专利名称：高效、低氧化氮、强稳燃的双一次风通道煤粉主燃烧器的制作方法
技术领域：
本发明所属技术领域为燃烧技术及节能装置。
我国是以煤为主要燃料的国家，而且煤种多变。其中无烟煤由于其挥发份含量低，因此其着火，稳燃性能及燃烧效率均较差，目前一般用“W”形火焰炉才能烧好无烟煤，而四角切向燃烧锅炉，由于其燃烧性能差，不宜烧这种煤，但四角切向燃烧炉的造价低，因此具有吸引力。目前国内、外所发明的新型燃烧器，如扁平射流燃烧器，偏置射流燃烧器及强化型同向射流火焰稳定方法及其燃烧器，它们都是着重解决稳燃问题，而无法解决无烟煤锅炉的燃烧效率问题，同时上述燃烧器，在改造旧炉和设计新炉时一般都要动水冷壁及增加四条供粉管和四台给粉机，对改造增加了困难。
针对现有技术存在的上述问题，发明了一种高效，低NOX，强稳燃的具有两个同向的一次风通道的煤粉主燃烧器，它适用于四角切向燃烧锅炉，既能解决稳燃问题，又可提高燃烧效率及降低NOX。
本发明的基本点是该燃烧器具有两个同向的一次风通道(1)(见
图1)，在两个一次风通道(1)的外侧，设置一个或一个以上控制射流通道(2)，两个一次风通道(1)轴线之间距离H与一次风通道(1)直径或高度h比，一般H/h≥3。一次风粉经一次风通道(1)进入主燃烧器(3)的有限空间，控制射流以O-音速的速度通过控制射流通道(2)进入主燃烧器(3)的有限空间，控制射流与一次风粉速度之比在0～17之间，高挥发份煤取低限，低挥发份煤取高限。当速比≤2时，用二次风(7)作控制射流即可。
一次风射流含有空气和煤粉，控制射流可以是空气或蒸气。由于一次风射流本身的引射及控制射流的强烈引射作用，则在双一次风通道(1)的煤粉主燃烧器(3)中部形成强中心回流区，使炉膛(5)高温烟气(4)反流到燃烧器(3)内，从而使上、下二股一次风煤粉都受到加热着火。因此在本发明的燃烧器中，可改变控制射流的流量来改变高温烟气的回流量，以适应煤种多变的需要。为了保证煤粉的稳定燃烧，本燃烧器(3)只需使煤粉在进入炉膛(5)前达到或接近着火温度即可，不必使煤粉在主燃烧器(3)内燃烧，可以通过调节控制射流的流量来改变烟气回流量及煤粉浓缩的程度，从而达到控制着火点位置的目的。由于上、下二股一次风煤粉均提前着火燃烧，所以该发明燃烧器(3)能使无烟煤提前着火，消灭了“黑尤”，强化了燃烧。
本发明由于控制射流的强烈引射作用，使一次风粉中的空气被高速射流所吸引而造成贴壁射流，从而冷却并冲刷底壁面，使之避免底部结焦和过热。而煤粉由于惯性较大，大部分煤粉因惯性作直线运动进入高温回流区中，从而造成风、粉分离，实现浓、淡燃烧，有利着火、燃烧。且富集的煤粉进入缺氧的高温燃烧产物的回流区中，因而将大幅度降低由燃料氮产生的NOX生成量。利用改变控制射流流量的方法达到控制NOX生成量是本发明的一个重要特点。
两个一次风通道(1)的煤粉主燃烧器(3)，对改造旧的和设计新的四角切向燃烧锅炉都非常方便，对四角切向燃烧锅炉可将上、下两个传统矩形喷口(6)之间的内壁面打通，在其外侧面装有控制射流通道(2)，即成为具有双一次风通道(1)的煤粉主燃烧器(3)，不需增加新的给粉机和煤粉管，只用现有给粉机及煤粉管即可。也不必动水冷壁管，这样改造方便，易推广。
另外也可以将四角切向燃烧锅炉一个传统的矩形喷口(6)改成两个一次风通道(1)(见图4)，在一次风通道(1)的外侧设置控制射流通道(2)，即成为这种具有双一次风通道(1)的煤粉主燃烧器(3)，这样只用现有的一台给粉机通过分叉煤粉管(8)，将一次风煤粉(浓、淡不限)经过一次风通道(1)进入燃烧器(3)的有限空间。
对于四角切向燃烧锅炉的四个角上的所有传统的燃烧器都可按本发明的要求改造组合，从而使每个燃烧器喷出之煤粉都提前着火、燃烧，这不仅提高了燃烧的稳定性(即使在50%的低负荷下也能稳定燃烧)，而且使难以燃烧的无烟煤可以大幅度提高燃烧效率。
附图图1高效、低NOX、强稳燃的双一次风通道的煤粉主燃烧器结构示意图。
图2扁平口射流燃烧器结构示意图。
图3偏置射流燃烧器示意图。
图4四角锅炉一个矩形喷口改为两个一次风通道的煤粉主燃烧器示意图。
本发明的高效、低NOX、强稳燃的双一次风通道的煤粉主燃烧器与现有的燃烧器相比较具有以下优点。
