专利名称：一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，适用于2-35吨蒸汽、热 水锅炉，炉窑、锻造、炼钢，化工、纺织、造纸、路桥拌和站及冷骨料加热等各种工业生产对热 能需求的燃烧装置，属于煤粉燃烧器技术领域。
背景技术：
层燃锅炉是目前工业锅炉广泛应用的炉型，由受压部件、链条炉排等主要部件组 成，燃料煤在炉排上层状燃烧，燃烧时与空气的混合不充分，造成燃烧不彻底、燃烬率低、Q4 损失大，浪费燃煤，排烟含N0x、S02、粉尘浓度高，污染环境。为解决这些问题，为解决这些问 题，申请人曾于2007年02月12日申请了名称为《低氮氧化物轴向涡流粉煤燃烧器》实用 新型专利(公开号为CN201014436)。又于2007年6月11日申请了名称为《低NOx多管轴 向涡流粉煤燃烧器》的发明专利(申请号为200710110815. 5)，但这两种燃烧器任然存在下 述缺点1，由于燃烧器的燃烧温度很高，从而影响燃烧器的使用寿命。为了解决上述问题，申请人于2008年7月28日申请了名称为《低NOx液态排渣双 旋流煤粉燃烧器》的实用新型专利(公开号为CN201293314Y)。虽然该煤粉燃烧器采用了两 次风的燃烧方式，但是经过实践发现任然存在下列缺陷1、由于工业锅炉在运行过程中负 荷变化频繁且波动幅度大，该专利产品在应用中对负荷变化的适应性不好；2、排渣不顺畅， 容易在排渣口爬渣长期间运行导致渣口堵塞甚至停炉。
发明内容
本发明的目的是提供一种能满足工业锅炉负荷变化的要求，排渣顺畅即能固态排 渣又能液态排渣，保证长期安全稳定运行的煤粉燃烧装置。为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了 一种低NOx固液态排渣双旋流煤 粉燃烧设备，包括燃烧室总成，在燃烧室总成的前端设有喷火口，燃烧室总成的后端与二次 风室相连，燃烧室总成的一次风/煤粉喷嘴设于二次风室内，其特征在于，在燃烧室总成外 包裹有工作衬，在工作衬外包裹有冷却水套件，在一次风/煤粉喷嘴上设有旋流叶栅，一次 风/煤粉喂入装置与一次风/煤粉喷嘴相连。进一步，所述工作衬包括不定性耐火材料层，在不定性耐火材料层内设有柱形导 热金属锚固件。所述冷却水套件包括冷却水内套及冷却水外套，在冷却水外套上设有冷却水出水 管及冷却水进水管。所述一次风/煤粉喂入装置包括一次风/煤粉管法兰，一次风/煤粉管法兰依次 连接一次风/煤粉均流器及一次风/煤粉管，在一次风/煤粉管上设有一次风/煤粉喷头， 在一次风/煤粉喷头外围有一圈一次风/煤粉旋流叶片。所述旋流叶栅由6-12片旋流叶片组成。在所述一次风/煤粉喷头外围有3-12片所述一次风/煤粉旋流叶片。
所述旋流叶片的长度Ll为80-120mm，高度Hl为30-50mm，厚度为l_5mm。所述一次风/煤粉旋流叶片的长度L2为300-400mm，高度H2为90-110mm，厚度Dl 为4-8mm，倾角α为6° 45°。在所述喷火口的底部设有排渣口，排渣口连接燃烧室总成，在排渣口内设有捕渣屏。所述喷火口与燃烧室总成的直径比例为35% 85%。本发明使煤粉/空气混合气体在燃烧器内分区段、贫氧燃烧，从而产生还原反应， 使氮氧化物还原C0+N0 —C02+N2Η2+Ν0 — Ν2+Η20CHi+NO —HCN+0HCN+NO — N2+-(过量空气系数 α < 1)NO+C — N2+C0从上述反应式的生成物可以看出，NOx的生成被抑制，达到洁净燃烧，获得NOx减 排的效果；本发明增加一次风/均流器，采用同轴向双旋流份区段控制燃烧，使150 300目 的小颗粒煤粉可与热空气混合充分、燃烧速度快，燃烬率高达99. 5% ；液态捕渣率高于95% 以上，降低排烟中的粉尘浓度(其液态灰渣含Si0260%、含Al20325%均是钾基硅酸钠和硅 酸铝、硅胶产品的生产原料)，减少烟尘排放量；本发明在燃烧室筒体设有冷却水套，而且将燃烧室筒体内壁的工作衬做为绝热 层，提高本发明的使用寿命。本发明的优点是燃烧充分，节能减排效果显著，使用寿命延长。目前，全国使用的 2-35吨蒸汽、热水工业锅炉、炉窑成千上万，依据本发明的技术方案来改造，将会产生巨大 的减排社会效益，又会获得惊人的节能经济成果。
