一种通流面积可调的直流煤粉燃烧器的制作方法

本实用新型属于煤粉燃烧技术领域，特别涉及一种通流面积可调的直流煤粉燃烧器。

背景技术：

火电厂燃煤锅炉广泛采用直流煤粉燃烧器，每一台磨煤机带一层四只煤粉燃烧器在炉膛中四角切园方式燃烧，负荷变化时，通过退出或者增加燃烧器运行层数调整适应锅炉负荷，随着我国能源结构深刻变化，这种调节方式很难适应锅炉灵活运行、深度调峰的需要，使得火电厂燃煤锅炉无法保证在低负荷、超低负荷环境中稳定燃烧以及低污染物的生成，同时容易导致水冷壁高温腐蚀，以上问题均是目前制约我国电站锅炉发展的突出难题。

技术实现要素：

本实用新型为了解决火电厂燃煤锅炉无法保证在低负荷、超低负荷环境中稳定燃烧以及低污染物的生成，同时容易导致水冷壁高温腐蚀的问题，提供了一种通流面积可调的直流煤粉燃烧器。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种通流面积可调的直流煤粉燃烧器，燃烧器入口连接有弯头，弯头连接有燃烧器主体，燃烧器主体内部沿水平方向设置有背火侧分隔板和向火侧分隔板，背火侧分隔板和向火侧分隔板在靠近弯头的一端设置有分隔通道挡板，背火侧分隔板、向火侧分隔板和分隔通道挡板将燃烧器主体内部腔体分成分隔通道M、分隔通道Z和分隔通道H，背火侧分隔板上开有通风孔，分隔通道挡板的一端穿过燃烧器主体并与燃烧器主体的外壳间设置有动静密封装置，分隔通道挡板连接有能够使其做伸缩运动的挡板执行机构，挡板执行机构连接有执行机构控制箱，通过分隔通道挡板的伸缩运动调整燃烧器通流面积，分隔通道H在燃烧器喷口位置为浓相煤粉，分隔通道Z的出口区域为利于高温烟气回流的稀相煤粉或者空气，分隔通道M的出口区域为避免水冷壁高温腐蚀的空气，燃烧器主体的背火侧外壳设置有供风管道，燃烧器向火侧喷口设有稳燃齿。

分隔通道挡板的行程范围为燃烧器主体背火侧外壳至向火侧分隔板之间，分隔通道挡板与背火侧分隔板、向火侧分隔板的夹角范围值为0°<R≤90°。

背火侧分隔板、向火侧分隔板与燃烧器主体的外壳间分别留设有膨胀间隙。

供风管道连接有一次风机或者二次风机，供风管道上设置有用于风量控制的调节阀。

分隔通道挡板的运动范围为背火侧燃烧器主体外壳至向火侧分隔板之间。

燃烧器入口的弯头段的煤粉吹入速度大于临界煤粉沉降速度。

本实用新型利用水平方向设置的背火侧分隔板和向火侧分隔板将燃烧器主体分成3个分隔通道，在保证进入燃烧器主体的煤粉不沉积的前提下，利用分隔通道挡板伸缩遮挡背火侧分隔板和向火侧分隔板的开合面积，以达到调节燃烧器通流面积的功能，变相调整燃烧器的投入功率，使得锅炉内煤粉燃烧可灵活调节，适应深度调峰要求。

本实用新型煤粉燃烧器的向火侧分隔通道H为浓相煤粉，背火侧分隔通道M的出口区域为纯空气或者富氧空气，中间分隔通道Z的出口区域压力较低，利于高温烟气回流，实现了浓煤粉气流向火侧有上游高温火焰点燃，另一侧有高温回流烟气支持燃烧，从而达到煤粉稳定着火燃烧的目的，有助于火电厂燃煤锅炉在低负荷、超低负荷下的稳燃。其中，燃烧器背火侧分隔通道投入空气，使锅炉水冷壁附近氧浓度增加，避免水冷壁高温腐蚀。

通过调节分隔通道挡板的行程位置，可以实现中间分隔通道的全关闭或者半关闭，进而调整中间分隔通道内煤粉的通流量，使得炉膛水平方向煤粉浓度分布达到合理值。

背火侧分隔板上设计有通风孔，通风孔一方面可对燃烧器喷口进行冷却，避免其受到高温烧损，另一方面调节炉膛内水平方向燃烧器喷口回流区大小；背火侧分隔通道M设置有供风管道及调节阀，通过调节阀可调整进入到背火侧分隔通道M中空气的流量和压力，且燃烧器喷口向火侧设计有稳燃齿；分隔通道挡板与燃烧器外壳之间采用动静密封装置，分隔通道挡板外侧连接执行机构以及执行机构控制箱，使得分隔通道挡板的伸缩运动可手动操作，也可远程操作。

本实用新型结构简单、设计合理，针对电站切园燃烧煤粉锅炉上述的突出问题设计了通流面积可调燃烧器，在原理、结构、运行方式上与其它燃烧器完全不同。该燃烧器利用分隔板把燃烧器内部分隔为2～4个分隔通道，调整燃烧器分隔通道投入数量和燃烧器通流面积，以及配合燃烧器投运层数适应锅炉负荷，可以有效解决目前电站锅炉存在的低负荷稳燃等诸多突出问题；同时，本实用新型具有造价低，操作简单、可靠性高、实用性强等诸多优点，适合大面积推广使用。

