一种低NO_X浓淡煤粉燃烧器的制作方法

专利名称：一种低NO_X浓淡煤粉燃烧器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种煤粉锅炉的燃烧器，具体涉及一种低NOx浓淡煤粉燃烧器。
背景技术：
在煤粉燃烧过程中，生成了大量氮氧化物气体(简称N0X)，NOx随烟气排放到大气会对环境带来严重地污染，降低NOx排放量可从两方面进行，一是控制燃烧过程中的生成量，可采用低NOx燃烧技术实现；二是对烟气进行脱氮处理。由于后者价格昂贵，现在我国重点发展的是低NOx燃烧技术。NOx的生成机理有三种热力型N0X、燃料型NOx和快速型N0X，其中，燃料型NOx是指燃料中的氮受热分解和氧化生成N0X，进一步说，主要指挥发分中的氮化合物生成的N0X，其生成量占NOx总生成量的60%-80%，这部分NOx在燃烧器出口处的火焰中心生成。要控制该区域中NOx的生成量，就应控制燃烧着火初期的过量空气系数，使燃料形成富燃料区，让煤粉在开始着火阶段处于缺氧状态，以抑制挥发分中氮化合物的氧化，实际生成的NOx数量就可明显减少。一种煤粉燃烧技术是采用浓淡煤粉燃烧器，在一次风煤粉通道中设置了煤粉浓缩器，将煤粉气流分离成浓粉流和淡粉流两股气流，这样就可在一次风总量不变的前提下提高浓粉流中的煤粉浓度，使浓粉流中的燃料在过量空气系数小于I的条件下燃烧，淡粉流中燃料则在过量空气系数大于或接近于I的条件下燃烧，两股气流合起来使燃烧器出口的总过量空气系数仍保持在合理的范围之内，浓粉流可以加快火焰传播速度，将煤粉尽快着火，在浓粉流着火后，为淡粉流提供了着火热源，后者也随之着火，整个火炬的燃烧稳定性增强，从而扩大了锅炉不投油助燃的负荷调节范围和煤种适应性。浓淡煤粉燃烧器中的实现煤粉浓淡分离的方法主要为管道弯头浓缩器、旋风分离器和百叶窗式浓缩器。


图1示出了现有的一种百叶窗水平浓淡燃烧器(此图为水平剖切后的俯视图)，一次风管31内设置的百叶窗式浓缩器包括多个竖向延伸的平板式叶片，以一次风粉气流的流向为参考方向，从上游到下游，叶片分别为起始叶片32、若干中间叶片33和终了叶片34,起始叶片和中间叶片的倾斜方向一致且与参考方向的夹角为锐角，起始叶片和中间叶片的整体排列为顺次沿其倾斜方向排列，终了叶片和起始叶片的倾斜方向相反。一次风粉气流流过浓缩器后，实现煤粉水平浓淡分离，一次风粉气流经过中间叶片和终了叶片转折处的最小过流断面后速度降低，压力下降，喷嘴出口处的压力较周围环境的压力低，增强了高温烟气的回流作用，形成回流区，卷吸高温烟气，提高煤粉气流着火的稳定性。这种百叶窗水平浓淡燃烧器实现煤粉水平浓淡分离，一次风粉气流流经起始叶片后，由于在起始叶片尾部形成较大的旋涡区，消耗大量的主流能量，产生较大的流动局部损失。发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种低NOx浓淡煤粉燃烧器，它能实现对风粉气流浓缩加速，通过对高温烟气的卷吸作用，改善煤粉的着火条件，降低NOx的生成量。为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为[0011]一种低N0X&淡煤粉燃烧器，包括一次风管，该一次风管内设置将一次风管分为上风室和下风室的水平隔板，上风室和下风室内均设置一组百叶窗式浓缩器，位于下风室的百叶窗式浓缩器包括多个水平方向延伸的叶片，以一次风粉气流的流向为参考方向，从上游到下游，叶片分别为起始叶片、若干中间叶片和终了叶片，中间叶片呈平板式，起始叶片迎风面和中间叶片的倾斜方向一致均斜向上朝向下游，起始叶片还具有斜向下朝向下游倾斜的背风面，终了叶片倾斜向下朝向下游；位于上风室的百叶窗式浓缩器同样包括起始叶片、若干中间叶片和终了叶片，它们和下风室的百叶窗式浓缩器相应叶片以水平隔板为对称面对称设置。