专利名称：用于燃烧器煤料喷嘴的扩散器的制作方法
通常用于燃烧器煤料喷嘴的锥形喷嘴，用来将煤料分配在四周。以往的经验说明，如果煤料颗粒可以均匀地分布在煤料管道的内表面周围，那么燃烧效率将提高。这表现为未燃烧碳的损失较低以及散发的一氧化二氮可能较少。
美国专利第4,380,202号示出了一种用于具有一扩散器的双调风燃烧器的混合器，该混合器包括一称作为“拉长—菱形塞头”的表面缩小的锥体，以及同轴地包围该塞头的截头锥形护罩。塞头支架牢固地将塞头固定到护罩的内部。塞头支架被加工成形为使空气携带的粉状燃料的流动阻力最小。除了图中所示的平行于扩散器的轴线的两个塞头架以外，对于塞头架的数量没再作进一步的揭示。
美国专利第4,479,442号是指一种用于粉状煤料的文氏管喷嘴，它包括具有多个涡流叶片的扩张的分流器。
美国专利第2,912,942号示出了一种具有圆周方向隔开的多个叶片的粉状燃料燃烧器。它们的横截面都是三角形，它们的顶点都向着燃烧器轴线。叶片都位于截头锥形护罩的内表面上。
本发明是提出一种用于锥形扩散器的支撑腿部结构，以改善粉状煤料在煤料燃烧器中的煤料喷嘴周围的分布情况。根据本发明，设计了一表面缩小的锥体，它具有四条均匀间隔在表面缩小的锥体周围的支撑腿部，并且位于锥体和截头锥形护罩之间。四条支撑腿部全部与燃烧器轴线成锐角，特别是10°角。
使用四条成角度的支撑腿部，由于它可形成很好的、出人意料的流动方式，使得其优于先前用两条平行于喷嘴轴线的支撑腿部的设计。
因此，本发明的一个目的在于提供一种用于具有一轴线和一内表面的煤料喷嘴的煤料燃烧器的扩散器，该扩散器包括具有锥形上游和下游端的表面缩小的锥体，以定位在煤料喷嘴中的喷嘴轴线上；有一小直径上游端和大直径下游端的截头锥形护罩，它位于表面缩小锥体的周围；以及多个连接到表面缩小锥体上、并通过该护罩径向向外延伸、以连接到煤料喷嘴上的支撑腿部，各个支撑腿部锐角地斜向煤料喷嘴的轴线，以将经煤料喷嘴输送并通过扩散器的粉状煤料均匀地喷出。
本发明的另一个目的在于采用四条各自成平板形、并各自以近似10°的角度斜向煤料喷嘴轴线的支撑腿部。
本发明的再一个目的在于提供一种用于煤料喷嘴的改进的扩散器，其设计简单，结构牢固并且造价低。
构成本发明的新颖性的各个特征具体地在所附的并构成本说明文本一部分的权利要求书中指出。为了较好地理解本发明、通过使用所获得的操作优点和特殊目的，涉及示出本发明一较佳实施例的叙述部分。
图1是具有本发明的扩散器的煤料燃烧器的轴向截面图；图2是本发明的扩散器的后视图；以及图3是沿图2线3-3的截面图。
图1示出了具有本发明锥形扩散器的一种典型的燃烧器。扩散器10靠近上游管弯14的出口端部12c，以重新分配煤料。一表面渐缩的锥体或截头锥形护罩16截聚一些煤料，并将之推向煤料喷嘴20的内表面18。本发明的扩散器包括四条与喷嘴轴线24成角度的支撑腿部22。
研制本发明的煤料扩散器用来改善煤料喷嘴周围的煤料分配情况。新的锥形扩散器10保留了原有设计的表面渐缩的锥体11，但又添加了另外的支撑腿部。请见图2，所有四条支撑腿部22都倾斜成10°角度。这四条支撑腿部的使用可使这种扩散器优于任何已有的设计。
这种结构具有较好分配煤料的优点，并且更能承受喷嘴上游的煤料卷成绳状。
本发明人采用现有的煤管结构以一典型的煤料与空气的负荷比来定量测试这种新扩散器。对于本发明的扩散器，在燃烧器喷嘴的端部处的空气速度分布显示出煤料的均匀分配情况与已有技术相比有实质性改善。经扩散器向喷嘴端部的煤料颗粒速度也有提高。新设计与已有技术相比在边缘周围有好得多的分配情况，并且在中心有较低速的核心。对于这种结构和截荷，在获得改善的分配情况下，新设计增加了三分之一英寸水位计风力损失。
煤料卷成绳状发生在由空气携带的颗粒(煤料)的传送过程中。颗粒由流动介质所拖拉，由于管道，流动介质使颗粒在流动模式的变化中滞后。这使得煤料变得集中，并在管道横截面的小部分中移动。这种煤料的“卷成绳状”经管道移向燃烧器喷嘴。本发明的具有四条支撑腿部的扩散器有助于破坏这种集中的煤料绳状，而提供较好的煤料分配。
这些改进将在燃煤锅炉中显露出来，即降低未燃烧碳的损失，降低一氧化二氮的散发。
参见图1，安装有本发明的扩散器10的燃烧器由总体标号10指出，装在一形成在炉体的内壁32和外壁34之间的风箱30内。弯头14连接至初级空气和粉状的或其它颗粒状的煤料源上。煤料沿煤料喷嘴20输送，并生成火焰，在图1中该火焰标记为不同的部分A，B，C和D。
在煤料喷嘴20的出口或下游端部周围形成一环形的、内部次级空气空间36，并且在火焰基部周围输送次级空气，以形成高温一燃料的充足脱去挥发份作用区A。在标号35处，一些内部次级空气再循环到火焰的基部。
一外部次级空气区38形成在内部区的周围以输送与火焰混合的外部次级空气混合物39，从而在区域B中形成还原类，区域C中的NOx分解，区域D中的炭氧化。滑动挡板42调节流到次级区的空气流，它通过一空气测量装置44测定。可调节的旋转叶片46设置在内部和外部次级空气区中。一空气分离板48设置在次级空气区的内部和外部之间，并且也设置在用来使火焰成形为指向空气流的煤料喷嘴20的出口端处。旋转叶片50也可设置在外部次级空气区的上游端，以进一步改变火焰的特征。
虽然为了说明本发明的原理的应用，已经详细示出和描述了本发明的一个具体实施例，但是可以理解，只要不脱离这些原理还可用其它方法体现本发明。
权利要求
1.一种用于煤料燃烧器的扩散器，它具有含一轴线和一内表面的煤料喷嘴，所述扩散器包括有锥形的上游和下游端的表面渐缩的锥体，以定位在煤料喷嘴轴线上的煤料喷嘴中；具有一小直径上游端和一较大直径下游端的一截头锥形护罩，它位于表面渐缩的锥体周围；以及多个连接至所述表面渐缩锥体上并经所述护罩径向向外延伸以连接至所述煤料喷嘴上的支撑腿部，所述各个支撑腿部以锐角斜向所述煤料喷嘴的轴线，而均匀地喷射经所述煤料喷嘴输送的粉状煤料，并通过扩散器。
2.如权利要求1所述的扩散器，其特征在于，所述锐角近似10°。
3.如权利要求2所述的扩散器，其特征在于，包括四条连接至所述表面渐缩锥体并在所述煤料喷嘴轴线周围等距隔开的支撑腿部。
4.如权利要求3所述的扩散器，其特征在于，所述各条支撑腿部是一块平板。
5.一种燃烧颗粒状煤的燃烧器，它包括；形成一风箱的装置；沿一喷嘴轴线经风箱延伸的煤料喷嘴；在喷嘴中的一扩散器，所述扩散器包括一表面渐缩的锥体，该锥体具有锥形的上游端和下游端，以定位在煤料喷嘴轴线上的煤料喷嘴中；具有一小直径上游端和一较大直径下游端的一截头锥形护罩，它位于所述表面渐缩的锥体的周围；多个连接至所述表面渐缩的锥体、并经所述护罩径向向外延伸、以连接至所述煤料喷嘴上的支撑腿部，各个所述支撑腿部以一锐角斜向所述煤料喷嘴的所述轴线以均匀地喷射由所述煤料喷嘴输送的粉状煤料，并通过该扩散器；在所述煤料喷嘴的出口端周围形成内部和外部次级空气区的装置，以将次级空气从所述风箱输送到围绕所述喷嘴的一出口端的区域中；以及用来向所述煤料喷嘴提供颗粒状煤料和初级空气的装置。
6.如权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，包括多个在所述各个内部和外部次级空气区中的旋转叶片。
7.如权利要求6所述的燃烧器，其特征在于，所述锐角近似10°。
8.如权利要求7所述的燃烧器，其特征在于，它包括四条连接至所述表面渐缩的锥体并在所述煤料喷嘴轴线周围等距隔开的支撑腿部。
9.如权利要求8所述的燃烧器，其特征在于，所述各个支撑腿部是一块平板。
全文摘要
一种用于煤料燃烧器的扩散器具有含一轴线和一内表面的煤料喷嘴，所述扩散器包括有锥形的上游和下游端的一表面渐缩的锥体，以定位在煤料喷嘴轴线上的煤料喷嘴中；具有一小直径上游端和较大直径下游端的截头锥形护罩位于表面渐缩的锥体周围；以及多个连接至所述表面渐缩锥体上并经护罩径向向外延伸以连接至煤料喷嘴上的支撑腿部，各支撑腿部以锐角斜向所述煤料喷嘴的轴线，而均匀喷射经所述煤料喷嘴输送的粉状煤料，并通过扩散器。
文档编号F23D1/00GK1162717SQ9610666
公开日1997年10月22日 申请日期1996年5月22日 优先权日1996年5月22日
发明者杰弗雷A·拉罗斯 申请人:巴布考克及威尔考克斯公司