一种集粉浓缩的煤粉燃烧器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种集粉浓缩的煤粉燃烧器。所述燃烧器包括喷口主体(1)以及气流入口管道(5)，所述气流入口管道(5)为等径结构，所述喷口主体(1)和气流入口管道(5)之间设置变径导管(4)，所述喷口主体(1)内部紧贴其上壁面和下壁面分别设置上集粉稳焰器(3)和下集粉稳焰器(2)，所述上集粉稳焰器(3)为横截面由上至下逐渐缩小的阶梯状结构，对应地，所述下集粉稳焰器(2)为横截面由下至上逐渐缩小的阶梯状结构，所述变径导管(4)的通流截面积沿气流方向逐渐变大。本实用新型专利技术的优点在于：通过调整气流通道的截面形状，改变气流流程的压力，从而使得煤粉气流中的部分气体流向做出改变，实现风粉分离。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及煤粉燃烧设备领域，具体地，本技术涉及ー种集粉浓缩的煤粉燃烧器。
技术介绍
煤粉浓缩和強化烟气回流加热是提升煤粉燃烧性能的技术核心，一次风煤粉浓缩后可以减小着火热，在強化的烟气回流加热下，更易于实现稳定燃烧，并对降低NOx的排放有利。为此，人们开发出多种具有煤粉浓缩和強化烟气回流加热能力燃烧器。煤粉浓缩的方案大体可以分为喷口外置式和喷口内置式。外置式煤粉浓缩的方案包括弯头分离器、百叶窗分离器、撞击子分离器、丘体组合分离器和旋流分离器等。外置式主要优点是布置和设计灵活，维护方便。内置式主要包括在燃烧器喷口内设置钝体、船形体等。内置式主要优点是结构紧凑，适应性广，该类型喷ロ兼具有加强烟气回流加热的能力。传统该类型的燃烧器，其在煤粉浓缩时都采用全部煤粉气流强制进行很大的气流转向，依靠风粉的不同惯性来实现风粉分离，因而系统阻力较大。本申请人在申请号为201110033811. 8的专利申请中提供了ー种低氮氧化合物的煤粉解耦燃烧器及其燃烧方法，在该专利申请中通过设置一级变截面管和ニ级变截面管以及集粉稳焰器，并且在喷口外壳主体内通过和集粉稳焰器的上下左右的空间形成的上淡粉通道、下淡粉通道、左ニ级分流区和右二级分流区四个通道，配合所述的ー级变截面管和ニ 级变截面管从而实现煤粉的解耦燃烧，但是该装置中煤粉的解耦燃烧的实现必须通过ー级变截面管和ニ级变截面管与四个通道相互配合，结构复杂，气流流动转向次数多，阻カ相对较大，易发生磨损部位较多，维护也较困难，更适合于对性能要求很高的难燃煤种，对于易燃煤种的性价比则不高。
技术实现思路
本技术的目的在于为了克服上述问题，提供了一种集粉浓缩的煤粉燃烧器。为了实现上述目的，本技术提供的集粉浓缩的煤粉燃烧器包括喷ロ主体I以及气流入ロ管道5，所述气流入ロ管道5为等径结构，所述喷ロ主体I和气流入ロ管道5之间设置变径导管4，所述喷ロ主体I内部紧贴其上壁面和下壁面分别设置上集粉稳焰器3和下集粉稳焰器2，所述上集粉稳焰器3为横截面由上至下逐渐缩小的阶梯状结构，对应地， 所述下集粉稳焰器2为横截面由下至上逐渐缩小的阶梯状结构，所述变径导管4的通流截面积沿气流方向逐渐变大。作为上述方案的ー种改迸，沿气流方向，所述下集粉稳焰器2和上集粉稳焰器3的左右两侧与喷ロ主体I左右两侧之间均设有空间，在喷ロ主体I内部形成通过中部相连通的左右两个通道，通道左右两侧的煤粉浓度较淡。作为上述方案的还ー种改进，所述下集粉稳焰器2和上集粉稳焰器3设置于喷ロ 主体I的中心轴线上。基于本技术的集粉浓缩的煤粉燃烧器，使用该燃烧器进行解耦燃烧的方法包括以下步骤I)煤粉气流经气流入ロ管道5进入变径导管4吋，随着通流截面积的扩大，气流中外侧部分气体逐渐向外侧扩散，气流中的煤粉由于惯性作用大部分集中于气流的中部，使得中部气流的煤粉浓度提高；当所述煤粉气流进入喷ロ主体I内后，中部的气流受相対的上集粉稳焰器3和下集粉稳焰器2的挤压，使得中部的气流中两侧部分气体流向两侧压力较低的通道，该气流中的煤粉由于惯性作用大部分仍然集中于气流的中部，使得中部气流的煤粉浓度进一步提高；所述上集粉稳焰器3和下集粉稳焰器2之间通道的阶梯状结构，喷口中心阶梯高处气流受挤压更大，压カ更高，在该通道内形成靠近喷ロ主体内中部的气流煤粉浓度更高、流速更快；2)高速煤粉气流经喷ロ主体I进入炉膛内时，在喷ロ主体I的前端形成热烟气回流区，卷吸炉膛内的高温烟气回流加热喷ロ主体I中部形成的浓煤粉气流，浓煤粉气流温度急速升高，煤粉在强还原性气氛下发生快速热解、气化，挥发分中氮生成的NOx大部分可转化成稳定的N2，其中，上集粉稳焰器3和下集粉稳焰器2之间通道的阶梯状结构，在中心处气流流速更快，同时，在上集粉稳焰器3和下集粉稳焰器2的中间后部有更大的回流空间，因而中间后部从炉膛回流的热烟气量更大，中部浓煤粉气流受加热的强度更高；作为上述方案的一种优选，本技术的方法还包括以下步骤喷ロ主体I中部浓煤粉气流挥发分燃烧后，相继与外侧煤粉浓度渐淡的气流逐步混合燃烧；此时，浓煤粉中的焦炭已相继燃烧，对氧气的消耗増大，致使淡粉气流与浓粉气流混合后燃烧仍处于贫氧环境下，同时受焦炭的催化还原作用，焦炭氮转化为NOx的比率低，燃烧器燃烧转化为N2 ;然后可以更及时补充二次风，让煤粉在高温区发生高温富氧反应，延长在炉膛充分燃烧的时间，从而充分燃尽，降低烟气中飞灰可燃物、CO的含量，实现解耦燃烧。本技术提供的集粉浓缩的煤粉燃烧器的突出特点I、本申请通过调整气流通道的截面形状，将上下煤粉稳焰器均设置为阶梯状，从而改变气流流程的压力，使得煤粉气流中的部分气体流向做出改变，实现风粉分离，由于大部分气流在自然流动中没有较大的强制转向，因而该结构使得煤粉浓缩所产生的系统阻カ 较小；2、通过上集粉稳焰器3和下集粉稳焰器2对煤粉气流的局部分级浓缩，可使局部煤粉气流达到浓缩效果，局部浓缩相比整体浓缩可以减小整个系统设备的压降和磨损；3、本技术的浓淡分离为从浓到淡的气流始终相连通，连续分级，不仅可减小隔板的磨损，该连续逐级引燃的燃烧方式也更有利于降低NOx生成；4、相对于申请号为201110033811.8的专利申请，由于本技术的上集粉稳焰器3和下集粉稳焰器2上下均紧贴喷ロ主体，喷ロ主体上下两侧烟气直接进入回流区的回流通道截面积更大，因而这样更有利于更多的热烟气卷吸到浓煤粉气流，使之受到高速加热的能力更强，更易于确保实现稳定燃烧；5、相对于申请号为201110033811.8的专利申请，本技术的燃烧器其气流入 ロ管道设置为等径结构，而且其煤粉的浓淡分离也不需要气流入口管道的配合实现，因而本技术的燃烧器结构更加简单，造价低，维护容易。更适用于燃烧易燃煤种的锅炉。附图说明图I为本技术的煤粉燃烧器的结构示意图；图2为本技术的煤粉燃烧器的结构左视图；图3为本技术的煤粉燃烧器的结构右视图。附图标识I、喷ロ主体 2、下集粉稳焰器 3、上集粉稳焰器4、变径导管 5、气流入口管道具体实施方式根据技术的煤粉燃烧器，所述燃烧器包括喷ロ主体I ;下集粉稳焰器2 ;上集粉稳焰器3 ;变径导管4 ;气流入ロ管道5。图I是本技术燃烧器的剖视图。所述下集粉稳焰器2和上集粉稳焰器3分别位于喷ロ主体I内的下部和上部，所述集粉稳焰器的结构形式见附图2 (燃烧器左视图)和附图3 (燃烧器俯视剖视图)，其整体为ー个不规则的扁锥形体，锥体的一侧与喷ロ主体I连接，锥体有斜面的ー侧朝向喷ロ 主体I内侧，并且上下两个集粉稳焰器的斜面相对应；集粉稳焰器的前端距喷ロ主体I的前端留有距离；集粉稳焰器的左右两侧与喷ロ主体I留有距离，这样集粉稳焰器将喷ロ主体I 内部分隔为相连通的左中右三部分通道；集粉稳焰器前端截面大，后端截面小，这样相対的 2个集粉稳焰器的斜面之间的通道截面积从后往前逐渐变小；所述集粉稳焰器前端的斜面一侧设有阶梯型的平面槽道，在喷口中间部位低，靠近喷ロ主体I外壳侧高；喷ロ主体I的后端连接变径导管4的前端，变径导管4的后端连接着气流入口管道5的前端；所述变径导管4的前端的通流截面积大于后端的通流截面积；一次风煤粉气流依次流经气流入ロ管道5、变径导管4和喷ロ主体I后进入炉膛燃烧；煤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郝江平，何京东，刘雅宁，闫润生，
申请(专利权)人：山西三合盛工业技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：