附图说明

图1为本实用新型直流煤粉燃烧器的外部结构示意图；

图2为图1中N-N剖面的结构示意图；

图3为图1中直流煤粉燃烧器喷口的结构示意侧视图。

图中：1-弯头，2-分隔通道挡板，3-背火侧分隔板，4-向火侧分隔板，5-燃烧器主体，6-稳燃齿，7-挡板执行机构，8-动静密封装置，9-执行机构控制箱，10-调节阀，11-供风管道，12-通风孔，13-入口弯头垂直段， 17-膨胀间隙，18-分隔通道M，19-分隔通道Z，20-分隔通道H。

具体实施方式

本实用新型包括燃烧器外壳主体5、燃烧器内沿流动方向水平设置的背火侧分隔板3和向火侧分隔板4、分隔通道挡板2，分隔通道挡板2与燃烧器外壳采用动静密封，此外本实用新型还包括了挡板执行机构7、执行机构控制箱9、供风管道11及调节阀10、位于燃烧器主体5出口向火侧的稳燃齿6。燃烧器入口端与一次风管道的弯头1焊接连接，燃烧器内部煤粉通道根据对应的磨煤机以及锅炉参数可分隔为2～4个煤粉气流通道，本实用新型图示为3个分隔通道，燃烧器分隔板与燃烧器主体外壳焊接或者铸造连接，分隔通道入口位置的挡板斜插入分隔通道入口端，夹角范围值为0°<R≤90°。分隔通道挡板2与燃烧器主体5外壳设计有动静密封装置8，动静密封装置8连接有挡板执行机构7且通过挡板执行机构7可使分隔通道挡板2在行程范围内自由运动，其行程范围为分隔通道挡板2的运动范围为背火侧燃烧器主体5外壳至向火侧分隔板4之间。燃烧器背火侧分隔通道上设置有供风管道11及调节阀10，背火侧分隔板3上设置通风孔12，通风孔12的开孔位置及开孔面积大小根据具体型号的锅炉燃烧器参数确定。其中，燃烧器主体5的供风管道11内风引自一次风或者二次风；燃烧器在中间分隔通道喷口区域形成回流区，使得高温烟气回流，利于稳定点燃煤粉；燃烧器主体5的喷口区域沿水平方向，从向火侧到背火侧形成煤粉气流从浓到稀的分级；当燃烧器通流面积全开的时候，其性能与原来燃烧器保持一致。

具体的，参照图1～图3对本实用新型进行进一步阐述，一种通流面积可调的直流煤粉燃烧器，燃烧器入口连接有弯头1，弯头1连接有燃烧器主体5，燃烧器主体5内部沿水平方向设置有背火侧分隔板3和向火侧分隔板4，背火侧分隔板3和向火侧分隔板4在靠近弯头1的一端设置有分隔通道挡板2，背火侧分隔板、向火侧分隔板4和分隔通道挡板2将燃烧器主体内部腔体分成分隔通道M18、分隔通道Z19和分隔通道H20，背火侧分隔板3上开有通风孔12，分隔通道挡板2的一端穿过燃烧器主体5并与燃烧器主体5的外壳间设置有动静密封装置8，分隔通道挡板2连接有能够使其做伸缩运动的挡板执行机构7，挡板执行机构7连接有执行机构控制箱9，通过分隔通道挡板2的伸缩运动调整燃烧器通流面积，分隔通道H20在燃烧器喷口位置为浓相煤粉，分隔通道Z19的出口区域为利于高温烟气回流的稀相煤粉或者空气，分隔通道M18的出口区域为避免水冷壁高温腐蚀的空气，燃烧器主体5的背火侧外壳设置有供风管道11，燃烧器向火侧喷口设有稳燃齿06。

背火侧分隔板3、向火侧分隔板4与燃烧器主体5的外壳间分别留设有膨胀间隙17。 燃烧器入口的弯头1段的吹入速度大于临界煤粉沉降速度。

无论本实用新型所述的燃烧器内部被挡板划分成三个或者四个通道，只有向火侧分隔板上无需设置通风孔12。

电站四角切园燃烧锅炉煤粉燃烧器采用本实用新型一种通流面积可调的直流煤粉燃烧器后，在全负荷范围内可以实现灵活调节。当燃烧器满负荷运行时 燃烧器通流面积全开，与传统燃烧器运行方式一致，而由于增加背火侧分隔通道M 18的空气量，提高了燃烧器出口背火侧水冷壁区域氧浓度，可以有效避免高温腐蚀；当燃烧器在低负荷、超低负荷状态下运行时，通过挡板伸缩运动调节分隔通道开关、半开、闭合，调节进入分隔通道的煤粉气流流量，半开时，在弯头离心力作用下少量稀相煤粉进入分隔通道，配合背火侧空气流量，使燃烧器中间分隔通道Z19的出口处形成低压区回流区，向火侧分隔通道H20为浓煤粉区，背火侧分隔通道M18为空气区，实现横向燃料和燃烧过程分级；浓煤粉迎风面有上游高温火焰点燃，浓煤粉背侧有高温烟气回流点燃，保证少量煤粉的稳定着火和燃烧；中间回流区既要回流高温烟气又要避免烧损喷嘴；背火侧空气保证水冷壁避免高温腐蚀。本实用新型在水平方向实现了燃料和燃烧过程分级，延长了缺氧燃烧的时间，大大减少氮氧化合物的排放。

本实用新型燃烧器适用于已经投入运行的和正在安装调试的电站切园燃烧锅炉，具有结构简单、运行简单、维护方便和经济节约等优点，具有广泛的社会效益和经济效益，同时也可适用于旧有锅炉的改造。