专利名称：高效燃烧低污染排放油燃烧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油燃烧器，尤其涉及一种适用于各容量等级燃油锅炉、高效燃烧低污染排放的油燃烧器，属于燃烧器技术领域。
背景技术：
燃油锅炉作为电站锅炉的一种，虽然在国内由于燃料成本等原因市场份额较小， 但在国际上仍有较好的市场前景。油燃烧器是燃油锅炉的重要组成部件之一，现有的油燃烧器主要由油喷嘴和调风器组成，油喷嘴安置在调风器轴心线上，将油雾化成细滴，以一定的扩散角喷入燃烧室内，与调风器送入的空气相混后着火燃烧。对燃油锅炉采用的油燃烧器而言，如果燃烧及配风组织不好，不仅会由于燃烧不完全产生大量黑烟，还会产生大量氮氧化物等污染物，对生态环境造成严重危害，因此如何采取措施减少油燃烧器的氮氧化物排放，是包括燃油/燃气锅炉在内的所有火力发电机组面临的一项刻不容缓的工作。现有的燃烧器大多为风道点火燃烧器，风道点火燃烧器主要用于循环流化床锅炉的床下点火，床下点火由于点火热量利用率高，点火启动速度快、点火热分配均勻等优点， 广泛运用于大型循环流化床的点火启动系统中。但是，现有的风道点火燃烧器在运行的过程中，常存在燃烧不稳定，点火风道燃损，点火燃烧器自身燃损等问题，从而影响了点火燃烧器的正常使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于各容量等级燃油锅炉、高效燃烧低污染排放的油燃烧器，避免以往油燃烧器在运行中容易出现的燃烧不完全而冒黑烟、污染物排放量高等的技术问题，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。本发明目的通过下述技术方案来实现一种高效燃烧低污染排放油燃烧器，包括油燃烧器本体、油燃烧器喷头和等压风箱，所述油燃烧器本体设于等压风箱内，油燃烧器本体包括设于其中轴线上的油枪套管和依次套设于油枪套管外围的一次风管、二次风管和分级风管，所述分级风管、二次风管和一次风管均与油枪套管同一中轴线；所述一次风管与油枪套管之间形成一次风道，一次风道的端部设稳燃器，所述二次风管与一次风管之间形成二次风道，二次风道内设轴向位置可调的轴向旋流器，所述分级风管与二次风管之间形成分级风道，在所述分级风管的入口处设有切向旋流器；在所述一次风管远离油燃烧器喷头的一端设有火焰分割环。作为一种优选方式，所述轴向旋流器的叶片角度为45-55度。作为进一步优选方式，所述切向旋流器由一组沿圆周均勻排列的M个叶片组成。作为一种优选方式，所述油枪套管的外壁固定有第一支撑架，一次风管通过第一支撑架与油枪套管固定。
作为一种优选方式，所述一次风管的外壁固定有第二支撑杆，二次风管通过第二支撑杆与一次风管固定。作为一种优选方式，所述分级风管通过设于其一端的固定法兰板与二次风管固定。作为进一步优选方式，所述等压风箱外设有保温密封箱。作为进一步优选方式，所述油燃烧器本体还包括二次风门调节装置、二次风旋流调节装置和分级风门调节装置；二次风门调节装置和二次风旋流调节装置通过拉杆穿过并伸出油燃烧器本体和保温密封箱，分级风门调节装置通过调节转轴穿过并伸出油燃烧器本体，所述调节转轴与油燃烧器本体通过执行器的摆臂相连。与现有技术相比，本发明的有益效果本发明高效燃烧低污染排放油燃烧器能够有效实现高效燃烧、低污染排放，可以有效避免以往油燃烧器在运行中容易出现的燃烧不完全而冒黑烟、污染物排放量高，尤其是氮氧化物排放量高等问题；本高效燃烧低污染排放油燃烧器还可以用普通煤粉锅炉的点火启动燃烧器；具体来说
