Xc-lnb低氮煤粉旋流燃烧器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种XC-LNB低氮煤粉旋流燃烧器，解决了现有煤粉旋流燃烧器存在的燃烧延迟并带来飞灰可燃物偏高、部件磨损严重、喷口结渣和高温腐蚀的问题。技术方案包括一次风通道及其喷口和位于一次风通道外周的二次风通道及其喷口，所述一次风通道由弯管段和直管段组成，所述直管段的入口处具有缩径段，所述直管段的出口处内设有煤粉分离器。本实用新型结构简单、燃烧效率高、一次风通道内阻力小、有效减轻腐蚀及磨损问题、设备使用寿命长、维护成本低。
【专利说明】XC-LNB低氮煤粉旋流燃烧器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种煤粉锅炉用煤粉燃炉器，具体的说是一种XC-LNB低氮煤粉旋流燃烧器。
【背景技术】
[0002]随着国家对电站锅炉氮氧化物排放控制的日益严格，一种全炉膛空气分级配套低NOx燃烧器的燃烧系统技术得到了广泛应用，并形成了各种流派的低NOx旋流和直流燃烧器技术。
[0003]就对冲墙式锅炉而言，为使氮氧化物在炉内得到有效还原，全炉膛分级燃烧低NOx排放技术采用把供应给炉内煤粉燃尽所需要的全部空气(氧量)分为2部分，和早期燃烧技术相同，一部分空气从下炉膛主燃烧器喷口喷入炉膛，满足煤粉早期燃烧所需氧量；而另一部分空气从炉膛上部空气喷口(燃尽风口)送人炉膛，使主燃区的空气化学当量比小于1，形成了缺氧燃烧的还原性气氛，同时在主燃区与上部风口(燃尽风口)之间形成还原性气氛区域，使早期燃烧生成的氮氧化物得到充分还原。同时，现大多旋流燃烧器本身也都采用煤粉浓淡分离和空气分级送风形式，控制风粉在燃烧器内部的混合时机，形成燃烧器喷口区域的还原性气氛，达到燃烧器区域降低氮氧化物的目的。
[0004]然而，在应用上述技术以满足国家污染物减排要求的同时，特别是应用于原传统燃烧器的改造时，目前普遍存在如下问题:1、部分空气从燃尽风口送入后，使主燃烧器区域的空气减少，出现主燃烧器区域燃烧延迟并带来飞灰可燃物偏高。2、为使一次风/煤粉混合气流产生有效的浓淡分离，燃烧器一次风道内部结构比较复杂，致使一次风通道系统阻力大，通道内部件磨损严重，电厂的运行维护成本高；3、应用全炉膛空气分级技术，燃烧器区域内空气化学当量比均小于1，由于处理不好燃烧器喷口区域的空气动力场分布，使喷口附近水冷壁区域同时处于还原性气氛，易使燃烧器喷口区域水冷壁产生结渣和高温腐蚀。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、燃烧效率高、一次风通道内阻力小、有效减轻腐蚀及磨损问题、设备使用寿命长、维护成本低的XC-LNB低氮煤粉旋流燃烧器。
[0006]技术方案包括一次风通道及其喷口和位于一次风通道外周的二次风通道及其喷口，所述一次风通道由弯管段和直管段组成，所述直管段的入口处具有缩径段，所述直管段的出口处内设有煤粉分尚器。
[0007]所述二次风通道及喷口包括位于内层的内二次风通道及其喷口和位于外层的外二次风通道及其喷口，所述内二次风通道的入口处设有轴向叶片及推拉式二次风门，所述外二次风通道的入口处设有切向叶片，所述切向叶片连接调节装置。
[0008]所述外二次风通道内还设有燃烧器油枪导管、油火检导管、和煤火检导管。
[0009]所述缩径段的缩口直径与直管段的直径比为0.6-0.75之间。
[0010]所述缩径段的缩口与煤粉分离器的间距约为1.2 — 1.6倍的一次风出口直径。