上述低NOx浓淡煤粉燃烧器，所述起始叶片为固定在下风室底板或上风室顶板上的实心凸棱。上述低NOx浓淡煤粉燃烧器，所述中间叶片为3个，按照参考方向，分别为第一级中间叶片、第二级中间叶片和第三级中间叶片，第一级中间叶片和第二级中间叶片上具有沿水平方向延伸的狭长型窄缝。上述低NOx浓淡煤粉燃烧器，所述第一级中间叶片和第二级中间叶片上的窄缝为一条，和中间叶片水平延伸长度相当。上述低NOx浓淡煤粉燃烧器，所述窄缝宽度为15_20mm。上述低NOx浓淡煤粉燃烧器，所述终了叶片的下游边朝下游的水平方向延伸形成水平板。上述低NOx浓淡煤粉燃烧器，该燃烧器的喷口还设置周界风。上述低N0X&淡煤粉燃烧器，所述位于喷口上下侧的周界风宽度为14mm，左右侧的周界风宽度为12mm。上风室和下风室内均设置一组百叶窗式浓缩器，每组百叶窗式浓缩器包括多个水平方向延伸的叶片，实现在垂直方向上对风粉气流的浓缩加速。起始叶片还具有斜向下朝向下游倾斜的背风面，由于背风面的存在，一次风粉气流流经起始叶片后，过流断面渐变，和现有的突扩断面相比，形成的旋涡区大大减小，局部流动损失降低。本实用新型相当于将两个单浓淡煤粉燃烧器上下叠置，且两单浓淡煤粉燃烧器的浓粉气流在喷口处汇合，相对提高了浓粉流中的煤粉浓度，降低NOx生成量，两单浓淡煤粉燃烧器对高温烟气的卷吸作用在喷口处叠加，对高温烟气的卷吸作用更强，煤粉燃烧稳定性增强。以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的说明
图1为现有百叶窗水平浓淡燃烧器水平剖切后的俯视图。图2为本实用新型垂直剖切后的结构示意图。图中1 一次风管，2起始叶片，3中间叶片，4终了叶片，5周界风，6水平隔板，7上风室，8下风室，21迎风面，22背风面，42水平板，31 一次风管，32起始叶片，33中间叶片，34终了叶片。
具体实施方式
如图2所不,一种低NOx浓淡煤粉燃烧器,包括一次风管I,该一次风管内设置将一次风管分为上风室7和下风室8的水平隔板6，上风室和下风室内均设置一组百叶窗式浓缩器，位于下风室的百叶窗式浓缩器包括多个水平方向延伸的叶片，以一次风粉气流的流向为参考方向，从上游到下游，叶片分别为起始叶片2、若干中间叶片3和终了叶片4，中间叶片呈平板式，起始叶片迎风面21和中间叶片的倾斜方向一致均斜向上朝向下游，起始叶片还具有斜向下朝向下游倾斜的背风面22，终了叶片倾斜向下朝向下游；位于上风室的百叶窗式浓缩器包括和下风室的百叶窗式浓缩器结构相同的起始叶片、若干中间叶片和终了叶片，它们和下风室的百叶窗式浓缩器相应叶片以水平隔板为对称面对称设置。具体地，所述起始叶片为固定在下风室底板或上风室顶板上的实心凸棱。所述中间叶片为3个，按照参考方向，分别为第一级中间叶片、第二级中间叶片和第三级中间叶片，第一级中间叶片和第二级中间叶片上具有沿水平方向延伸的狭长型窄缝。优选地，所述第一级中间叶片和第二级中间叶片上的窄缝为一条，和中间叶片水平延伸长度相当。在第一级中间叶片和第二级中间叶片上开设狭长型窄缝，相当于把每个叶片分为沿流动方向尺寸小的两块。