一种低NO_x煤粉燃烧器的制作方法

专利名称：一种低NO_x煤粉燃烧器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及--种煤粉燃烧器,尤其涉及一种低N(V煤粉燃烧器。
背景技术：
目前,我国约有50万台工业锅炉，而燃煤工业锅炉占其总量的80%以上,其中又 以采用火床燃烧方式的链条炉居多。链条炉燃烧本身存在的缺陷，决定了其热效率不可能 达到较高的水平，设备运行热效率平均仅为65%左右。而采用悬浮燃烧方式的煤粉工业锅 炉，则有较高的锅炉效率。在工业锅炉上燃用煤粉，燃烧器的设计是关键。由于工业锅炉的 炉膛空间较小,这就要求燃烧器应能较好地组织炉内的流场,使煤粉能高效稳定地燃烧,既 能避免炉内结渣产生，同时又具有低N0X排放功能。而现在投产使用的煤粉燃烧器大多应 用于电)一，适用于工业锅炉的煤粉燃烧器则较少。针对以上存在的问题,本实用新型的目的在于提供适于工业锅炉用的一种低N0X 煤粉燃烧器。本实用新型采用的技术方案是该低N0X煤粉燃烧器主要包括依次由中心开有圆 孔的第一隔板和第二隔板分隔形成的内二次风箱、分级风箱和扰动风箱,所述内二次风箱、 分级风箱、扰动风箱在各自的管壁上相应地设置有朝周向倾斜的内二次风进风口、分级风 进风口、扰动风进风口 ；内二次风箱沿轴向贯穿有一次风管，在一次风管外同轴套设有内 二次风管，内二次风管在与第一隔板的圆孔处与第一隔板密封联接，内二次风管内安装有 旋流叶片，内二次风管在所述第一隔板的圆孔处向外扩锥延伸形成的锥形筒置于分级风箱 内；扰动风箱内同轴设有两端敞口的预燃室，扰动风箱的壁与预燃室的壁之间形成环形通 道，该环形通道的出口处设有环形端面，环形端面____丨二均匀地设有幵孔，在所述开孔处固定安 装有扰动风喷口 ；预燃室的进口端在第二隔板的圆孔处与第二隔板密封联接；预燃室的进 口根部处设有环形的分级风道,所述锥形筒与分级风道的内壁密封固定联接。进--步地,本实用新型所述分级风道内安装有旋流叶片。进一步地，本实用新型所述一次风管的出口端呈扩口状，该扩口状出口端伸入到 锥形筒内，在该扩口状出口端内通过耐火钢筋焊接有圆锥形的钝体。进一步地,本实用新型所述扰动风喷口的中心轴线与预燃室的中心轴线之间所形 成的夹角为a且10°彡a彡20°。与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是(1)本实用新型在内二次风管内设置旋流叶片，使经过旋流叶片的气流产生旋转， 并在一次风管喷口处设置钝体,从而形成有利于着火的回流区，使煤粉更易点燃；(2)本实用新型采用了预燃室设计，利用预燃室高温筒壁的辐射和反向回流高温 烟气的对流传热，使煤粉气流迅速着火燃烧；另一方面，预燃室根部的分级风为旋转气流， 具有吹灰作用，使预燃室内不积灰，并能有效防止结渣。[0011](3)本实用新型在燃烧器出口处喷入了扰动风,加强了气流的扰动程度，从而促进 了煤粉的燃烧，提高了煤粉的燃尽率。(4)本实用新型采用内二次风、分级风及扰动风的三级配风方式，有效地降低了氮 氧化物的排放；(5)本实用新型的新型结构使煤粉火焰在锅炉炉膛中的燃烧温度分布均匀，不会 出现局部过热的现象；(6)本实用新型适用于各种中小型工业煤粉锅炉，在使用过程中具有较高的燃烧

图1是本实用新型的结构示意图。图2是图1的A向视图。图3是扰动风喷口分布示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。如图1、图2所示,本实用新型的煤粉燃烧器内间隔地固定安装有第--隔板15和第 二隔板16，该两个隔板的中心均开有圆孔。通过第一隔板15和第二隔板16，煤粉燃烧器的 内部被分隔形成依次排列的内二次风箱7、分级风箱8和扰动风箱9。如图2所示，在上述 三个风箱各自的管壁上相应地设置有朝管壁的周向倾斜的内二次风进风口 11、分级风进风 口 12、扰动风进风口 13。三个进风口采用周向倾斜设计,根据流体力学原理可知，气流采用 这种方式进入风箱，使得风箱内的气流更为均匀，从而提高了燃烧器出口截面处气流的均 匀度。内二次风箱7沿轴向贯穿有一次风管1，在一次风管1外同轴套设有内二次风管 内二次风管2在与第一隔板15的圆孔处与第一隔板15密封联接，内二次风管2在第一隔 板15的圆孔处向外扩锥延伸形成的锥形筒14置于分级风箱8。内二次风管2内安装有旋 流叶片5，使气流通过此处时产生旋转，一次风管1的出口端为扩口状，该扩口状出口端伸 入到锥形筒14内，在该扩口状出口端内通过耐火钢筋焊接有圆锥形的钝体6。在内二次风 管2内的旋流叶片5和钝体6的共同作用下,气流流出喷口后在中心(即钝体6的尾部) 形成了有利于煤粉着火稳燃的高温回流区。