[0011]所述一次风通道的喷口及二次风通道的喷口的扩锥角的度角<35°。
[0012]通过在一次风通道的入口处设计的缩径段，在一次风/煤粉气流流过该处时，由于惯性的作用，煤粉气流便形成了浓、淡的分布，在直管段出口处布置煤粉分离器，经煤粉分离器后使不同浓度的煤粉气流分别从一次风通道的中心和四周由其喷口喷入由炉膛。技术人员可针对不同煤种的需要设计不同的粉煤分离器至缩径段缩口的距离，以达到所需要的不同的煤粉浓缩比，优选间距为1.2-1.6倍的一次风出口直径，通过控制缩径段的缩口直径与直管段的最大直径的比值可以控制煤粉的浓谈差。
[0013]所述二次风通道包括位于内层的内二次风通道和位于外层的外二次风通道，内二次风通道入口处设有轴向叶片，并可通过入口处的推拉式二次风门对内二次风的风量进行调节；外二次风道入口处设有切向叶片，可通过与切向叶片连接的调节机构进行外二次风的旋流强度的调节。通过推拉式二次风门对二次风量进行调节，通过调节装置对切向叶片角度的调节，可在燃烧器中心得到合理的高温烟气回流区，并控制一、二次风的适时混合，使中心高浓度煤粉在高温烟气回流区内快速着火，燃烧，迅速消耗内部氧量，使燃烧器在前期缺氧燃烧还原氮氧化物的同时达到煤粉高效燃尽的目的。
[0014]所述一次风通道的喷口以及二次风通道的喷口的扩锥角< 35°，通过控制合理的角度，使一、二次风的混合延迟，并使燃烧器喷口区域形成风包粉的流场结构，达到着火初期一次风内部形成缺氧气氛，使初期的氮氧化物得到充分还原，同时利用外扩结构形成的风墙达到隔离煤粉颗粒和喷口水冷壁区域管屏的目的，从而可有效缓解燃烧器区域水冷壁结焦和闻温腐蚀。
[0015]本实用新型燃烧器具有高效和低氮氧化物排放的特点，一次风通道内阻力低、同时现有低氮燃烧器存在的磨损严重，喷口结渣和高温腐蚀的问题，并具有很好的煤种适应性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型结构示意图。
[0017]图2为图1的A向视图。
[0018]其中，1- 一次风通道、1.1-缩径段、1.2-煤粉分离器、1.3-直管段、1.4_弯管段、2-内二次风通道、2.1-轴向叶片、2.2-推拉式二次风门、3-外二次风通道、3.1-切向叶片、
3.2-调节装置、4- 一次风喷口、5-燃烧器油枪导管、6-油火检导管、7-煤火检导管、8-二次风喷口、8.1-内二次风喷口、8.2-外二次风喷口。
【具体实施方式】
[0019]参见图1及图2，本发明燃烧器包括一次风通道I及一次风喷口 4，以及设于一次风通道I外周的二次风通道2及二次风喷口 8，所述二次风通道及二次风喷口 2由位于内层的内二次风通道2及内二次风喷口 8.1，和位于外层的外二次风通道3及外二次风喷口 8.2组成，所述内二次风通道2的入口处设有轴向叶片2.1及推拉式二次风门2.2，所述外二次风通道3的入口处设有连接调节装置3.2的切向叶片3.1。所述一次风通道I由后段的弯管段1.4和前段的直管段1.3组成，所述直管段1.3的入口处具有缩径段1.1，所述缩径段1.1的缩口直径M与直管段的直径L比为0.6-0.75之间，所述直管段1.3的出口处内设有煤粉分离器1.2，所述缩径段1.1的缩口距离煤粉分离器1.2的间距优选1.2-1.6倍的一次风出口直径，所述燃烧器油枪导管5、油火检导管6、煤火检导管7均位于外二次风通道3内，经二次风通道实现点火及火焰检测。所述一次风喷口 4以及二次风喷口 8 (包括内二风喷口 8.1及外二次风喷口 8.2)的扩锥角b均< 35°，通过控制合理的角度，使一、二次风的混合延迟，并使燃烧器的喷口区域形成风包粉的流场结构，达到着火初期一次风内部形成缺氧气氛，使初期的氮氧化物得到充分还原，同时利用外扩结构形成的风墙达到隔离煤粉颗粒和喷口水冷壁区域管屏的目的，从而可有效缓解燃烧器区域水冷壁结焦和高温腐蚀。
