一种可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器的制作方法

本实用新型属于燃烧器技术领域，特别涉及一种可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器。

背景技术：

我国现有锅炉60多万台,每年消耗标准煤约4亿吨，约占我国煤炭消耗总量的四分之一，燃煤工业锅炉平均运行效率仅65％左右，比国际先进水平低15％～20％。

燃煤在燃烧过程中，氮氧化物的生成是燃烧反应的一部份：燃烧生成的氮氧化物主要是NO和NO2，统称为NOx。大气中的NOx溶于水后会生成为硝酸雨，酸雨会对环境带来广泛的危害，造成巨大的经济损失。

目前市场上的煤粉燃烧器，种类繁多，有直流式、旋流式、回转窑式、单通道式、四通道式等等，其基本原理是把煤粉和燃烧所需的空气送入炉膛，采用空气分级燃烧的方式，并组织合理的气流结构，使燃料迅速地着火，稳定地燃烧，减少氮氧化物生成。其中，以中国煤科院和其衍生的山西蓝天锅炉具有代表性。但是，其主要技术是引进德国的，对煤质要求高，技术上并无创新和突破。而国内开发的中小型煤粉工业锅炉普遍存在着排烟温度高、过量空气系数大、排烟热损失高的问题；另外，炉内结渣，燃料不完全燃烧，热损失也较高；环保方面存在的问题则主要是NOx初始排放量过高给锅炉脱硝带来巨大负担。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器，其燃烧效率高，氮氧化物排放低，燃烧过程稳定，综合性能优越。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器，包括预燃室8，预燃室8连通有一次风管组件4、内二次直流风组件5、内二次风旋流组件6和外二次风组件7，所述内二次直流风组件5包含竖直的直流风入口接管和水平的燃烧器内部通道，内二次直流风由直流风入口接管和燃烧器内部通道直接进入预燃室8中的火焰焰心位置，所述内二次风旋流组件6包含内二次风壳体61、旋流叶片62、调节装置63、内部通道64及出风扩口65，与一次风、内二次直流风在预燃室8的前部混合，形成旋转混合气流。

所述预燃室8连通有中心管3，点火枪1、介质雾化油枪2和紫外线火焰检测器10从中心管3中穿过，作用于预燃室8内部的前端。

所述一次风管组件4包括位于中心管3外的一次风管，一次风管内壁与中心管3外壁之间形成环状一次风通道，煤粉与一次风混合物从此通道进入预燃室8。

所述一次风管通道内设置有煤粉浓缩装置11。

所述内二次直流风组件5的燃烧器内部通道为水平管内壁与一次风管组件4的一次风管外壁之间的通道。

所述内二次直流风为循环烟气。

所述内二次风壳体61焊接于内二次直流风组件5外侧，包括竖直部分和水平部分，水平部分位于所述燃烧器内部通道外侧，作为内二次风旋流组件6的内部通道64，内部通道64的前端为出风扩口65，旋流叶片62有多个，呈环形分布在竖直部分内的同一高度处，旋流叶片62通过竖向的转轴连接连板67的一端，连板67的另一端固定于圆环68上，调节装置63位于内二次风壳体61外，包括与圆环68固定连接的转动手柄66，通过调节装置63改变旋流叶片62的切向角度，控制内二次旋流风的旋向。

所述预燃室8包含钢结构的预燃室外壳和耐火材料浇铸的预燃室内胆，所述外二次风组件7包含外二次风入口风管、与预燃室内胆组成的外二次风预热室及喷口，其中所述喷口的方向沿预燃室8端面切向旋流。

所述预燃室8中设置有热电偶9。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.煤粉炉燃烧更加稳定，并保证燃烧效率达到98％以上。

2.能够将煤粉炉燃烧过程中产生的氮氧化物降低30％以上。

3.可以针对煤质及锅炉负荷变化调整燃烧器内二次风旋流叶片方向，维持最佳燃烧状态。

4.能够通过火焰直径和长度尺寸的调节，防止燃烧过程中炉膛结焦现象的产生。

5.通过预燃室的预热作用，缩短点火时间，节省点火燃料消耗。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型内二次风组件结构示意图。

图3是本实用新型内旋流叶片以及调整装置的连接结构示意图(安装旋流叶片的竖直部分的横截面图)。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。

