本发明涉及一种煤粉燃烧器，特别涉及一种五通道煤粉燃烧器。
背景技术
氮氧化物(nox)是造成大气污染的主要污染源，煤炭燃烧是nox的主要来源之一，为了控制日益严重地nox污染，国家环保局于1996年3月7日颁布了《火电厂大气污染物排放标准》(gb13223-26)，标准中明确规定了300mw及以上机组固态排渣煤粉炉nox排放量不得超过650mg/m3，如果不采取低nox排放措施，很难满足nox的排放要求。2000年9月1日执行的《中华人民共和国大气污染防治法》也提出了对nox排放治理的要求。nox控制主要有两种途径，一是采用低氧化氮燃烧技术减少nox的生成，二是从烟气中脱除nox。在我国目前的经济水平下，前者是较为有效、经济可行的方法；后者的主要问题是投资太高，不适合于我国的国情。旋流燃烧器在我国电站锅炉及其它煤粉应用领域占有一定的比例。采用旋流燃烧器的大型煤粉锅炉有其独特的优点：首选可以避免采用直流燃烧器四角切圆燃烧产生的过热器区的热偏差；其次是对炉膛形状没有严格的要求，不必一定接近正方形，这给尾部对流受热面的布置带来了极大的方便。旋流燃烧器依靠高温回流区作为稳定的热源，使煤粉气流及时着火并稳定燃烧，普通旋流燃烧器一、二次风混合强烈，温度峰值高，nox生成量大。随着我国机组日益向大容量发展，对旋流煤粉燃烧技术的发展提出了迫切的要求。因此，研究低nox旋流煤粉燃烧技术对我国电力工业及整个国民经济的发展都是有十分重要的意义。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种五通道煤粉燃烧器，其能够降低煤粉燃烧器中nox的生成量。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种五通道煤粉燃烧器，包括同轴设置的中心风管、旋流风管、煤风管和外轴流风管，所述外轴流风管外同轴套设有平衡风管，所述平衡风管的一端向内延伸设置有凸缘一，所述凸缘一内壁沿平衡风管轴向设置有截面为半圆形的平衡风孔，并且所述平衡风孔圆周阵列设置在凸缘一内壁。
通过上述方案，煤风管内外的中心风管、旋流风管和外轴流风管依然采用一台风机供风，增加一台离心风机用于给平衡风管提供平衡风，是基于喷煤管大速差的原理，强化了喷煤管多级供风效果；从而有效降低有害气体，并防止头部结焦，延长了喷煤管头部使用寿命；且有稳固内三大主通道的正常运行的作用，降低了维护成本。凸缘一的设置使得平衡风管端部变窄，当平衡风进入平衡风孔内时，风速提高，加强了其对煤粉的搅动效果。
同时平衡风道可有效防止燃烧器的头部磨损及保持一定形状的火焰，防止出现局部高温烧损窑皮的现象。本结构型式的燃烧器由于通道风速较高，燃烧器的推力大，可满足各种燃料的充分燃尽，对提高劣质煤的利用十分有利。同时由于一次净风量低，一次风（含煤风与净风）比例只有8.6%，相应可降低煤粉燃烧器中nox的生成量。
进一步的，所述外轴流风管端部向外侧位于外轴流风道二处设置有凸缘二，所述凸缘二和凸缘一之间留有空隙。
通过上述方案，在平衡风从入平衡风孔内向空隙内涌入，在外轴流风管外形成环流，提高空气和煤粉的混合效果。
进一步的，所述凸缘二长度小于凸缘一的长度，所述凸缘一和凸缘二靠近管道内部的一端分别设置有斜面一和斜面二。
通过上述方案，平衡风的风向分别在斜面一和斜面二处发生改变，从而在进入平衡风孔内时形成涡流，吹出的涡流风对煤粉具有打散作用，使其能够更加的燃烧完全。
进一步的，所述平衡风孔内壁沿其轴向阵列设置有若干螺旋片。
通过上述方案，螺旋片能够提高从平衡风孔内吹出的涡流风的大小。
进一步的，所述平衡风孔外端面设置有倒角。
通过上述方案，倒角用于减小端面对平衡风的阻力。
进一步的，所述平衡风管外壁设置有耐火泥层。
通过上述方案，耐火泥层对管件具有保护作用，减小高温对管件的损伤。
进一步的，所述外轴流风管带有凸缘二的一端向内水平延伸设置有凸台，所述凸台内沿外轴流风管轴向阵列设置有若干外轴流风出风孔。