图1为本发明提供的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备的结构示意图；图2为工作衬结构示意图；图3为图1的C向视图；图4为一次风/煤粉喂入装置示意图；图5为旋流叶栅部分剖视图；图6为旋流叶栅展开图；图7为一次风/煤粉旋流叶片示意图。
具体实施例方式以下结合实施例来具体说明本发明。实施例如图1所示，为本发明提供的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，包括燃 烧室总成1，在燃烧室总成1的前端设有喷火口 7，喷火口 7与燃烧室总成1的直径比例为35% 85%。燃烧室总成1的后端与二次风室2相连，燃烧室总成1的一次风/煤粉喷嘴 5设于二次风室2内，在燃烧室总成1外包裹有工作衬2，在工作衬2外包裹有冷却水套件 3，在一次风/煤粉喷嘴5上设有旋流叶栅6，环状旋流叶栅6与一次风/煤粉喷嘴5的轴向 相对位置为0 650mm，环状二次风旋流叶栅6的直径为小于等于燃烧室总成1的内径且 大于等于一次风/煤粉喷嘴5的外径。一次风/煤粉喂入装置8与一次风/煤粉喷嘴5相 连。如图2所示，工作衬2包括焊接在冷却水内套壁面上的柱形导热金属锚固件18。 柱形导热金属锚固件18的直径为4 30mm、长度为IOmm 250mm的金属柱或同直径的金 属管。柱形导热金属锚固件18之间的间距为IOmm 250mm。还包括厚度为IOmm 250mm 的不定性耐火材料层17。如图1所示，所述冷却水套件3包括冷却水内套12及冷却水外套11，在冷却水外 套11上设有冷却水出水管10及冷却水进水管19。如图4所示，所述一次风/煤粉喂入装置8包括一次风/煤粉管法兰20，一次风/ 煤粉管法兰20依次连接一次风/煤粉均流器21及一次风/煤粉管22，在一次风/煤粉管 22上设有一次风/煤粉喷头24，在一次风/煤粉喷头24外围有一圈一次风/煤粉旋流叶 片23。如图5及图6所示，所述旋流叶栅6由6-12片旋流叶片25组成。如图5所示，所 述旋流叶片25的长度Ll为80-120mm，高度Hl为30-50mm，厚度为l_5mm。如图4所示，在所述一次风/煤粉喷头24外围有3-12片所述一次风/煤粉旋流 叶片23。如图7所示，所述一次风/煤粉旋流叶片23的长度L2为300_400mm，高度H2为 90-110mm，厚度 Dl 为 4-8mm，倾角 α 为 6° 45°。 如图1及图3所示，在所述喷火口 7的底部设有排渣口 16。排渣口的U形底部与燃 烧室总成1的工作衬2的底部在同一圆周上，宽度为50mm 500mm，长度为150mm 800mm。 排渣口 16连接燃烧室总成1，在排渣口 16内设有捕渣屏13。 本发明燃用一定细度的二类烟煤。一次风/煤粉在二次风切向气流的作用下去组 织强烈的旋转气流，大部分煤粉在高温离心气流的作用下贴壁旋转流动的过程中，在燃烧 室总成1的工作衬2上的熔融灰渣层表面迅速强化燃烧、液化，由于自重和粘滞作用运行速 度很低与二次风的高速流动形成很大的相对速度，使液态熔渣贴壁下移，在捕渣屏13的作 用下沿设定的渣槽排出燃烧器。
权利要求
一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，包括燃烧室总成(1)，在燃烧室总成(1)的前端设有喷火口(7)，燃烧室总成(1)的后端与二次风室(2)相连，燃烧室总成(1)的一次风/煤粉喷嘴(5)设于二次风室(2)内，其特征在于，在燃烧室总成(1)外包裹有工作衬(2)，在工作衬(2)外包裹有冷却水套件(3)，在一次风/煤粉喷嘴(5)上设有旋流叶栅(6)，一次风/煤粉喂入装置(8)与一次风/煤粉喷嘴(5)相连。
