6-2)，N为2-5的整数；/nN个浓缩环(6-2)沿着煤粉流动方向依次减小，相邻两个浓缩环(6-2)之间呈一定距离设置，N个浓缩环(6-2)通过支撑板(6-1)固接在一起，支撑板(6-1)固接在中心管(1)的外壁上，N个浓缩环(6-2)邻近中心管(1)出风口的一侧设置；/n在邻近煤粉浓缩器(6)出口侧的中心管(1)上设有均流环(7)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多级配风的径向内浓外淡的旋流燃烧器，其特征在于：它包括中心管(1)、一次风管(2)、内二次风管(3)、中二次风管(4)、外二次风管(5)、内旋流器(13)、外旋流器(14)、二次风风箱(16)、煤粉浓缩器(6)和均流环(7)；
中心管(1)、一次风管(2)、内二次风管(3)、中二次风管(4)和外二次风管(5)由内向外依次套装在一起，且相邻两者之间由内向外依次形成一次风通道、内二次风通道、中二次风通道和外二次风通道，中心管(1)、一次风管(2)、内二次风管(3)、中二次风管(4)和外二次风管(5)各自的出风口端一一对应设有中心风扩口(8)、一次风扩口(9)、内二次风扩口(10)、中二次风扩口(11)和外二次风扩口(12)，所述内旋流器(13)设置在中二次风通道内，所述外旋流器(14)设置在外二次风通道内，二次风风箱(16)固接在一次风管(2)和外二次风管(5)上；
煤粉浓缩器(6)包括支撑板(6-1)和N个浓缩环(6-2)，N为2-5的整数；
N个浓缩环(6-2)沿着煤粉流动方向依次减小，相邻两个浓缩环(6-2)之间呈一定距离设置，N个浓缩环(6-2)通过支撑板(6-1)固接在一起，支撑板(6-1)固接在中心管(1)的外壁上，N个浓缩环(6-2)邻近中心管(1)出风口的一侧设置；
在邻近煤粉浓缩器(6)出口侧的中心管(1)上设有均流环(7)。


2.根据权利要求1所述的一种多级配风的径向内浓外淡的旋流燃烧器，其特征在于：
N个浓缩环(6-2)均为圆锥环，且N个浓缩环(6-2)的锥度均相等，每个浓缩环(6-2)的母线与中心管(1)的中心线的夹角(δ)为20°～40°。


3.根据权利要求1所述的一种多级配风的径向内浓外淡的旋流燃烧器，其特征在于：所述均流环(7)由第一圆锥段(KH)、水平段(HQ)和第二圆锥段(QW)组成；
第一圆锥段(KH)、水平段(HQ)和第二圆锥段(QW)依次连接形成梯形截面，第一圆锥段(KH)的倾斜角度(ψ)为5°～30°，水平段(HQ)的径向高度(S)是一次风管(2)到中心管(1)的距离(S1)的0.1～0.3倍，最小浓缩环(6-2)邻近中心风扩口(8)的一端到水平段(HQ)起始点(H)的距离(L6)是一次风管(2)到中心管(1)的距离(S1)的0.8～1.5倍，水平段(HQ)的终点(Q)到一次风扩口(9)的端部的距离(L7)是一次风管(2)到中心管(1)的距离(S1)的0.7～1.1倍。


4.根据权利要求1所述的一种多级配风的径向内浓外淡的旋流燃烧器，其特征在于：
中心风扩口(8)的扩展角度(α)的范围为10°～40°，一次风扩口(9)的扩展角度(β)的范围为15°～25°，中二次风扩口(11)的扩展角度(γ)的范围为20°～25°,外二次风扩口(12)的扩展角度(θ)的范围为20°～25°，内二次风扩口(10)的扩展角度(υ)的范围为20°～25°。


5.根据权利要求1所述的一种多级配风的径向内浓外淡的旋流燃烧器，其特征在于：
所述内二次风扩口(10)的端部、中二次风扩口(11)的端部和一次风扩口(9)的端部平齐设置，且内二次风扩口(10)的端部到外二次风扩口(12)的端部的距离小于中心风扩口(8)端部到外二次风扩口(12)的距离。


6.根据权利要求5所述的一种多级配风的径向内浓外淡的旋流燃烧器，其特征在于：
所述一次风扩口(9)的长度(L...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙绍增，孙锐，张小弟，玄其明，吴政刚，任立立，果志明，郭传宝，李冬阳，
申请(专利权)人：北京国电龙高科环境工程技术有限公司，哈尔滨工业大学，
类型：新型
国别省市：北京;11