[0020]所述调节装置可以为手动或自动控制的拉杆及其传动部件，用于带动切向叶片沿切向转动相应角度，以实现对二次风的旋流强度进行调节，上述调节结构以及调节方式为本领域的常用技术手段，在此不作详述。
[0021]工作原理:
[0022]一次风(即煤粉气流)由一次风通道I进入经弯管段1.4进入直管段1.3，在直管段1.3的入口处通过缩径段1.1时，由于惯性的作用，煤粉气流便形成了浓、淡的分布，靠近中心部分的煤粉气流中煤粉浓度高，周边的气流中煤粉浓度低，然后穿过直管段1.3经煤粉分离器1.2进一步分离，使浓度高的煤粉气流集中由一次风喷口 4的中心喷出，浓度低的煤粉气流由一次风喷口 4的周边喷出，通过煤粉分离器1.2到缩径段的缩口的距离，实现控制不同的煤粉浓缩比的目的。二次风(不含煤粉的气流)由二次风通道进入，部分经内层的内二次风通道2入口处的推拉式风门2.2通过轴向叶片2.1最终进入内二次风通道2，其余部分经外层的外二次风通道3入口处的切向叶片3.1进入外二次风通道3，并分别经内二次风喷口 8.1和外二次风喷口 8.2喷出，由于所有喷口均具有扩锥角，因此可形成扩散喷出的效果。通过控制推拉式风门2.2的开度可以调节进入轴向叶片2.1的二次风的风量，从而调节内、外二次风的比例、调节装置3.2可调节切向叶片3.1的切向角度用于控制外二次风的旋流强度，最终实现控制燃烧器喷口中心高温烟气回流区和一二次风的混合时机，在适应不同煤种的着火和稳燃要求的前提下，使中心高浓度煤粉在高温烟气回流区内快速着火，燃烧，迅速消耗内部氧量，使燃烧器在前期缺氧燃烧还原氮氧化物的同时达到煤粉高效燃尽的目的，
[0023]燃烧器油枪导管5喷出的油料点火后迅速使煤粉在氧气的作用燃烧着火，最终由低氮煤粉旋流燃烧器的喷口喷出高温燃烧的火焰。
【权利要求】
1.一种XC-LNB低氮煤粉旋流燃烧器,包括一次风通道及其喷口和位于一次风通道外周的二次风通道及其喷口，所述一次风通道由弯管段和直管段组成，其特征在于，所述直管段的入口处具有缩径段，所述直管段的出口处内设有煤粉分离器。
2.如权利要求1所述的XC-LNB低氮煤粉旋流燃烧器，其特征在于，所述二次风通道及喷口包括位于内层的内二次风通道及其喷口和位于外层的外二次风通道及其喷口，所述内二次风通道的入口处设有轴向叶片及推拉式二次风门，所述外二次风通道的入口处设有切向叶片，所述切向叶片连接调节装置。
3.如权利要求2所述的XC-LNB低氮煤粉旋流燃烧器，其特征在于，所述外二次风通道内还设有燃烧器油枪导管、油火检导管、和煤火检导管。
4.如权利要求1-3任一项所述XC-LNB低氮煤粉旋流燃烧器，其特征在于，所述缩径段的缩口直径与直管段的直径比为0.6-0.75之间。
5.如权利要求1-3任一项所述XC-LNB低氮煤粉旋流燃烧器，其特征在于，所述缩径段的缩口与煤粉分离器的间距为1.2 — 1.6倍的一次风出口直径。
6.如权利要求1-3任一项所述XC-LNB低氮煤粉旋流燃烧器，其特征在于，所述一次风通道的喷口及二次风通道的喷口的扩锥角的度角< 35°。
【文档编号】F23D1/02GK203927901SQ201420156136
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】符国运, 冯旭明, 孙昌栋, 赵翠玲, 邓学志 申请人:武汉燃控科技热能工程有限公司