2.如权利要求1所述的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，其特征在于，所述 工作衬(2)包括不定性耐火材料层(17)，在不定性耐火材料层(17)内设有柱形导热金属锚 固件(18)。
3.如权利要求1所述的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，其特征在于，所述 冷却水套件(3)包括冷却水内套(12)及冷却水外套(11)，在冷却水外套(11)上设有冷却 水出水管(10)及冷却水进水管(19)。
4.如权利要求1所述的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，其特征在于，所述 一次风/煤粉喂入装置(8)包括一次风/煤粉管法兰(20)，一次风/煤粉管法兰(20)依次 连接一次风/煤粉均流器(21)及一次风/煤粉管(22)，在一次风/煤粉管(22)上设有一 次风/煤粉喷头(24)，在一次风/煤粉喷头(24)外围有一圈一次风/煤粉旋流叶片(23)。
5.如权利要求1所述的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，其特征在于，所述 旋流叶栅(6)由6-12片旋流叶片(25)组成。
6.如权利要求4所述的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，其特征在于，在所 述一次风/煤粉喷头(24)外围有3-12片所述一次风/煤粉旋流叶片(23)。
7.如权利要求5所述的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，其特征在于，所述 旋流叶片(25)的长度Ll为80-120mm，高度Hl为30_50mm，厚度为l_5mm。
8.如权利要求6所述的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，其特征在于，所 述一次风/煤粉旋流叶片(23)的长度L2为300-400mm，高度H2为90_110mm，厚度Dl为 4-8mm，倾角 α 为 6° 45°。
9.如权利要求1所述的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，其特征在于，在 所述喷火口 (7)的底部设有排渣口(16)，排渣口 (16)连接燃烧室总成(1)，在排渣口 (16) 内设有捕渣屏(13)。
10.如权利要求1所述的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，其特征在于，所 述喷火口(7)与燃烧室总成(1)的直径比例为35% 85%。
全文摘要
本发明的技术方案是提供了一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，包括燃烧室总成，在燃烧室总成的前端设有喷火口，燃烧室总成的后端与二次风室相连，燃烧室总成的一次风/煤粉喷嘴设于二次风室内，其特征在于，在燃烧室总成外包裹有工作衬，在工作衬外包裹有冷却水套件，在一次风/煤粉喷嘴上设有旋流叶栅，一次风/煤粉喂入装置与一次风/煤粉喷嘴相连。本发明的优点是燃烧充分，节能减排效果显著，使用寿命延长。目前，全国使用的2-35吨蒸汽、热水工业锅炉、炉窑成千上万，依据本发明的技术方案来改造，将会产生巨大的减排社会效益，又会获得惊人的节能经济成果。
文档编号F23D1/02GK101915420SQ20101018059
公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月19日 优先权日2010年5月19日
发明者潘玉明, 贾明生, 郑雯平 申请人:上海题桥能源科技发展有限公司