多向射流式旋流煤粉燃烧器制造技术

一种多向射流式旋流煤粉燃烧器，安装在燃煤锅炉外侧的风箱（7）内，与炉膛水冷壁（6）上的开口相连，它包括垂直于炉膛水冷壁（6）安装的一次风煤粉喷嘴（1），所述一次风煤粉喷嘴（1）外周与炉膛水冷壁（6）上的开口之间构成环形的二次风气流喷嘴（Q），其特征在于：所述二次风气流喷嘴（Q）内设置有贴壁风导流筒（3），所述贴壁风导流筒（3）与炉膛水冷壁（6）上的开口之间构成环形的贴壁风射流喷嘴（T），所述贴壁风射流喷嘴（T）出口的流通面积占二次风气流喷嘴（Q）出口流通面积的3～18%。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种多向射流式旋流煤粉燃烧器，安装在燃煤锅炉外侧的风箱内，与炉膛水冷壁上的开口相连，它包括垂直于炉膛水冷壁安装的一次风煤粉喷嘴，一次风煤粉喷嘴外周与炉膛水冷壁上的开口之间构成环形的二次风气流喷嘴，二次风气流喷嘴内设置有贴壁风导流筒，贴壁风导流筒与炉膛水冷壁上的开口之间构成环形的贴壁风射流喷嘴，贴壁风射流喷嘴出口的流通面积占二次风气流喷嘴出口流通面积的3～18%。其在对常规旋流煤粉燃烧器结构不进行较大改动的前提下，通过增加贴壁风导流筒，将分流出来的部分二次风，在水冷壁壁面形成流动性氧化风膜，保证燃烧器周边水冷壁壁面处于氧化性气氛中，避免了燃烧器附近炉膛水冷壁的高温腐蚀和结焦的发生。【专利说明】多向射流式旋流煤粉燃烧器
本技术涉及旋流煤粉燃烧器
，具体地指一种多向射流式旋流煤粉燃
技术介绍
目前，火力发电大型锅炉由于低氮燃烧技术的广泛应用，炉膛水冷壁的壁面结焦和高温腐蚀现象日益严重，已经逐渐成为威胁电厂锅炉安全稳定运行的重要因素。煤质变化、管壁温度及炉膛水冷壁附近的烟气成分变化都是导致炉膛水冷壁壁面结焦和高温腐蚀的因素。为了满足电厂环保的锅炉低氮燃烧要求，在锅炉煤粉燃烧中实施欠氧低氮燃烧配风，更容易导致煤粉在水冷壁附近缺氧燃烧，形成高温和还原性气氛，给水冷壁带来严重的高温腐蚀隐患。尤其在前后墙对冲式布置的锅炉运行过程中，由于外部二次风射流旋流流动以及燃烧器与水冷壁之间存在负压区，带动周围的高温热烟气回流进行补充，导致燃烧器周围炉膛水冷壁附近容易发生煤粉贴壁燃烧，在缺氧状态下更易致使炉膛水冷壁容易发生严重的高温腐蚀和结焦情况，此类情况的发生对锅炉的安全稳定运行带来极大的隐患，同时每年产生大量的维修费用。特别是近年来含有大量的钠钾碱金属的准东煤被大量利用，锅炉燃烧时更容易导致严重的炉膛水冷壁高温腐蚀和结焦。因此，需要一种在不影响锅炉燃烧效率的情况下，防止煤粉贴壁燃烧，避免炉膛水冷壁的高温腐蚀和结焦的解决办法。
技术实现思路
本技术的目的就是要避免煤粉贴壁燃烧致使锅炉燃烧器附近水冷壁壁面大面积高温腐蚀和结焦的缺陷，提供一种多向射流式旋流煤粉燃烧器。为实现上述目的，本技术所设计的多向射流式旋流煤粉燃烧器，安装在燃煤锅炉外侧的风箱内，与炉膛水冷壁上的开口相连，它包括垂直于炉膛水冷壁安装的一次风煤粉喷嘴，所述一次风煤粉喷嘴外周与炉膛水冷壁上的开口之间构成环形的二次风气流喷嘴，其特殊之处在于:所述二次风气流喷嘴内设置有贴壁风导流筒，所述贴壁风导流筒与炉膛水冷壁上的开口之间构成环形的贴壁风射流喷嘴，所述贴壁风射流喷嘴出口的流通面积占二次风气流喷嘴出口流通面积的3?18%。作为优选方案，所述贴壁风射流喷嘴出口处的流通面积占二次风气流喷嘴流通面积的3?12%,最佳是:5?8%。这样,在不影响燃烧的情况下，通过改变气流分布，使贴壁风射流在炉膛燃烧器附近水冷壁上形成氧化风膜，有利于防止煤粉贴壁燃烧和避免燃烧器附近的高温腐蚀发生。进一步地，所述贴壁风导流筒的出口端设置有翻边导风法兰，所述翻边导风法兰与炉膛水冷壁平行布置。这样，可以调整贴壁风进入炉膛后的流向，加强炉膛水冷壁附近的高温换热。进一步地，所述翻边导风法兰的位置在炉膛水冷壁内侧，从而使贴壁风相对于炉膛水冷壁呈平行喷射状态。进一步地，所述翻边导风法兰的位置与炉膛水冷壁平齐，从而使贴壁风相对于炉膛水冷壁成角度喷射状态。作为优选方案，所述贴壁风导流筒的外壁上沿周向均布有4?16片贴壁风导流板。这样，既可以起到对贴壁风射流的组织和导向作用，还可以加强贴壁风导流筒的强度。进一步地，所述贴壁风导流板相对于贴壁风导流筒的外壁母线平行布置。这样，贴壁风沿着贴壁风导流筒外壁呈直流形式喷射，可快捷分布在炉膛水冷壁表面。