垂直浓淡分离煤粉燃烧器的制作方法

本实用新型涉及煤粉燃烧器领域，特别涉及一种垂直浓淡分离煤粉燃烧器。

背景技术：

煤粉燃烧器指能够让煤粉在短时间内充分燃烧，产生高温涡流的设备。煤粉燃烧时，会产生大量的nox，煤电污染的排放对生态环境的的影响越来越严重，而煤粉高效燃烧技术与低nox燃烧技术是互为矛盾的两种技术。降低nox生成与排放的根本在于控制燃烧区域的温度不能太高，但低温燃烧又影响煤粉的燃烧率。为了协调好这两项技术的应用使之达到综合最佳效果，降低环境污染，出现了浓淡分离煤粉燃烧器。浓淡分离煤粉燃烧器包括水平浓淡分离煤粉燃烧器和垂直分离煤粉燃烧器，目前，用于垂直浓淡煤粉燃烧器分离方式基本采用弯头分离或百叶窗式分离方式，存在分离效果不理想的缺点。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种垂直浓淡分离煤粉燃烧器，能够实现较好的煤粉燃烧器垂直浓淡分离效果，获得较佳的分离浓缩比。

根据本实用新型第一方面实施例的垂直浓淡分离煤粉燃烧器，包括燃烧器主体，为一中空管；两个以上的分离块，两个以上的所述分离块沿所述燃烧器主体的轴向以阶梯错位的方式间隔设置在所述燃烧器主体内，所述分离块为三棱柱结构，所述分离块的棱线方向与所述燃烧器主体的轴向成一夹角α，所述夹角α的角度区间为(0°，90°]，所述分离块靠近所述燃烧器主体的入口端的棱线相邻的两个表面为第一侧面和第二侧面，所述第一侧面和所述第二侧面之间的夹角为22°～28°，所述第二侧面与所述燃烧器主体的轴向平行喷头，设置在所述燃烧器主体的出口端。

根据本实用新型实施例的垂直浓淡分离煤粉燃烧器，至少具有如下技术效果：所述分离块为三棱柱结构，所述分离块的第一侧面和第二侧面之间的夹角为22°～28°，所述分离块的第二侧面与煤粉气流的行进方向平行。安装时使得所述分离块的第一侧面迎向所述燃烧器主体的入口。煤粉气流沿着所述燃烧器主体的轴线方向，从燃烧器主体的入口段进入，煤粉气流行进过程中撞到所述分离块的第一侧面，会偏离之前沿所述燃烧器主体轴线的方向，导致迎着所述分离块的第一侧面的区域煤粉浓淡高而空气少，背离所述分离块的第一侧面的区域煤粉浓度低而空气多。所述分离块的第一侧面和第二侧面之间的夹角为22°～28°，这个夹角下，三棱柱的所述分离块分离效果更显著，煤粉气流受到的阻力最小，可以有效避免分离挡块后部形成回流区，提升分离效果，具有有低阻力、高效浓淡分离、低速度差的特点。由于垂直浓淡分离煤粉燃烧器内设置有两个以上的所述分离块，两个以上的所述分离块均以相同的方位间隔布置。煤粉气流在每遇到一个所述分离块就会被分离一次。将煤粉气流浓度分离后，对于高浓度的煤粉气流由于氧气不足而形成的nox生成少，对于低浓度煤粉气流则因燃料不足，生成的nox也少，因此总体上垂直浓淡分离煤粉燃烧器大大减少了nox的产生，提高了燃烧稳定性。

根据本实用新型的一些实施例，所述燃烧器主体内还设置有导流板，所述导流板位于靠近所述出口端的所述分离块的尾部。

根据本实用新型的一些实施例，所述燃烧器主体的出口端设有第一隔板，所述第一隔板沿所述燃烧器主体的轴线方向延伸并将所述燃烧器主体的出口端分为浓煤区和淡煤区，所述浓煤区迎向所述分离块的第一侧面，所述淡煤区背离所述分离块的第一侧面。

根据本实用新型的一些实施例，所述喷头中设有钝体，所述钝体沿所述喷头的轴线方向延伸并将所述喷头分为两个区域，所述钝体靠近所述燃烧器主体的一端的厚度小于远离所述燃烧器主体一端的厚度。

根据本实用新型的一些实施例，所述喷头的侧壁由远离所述燃烧器本体的一端向靠近所述燃烧器本体的一端内凹形成一凹槽，并通过所述凹槽形成所述钝体，所述钝体靠近所述燃烧器主体的一端的端面上设置有若干个锯齿结构。

根据本实用新型的一些实施例，所述喷头的侧壁由远离所述燃烧器本体的一端向靠近所述燃烧器本体的一端内凹形成一凹槽，并通过所述凹槽形成所述钝体，所述钝体靠近所述燃烧器主体的一端的端面上设有缝隙，所述缝隙的宽度为所述钝体靠近所述燃烧器主体的一端的端面厚度的十分之一。

