专利名称：一种小油量气化燃烧侧向点燃中心给粉旋流燃烧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种旋流燃烧器。
背景技术：
在我国运行的大容量电站锅炉中，锅炉点火和低负荷稳燃用油量巨大， 发电企业为了节约燃油，节油重点由低负荷稳燃过程转向锅炉点火与停炉过程
(电厂锅炉启停时耗油占60%，低负荷稳燃耗油占40%)。按照传统方式,点火油枪 布置在燃烧器的二次风口中，油枪与煤粉喷口的距离比较远，而且这两股气流 又互相平行,因此在点火时,燃油产生的热量直接用于加热煤粉的部分比较少, 热量利用率低，使得锅炉点火时，燃油的消耗量很大。微油点火技术是一种应 用于电厂锅炉启动、停止以及低负荷稳燃的新方法。中国专利号为 ZL200520145352.2、授权公告号为CN2854368、授权公告日为2007年1月3日的 实用新型专利公开了一种"宽煤种微油点火燃烧器"。该装置结构简单，稳 定可靠，不爆燃，不结焦，点火出力大，速度快，节油率可达90%以上，适 合各种类型的煤粉。中国专利申请号为200610053092.5、公开号为CN1912462
公开日为2007年2月14日的发明专利公开了一种"微油冷炉点火和超低负荷稳 燃且具有低NOx排放的旋流燃烧器"，通过该装置节油率达95%以上，具有低 负荷和超低负荷稳燃能力。但是这两种装置的油枪都伸入燃烧器一次风道内。 燃烧器运行时，油枪套管长时间处于煤粉颗粒的冲刷，易造成主油枪套管的 磨损， 一旦产生磨损，小油点火将无法启动，不易满足所要求的使用寿命,而 大机组对设备的使用寿命要求是较高的。另一方面，两种装置的多级燃烧室 位于导流锥或煤粉浓縮器后且与油枪出口相连，整套油枪燃烧装置占据燃烧 器一次风管道中心一定的面积，在停用油枪时，煤粉浓縮器浓縮的煤粉集中 在中心回流区的外侧，使NOf没有最大限度的降低。
旋流燃烧器在我国电站锅炉及其它煤粉应用领域占有一定的比例。采用 旋流燃烧器的大型煤粉锅炉有其独特的优点首先可以避免过热器区产生的 热偏差；其次是对炉膛形状没有严格的要求。旋流燃烧器靠高温回流区作为
稳定的热源，使煤粉气流能够及时着火并稳定燃烧，普通旋流燃烧器一、二
次风混合强烈，温度峰值高，氮氧化物(NOx)生成量大。火电厂NO;c控制主 要有两种途径， 一是采用低NOx燃烧技术减少NOx的生成，二是从烟气中脱除 NO;c，在我国目前的经济水平下，前者较为有效、经济可行的方法；后者的主 要问题是投资太高，并不适合于我国国情。随着我国机组日益向大容量发展， 对旋流煤粉燃烧技术的发展提出了迫切的要求。因此，研究微油点火旋流燃 烧技术对我国电力工业及整个国民经济的发展都是有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为解决目前采用旋流燃烧器的大型煤粉锅炉在降低NOx 排放的同时电站锅炉启动、停止以及低负荷稳燃情况下的节油问题，以及长 时间使用，造成磨损的问题，现提出一种小油量气化燃烧侧向点燃中心给粉 旋流燃烧器。本发明由燃烧器一次风道1、第一圆锥台形分离环2-l、第二圆 锥台形分离环2-2、第三圆锥台形分离环2-3、内旋流器3、燃烧器内二次风 道4、外旋流器5、燃烧器外二次风道6、火嘴7、倒"V"形隔板8、 二级燃 烧室9、 一级燃烧室10、辅助油枪11、主油枪套管12、点火枪13、主油枪 14和火检管15组成，燃烧器一次风道l的出口端为火嘴7，燃烧器内二次风 道4固定在燃烧器一次风道1出口端的外侧面上，内旋流器3固定在燃烧器 一次风道1与燃烧器内二次风道4之间，外旋流器5固定在燃烧器内二次风 