一种一次风浓淡分离的旋流燃烧器的制造方法
【专利摘要】一种一次风浓淡分离的旋流燃烧器，属于煤粉燃烧设备【技术领域】。本发明的主要特点是在一次风管的弯头出口处加装开放式U型导流板，在一次风管的水平段依次设置V型芯筒、三组环形挡块和中心隔筒。V型芯筒前端与U型导流板连接，其末端沿气流方向依次布置了三组环形挡块和中心隔筒。V型芯筒将一次风管的水平段分成了内外两个通道。中心隔筒将浓淡煤粉气流隔离，防止再混。内外二次风旋流叶片均可调节。本发明具有结构简单，浓淡分离效果好，浓股煤粉气流分布均匀等优点，能够保证旋流燃烧器的稳定燃烧以及低NOx排放特性。
【专利说明】一种一次风浓淡分离的旋流燃烧器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及煤粉燃烧技术，是一种分级旋流燃烧器，属于煤粉燃烧设备。
【背景技术】
[0002] 旋流煤粉燃烧器广泛应用于燃煤电站锅炉中，传统旋流燃烧器的特点是：一次风 以直流或者旋流方式进入炉膛，二次风从一次风外侧旋转进入炉膛。气流的强烈旋转，使得 在中心部分产生一个低压区，形成径向和轴向压力梯度。轴向压力梯度将使得中心部分的 烟气沿着轴线反向流动，在燃烧器出口附近形成与主气流流动方向相反的回流，将高温烟 气卷吸到燃烧器射流的根部对煤粉气流进行加热，使之着火。旋流煤粉燃烧器一般采用墙 式布置方式，大型电站锅炉旋流燃烧器的布置常采用前后墙对冲方式。与四角切圆的直流 燃烧方式相比，前后墙对冲旋流燃烧方式的炉内火焰不存在整体旋转，火焰的充满度和流 场均匀性容易调整好，炉膛出口水平烟道的烟温偏差和烟气流量偏差较小。
[0003] 传统旋流燃烧器在着火段可形成局部氧气浓度较高的区域，易产生局部火焰温度 峰值区，所以与直流燃烧器相比，传统旋流燃烧器的N0 X排放量要高一些。为了降低N0X的 排放量，一方面可以调整旋流燃烧器的配风，克服一二次风过早混合的问题；另一方面可以 通过调整一次风，将煤粉气流浓淡分离。
[0004] 将二次风分成两股或者多股气流，逐渐送入炉膛与一次风混合，实现沿射流方向 的空气分级燃烧，避免局部富氧、高温区的形成，能够控制和减少热力型N0 X和燃料型N0X的 生成。通常燃烧器都具有弯头结构，煤粉颗粒运动至弯头处，在惯性作用下将保持原有的运 动状态，在一次风的直管段沿流动方向富集。研究发现，煤粉颗粒在弯头处的惯性富集效果 能够一直保持到燃烧器出口。此外，通过在一次风管中加装挡块，导流板等装置，借助颗粒 流动过程中的惯性也能够实现浓淡分离的效果。但是，煤粉过度富集会导致局部氧量不足， 造成燃烧不稳定，影响燃烧效率。
【发明内容】
[0005] 利用弯头惯性分离的特性和二次风分级燃烧技术，针对旋流燃烧器在NOx控制方 面的问题，本发明的目的是提出一种一次风浓淡分离的旋流燃烧器，以保证稳定燃烧及低 NOx排放。
[0006] 本发明的技术方案如下：
[0007] -种一次风浓淡分离的旋流燃烧器，包括带弯头的一次风管、设置在一次风管内 的油枪风管、内二次风管和外二次风管，在内二次风管和外二次风管内分别设有内二次风 旋流叶片和外二次风旋流叶片，其特征在于：所述旋流燃烧器还含有开放式U型导流板 (3)、V型芯筒、三组环形挡块和中心隔筒；所述的开放式U型导流板布置在一次风管的弯头 出口处；所述的V型芯筒、三组环形挡块和中心隔筒安装在一次风管水平段内，V型芯筒前 端与开放式U型导流板相连，将一次风管水平段分为内外两个通道；在V型芯筒后端的一次 风管内沿气流方向依次布置三组环形挡块5和中心隔筒10。
[0008] 本发明的技术特征还在于：所述的三组环形挡块5沿气流流动方向的半径逐渐减 小，半径依次为350?39Ctam、280?32Ctam和255?295謹，距离V型芯筒（4)最后端的距 离依次为250?290mm、490?530mm和720?760mm ;中心隔筒10的半径为240?280mm， 距离出口的位置为870-910mm。
[0009] 上述技术方案中，所述的三组环形挡块沿气流流动方向的半径依次优选为371mm、 300mm和275mm，距离V型芯筒最后端的距离依次优选为270mm、507mm和738mm ;中心隔筒 的半径优选为260mm，距离出口的位置优选为890mm。
[0010] 本发明具有以下优点及突出性的技术效果：① U型导流板和V型芯筒将一次风直 管段分隔为内、外两个腔体，有效地将弯头惯性作用的浓淡煤粉气流隔开。②三组环形挡块 的设置使得煤粉向中心收缩，再向外围扩散，不仅利于煤粉的均匀分布，而且能够有效的防 止局部煤粉过浓现象。③中心隔筒将浓股与淡股气流完全隔开，有效地防止浓股煤粉气流 和淡股煤粉气流再度混合。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为本发明提供的一次风浓淡分离的旋流燃烧器结构简图。
