专利名称：用于四角燃烧锅炉的喷射预热燃烧器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于四角燃烧锅炉的喷射预热燃烧器，属煤粉燃烧技术领域。
背景技术：
已有的四角燃烧锅炉的燃烧器，是由一次风(一定的煤粉浓度、≤250℃的煤粉空气混合物)、二次风(≤350℃的纯空气)等喷射口组合而成。燃烧器沿高度自下而上分别设置有二次风和一次风，交替分布。当制粉系统为热风送粉时，燃烧器中还有三次风(带有10％左右的细煤粉，温度低于100℃的风粉混合物)，一般布置在燃烧器的高层。三次风体积流量大、温度低、湿度大、流速高，对炉内的燃烧工况干扰和影响很大，往往影响燃烧稳定性和煤粉的燃尽度，影响锅炉效率。在燃烧器的最上方有时为了降低NOx排放，还另设有火上风(≤350℃的纯空气)。
已有燃烧器的一次风、二次风、三次风都没有特殊的的喷口，而且每个燃烧器都是按特定煤种设计，当煤种发生变化时，会使燃烧器的燃烧工况不稳定，甚至灭火，或者烧毁燃烧器。
发明内容
本实用新型的目的是提出一种用于四角燃烧锅炉的喷射预热燃烧器，改变已有燃烧器的结构，在燃烧器的一次风、二次风、三次风处设计特殊的的喷口(喷射预热装置)，通过每个喷射预热装置的引射作用，将炉内高温烟气卷吸到喷射装置内，再与喷射介质进行强烈的传质传热，以提高各种介质喷进锅炉炉膛时的温度水平，用以提高锅炉燃烧效率和降低排烟NOx排放指标。
本实用新型设计的用于四角燃烧锅炉的喷射预热燃烧器，该燃烧器由多个喷射预热装置组成，多个喷射预热装置自下而上安置在燃烧器内。喷射预热装置由本体和喷射口组成，本体的直径D与长度L的尺寸比为L∶D＝1.0～2.5∶1，本体直径D与喷射口直径d的尺寸比例为D∶d＝1.7～2.5∶1。
本实用新型提出的用于四角燃烧锅炉的喷射预热燃烧器，通过每个喷射预热装置的引射作用，将炉内高温烟气卷吸到喷射装置内，再与喷射介质进行强烈的传质传热，由此可使各路介质迅速大幅提升温度(800～1100℃)，其温升速率可大于104℃/秒，远远超过锅炉设备能够提供的热风温度水平。由此(1)对于一次风粉能加速煤粉的燃烧反应；(2)对于二次风的纯空气可超常地提升温度，高温的二次风可促使煤粉的燃烧反应更为强烈，使燃烧进程提前；在挥发分析出和燃烧反应阶段形成更多的还原性气体，有力地控制NOx的形成；(3)对于三次风的低温稀薄风粉，由于超常的提升了温度水平，不会再干扰炉内的燃烧工况，同时对其携带的少量细煤粉也能够促使快速燃烧、燃尽；(4)对于常规温度的火上风通过超常的提升温度，可以更为有效的发挥作用。因而整个燃烧器总成设计成为了一种新型的喷射预热燃烧器系统后，可以显著优化煤粉燃烧和降低NOx的功效。本实用新型设计的用于四角燃烧锅炉的喷射预热燃烧器，除可以应用于四角燃烧炉型之外，还可以通过合理组合应用于下吹式W炉型上；此外，其喷射预热型火上风也可以应用于墙式燃烧(旋流燃烧)炉型上。
图1是本实用新型设计的燃烧器的结构示意图。其中a是燃烧器的主视图，b是燃烧器的侧视图，c是b的A-A视图。
图2是燃烧器中喷射预热装置的结构示意图。
图1和图2中，1是燃烧器中喷射预热装置的喷射口，其直径为d，2是喷射预热装置的本体，其直径为D，长度为L，3是密封耐火层，图1中，I是一次风，其介质成分为一定的煤粉浓度、低于250℃的煤粉空气混合物，II是二次风，其介质成分为低于350℃的纯空气，III是三次风，其介质成分为带有10％左右的细煤粉，温度低于100℃的风粉混合物，IV是火上风，其介质成分为低于350℃的纯空气。
具体实施方式
本实用新型提出的用于四角燃烧锅炉的喷射预热燃烧器，其结构如图1所示，该燃烧器由多个喷射预热装置组成，多个喷射预热装置自下而上安置在燃烧器内。喷射预热装置由本体2和喷射口1组成，本体的直径D与长度L的尺寸比为L∶D＝1.0～2.5∶1，本体直径D与喷射口直径d的尺寸比例为D∶d＝1.7～2.5∶1。