道4的外侧面上，燃烧器外二次风道6固定在外旋流器5右侧的燃烧器内二 次风道4的外侧面上，第一圆锥台形分离环2-l、第二圆锥台形分离环2-2和 第三圆锥台形分离环2-3依次设置在燃烧器一次风道1内的中部，倒"V"形 隔板8固定在第三圆锥台形分离环2-3右侧的燃烧器一次风道1内，辅助油枪 11固定在燃烧器内二次风道4左侧的燃烧器一次风道1上，主油枪套管12固 定在辅助油枪11左侧的燃烧器一次风道1上，点火枪13和主油枪14均固定 在主油枪套管12内，火检管15固定在主油枪套管12左侧的燃烧器一次风道 1上，倒"V"形隔板8右侧的燃烧器一次风道1内形成二级燃烧室9，倒"V" 形隔板8的下面形成一级燃烧室10，辅助油枪11、主油枪套管12和火检管 15与燃烧器一次风道1连接端均与倒"V"形隔板8下面的一级燃烧室10相 连通。本发明的优点是燃烧器一次风道1位于燃烧器的中心，油枪枪头方
向指向煤粉中心，形成高温火焰。从一次风输粉管道送来的煤粉和空气流入 燃烧器一次风通道1内的三个圆锥台形分离环后，煤粉被集中到燃烧器的中
心，形成高浓度煤粉。部分高浓度煤粉进入一级燃烧室10，点火枪13首先点 燃主油枪14，然后主油枪14形成的高温火焰和一级燃烧室10内的浓煤粉颗 粒直接接触使煤粉颗粒的特性发生变化，极高的加热速率使挥发份析出速度 大大加快,煤粉颗粒温度急剧升高、爆裂、粉碎和剧烈燃烧，然后进入二级燃 烧室9与剩余的煤粉颗粒接触并点燃剩余的煤粉，实现了煤粉的分级燃烧， 燃烧能量逐级放大，最后经过火嘴7喷入炉膛，达到点火并加速煤粉燃烧的目 的，大大减少煤粉燃烧所需引燃能量，满足了锅炉启、停及低负荷稳燃的需 求。辅助油枪ll、主油枪套管12、点火枪13和主油枪14均在燃烧器一次风 管1夕卜，解决了主油枪套管12的磨损问题。火检管15可以随时检测一级燃 烧室10内的火焰稳定性。当火焰不稳定时，可以及时启用辅助油枪ll，帮助 煤粉燃烧。 一级燃烧室10的倒V字形隔板外侧始终通有一次风，燃烧器一次 风管道外侧始终通有二次风，一、二次风起到风膜冷却的作用，可以冷却一 级燃烧室10和二级燃烧室9，防止倒V字形隔板和燃烧器一次风管壁烧损。 由于燃烧器一次风管道1内的部件少，占用燃烧器一次风管道1的面积小， 对圆锥台形分离环的作用影响不大，停用油枪后燃烧器仍为浓淡燃烧，可正 常做低NOx燃烧器使用。二次风通过二次风箱进入燃烧器后分成两部分，它 们分别经过燃烧器外二次风道6、燃烧器内二次风道4进入炉膛8，调节内、 外旋流器的开度，可以改变内、外旋流二次风的比例，由内旋流器3、外旋流 器5使二次风旋转，在燃烧器的中心区域形成中心回流区。煤粉集中喷入位 置正对燃烧器的中心回流区中心部分，穿越中心回流区的煤粉量增加，煤粉 在低氧还原性气氛下燃烧，延长煤粉的停留时间，可控制燃烧型NO:c的生成。 由于二次风被分成了内、外两部分，因而形成了分级燃烧，与中心给粉相结 合，实现了低NOx排放。因此，本发明是一种节省燃油、低NOx排放的旋流 煤粉燃烧装置。
图l是本发明的整体结构主剖视图，图2是图1的A-A剖视图。
具体实施例方式
具体实施方式