[0012] 图2为弯头及U型导流板示意图。
[0013] 1-带弯头的一次风管；2-油枪风管；3-开放式U型导流板；4-V型芯筒；5-环形挡 块；6-内二次风管；7-内二次风旋流叶片；8-外二次风管；9-外二次风旋流叶片；10-中心 隔筒。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图进一步说明本发明的原理、具体结构和实施方式。
[0015] 图1为一次风浓淡分离的旋流燃烧器结构简图。该燃烧器主要包括带弯头的一次 风管1、设置在一次风管内的油枪风管2、内二次风管6、外二次风管8、内二次风旋流叶片7、 外二次风旋流叶片9、开放式U型导流板3、V型芯筒4、三组环形挡块5和中心隔筒10 ;内 二次风旋流叶片7和外二次风旋流叶片9分别设置在内二次风管6和外二次风管8内；所 述的开放式U型导流板3布置在一次风管1的弯头出口处；所述的V型芯筒4、三组环形挡 块5和中心隔筒10安装在一次风管的水平段内，V型芯筒4前端与开放式U型导流板相连， 将一次风管1水平段分为内外两个通道；在V型芯筒后端的一次风管内沿气流方向依次布 置三组环形挡块5和中心隔筒10。
[0016] 二次风分别由内二次风管6和外二次风管8进入燃烧器，内、外二次风管均采用周 向进气。内二次风旋流叶片7和外二次风旋流叶片9均可调节偏转角度，改变旋流数，操作 灵活方便。携带煤粉的一次风气流经带有弯头的一次风管1进入旋流燃烧器内部，在弯头 处，煤粉在惯性作用下在一次风管顶部富集，但由于开放式U型导流板3的存在，一次风管 弯头段被分成上下两个部分，约1/3煤粉在U型导流板底部运动。另外，约有1/4煤粉进入 V型芯筒4内部通道，这样就减弱了以往煤粉仅在水平管道顶部过分富集的副作用。随后， 在V-型芯筒4末端，连续布置了三组环形挡块5，形成三个先收缩后扩散的类似文丘里管形 式的通道结构，富集的煤粉气流在通过该区域时会部分向四周扩散，起到一定的浓相稀释 效果，并且有利于煤粉周向均匀分布。之后又布置了中心隔筒10,将浓淡两股气流隔离，防 止再混，形成内浓外淡的分布，然后进入炉膛，均匀浓股煤粉被卷吸到旋流二次风中，同回 流烟气混合，起到稳燃和降低NOx排放的目标。
[0017] 本发明所述的三组环形挡块与一次风管水平段同轴布置，沿气流流动方向，半径 依次为350?390mm，280?320mm和255?295mm，优选半径依次是371mm，300mm和275mm ; 距离V-型芯筒最后端的距离依次为250?290mm，490?530mm，720?760mm，优选距离依 次是270mm，507mm和738mm ;中心隔筒的半径为240?280mm，优选半径为260mm ;距离出口 的位置为870_910mm，优选距离为890mm。
【权利要求】
1. 一种一次风浓淡分离的旋流燃烧器，包括带弯头的一次风管（1)、设置在一次风管 内的油枪风管（2)、内二次风管（6)和外二次风管（8)，在内二次风管（6)和外二次风管内 分别设有内二次风旋流叶片（7)和外二次风旋流叶片（9)，其特征在于：所述旋流燃烧器还 含有开放式U型导流板（3)、V型芯筒（4)、三组环形挡块（5)和中心隔筒（10);所述的开放 式U型导流板（3)布置在一次风管（1)的弯头出口处；所述的V型芯筒（4)、三组环形挡块 (5)和中心隔筒（10)安装在一次风管水平段内，V型芯筒（4)前端与U型导流板相连，将一 次风管（1)水平段分为内外两个通道；在V型芯筒后端的一次风管内沿气流方向依次布置 三组环形挡块（5)和中心隔筒（10)。
2. 根据权利要求1所述的一种一次风浓淡分离的旋流燃烧器，其特征在于：所述的三 组环形挡块（5)沿气流流动方向的半径逐渐减小，半径依次为350?390mm，280?320mm和 255?295mm，距离V型芯筒（4)最后端的距离依次为250?290mm、490?530mm和720? 760mm ;中心隔筒（10)的半径为240?280mm，距离出口的位置为870-910mm。
3. 根据权利要求2根据权利要求1所述的一种一次风浓淡分离的旋流燃烧器，其特征 在于：所述的三组环形挡块（5)沿气流流动方向的半径依次为371mm、300mm和275mm，距离 V型芯筒（4)最后端的距离依次为270mm、507mm和738mm ;中心隔筒（10)的半径为260mm, 距离出口的位置为890mm。
【文档编号】F23D1/02GK104100971SQ201410320828
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】宗晓辉, 杨燕梅, 张海, 吕俊复, 刘青, 郑平安 申请人:清华大学