专利名称:同心多环形逆向分布射流(组合)燃烧装置的制作方法
本发明属于燃烧装置。
现有技术和方法(1)“一种强化型同向射流火焰稳定方法及其燃烧器”。
CN 85 1 00050 A(2)“水煤浆及煤粉立式前置复合燃烧装置”。
CN 85 1 00561 A(3)“稳定水煤浆或煤粉火焰的新方法”。赵惠富等。第八届国际煤浆燃料制备和利用会议，373-375页，1986年5月，美国。
为了稳定燃烧，在燃烧室中一般采用旋转气流或钝体所造成的回流区来稳定火焰。但对水煤浆和煤粉来说，尤其是对贫煤、劣质煤和无烟煤燃烧，这些方式不太理想。这主要是因为煤粒的燃尽时间比气体或液体燃料远远长得多，这就要求煤粒在燃烧室中要有长得多的停留时间，而这恰恰是上述方式燃烧室所欠缺的。在这类燃烧室中多数煤粒将首先进入非回流区，只有很小的颗粒才能随着气流进入回流区，显然这对煤粒的加热、着火和燃烧不利，其燃烧性能受到限制。
发明(1)针对上述燃烧室存在的问题，提出了《大速差同向射流》方法及其相应的燃烧器，使煤粒直接进入高温回流区，产生燃烧性能优良的燃烧器。但该发明有其不足Ⅰ，高速同向射流所耗气量不十分太小 Ⅱ，高速同向射流需用高压气源 Ⅲ，限于用在予燃室及小型燃烧器上。
发明(2)在其装置中的予燃室部分，提出在予燃室出口处设置反吹高速稳燃射流，使高温烟气回流，形成稳定点火区。但只限于该立式前置复合燃烧装置中的予燃室，且形式单一，难能用于大型燃烧室。
文献(3)提出了逆向环形射流稳定水煤浆和煤粉火焰的方法，有其独特的优点，但只限于单环形式。对稍大一些直径的环，在造成良好的回流区方面存在着缺陷，由于单环射流特性所限，将造成中空回流区(见图1)，颗粒会贯穿而过，不利于稳定燃烧。
针对发明(1)，(2)和文献(3)之不足，本发明为使煤粉、水煤浆、劣质燃油和可燃气在予燃室和大空间(例大型燃烧器和炉体)内稳定和强化燃烧，并且节省射流之气量和大大降低供气压力，本发明提出直流型同心多环形逆向分布射流予燃室(简称第一类)和大空间同心多环形分布射流组合燃烧装置(简称第二类)。
本发明的要点是在予燃室或燃烧器内的适当位置布置一个(见图2)，大空间(例炉体)内的适当位置(下面将叙述)布置一系列同心多环形逆向分布射流火焰稳定器(见图3)。同心多环形逆向分布射流火焰稳定器(组合)与予燃室或大空间构成一个燃烧装置。同心多环形逆向分布射流火焰稳定器的每个环上、沿环均匀分布一系列射流孔。
在实施本发明时，同心多环形逆向分布射流火焰稳定器离一次风(煤粉或水煤浆雾或劣质燃油或可燃气+空气)或直流型燃烧器或主喷燃器出口的距离L＝2-10d(与环外径d的大小以及逆向射流与主流的速比有关)，逆向射流速度和主流速度比为4-14(与主流速度和出口距离L及燃料有关)，环形外径d和一次风或燃烧器或主喷燃器出口直径D的关系为d＝0.5-2D，射流孔径以2～3毫米，孔间中心距以4～8毫米为宜。逆向射流正对着主流方向，以单排孔结构最为省气，且效果也佳。
同心多环形火焰稳定器可采用金属材料。由于有逆向射流喷出，因而不会烧坏，射流喷口也不会堵塞。
对大空间同心多环形逆向分布射流组合燃烧装置，在每一个燃烧器或主喷雾器出口处设置一个同心多环形火焰稳定器，并可和同心多环形逆向分布射流予燃室组合使用。配置一定数量予燃室，用予燃室产生的火焰起引燃和稳燃作用，并可实现对低负荷的调节。
逆向射流可用空气或蒸汽，若其中含有促进反应的气体或物质(如可燃气、氧气、助燃剂等)效果更佳。这对稀瓦斯的稳定燃烧甚为有利。
此外，回流强度和回流区温度可通过调节逆向射流速度(也即供气压力)来控制，这样易于调节炉温。
本发明除具有(1)和(2)都有的优点如结构简单，可应用较低温度予热空气或冷风，不用或少用助燃油，易于调节炉温和燃烧性能优良外，它还具有发明(1)或(2)所缺乏的下述优点。