根据本实用新型的一些实施例，所述喷头中设有第二隔板，所述第二隔板与所述钝体形成十字交叉结构。

根据本实用新型的一些实施例，所述喷头外框设有两端开口的外壳，所述喷头与所述外壳之间有间距，所述喷头与所述外壳其中一侧之间的间距大于其余侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述喷头的开口端设有稳燃齿。

根据本实用新型的一些实施例，所述导流板上贴有瓷片。

根据本实用新型的一些实施例，本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的垂直浓淡分离煤粉燃烧器的轴测图；

图2是根据本实用新型实施例的垂直浓淡分离煤粉燃烧器的正视图；

图3是根据本实用新型实施例的垂直浓淡分离煤粉燃烧器的侧视图；

附图标记：

垂直浓淡分离煤粉燃烧器100、导流板103、第一隔板107、第二隔板109、淡煤区121、浓煤区122、燃烧器主体130、喷头150、钝体152、稳燃齿154、外壳156、分离块160、第一侧面161、第二侧面162。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1至图3描述根据本实用新型实施例的垂直浓淡分离煤粉燃烧器100。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的垂直浓淡分离煤粉燃烧器100，包括：燃烧器主体130和喷头150，喷头150的一端与燃烧器主体130的出口端连通，喷头150的另一端位开口。燃烧器主体130为方管状，燃烧器主体130内设有两个以上的分离块160，分离块160的平行的两底面为安装面，分离块160的棱线方向与燃烧器主体130的轴向成一夹角α，夹角α的角度区间为(0°，90°]，分离块160的第一侧面161和第二侧面162之间的夹角为22°～28°，分离块160的第二侧面162与煤粉气流的行进方向平行，两个以上的分离块160沿燃烧器主体130的入口端向出口端的方向以阶梯错位的方式间隔布置。如图1所示，垂直浓淡分离煤粉燃烧器100内设置有三个分离块160，三个分离块160均以相同的方位间隔布置。煤粉气流沿着燃烧器主体130的轴线方向，如图1和图2中的箭头方向所示，从燃烧器主体130的入口段进入，煤粉气流行进过程中撞到分离块160的第一侧面161，会偏离之前沿燃烧器主体130的轴线的方向，导致迎着分离块160的第一侧面161的区域煤粉浓淡高而空气少，背离分离块160的第一侧面161的区域煤粉浓度低而空气多。分离块160的第一侧面161和第二侧面162之间的夹角为22°～28°，这个夹角下，三棱柱的分离块160分离效果更显著，煤粉气流受到的阻力最小，可以有效避免分离块160后部形成回流区，提升分离效果，具有低阻力、高效浓淡分离、低速度差的特点。由于三个分离块160呈阶梯状排布，煤粉气流在每遇到一个分离块160就会被分离一次。在最后一块分离块160迎着煤粉气流的一面的区域，煤粉浓度最高。对于高浓度的煤粉气流由于氧气不足而形成的nox生成少，对于低浓度煤粉气流则因燃料不足，火焰温度低，生成的nox也少，因此垂直浓淡分离煤粉燃烧器100大大减少了nox的产生，提高了燃烧稳定性。经试验分析，采用本实施例中的垂直浓淡分离煤粉燃烧器100，浓淡分离效果更显著，浓淡比可达8:2，降低了垂直浓淡分离煤粉燃烧器100的阻力，阻力小于350pa，并且低速差不超过10％，一定程度上降低了风机的电耗。

在本实用新型的一些实施例中，燃烧器主体130内还设置有导流板103，导流板103位于靠近出口端的分离块160的尾部。如图1所示，导流板103设置在燃烧器主体130的出口端，煤粉气流在经过三块分离板101的分离作用后，大部分煤粉气流与燃烧器主体130的轴线有一定的夹角，会直接冲刷到燃烧器主体130的内壁上，长时间后容易对燃烧器主体130的内壁造成磨损。因此设置导流板103能改变煤粉气流的行进方向。可以理解的是，导流板103的材质应该选择耐磨型的材质，可以是钢板，还可以是铸钢。

在本实用新型的一些实施例中，燃烧器主体130出口端的中部架设有第一隔板107，第一隔板107沿燃烧器主体130的轴线延伸并将燃烧器主体130的出口端分为浓煤区122和淡煤区121，可以理解的是，燃烧器主体130的出口端的两个区域经分离板160分离后的煤粉气流浓度是不一样的，第一隔板107可以将煤粉气流的两浓度不同的区域隔开，保证垂直浓淡分离煤粉燃烧器100浓淡分离的作用实现。

在本实用新型的一些实施例中，喷头150中设有钝体152，钝体152沿喷头150的轴线方向延伸并将喷头150分为两个区域，钝体152靠近燃烧器主体130的一端的厚度小于远离燃烧器主体130一端的厚度。可以理解的是，钝体152划分的两个区域与燃烧器主体130的出口端的浓煤区122和淡煤区121相对应。钝体152的设置将浓淡煤粉气流分隔开，推迟浓淡两侧的煤粉气流的混合，以保证达到最好的燃烧效果。

在本实用新型的一些实施例中，喷头150的侧壁由远离燃烧器本体130的一端向靠近燃烧器本体130的一端内凹形成一凹槽，并通过凹槽形成钝体152，钝体152靠近燃烧器主体130的一端的端面上设置有若干个锯齿结构，起到对煤粉气流的扰动作用。

在本实用新型的一些实施例中，喷头150的侧壁由远离燃烧器本体130的一端向靠近燃烧器本体130的一端内凹形成一凹槽，并通过凹槽形成钝体152，钝体152靠近燃烧器主体130的一端的端面上设有缝隙，缝隙的宽度为钝体152靠近燃烧器主体130的一端的端面厚度的十分之一。研究表示，钝体152上设有缝隙，可以适应低负压，同时也能解决强结焦煤结焦的问题，稳燃效果更好。

在本实用新型的一些实施例中，喷头150中设有第二隔板109，第二隔板109与钝体152形成十字交叉结构。使煤粉气流流出喷口时呈十字分割状态，此设置更有利于煤粉气流卷吸高温烟气，提升煤粉气流着火能力，有利于燃烧器的稳燃，特别适用于低挥发分的难燃煤种。

在本实用新型的一些实施例中，喷头150外框设有两端开口的外壳156，喷头150与外壳156之间有间距，喷头150与外壳156其中一侧之间的间距大于其余侧。可以理解的是，垂直浓淡分离煤粉燃烧器100应用时，采用淡淡—浓浓—淡淡的相对布置方式，喷头150与外壳156间距中的周界风对喷头150起到冷却保护作用。

在本实用新型的一些实施例中，喷头150的开口端设有锯齿形的稳燃齿154。稳燃齿154的扰动作用下，使煤粉燃烧更猛烈、完全，提高了火焰温度和燃烧效率。

在本实用新型的一些实施例中，可以在导流板103上贴瓷(图中未示出)，进一步保证耐磨性。

在本实用新型的一些实施例中，导流板103可拆的设置在燃烧器主体130内。作为一种实施方式，可以在燃烧器主体130上开设安装口(图中未示出)，并对应设置有覆盖安装口的安装板(图中未示出)，导流板103可拆的设置在安装板上，安装板与燃烧器主体130可拆连接。因为导流板103需要承受很大的煤粉气流的冲刷力，为了延长垂直浓淡煤粉燃烧器100的使用寿命，节约成本，可以将导流板103做成可拆的形式。当导流板103严重磨损时，可以将安装板从燃烧器主体130上拆下来，更换后再安装上去。

下面参考图1至图3以一个具体的实施例详细描述根据本实用新型实施例的垂直浓淡分离煤粉燃烧器100。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对实用新型的具体限制。

如图1、图2和图3所示，垂直浓淡分离煤粉燃烧器100包括燃烧器主体130和喷头150。喷头150的一端与燃烧器主体130的出口端连通，喷头150的另一端位开口。燃烧器主体130为方管状，燃烧器主体130内设置有三个分离块160，分离块160的第一侧面161迎向燃烧器主体130的入口，第二侧面162背离燃烧器主体130的入口。三个分离块160均以相同的方位间隔布置。燃烧器主体130内还设置有导流板103，导流板103位于靠近出口端的分离块160的尾部。喷头150为双锥形筒状结构，喷头150的双锥形筒之间一侧间隙的宽度大于其余侧间隙的宽度。喷口中设有凹槽型的钝体152，钝体152沿喷头150的轴线方向将喷头150分为两个区域，钝体152靠近燃烧器主体130的一端为窄边，另一端为宽边，窄边上设置有若干个锯齿结构，锯齿结构位于凹槽外侧。喷头150中还设有第二隔板109，第二隔板109与钝体152形成十字交叉结构。喷头150的开口端设有锯齿形的稳燃齿154。

根据本实用新型实施例的垂直浓淡分离煤粉燃烧器100，通过如此设置，可以达成至少如下的一些效果，由于分离块160呈阶梯状排布，煤粉气流在每遇到一个分离块160就会被分离一次。在最后一块分离块160迎着煤粉气流的一面的区域，煤粉浓度最高。对于高浓度的煤粉气流由于氧气不足而形成的nox生成少，对于低浓度煤粉气流则因燃料不足，火焰温度低，生成的nox也少，因此垂直浓淡分离煤粉燃烧器100大大减少了nox的产生，提高了燃烧稳定性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。