在相同的雷诺系数Re的情况下，旋涡区的面积近似于和叶片沿流动方向尺寸的平方成正比，这样每个小叶片的旋涡区面积将是一个大叶片的1/4左右，两个小叶片的旋涡区面积之和也仅是原来的一半左右，降低了风粉流经中间叶片的局部流动阻力，减少了风粉在中间叶片后的沉积，避免堵煤事故的发生。优选地，所述窄缝宽度为15_20mm。所述终了叶片的下游边朝下游的水平方向延伸形成水平板42。煤粉气流在流经终了叶片时，过流面积突然增大，煤粉气流的速度降低，压力下降，喷嘴出口处的压力较周围环境的压力低，形成回流区，卷吸高温烟气，提高煤粉的热解效果。终了叶片的水平板对风粉气流的扩散进行一定的限制，以控制回流区的大小，使煤粉气流中的过量空气系数维持小于1，以抑制NOX生成。该燃烧器的喷口还设置周界风5。优选地，所述位于喷口上下侧的周界风宽度为14mm，左右侧的周界风宽度为12mm。
权利要求1.一种低NOx浓淡煤粉燃烧器，包括一次风管，其特征在于该一次风管内设置将一次风管分为上风室和下风室的水平隔板，上风室和下风室内均设置一组百叶窗式浓缩器，位于下风室的百叶窗式浓缩器包括多个水平方向延伸的叶片，以一次风粉气流的流向为参考方向，从上游到下游，叶片分别为起始叶片、若干中间叶片和终了叶片，中间叶片呈平板式，起始叶片迎风面和中间叶片的倾斜方向一致均斜向上朝向下游，起始叶片还具有斜向下朝向下游倾斜的背风面，终了叶片倾斜向下朝向下游；位于上风室的百叶窗式浓缩器同样包括起始叶片、若干中间叶片和终了叶片，它们和下风室的百叶窗式浓缩器相应叶片以水平隔板为对称面对称设置。
2.根据权利要求1所述的低NOx浓淡煤粉燃烧器，其特征在于所述起始叶片为固定在下风室底板或上风室顶板上的实心凸棱。
3.根据权利要求1所述的低NOx浓淡煤粉燃烧器，其特征在于所述中间叶片为3个，按照参考方向，分别为第一级中间叶片、第二级中间叶片和第三级中间叶片，第一级中间叶片和第二级中间叶片上具有沿水平方向延伸的狭长型窄缝。
4.根据权利要求3所述的低NOx浓淡煤粉燃烧器，其特征在于所述第一级中间叶片和第二级中间叶片上的窄缝为一条，和中间叶片水平延伸长度相当。
5.根据权利要求3或4所述的低NOx浓淡煤粉燃烧器，其特征在于所述窄缝宽度为15-20mmo
6.根据权利要求1所述的低NOx浓淡煤粉燃烧器，其特征在于所述终了叶片的下游边朝下游的水平方向延伸形成水平板。
7.根据权利要求1所述的低NOx浓淡煤粉燃烧器，其特征在于该燃烧器的喷口还设置周界风。
8.根据权利要求7所述的低NOx浓淡煤粉燃烧器，其特征在于所述位于喷口上下侧的周界风宽度为14_，左右侧的周界风宽度为12mm。
专利摘要本实用新型提供一种低NOX浓淡煤粉燃烧器，包括一次风管，该一次风管内设置将一次风管分为上风室和下风室的水平隔板，上风室和下风室内均设置一组百叶窗式浓缩器，位于下风室的百叶窗式浓缩器包括多个水平方向延伸的叶片，以一次风粉气流的流向为参考方向，从上游到下游，叶片分别为起始叶片、若干中间叶片和终了叶片，中间叶片呈平板式，起始叶片迎风面和中间叶片的倾斜方向一致均斜向上朝向下游，起始叶片还具有斜向下朝向下游倾斜的背风面，终了叶片倾斜向下朝向下游；位于上风室的百叶窗式浓缩器同样包括起始叶片、若干中间叶片和终了叶片，它们和下风室的百叶窗式浓缩器相应叶片以水平隔板为对称面对称设置。
文档编号F23D1/00GK202902272SQ201220587788
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者王伟, 田鹏, 张洪言 申请人:济南海普电力节能科技有限公司