如图1所示，一种可调旋流叶片低氮煤粉燃烧器，包括带热电偶9的预燃室8，预燃室8包含钢结构的预燃室外壳和耐火材料浇铸的预燃室内胆，预燃室8由于容积较小，点火时温度能够迅速上升煤粉着火点以上，快速点燃煤粉，使煤粉锅炉的点火过程缩短，节约点火燃料；本实用新型预燃室采用了预热式SOFA燃尽风沿预燃室端面切向旋流射入的煤粉预燃室结构，提高了外二次风的温度，强化了SOFA风和主燃射流的湍动混合，促进煤粉的稳定高效燃烧。热电偶9能实时监测预燃室8的温度，为锅炉运行控制提供依据。

预燃室8连通有自内而外的中心管3、一次风管组件4、内二次直流风组件5、内二次风旋流组件6和外二次风组件7，点火枪1、介质雾化油枪2和紫外线火焰检测器10从中心管3中穿过，作用于预燃室8内部的前端，点火枪1通过高能点火器实现电子打火，点燃燃料；介质雾化油枪2通过空气介质雾化，使燃油以雾状进入预燃室8，雾化状态易于着火，并能够提高燃烧效率，达到节油效果，紫外线火焰检测器10通过中心管3监测到预燃室8内火焰，实时准确获取着火情况，为远程控制提供火焰信号。

一次风管组件4的一次风管位于中心管3外，一次风管内壁与中心管3外壁之间形成环状一次风通道，煤粉与一次风混合物从此通道进入预燃室8，该通道内设置有煤粉浓缩装置11，实现燃烧室局部高煤粉浓度、高回流烟气温度、低氧浓度的径向煤粉浓淡燃烧，即浓淡分离技术，可以提高煤粉着火、燃烧的稳定性，同时减少污染物NOX的生成。

内二次直流风组件5包含竖直的直流风入口接管和水平的燃烧器内部通道，由直流风入口接管和燃烧器内部通道直接进入预燃室8中的火焰焰心位置，其中燃烧器内部通道为水平管内壁与一次风管组件4的一次风管外壁之间的通道。直流风是直接进入火焰焰心的配风之一，燃烧器内部通道可以直接引入循环烟气，达到降低火焰焰心氧气含量和温度的效果，从而抑制氮氧化物生产。

内二次风旋流组件6包含内二次风壳体61、旋流叶片62、调节装置63、内部通道64及出风扩口65，内二次旋流风是燃烧器的第三级配风，与一次风、内二次直流风在预燃室8的前部混合(即早期混合)，提供燃烧初期氧量的同时，形成旋转混合气流，实现空气与煤粉湍动混合，可以使燃煤挥发分有效释放，同时也使燃烧过程中产生的HCN、NH3等含氮中间络合物中氮进行还原，减少了NOX的转化和生成。

参考图2和图3，内二次风壳体61焊接于内二次直流风组件5外侧，包括竖直部分和水平部分，水平部分位于所述燃烧器内部通道外侧，作为内二次风旋流组件6的内部通道64，内部通道64的前端为出风扩口65，旋流叶片62有多个，呈环形分布在竖直部分内的同一高度处，旋流叶片62通过竖向的转轴连接连板67的一端，连板67的另一端固定于圆环68上，调节装置63位于内二次风壳体61外，包括与圆环68固定连接的转动手柄66，根据燃煤品质、燃烧状况以及锅炉运行负荷需要，通过转动手柄66带动圆环68转动，进而带动连板67转动，改变旋流叶片62的切向角度，控制内二次旋流风的旋向，从而达到调节旋流强度的效果。内二次直流风与内二次旋流风通过比例和旋流强度调节，可以达到改变火焰尺寸和形状的目的，使煤粉炉燃烧运行调节更加灵活。

外二次风组件7包含外二次风入口风管、与预燃室内胆组成的外二次风预热室及喷口，其中喷口的方向沿预燃室8端面切向旋流。外二次风与一次风和内二次风形成燃烧器的分级配风层次，使煤粉与空气充分混合，不仅提高了煤粉的燃烧效率，同时结合浓度分离技术，有效降低了煤粉燃烧过程中燃料型和温度型NOX型的生成，也抑制了预燃室8和炉膛结焦。

该新型燃烧器结构简单，综合运用了最新煤粉燃烧技术，在燃烧器的关键部位对零部件结构、空气分级燃烧方式、预燃室设计等都进行了优化设计，能有效地提高煤粉着火燃烧的稳定性，减少NOX的生成，满足节能环保和为社会及企业创造效益的要求。