一(参见图l、图2)本实施方式由燃烧器一次风道l、第 一圆锥台形分离环2-l、第二圆锥台形分离环2-2、第三圆锥台形分离环2-3、 内旋流器3、燃烧器内二次风道4、外旋流器5、燃烧器外二次风道6、火嘴7、 倒"V"形隔板8、 二级燃烧室9、 一级燃烧室10、辅助油枪11、主油枪套管 12、点火枪13、主油枪14和火检管15组成，燃烧器一次风道1的出口端为 火嘴7，燃烧耱内二次风道4固定在燃烧器一次风道1出口端的外侧面上，内 旋流器3固定在燃烧器一次风道1与燃烧器内二次风道4之伺，外旋流器5 固定在燃烧器内二次风道4的外侧面上，燃烧器外二次风道6固定在外旋流 器5右侧的燃烧器内二次风道4的外侧面上，第一圆锥台形分离环2-l、第二 圆锥台形分离环2-2和第三圆锥台形分离环2-3依次设置在燃烧器一次风道1 内的中部，倒"V"形隔板8固定在第三圆锥台形分离环2-3右侧的燃烧器一 次风道1内，辅助油枪11固定在燃烧器内二次风道4左侧的燃烧器一次风道 1上，主油枪套管12固定在辅助油枪11左侧的燃烧器一次风道1上，点火枪 13和主油枪14均固定在主油枪套管12内，火检管15固定在主油枪套管12 左侧的燃烧器一次风道1上，倒"V"形隔板8右侧的燃烧器一次风道1内形 成二级燃烧室9，倒"V"形隔板8的下面形成一级燃烧室10，辅助油枪ll、 主油枪套管12和火检管15与燃烧器一次风道1连接端均与倒"V"形隔板8 下面的一级燃烧室IO相连通。
具体实施方式
二(参见图1)本实施方式的主油枪14、辅助油枪ll、点 火枪13和主油枪套管12的头部朝向燃烧器一次风道1的火嘴7的方向设置 在燃烧器一次风道1的一侧上，主油枪14、辅助油枪11、点火枪13和主油 枪套管12的尾部外翘，主油枪14、辅助油枪11、点火枪13和主油枪套管12 与燃烧器中心线的夹角均为55°~65°。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三(参见图1)本实施方式的主油枪14、辅助油枪ll、点 火枪13和主油枪套管12与燃烧器中心线的夹角均为60。。其它与具体实施方 式二相同。
具体实施方式
四(参见图1)本实施方式的主油枪14、辅助油枪11、火 检管15均为伸縮式结构，即在油枪装置停用时退出工作位置,从而保护了油枪 装置不被烧坏。其它与具体实施方式
三相同。
具体实施方式
五(参见图1、图2)本实施方式的倒"V"形隔板8的两 下端与燃烧器一次风道1相连接，倒"V"形隔板8中心的顶端与燃烧器一次 风道1的轴线重合， 一级燃烧室10的截面积占燃烧器一次风道1截面积的四 分之一至三分之一。其它与具体实施方式
四相同。
具体实施方式
六(参见图1)本实施方式第三圆锥台形分离环2-3大端 的直径小于第二圆锥台形分离环2-2小端的直径，第二圆锥台形分离环2-2大 端的直径小于第一圆锥台形分离环2-1小端的直径。其它与具体实施方式
五相 同。 ，
具体实施方式
七(参见图1)本实施方式第一圆锥台形分离环2-l、第二 圆锥台形分离环2-2和第三圆锥台形分离环2-3的小端一侧均朝向燃烧器一次 风道1的火嘴7。其它与具体实施方式
六相同。
权利要求
1、一种小油量气化燃烧侧向点燃中心给粉旋流燃烧器，它由燃烧器一次风道(1)、第一圆锥台形分离环(2-1)、第二圆锥台形分离环(2-2)、第三圆锥台形分离环(2-3)、内旋流器(3)、燃烧器内二次风道(4)、外旋流器(5)、燃烧器外二次风道(6)、火嘴(7)、倒“V”形隔板(8)、二级燃烧室(9)、一级燃烧室(10)、辅助油枪(11)、主油枪套管(12)、点火枪(13)、主油枪(14)和火检管(1 