1.本发明采用了大尺度的分级送风形式，能够有效保证油燃烧器的稳定着火和燃烧；
2.油燃烧器采用大尺寸的稳燃器，使少量的根部风旋转强烈，能够更好实现与油雾的混合，降低着火初期的炭黑生成量，减少黑烟；
3.二次风采用轴向旋流器、分级风采用切向旋流器，在燃烧的不同阶段形成不同的气流分布；
4.采用火焰分割环结构，进一步实现燃烧所需用风的分级送入，降低氮氧化物的排
放；
5.油燃烧器采用多种调节装置，可以灵活实现多种燃烧配风组合和旋流强度，对锅炉负荷的响应更为快速敏捷；
6.在油燃烧器的端部设置有保温密封箱，可以方便的实现油燃烧器与风箱的安装。
图1是本发明的结构示意图。其中油枪套管-1， 一次风管_2， 二次风管_3， 分级风管_4， 等压风箱-5， 稳燃器_6， 轴向旋流器_7， 切向旋流器_8， 火焰分割环-9， 二次风门调节装置-10， 二次风旋流调节装置-11， 分级风门调节装置-12， 保温密封箱-13， 第一支撑架-14， 第二支撑杆-15， 一次风道-16， 二次风道-17， 分级风道-18，法兰板-19， 拉杆-21， 调节转轴-22， 执行器-23， 摆臂-24，油燃烧器喷头-102， 油燃烧器本体-101。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。图1示出了本发明实施例提供的高效燃烧低污染排放油燃烧器，为了便于说明， 仅示出了与本发明实施例相关的部分。实施例1
如图1所示，本发明高效燃烧低污染排放油燃烧器包括油燃烧器本体101、油燃烧器喷头102和等压风箱5，所述油燃烧器本体101设于等压风箱5内，所述等压风箱5外设有保温密封箱13，油燃烧器所有的供风均来自于等压风箱5。油燃烧器本体101包括设于其中轴线上的油枪套管1和依次套设于油枪套管1外围的一次风管2、二次风管3和分级风管 4，所述分级风管4、二次风管3和一次风管2均与油枪套管1同一中轴线；具体来说，所述油枪套管1的外壁固定有第一支撑架14，一次风管2通过第一支撑架14与油枪套管1固定； 所述一次风管2的外壁固定有第二支撑杆15，二次风管3通过第二支撑杆15与一次风管2 固定；所述分级风管4通过设于其一端的固定法兰板19与二次风管3固定。所述一次风管 2与油枪套管1之间形成一次风道16，一次风道16的端部设稳燃器6，所述二次风管3与一次风管2之间形成二次风道17，二次风道17内设轴向位置可调的轴向旋流器7，所述轴向旋流器7的叶片角度为45-55度。所述分级风管4与二次风管3之间形成分级风道18，在所述分级风管4的入口处设有切向旋流器8 ；所述切向旋流器8由一组沿圆周均勻排列的 24个叶片组成。在所述一次风管2远离油燃烧器喷头102的一端设有火焰分割环9。所述油燃烧器本体101还包括二次风门调节装置10、二次风旋流调节装置11和分级风门调节装置12 ；二次风门调节装置10和二次风旋流调节装置11通过拉杆21穿过并伸出油燃烧器本体101和保温密封箱13，分级风门调节装置12通过调节转轴22穿过并伸出油燃烧器本体101，所述调节转轴22与油燃烧器本体101通过执行器23的摆臂M相连，也可采用手动调节的方式，即调节转轴22与油燃烧器本体101通过手动调节机构相连。本发明油燃烧器的作用过程如下