扰动风箱9内同轴设有预燃室10 (即扰动风箱 9与预燃室10的中心轴线重合)，预燃室10的两端敞口，扰动风箱9的壁与预燃室10的壁 之间形成环形通道，该环形通道的出口处设有环形端面17,环形端面17上均匀地设有若干 个开孔,在这些开孔处固定安装有扰动风喷口 4。此外,预燃室1.0的进口端在第二隔板16 的圆孔处与第二隔板16密封联接,从而阻断了扰动风箱9与分级风箱8内的两股气流，防 止两股气流的窜流。由于预燃室10内的空间较小，且内壁为保温绝热材料制成，故预燃室 10的壁温能很快升高并保持在一个比较高的温度，煤粉气流在高温筒壁的辐射和反向回流 高温烟气的对流传热两者共同作用下，迅速着火燃烧。预燃室10的进口根部处设有环形的 分级风道3,分级风道3内安装有旋流叶片，且其内壁与锥形筒14密封固定联接。分级风通 过分级风道3紧贴着预燃室10壁面旋转进入燃烧器，不仅可以有效地防止预燃室10的结 渣，还可对燃烧器出口起到很好的保护作用。如图3所示，在扰动风箱9的出口处的环形端面17上均匀地设有开孔,在开孔处固定安装有扰动风喷口 4,扰动风喷口 4的中心轴线与预 燃室10的中心轴线之间所形成的夹角为a。将a设定在10° < a <20°，可使扰动风 在该角度范围内通过扰动风喷口 4喷出，具有较好的扰动效果，从而促进煤粉的燃烧，提高 煤粉的燃尽率。本实用新型的煤粉燃烧器把煤粉后期燃烧所需的二次风分成三部分，即通过内二 次风管2、分级风道3、扰动风喷口 4，燃料在先缺氧、后富氧的条件下燃烧，有效地降低了氮 氧化物的排放。本实用新型的工作过程如下炉膛先用点火气枪(图中未示出)预热10秒钟后,打开风机，使煤粉气流通过一 次风管1进入，绕过钝体6喷出，并被已经燃烧的燃气点燃，同时打幵内二次风进风口 11、分 级风进风口 12和扰动风进风口 13，此时内二次风、分级风、扰动风分别通过内二次风管2、 分级风道3、扰动风喷口 4进入燃烧器,实现空气的分级供给,能有效降低N0X的排放。在煤 粉被点燃并与燃气共燃10秒钟后,关闭点火气枪,完全由煤粉燃烧。其中内二次风管2的 气流通过旋流叶片5后，产生旋转，流出喷口后在中心(即在钝体6尾部)形成回流区，卷 吸炉内的高温烟气，加热并点燃煤粉。通过调节内二次风进风口 U、分级风进风口 12、扰动 风进风口 13进口上的阀门(图中未示出)，便可调节火焰在锅炉炉膛中的燃烧情况,从而改 善燃烧效果。
权利要求一种低NOX煤粉燃烧器，其特征在于包括依次由中心开有圆孔的第一隔板和第二隔板分隔形成的内二次风箱、分级风箱和扰动风箱，所述内二次风箱、分级风箱、扰动风箱在各自的管壁上相应地设置有朝周向倾斜的内二次风进风口、分级风进风口、扰动风进风口；内二次风箱沿轴向贯穿有一次风管，在一次风管外同轴套设有内二次风管，内二次风管在与第一隔板的圆孔处与第一隔板密封联接，内二次风管内安装有旋流叶片，内二次风管在所述第一隔板的圆孔处向外扩锥延伸形成的锥形筒置于分级风箱内；扰动风箱内同轴设有两端敞口的预燃室，扰动风箱的壁与预燃室的壁之间形成环形通道，该环形通道的出口处设有环形端面，环形端面上均匀地设有开孔，在所述开孔处固定安装有扰动风喷口；预燃室的进口端在第二隔板的圆孔处与第二隔板密封联接；预燃室的进口根部处设有环形的分级风道，所述锥形筒与分级风道的内壁密封固定联接。
2.根据权利要求1所述的一种低N0X煤粉燃烧器，其特征在于所述分级风道内安装有 旋流叶片。
3.根据权利要求1所述的一种低N0X煤粉燃烧器,其特征在于所述一次风管的出口端 呈扩口状,该扩口状出口端伸入到锥形筒内，在该扩口状出口端内通过耐火钢筋焊接有圆 锥形的钝体。
4.根据权利要求1所述的一种低N0X煤粉燃烧器,其特征在于所述扰动风喷口的中心 轴线与预燃室的中心轴线之间所形成的夹角为a且10° ( a ( 20°
专利摘要本实用新型公开了一种低NOx煤粉燃烧器，包括依次由中心开有圆孔的第一隔板和第二隔板分隔形成的内二次风箱、分级风箱和扰动风箱，该三个风箱在各自管壁上相应地设有一个朝周向倾斜的风进风口；内二次风箱沿轴向贯穿有一次风管，一次风管外同轴套设有装有旋流叶片的内二次风管，内二次风管与第一隔板密封联接，内二次风管在第一隔板的圆孔处向外扩锥延伸形成的锥形筒在分级风箱内；扰动风箱内同轴设有两端敞口的预燃室，扰动风箱的壁与预燃室的壁之间形成环形通道，环形通道的出口处设有环形端面，在环形端面的开孔处固定有扰动风喷口；预燃室的进口端与第二隔板密封联接；预燃室的进口根部处设有环形的分级风道，锥形筒与分级风道的内壁密封固定。
文档编号F23D1/02GK201606876SQ20102010069
公开日2010年10月13日 申请日期2010年1月19日 优先权日2010年1月19日
发明者孙公钢, 曾宪阳, 朱霖, 池作和, 王进卿 申请人:中国计量学院