进一步地，所述贴壁风导流板相对于贴壁风导流筒的外壁母线倾斜布置。这样，贴壁风沿着贴壁风导流筒外壁呈螺旋形式喷射，可加强贴壁风旋流强度，促使其均匀分布在炉膛水冷壁表面。作为优选方案，所述一次风煤粉喷嘴外周设置有二次风导流筒，所述贴壁风导流筒设置在二次风导流筒与炉膛水冷壁上的喷口之间。这样，通过改变气流分布，可以改善炉内煤粉燃烧状况，加强炉内换热，避免煤粉贴壁燃烧。作为优选方案，所述一次风煤粉喷嘴的喷口段呈双面城垛导流结构，它包括沿圆周方向交错布置的内缩式导流片和外扩式导流片，所述内缩式导流片以喷口段内腔直径D为基准从根部到端部的截面半径逐渐减小，所述外扩式导流片以喷口段内腔直径D为基准从根部到端部的截面半径逐渐增大，相邻内缩式导流片和外扩式导流片之间通过径向过渡板相连。这样，可以促使煤粉充分燃烧，避免在炉膛水冷壁附近缺氧燃烧，形成高温和还原性气氛。进一步地，所述内缩式导流片的端部外侧设置有内缩端稳燃挡片，所述外扩式导流片的端部外侧设置有外扩端稳燃挡片，所述内缩端稳燃挡片和外扩端稳燃挡片均垂直于喷口段轴心线布置。这样，可以防止二次风过早的从内缩式导流片和外扩式导流片处进入炉内与煤粉混合，起到稳燃效果。进一步地，所述内缩端稳燃挡片的径向高度h1、所述外扩端稳燃挡片的径向高度h2、所述内缩式导流片内壁至外扩式导流片内壁的径向高度H之间满足如下数学关系:hl=0.5?1.0H, h2=0.5?2.0H。这样，可以优化结构参数，确保稳燃效果。进一步地，所述内缩式导流片、外扩式导流片和径向过渡板为整体铸造、锻压、或者模压成型结构。这样，可以简化加工工艺、提高喷嘴整体强度，延长使用寿命。进一步地，所述喷口段内腔直径D、所述内缩式导流片或外扩式导流片的轴向长度L、以及所述内缩式导流片内壁至外扩式导流片内壁的径向高度H之间满足具有如下优选的数学关系:H=0.05 ?0.25D,L=0.6 ?1.5D。最佳是:H=0.10 ?0.20D，L=0.9 ?1.3D。这样，可以优化喷嘴体各部分尺寸比例，实现最佳的稳燃效果。进一步地，所述内缩式导流片的数量为4?12片，最好为6?8片，所述外扩式导流片的数量与内缩式导流片一一对应。这样，不仅结构简单、便于加工，而且有利于均匀导流。本技术的优点在于:在对常规旋流煤粉燃烧器结构不进行较大改动的前提下，通过增加贴壁风导流筒，可方便用于现有旋流煤粉燃烧器的设计升级与装置改造；所分流出来的部分二次风，在不影响二次风助燃的情况下，可以在水冷壁壁面形成流动性氧化风膜，保证燃烧器周边水冷壁壁面处于氧化性气氛中，有效避免了水冷壁的高温腐蚀和煤粉气流的冲刷。作为优选方案，一次风煤粉喷嘴喷口段设计呈双面城垛导流结构，可以使煤粉气流从喷嘴内部喷出时与外部热烟气强烈混合换热，保证了煤粉的强着火稳燃性能，避免了煤粉在水冷壁附近缺氧燃烧形成高温和还原性气氛，从而杜绝了炉膛水冷壁的高温腐蚀和结焦隐患。【专利附图】【附图说明】图1为传统旋流煤粉燃烧器的基本结构示意图。图2为一种多向射流式旋流煤粉燃烧器的主剖视结构示意图。图3为图2中贴壁风导流筒的主视结构示意图。图4为图3中贴壁风导流板平行布置时的左视结构示意图。图5为图3中贴壁风导流板倾斜布置时的左视结构示意图。图6为图2中一次风煤粉喷嘴的第一种立体结构示意图。图7为图6的主视结构示意图。图8为图2中一次风煤粉喷嘴的第二种立体结构示意图。图9为图8的主视结构示意图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多向射流式旋流煤粉燃烧器，安装在燃煤锅炉外侧的风箱（7）内，与炉膛水冷壁（6）上的开口相连，它包括垂直于炉膛水冷壁（6）安装的一次风煤粉喷嘴（1），所述一次风煤粉喷嘴（1）外周与炉膛水冷壁（6）上的开口之间构成环形的二次风气流喷嘴（Q），其特征在于：所述二次风气流喷嘴（Q）内设置有贴壁风导流筒（3），所述贴壁风导流筒（3）与炉膛水冷壁（6）上的开口之间构成环形的贴壁风射流喷嘴（T），所述贴壁风射流喷嘴（T）出口的流通面积占二次风气流喷嘴（Q）出口流通面积的3～18%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张泽，熊巍，曹明侠，
申请(专利权)人：中节环立为武汉能源技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：