上述装置中喷射预热装置的结构如图2所示，本体形状为一横卧的有底桶型结构，其底部的下方偏心的设计了一喷射口1，喷射口1的一端与相应的风、粉管路相连。本体2的开口一端为出口，出口安装在锅炉的炉墙上，与锅炉的炉膛相通。从喷射口一端喷入介质(一次风、二次风、三次风或火上风)进入本体时，由于其流速较高，在本体内部的上方将形成较强的负压区，该负压区能抽吸炉膛高温烟气进入本体内部的上半部空间，形成高温烟气回流。回流的高温烟气将对喷入的介质进行有效地快速加热，因而大幅度的提高了各路介质喷入炉膛时的初始温度，从而进一步改善了煤粉的燃烧状况，并起到进一步促进降低NOx的作用。
本实用新型中的喷射预热装置，喷射口及本体的横截面，既可以是圆形，也可以是矩形或不规则形状。当截面是矩形时，D即为高度。
为了获得最佳技术效果，喷射装置的直径D与长度L的尺寸比为L/D＝1.0～2.5，直径D与喷射口直径d的尺寸比例为D/d＝1.7～2.5本实用新型的一个实例是L/D＝1.8，D/d＝1.9本实用新型所设计的喷射预热装置，依靠工作介质自设置在本体底部下方的喷射口，偏心的射入本体的下半部空腔内时，本体空腔上半部将产生负压形成负压区，该负压区与燃烧室(炉膛)内的压强形成一定的压差，从而使燃烧室内的高温烟气逆向流入本体上半部的空腔内，并随即被流动的介质引射而自本体的下部喷出。
在此过程中，在本体内高温烟气将对介质进行强烈的传质传热，使之快速、超常的升温(温升速率超过104℃/秒)。温度可达800℃～1100℃，高温介质对加速燃烧化学反应十分有利。
高温对于助燃的二次风和抑制NOx生成的火上风均很有意义，能明显促进燃烧和抑制NOx生成；而对于三次风由于其含有约10％左右的细煤粉，且空气的温度很低、湿度较大、喷射的速度很高，因此对炉膛燃烧工况干扰和影响很大，会造成燃烧的不稳定和细煤粉燃烧不充分便离开了燃烧室，增加了不完全燃烧损失份额。当三次风温大幅提升后，上述情况可以有效的得到改善因此，结合一次风应用了预热型装置，再将燃烧器总成的其他各有关喷口均按喷射预热装置设计，使整个燃烧器成为全部预热型的总成，其总效果将显著改进，可达到优化燃烧、更好的降低NOx的目的。
本实用新型的装置，将常规温度的介质(空气或含～10％细煤粉的空气混合物)自喷射管口喷入喷射装置本体的下半部，使该装置本体的上半部形成负压区。凭借这个负压区，将炉膛内的高温烟气抽吸到该装置空间的上半部负压区，并随即被介质引射卷吸进行传质传热交换，迅速提高介质温度，然后喷入炉膛。高温的空气将促进强化煤粉燃烧时的助燃作用；高温的三次风(含～10％细煤粉的稀薄混合物很难燃烧)可加速细煤粉燃尽，同时可减少干扰正常燃烧，对稳定炉内工况有利。
权利要求1.一种用于四角燃烧锅炉的喷射预热燃烧器，其特征在于该燃烧器由多个喷射预热装置组成，多个喷射预热装置自下而上安置在燃烧器内；所述的喷射预热装置由本体和喷射口组成，本体的直径D与长度L的尺寸比为L∶D＝1.0～2.5∶1，本体直径D与喷射口直径d的尺寸比例为D∶d＝1.7～2.5∶1。
专利摘要本实用新型涉及一种用于四角燃烧锅炉的喷射预热燃烧器，属煤粉燃烧技术领域。该燃烧器由多个喷射预热装置组成，多个喷射预热装置自下而上安置在燃烧器内。喷射预热装置由本体和喷射口组成，本体的直径D与长度L的尺寸比为L∶D＝1.0～2.5∶1，本体直径D与喷射口直径d的尺寸比例为D∶d＝1.7～2.5∶1。本实用新型提出的用于四角燃烧锅炉的喷射预热燃烧器，通过每个喷射预热装置的引射作用，将炉内高温烟气卷吸到喷射装置内，再与喷射介质进行强烈的传质传热，由此可使各路介质迅速大幅提升温度至800～1100℃，其温升速率可大于10
文档编号F23D1/00GK2872108SQ20062000751
公开日2007年2月21日 申请日期2006年3月3日 优先权日2006年3月3日
发明者贾臻 申请人:贾臻