1.本发明可以使每一个燃烧器喷出的煤粉都提前着火和强化燃烧，从而达到既能稳燃又能提高燃烧效率的两重目的，而现有的燃烧器，如，扁平口射流燃烧器(见图2)，扁置射流燃烧器(见图3)及强化型同向射流火焰稳定方法及其燃烧器，都只能达到稳燃的目的。
2.附图2、附图3的燃烧器，在常期运行中常在A、B处发生结焦，这是由于炉膛(5)高温烟气(4)和高温煤粉冲刷A、B处壁面的结果，而本发明的两个一次风通道(1)的主燃烧器(3)中，此壁面被一次风粉代替了，即二股一次风粉互相占据了对方能够产生结焦壁面处的位置，所以回流的高温烟气(4)和高温煤粉用来加热一次风粉，使其提前着火，既避免了结焦又充分利用了回流烟气和煤粒的热量。
3.附图2、附图3的燃烧器在改造旧炉或设计新炉时，均要求临近燃烧器的水冷壁移开，从而对改造旧炉带来困难。而用本发明的可控回流两个一次风通道的煤粉主燃烧器(3)时，则不需要移动水冷壁。
4.用附图2、附图3的燃烧器在改造旧锅炉和设计新锅炉时常要另装四台给粉机和四条煤粉管，这样给改造旧锅炉带来困难，而采用本发明的燃烧器(3)则不需要增加给粉机和煤粉管。
5.本发明的燃烧器(3)有更广的回流量调节范围，其控制射流速度与一次风粉速度之比在0～17之间，可适应各种煤种的需要。
6.常规的煤粉浓、淡分离是在燃烧器外面靠机械方法完成的，这种机械方法在现场对煤粉浓度的控制比较困难，不能适应煤种及运行条件的千变万化。本发明则利用改变控制射流流量的方法，既改变了烟气回流量，又可控制煤粉浓和淡在燃烧器内实现浓、淡分离，其调节方法简便、可靠。
权利要求
1.一种高效、低NOx、强稳燃的双一次风通道的煤粉主燃烧器(3)，其特征在于该燃烧器(3)，具有同向的两个一次风通道(1)，在一次风通道(1)的外侧有一个，一个以上的控制射流通道(2)，在两个一次风通道(1)轴线之间的距离H与一次风通道(1)高度(直径)h比，一般大于或等于3。
2.按照权利要求1所说的高效、低NOX、强稳燃的双一次风通道(1)的煤粉主燃烧器(3)，其特征在于一次风粉(空气与煤粉)通过一次风通道(1)进入燃烧器(3)的有限空间，控制射流(空气或蒸气)以O-音速的速度经控制射流通道(2)进入煤粉主燃烧器(3)的有限空间，控制射流与一次风粉速度之比为0～17，从而在燃烧器(3)的中部形成一个强中心回流区，使炉膛(5)的高温烟气(4)反流到燃烧器(3)内，上、下二股一次风粉都受到加热，着火。
3.按照权利要求1、2所说的高效、低NOX、强稳燃的双一次风通道(1)的煤粉主燃烧器(3)，其特征在于两股一次风粉互相占据了对方易产生结焦壁面的位置，使原来产生结焦的回流高温烟气(4)和高温煤粒用来加热上、下一次风粉，使其提前着火，避免结焦。
4.按照权利要求1、2所说的煤粉燃烧器(3)，其特征在于可通过调节控制射流的流量，来控制煤粉进入炉膛(5)前可达到，接近着火温度。
5.按照权利要求1、2所说的煤粉燃烧器(3)，其特征在于可以通过调节射流的流量控制煤粉浓和淡，在燃烧器内实现浓、淡分离，降低NOX。
6.一种由权利要求1、2所说的高效、低NOX、强稳燃双一次风通道(1)的煤粉主燃烧器(3)的用途，其特征在于它对四角切向燃烧锅炉的改造非常方便，可将锅炉四角上、下传统的矩形喷口(6)作为两个一次风通道(1)，在上、下两个矩形喷口(6)之间的内壁打通，在其外侧设置一个，一个以上控制射流通道(2)，即成为本发明的双一次风通道(1)的煤粉主燃烧器(3)，该燃烧器(3)只用现有的给粉机和煤粉管路即可，不需移动临近燃烧器的水冷壁。
7.一种由权利要求1、2所说的具有双一次风通道(1)的煤粉主燃烧器(3)的用途，其特征在于它对改造四角切向燃烧锅炉非常方便，可将四角锅炉传统的一个矩形喷口(6)改成两个一次风通道(1)，在一次风通道(1)的外侧装设控制射流通道(2)，即成为高效、低NOX、强稳燃两个一次风通道(1)的煤粉主燃烧器(3)，该燃烧器只用一台给粉机经过分叉煤粉管道(8)，将一次风粉经两个一次风通道(1)进入主燃烧器(3)的有限空间，而且不用移动临近燃烧器的水冷壁。
全文摘要
一种高效、低NO
文档编号F23D1/00GK1059022SQ91105899
公开日1992年2月26日 申请日期1991年8月29日 优先权日1991年8月29日
发明者傅维镳, 张恩仲, 周明德, 何裕昆, 韩洪樵, 黄家穆 申请人:清华大学, 哈尔滨锅炉厂, 福建永安火电厂