1.同心多环形逆向分布射流可以造成非常优良的回流结构(见图4)。其前缘的作用有似于钝体，使主流绕其回流;但又不同于钝体，颗粒可直接进入高温回流区进行强烈的动量、能量交换，从而保证了颗粒停留较长的时间充分进行化学反应和燃烧。由于不是依靠同向高速射流的引射作用，而是采用环形逆向速度作用造成优良的回流，所以同心多环形逆向分布射流所需之气量约是发明(1)中的同向高速射流量的 1/4 ～ 1/8 ，消耗能源少。此外所需供气压力低得多，约是其的 1/8 ～ 1/15 。
2.由于多环形结构特点，一系列同心多环形逆向分布射流可在大空间内造成大范围的回流结构，这是发明(1)和(2)难以做到的。这特别有利于在大型燃烧器和大、中型锅炉上使用。
本发明的燃烧装置可稳定和强化燃烧难燃燃料。本发明的第一类直流型同心多环形逆向分布射流予燃室将能用冷风稳燃烟煤和贫煤粉，而且对劣质烟煤、无烟煤和褐煤也会有明显的强化燃烧作用。这种予燃室可用于工业炉和窑炉中的煤粉或水煤浆燃烧器，也可用予燃室产生的煤粉火焰来代替燃油火焰，从而引燃锅炉主喷燃器喷出之煤粉，达到大量节约点火用油的目的。本发明的第二类大空间同心多环形逆向分布射流组合燃烧装置，可用于大、中型煤粉炉烧低等级煤粉，也可用于燃油工业锅炉和电站锅炉改烧水煤浆，稳定和强化煤粉和水煤浆燃烧。对工业锅炉，大、中型电站锅炉，本发明的第一类和第二类燃烧装置也可以组合使用。适当配置一定数量的第一类予燃室，既可起到引燃、稳燃作用，又能作调节低负荷之用。
附图1单环逆向射流造成的中空回流区结构示意图。
虚线范围内是回流区。
附图2-A直流型同心多环形逆向分布射流予燃室示意图。
1.一次风(煤粉或水煤浆雾或劣质燃油或劣质可燃气+空气)2.射流气源入口 3.二次风 4.逆向射流5.同心多环形逆向分布射流火焰稳定器6.予燃室 7.炉墙附图2-BA-A剖面放大图附图3-A大空间同心多环形逆向分布射流系列燃烧装置示意图8.一或一、二次风 9.燃烧器或主喷燃器或予燃室10.炉墙 11.同心多环形逆向分布射流火焰稳定器12.大空间(例炉体)附图3-BB-B剖面放大图附图4同心双环形逆向分布射流造成的回流区结构示意图。
虚线范围内是回流区。
权利要求
1.一种煤粉、水煤浆、劣质燃油和劣质可燃气燃烧装置，其特征在于它有直流型同心多环形逆向分布射流予燃室和大空间同心多环形逆向分布射流组合燃烧装置二种类型。
2.根据权利要求
1所说的燃烧装置，其特征在于予燃室(或燃烧器或主喷燃器)或大空间(例炉体)内的适当位置，设置有一个或一系列多环形逆向分布射流火焰稳定器。
3.根据权利要求
1，2所说的两类燃烧装置，其特征在于两类燃烧装置可组合使用。
4.根据权利要求
1，2，3所说的燃烧装置，其特征在于可根据所用燃料不同，通过调节逆向射流速度大小，来控制回流强度及炉温。
5.根据权利要求
1，2，3所说的燃烧装置，其特征在于逆向射流采用空气或蒸汽或其中含促进反应的气体或物质(如可燃气、氧气、助燃剂等)。
6.根据权利要求
1，2，3所说的燃烧装置，其特征在于燃料-空气予混物是由劣质可燃气或液体燃料和空气混合而成。
7.根据权利要求
1，2，3所说的燃烧装置，其特征在于所说的燃料-空气予混物是由烟煤粉和空气，或贫煤粉和空气混合而成。
8.根据权利要求
1，2，3所说的燃烧装置，其特征在于所说的燃料-空气予混物是由劣质煤粉和空气，或无烟煤粉和空气混合而成。
9.根据权利要求
1，2，3所说的燃烧装置，其特征在于所说的燃料-空气予混物是由水煤浆雾和空气，或褐煤粉和空气混合而成。
10.根据权利要求
1，2，3所说的燃烧装置，其特征在于可应用较低温度予热空气或冷风。
专利摘要
本燃烧装置有二类，一类为直流型同心多环形逆向分布射流预燃室，另一类为大空间同心多环形逆向分布射流组合燃烧装置。同心多环形逆向分布射流造成优良的回流结构，可节省射流之气量和降低供气压力，并能在预燃室和大空间内(例炉体)稳定和强化燃烧难燃燃料。
文档编号F23C6/00GK86107251SQ86107251
公开日1987年8月12日 申请日期1986年10月23日
发明者赵惠富 申请人:中国科学院工程热物理研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan