专利名称：双分级旋流燃烧器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于火电厂锅炉燃烧器，具体涉及一种双分级旋流燃烧器。
现有旋流燃烧器发展至今已经有近百年历史，有普通的旋风筒燃烧器、蜗壳式燃烧器、双调风燃烧器，一次风热风置换的燃烧器等，以适应不同的煤种和锅炉。目前较为常见的双调风燃烧器，可以清洁地燃烧挥发份较高的烟煤，以降低大气污染物NOx的生成。
旧旋流燃烧器在结构形式上在燃烧器内部隔离煤粉气流(一次风)和辅助燃烧空气(二次风)，即一次风和二次风有各自独立的通道，燃烧器内部，一、二次风通道是隔离的，各不相干。离开燃烧器出口后才开始混合。旧旋流燃烧器有这样的局限性1、一次风速可调节范围小。受煤粉输送管道内最低风速的限制，普通旧燃烧器的一次风速度可调节范围较小。
2、煤粉浓度调节范围小。旧燃烧器的煤粉浓度通常采用文丘里、钝体、扭曲叶片等进行煤粉浓缩，以改变一次风管截面内煤粉浓度分布，上述方法调节煤粉浓度范围较窄；也有的燃烧器(如PAX燃烧器)，一次风采用置换方式，或一次风使用旋风子进行煤粉分离，但都在燃烧器外部进行浓缩，因而结构复杂，占的空间较大。
3、煤种适应性范围窄。旧燃烧器要求煤质稳定，或只用于燃烧贫煤，或只用于燃烧烟煤，使用过程中如果煤种变动太大，就有燃烧不稳或着火太近烧喷口的危险。
一种双分级旋流燃烧器，包括一次风粉进口1、文丘里管2、二次风进口6、内二次风通道7、外二次风通道8、内二次风漩流挡板9、外二次风漩流挡板10，其特征在于所述的一次风粉进口1与文丘里管2连接，浓淡分离管3与一次风扩容管5连接，文丘里管2的出口与浓淡分离管3的入口安装在一条中心线上并靠近，形成一次风通道与二次风通道相通的结构，在文丘里管2的出口与浓淡分离管3的入口处有一个一次风调节环4，内二次风通道7固定在一次风扩容管5的外面，外二次风通道8固定在内二次风通道7的外面，在二次风进口6内设有内二次风漩流挡板9和外二次风漩流挡板10。所述的浓淡分离管3为圆台形或喇叭形或锥形。所述的一次风调节环4可以沿文丘里管2的轴线移动。
本实用新型具有以下优点1.煤种适应性强。由于一次风速和煤粉浓度的调节幅度很宽，因此有很强的煤种适应性，预计可以适用于挥发分Vdaf＝12％的贫煤到挥发分高至Vdaf＝37％的烟煤的燃烧。
2.NOx控制效果佳。由于采取了燃料分级和空气分级燃烧相结合的清洁燃烧措施，并可以形成很深的空气分级燃烧，理论上在烟煤锅炉上比现有的双调风燃烧器NOx控制效果优越，估计对于燃烧挥发分Vdaf＝25％的烟煤锅炉，NOx可以控制到400mg/m3以内，对于贫煤锅炉NOx可控制到600mg/m3以内。
3.燃烧稳定性好，低负荷能力强。由于一次风速可以大幅度调节，煤粉可以高度浓缩，因而理论上燃烧稳定性和低负荷能力明显优于现有的其它燃烧器。
4.结构简单，便于制造、安装和维修，适合新建机组的选用和老机组的改造。结构简单，便于制造、安装和维修，由于性能优越，适合用于新机组上，同时也非常适合于燃烧贫煤和烟煤锅炉的技术改造，因而市场广泛，并由于性能优越将可为我国劣质煤的应用和火电机组的NOx减排发挥作用。
图1为本实用新型的剖视图。
图中1——一次风粉进口 2——文丘里管 3——浓淡分离管4——一次风调节环 5——一次风扩容管 6——二次风进口7——内二次风通道 8——外二次风通道 9——内二次风漩流挡板10——外二次风漩流挡板一次风和煤粉气流进入弯头后，首先通过文丘里管2进行煤粉浓缩。当煤粉气流离开文丘里管时在通道内形成中心浓度高、四周浓度低的煤粉气流，并运动到浓淡分离管3的入口。由于自身惯性力和内二次风与一次风压差(此处二次风静压小于一次风静压)的作用，处于通道四周的空气流连同小部分煤粉进入内二次风管，大部份煤粉则由于惯性力的作用进入浓淡分离管，随着圆台型浓淡分离管的通流面积的增大，一次风速度下降，因为空气四周扩散而使得通道中心的煤粉浓度更高。
通过上述的过程，一次风煤粉浓缩的程度，一次风速下降程度与分离到二次风的空气量和煤粉量有关系，这里通过调节一次风调节环4，改变一、二次风连通的面积，即可方便地控制，此外改变内二次风挡板开度以及一、二次风气流速度，也可以大幅度调节一、二次风的静压差，从而控制分离进入二次风的一次风量。
较浓的一次风煤粉有利于煤粉气流的着火，并可减少NOx的生成，同时一部分煤粉分离出来与二次风预混，从而形成了燃料分级的形式，进一步降低NOx的生成，而先分离出来的煤粉很细，包裹在主煤粉气流的外面，因而促进了着火。
燃烧器的一次风通道与二次风通道相通，在燃烧器内部将部分一次风分离到二次风内。它们之间的间隙可以利用一次风调节环进行调节。由于部分一次风可以分离到二次风内部，因而形成一次风可以调节。
在燃烧器内部将煤粉分离，较细的煤粉从一次风通道内被分离到二次风通道内部，由于惯性力和一、二次风压差，部分较细的煤粉被分离到二次风内部，从而在燃烧器内将燃料分成完全隔离的两股煤粉，一浓一淡，形成了燃料分级燃烧方式。在燃烧器内部实现了燃料分级和空气分级，因而是一种双分级的旋流燃烧器。
燃烧器通过浓淡分离管和一次风调节环的配合使用，可以大辐度的调节一次风速和煤粉浓度，以及分离到二次风的煤粉量，原则上一次风速可以调节小到30％以上，也可以不减小，燃烧器一次风煤粉浓度和分离到二次风的煤粉量的调节范围相当大，视具体结构设计而定。
权利要求1.一种双分级旋流燃烧器，包括一次风粉进口(1)、文丘里管(2)、二次风进口(6)、内二次风通道(7)、外二次风通道(8)、内二次风漩流挡板(9)、外二次风漩流挡板(10)，其特征在于所述的一次风粉进口(1)与文丘里管(2)连接，浓淡分离管(3)与一次风扩容管(5)连接，文丘里管(2)的出口与浓淡分离管(3)的入口安装在一条中心线上并靠近，形成一次风通道与二次风通道相通的结构，在文丘里管(2)的出口与浓淡分离管(3)的入口处有一个一次风调节环(4)，内二次风通道(7)固定在一次风扩容管(5)的外面，外二次风通道(8)固定在内二次风通道(7)的外面，在二次风进口(6)内设有内二次风漩流挡板(9)和外二次风漩流挡板(10)。
2.根据权利要求1所述的双分级旋流燃烧器，其特征在于所述的浓淡分离管(3)为圆台形。
3.根据权利要求1所述的双分级旋流燃烧器，其特征在于所述的浓淡分离管(3)为喇叭形。
4.根据权利要求1所述的双分级旋流燃烧器，其特征在于所述的浓淡分离管(3)为锥形。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的双分级旋流燃烧器，其特征在于所述的一次风调节环(4)可以沿文丘里管(2)的轴线移动。
专利摘要一种双分级旋流燃烧器，一次风粉进口与文丘里管连接，浓淡分离管与一次风扩容管连接，文丘里管的出口与浓淡分离管的入口安装在一条中心线上，形成一次风通道与二次风通道相通的结构，在文丘里管的出口与浓淡分离管的入口处有一个一次风调节环，内二次风通道固定在一次风扩容管的外面，外二次风通道固定在内二次风通道的外面，在二次风进口内设有内二次风和外二次风漩流挡板。该燃烧器适应性强，NOx控制效果佳，燃烧稳定性好，低负荷能力强，结构简单，便于制造、安装和维修。
文档编号F23D1/02GK2564873SQ0225309
公开日2003年8月6日 申请日期2002年9月9日 优先权日2002年9月9日
发明者周虹光, 梁法光, 徐党旗, 马筠, 陈国辉, 朱晓昕 申请人:国电热工研究院