油枪套管1的主要作用是放置油枪。油枪套管1布置在整个油燃烧器的中轴线位置， 起到确定整个油燃烧器中心位置的作用，油燃烧器其余各风管均是与油枪套管中轴线同轴的同轴圆筒状结构。一次风管2的主要作用是在为油燃烧器提供一次风，使油雾在着火以前便与一次风进行混合，以防止燃油出现高温分解；一次风通过油枪套管与一次风管之间的一次风道送入炉膛。在一次风道内还布置有大尺寸、高旋流强度的稳燃器，使得根部风能够更好的参与燃烧；同时选取适当的一次风速和一次风率，使得根部风的混合更加均勻，满足燃烧初期的要求。二次风管3的主要作用是在为油燃烧器提供二次风，二次风是油燃烧器燃烧所需用风的主要部分一次风管和二次风管之间的二次风道内设置有轴向位置可调的旋流器， 其目的是使经过的风产生旋转，旋转的风在离开燃烧器喷口后向四周扩张，在燃烧器出口的中心处形成一个负压区，从而使高温烟气回流至此，回流的高温烟气可以提供足够的热量使燃料着火。在二次风旋流强度的选取上，为避免出现燃料在燃烧器出口形成一个较大的高温回流区，燃烧反应过于剧烈，燃烧器区域的火焰尖峰温度过高，选用45 55°的叶片角度，即选择了较小旋流强度的旋流器。分级风管4的主要作用是在为油燃烧器提供分级风，分级风采用切向进风的方式，即在分级风管的入口处及进风口上游设有切向旋流器，即采用一组M个叶片沿圆周方向均布，通过调节叶片角度可以改变通过切向旋流器的风道通流面积和风的进入方向，便可以灵活调节分级风量和旋流强度。本燃烧器为了实现大尺度的分级送风，采用了大比例的分级风量，其分级风率为燃烧器总风量的35 45%，与常规油燃烧器采用较小分级风率甚至于没有分级风有着显著的不同，可以最大限度的降低氮氧化物等污染物的排放。火焰分割环9的主要作用是为了更好的实现高效低污染排放的燃烧，火焰分割环设置在一次风管的头部，设计有一定的角度和深度，使得二次风在通过火焰分割环9时得以改变送入方向，可以推迟二次风与火焰的混合时间，在根部火焰与主火焰之间形成一道屏障，即将火焰在直径方向分割为两部分。本油燃烧器通过设置火焰分割环9可与不同角度的二次风和分级风扩锥角度相配合，形成不同油枪出力及不同油品燃烧的最佳气流分布。二次风门调节装置10、二次风旋流调节装置11和分级风门调节装置12的主要作用是灵活实现多种燃烧配风组合和旋流强度，对锅炉负荷的响应更为快速敏捷。二次风门调节装置和二次风旋流调节装置通过拉杆穿过燃烧器面板和保温密封箱伸出燃烧器外， 拉杆尾部为螺纹杆，通过转动调节装置中相应的调节螺母便可调节风门和旋流器的轴向位置。分级风门调节装置通过调节转轴穿过燃烧器面板伸到燃烧器外，转轴与燃烧器用执行器的摆臂相连，通过执行器或手动驱动，由摆臂将往复的直线运动转化为主动轴的转动，并带动其余23个从动轴转动，以实现M个三次风门挡板的同步开关。将分级风门关小时，可减小分级风量、增加分级风旋流强度；将分级风门开大时，可增加分级风量、减小分级风旋流强度。在锅炉上进行燃烧对比试验采用一台DBC-HCLP 800kg/h的油燃烧器和普通重油燃烧器进行热态燃烧试验对比，在同样的试验工况下，经测试本油燃烧器氮氧化物排放量最低为338. 7 mg/Nm3i3% O2(此为浓度单位，折算到3%含氧量)，远远低于普通油燃烧器氮氧化物排放在600 700mg/Nm3@3% O2的水平。由此得出，本发明油燃烧器可以有效避免以往油燃烧器在运行中容易出现的燃烧不完全而冒黑烟、污染物尤其是氮氧化物排放量高等问题。