5)组成，燃烧器一次风道(1)的出口端为火嘴(7)，燃烧器内二次风道(4)固定在燃烧器一次风道(1)出口端的外侧面上，内旋流器(3)固定在燃烧器一次风道(1)与燃烧器内二次风道(4)之间，外旋流器(5)固定在燃烧器内二次风道(4)的外侧面上，燃烧器外二次风道(6)固定在外旋流器(5)右侧的燃烧器内二次风道(4)的外侧面上，其特征在于第一圆锥台形分离环(2-1)、第二圆锥台形分离环(2-2)和第三圆锥台形分离环(2-3)依次设置在燃烧器一次风道(1)内的中部，倒“V”形隔板(8)固定在第三圆锥台形分离环(2-3)右侧的燃烧器一次风道(1)内，辅助油枪(11)固定在燃烧器内二次风道(4)左侧的燃烧器一次风道(1)上，主油枪套管(12)固定在辅助油枪(11)左侧的燃烧器一次风道(1)上，点火枪(13)和主油枪(14)均固定在主油枪套管(12)内，火检管(15)固定在主油枪套管(12)左侧的燃烧器一次风道(1)上，倒“V”形隔板(8)右侧的燃烧器一次风道(1)内形成二级燃烧室(9)，倒“V”形隔板(8)的下面形成一级燃烧室(10)，辅助油枪(11)、主油枪套管(12)和火检管(15)与燃烧器一次风道(1)连接端均与倒“V”形隔板(8)下面的一级燃烧室(10)相连通。
2、 根据权利要求1所述的一种小油量气化燃烧侧向点燃中心给粉旋流燃 烧器，其特征在于主油枪(14)、辅助油枪(11)、点火枪(13)和主油枪套 管(12)的头部朝向燃烧器一次风道(1)的火嘴(7)的方向设置在燃烧器 一次风道(1)的一侧上，主油枪(14)、辅助油枪(11)、点火枪(13)和主 油枪套管(12)的尾部外翘，主油枪(14)、辅助油枪(11)、点火枪(13) 和主油枪套管(12)与燃烧器中心线的夹角均为55。~65°。
3、 根据权利要求2所述的一种小油量气化燃烧侧向点燃中心给粉旋流燃 烧器，其特征在于主油枪(14)、辅助油枪(11)、点火枪(13)和主油枪套 管(12)与燃烧器中心线的夹角均为60。。
4、 根据权利要求3所述的一种小油量气化燃烧侧向点燃中心给粉旋流燃 烧器，其特征在于主油枪(14)、辅助油枪(11)、火检管(15)均为伸縮 式结构。
5、 根据权利要求4所述的一种小油量气化燃烧侧向点燃中心给粉旋流燃 烧器，其特征在于倒"V"形隔板W 的两下端与燃烧器一次风道(1)相连接， 倒"V"形隔板(8)中心的顶端与燃烧器一次风道(1)的轴线重合， 一级燃 烧室(10)的截面积占燃烧器一次风道(1)截面积的四分之一至三分之一。
6、 根据权利要求5所述的一种小油量气化燃烧侧向点燃中心给粉旋流燃 烧器，其特征在于第三圆锥台形分离环(2-3)大端的直径小于第二圆锥台形 分离环(2-2)小端的直径，第二圆锥台形分离环(2-2)大端的直径小于第一 圆锥台形分离环(2-1)小端的直径。
7、 根据权利要求6所述的一种小油量气化燃烧侧向点燃中心给粉旋流燃 烧器，.其特征在于第一圆锥台形分离环(2-1)、第二圆锥台形分离环(2-2) 和第三圆锥台形分离环(2-3)的小端一侧均朝向燃烧器一次风道(1)的火嘴(7)。
全文摘要
一种小油量气化燃烧侧向点燃中心给粉旋流燃烧器，它涉及一种旋流燃烧器。本发明的目的是为解决目前采用旋流燃烧器的大型煤粉锅炉在降低NOx排放的同时电站锅炉启动、停止以及低负荷稳燃情况下的节油问题。本发明第一圆锥台形分离环、第二圆锥台形分离环和第三圆锥台形分离环依次设置在燃烧器一次风道内的中部，倒“V”形隔板固定在第三圆锥台形分离环右侧的燃烧器一次风道内。本发明大大减少了煤粉燃烧所需引燃能量，满足了锅炉启、停及低负荷稳燃的需求。煤粉在低氧还原性气氛下燃烧，延长煤粉的停留时间，可控制燃烧型NOx的生成。由于二次风被分成了内、外两部分，因而形成了分级燃烧，与中心给粉相结合，实现了低NOx排放。
文档编号F23Q11/00GK101101115SQ20071007257
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月27日 优先权日2007年7月27日
发明者李争起, 果志明, 秦裕琨, 陈智超 申请人:哈尔滨工业大学