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高效燃烧低污染排放油燃烧器，包括油燃烧器本体(101)、油燃烧器喷头(102) 和等压风箱(5)，所述油燃烧器本体(101)设于等压风箱(5)内，其特征在于油燃烧器本体(101)包括设于其中轴线上的油枪套管(1)和依次套设于油枪套管(1)外围的一次风管 (2)、二次风管(3)和分级风管(4)，所述分级风管(4)、二次风管(3)和一次风管(2)均与油枪套管(1)同一中轴线；所述一次风管(2)与油枪套管(1)之间形成一次风道(16)，一次风道(16)的端部设稳燃器(6)，所述二次风管(3)与一次风管(2)之间形成二次风道(17)，二次风道(17)内设轴向位置可调的轴向旋流器(7)，所述分级风管(4)与二次风管(3)之间形成分级风道(18)，在所述分级风管(4)的入口处设有切向旋流器(8)；在所述一次风管(2) 远离油燃烧器喷头(102)的一端设有火焰分割环(9)。
2.如权利要求1所述的高效燃烧低污染排放油燃烧器，其特征在于所述轴向旋流器 (7)的叶片角度为45-55度。
3.如权利要求1或2中任一权利要求所述的高效燃烧低污染排放油燃烧器，其特征在于所述切向旋流器(8)由一组沿圆周均勻排列的M个叶片组成。
4.如权利要求1所述的高效燃烧低污染排放油燃烧器，其特征在于所述油枪套管(1) 的外壁固定有第一支撑架(14)，一次风管(2)通过第一支撑架(14)与油枪套管(1)固定。
5.如权利要求1所述的高效燃烧低污染排放油燃烧器，其特征在于所述一次风管(2) 的外壁固定有第二支撑杆(15)，二次风管(3)通过第二支撑杆(15)与一次风管(2)固定。
6.如权利要求1所述的高效燃烧低污染排放油燃烧器，其特征在于所述分级风管(4) 通过设于其一端的固定法兰板(19 )与二次风管(3 )固定。
7.如权利要求3所述的高效燃烧低污染排放油燃烧器，其特征在于所述等压风箱(5) 外设有保温密封箱(13)。
8.如权利要求7所述的高效燃烧低污染排放油燃烧器，其特征在于所述油燃烧器本体(101)还包括二次风门调节装置(10)、二次风旋流调节装置(11)和分级风门调节装置 (12) ；二次风门调节装置(10)和二次风旋流调节装置(11)通过拉杆(21)穿过并伸出油燃烧器本体(101)和保温密封箱(13)，分级风门调节装置(12)通过调节转轴(22)穿过并伸出油燃烧器本体(101)，所述调节转轴(22)与油燃烧器本体(101)通过执行器(23)的摆臂 (M)相连。
全文摘要
本发明公开了一种高效燃烧低污染排放油燃烧器，油燃烧器本体包括设于其中轴线上的油枪套管和依次套设于油枪套管外围的一次风管、二次风管和分级风管，所述分级风管、二次风管和一次风管均与油枪套管同一中轴线；所述一次风管与油枪套管之间形成一次风道，一次风道的端部设稳燃器，所述二次风管与一次风管之间形成二次风道，二次风道内设轴向位置可调的轴向旋流器，所述分级风管与二次风管之间形成分级风道，在所述分级风管的入口处设有切向旋流器；在所述一次风管远离油燃烧器喷头的一端设有火焰分割环。本发明油燃烧器能够有效实现高效燃烧、低污染排放，可有效避免以往油燃烧器在运行中容易出现的燃烧不完全而冒黑烟、污染物排放量高等问题。
文档编号F23D11/36GK102563640SQ20121001604
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者刘泰生, 叶恩清, 张定海, 张山鹰, 李家全, 王军, 莫春鸿, 谢佳, 陈灿, 陈阳 申请人:东方电气集团东方锅炉股份有限公司