通过上述方案，外轴流风出风孔用于吹出外轴流风。
进一步的，所述中心风管端部设置有环状的中心风喷嘴，所述中心风管内同轴设置有喷油管，所述中心风喷嘴端面周向均布若干中心风出风孔。
通过上述方案，中心风出风孔用于吹出中心风，用于补充管道中部的空气。
进一步的，所述中心风出风孔的左侧设置有储气腔。
通过上述方案，储气腔用于储气，从而使得中心风孔的风能够更加的均衡。
进一步的，所述中心风喷嘴外固定套设有导流环，导流环外壁周向均布若干螺旋导流槽。
通过上述方案，螺旋导流槽用于吹出螺旋风，其直接和煤粉接触，加速煤粉的扩散。导流环可拆卸更换，从而获得不同的旋流风。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、煤风管内外的中心风管、旋流风管和外轴流风管依然采用一台风机供风，增加一台离心风机用于给平衡风管提供平衡风，是基于喷煤管大速差的原理，强化了喷煤管多级供风效果；从而有效降低有害气体，并防止头部结焦，延长了喷煤管头部使用寿命；且有稳固内三大主通道的正常运行的作用，降低了维护成本。凸缘一的设置使得平衡风管端部变窄，当平衡风进入平衡风孔内时，风速提高，加强了其对煤粉的搅动效果；
2、同时平衡风道可有效防止燃烧器的头部磨损及保持一定形状的火焰，防止出现局部高温烧损窑皮的现象。本结构型式的燃烧器由于通道风速较高，燃烧器的推力大，可满足各种燃料的充分燃尽，对提高劣质煤的利用十分有利。同时由于一次净风量低，一次风（含煤风与净风）比例只有8.6%，相应可降低系统nox的生成量。
附图说明
图1为实施例用于体现其整体结构的示意图；
图2为实施例用于体现其与窑炉连接端内部结构的示意图；
图3为图2中a处的放大图；
图4为图3中b处的放大图；
图5为实施例用于体现喷嘴端面结构的示意图。
图中，1、喷油管；2、中心风管；3、旋流风管；4、煤风管；5、外轴流风管；51、凸缘二；511、斜面二；52、空隙；6、平衡风管；61、凸缘一；611、斜面一；62、平衡风孔；621、倒角；63、螺旋片；601、中心风道；602、旋流风道；603、煤风道；604、外轴流风道；605、平衡风道；606、支撑块；7、中心风喷嘴；701、中心风出风孔；702、储气腔；703、外轴流风出风孔；8、导流环；801、螺旋导流槽；9、凸台；10、导风柱；11、外轴流风进风导管；12、旋流风进风导管；13、中心风进风导管；14、煤风导管；15、平衡风进气导管；16、锚固件；17、耐火泥层；18、伸缩节；19、喷油器；20、行车支架；21、加强筋。
具体实施方式
一种五通道煤粉燃烧器，如图1、图2与图4所示，图中燃烧器右端和窑炉连接，用于给窑炉输送空气和煤粉，该煤粉燃烧器包括由内向外依次同轴套接的喷油器管1，中心风管2，旋流风管3，煤风管4，外轴流风管5和平衡风管6。
如图2和3，喷油器管1用于插接安装喷油器19，喷油器管1与中心风管2之间形成中心风道601，中心风管2与旋流风管3之间形成旋流风道602，煤风管4与旋流风管3形成煤风道603，外轴流风管5与煤风管4形成外轴流风道604，平衡风管6和外轴流风管5之间形成平衡风道605。相邻管道之间均设置有支撑块606，以提高整体强度；平衡风管6外表面设置大量锚固件16，锚固件16外设置耐火泥层17，用于保护管件，锚固件16埋设在耐火泥层17中，起固定作用。
如图1所示，燃烧器远离窑炉的一端设置有导风柱10，导风柱10上分别连通设置有：
外轴流风进气导管11，其与外轴流风管5连通；
旋流风进风导管12，其与旋流风管3连通；
中心风进风导管13，其与中心风管2连通；
煤风管4一侧连通设置有煤风导管14；在平衡风管6外壁连通设置有平衡风进气导管15。
煤风管4与外轴流风管5间设置伸缩节18，伸缩节18为柔性结构，当燃烧器工作并发生振动时，伸缩节18可以吸收振动，减少设备振动对管道的影响，保护燃烧器不受损伤。
如图2所示，煤风管4与外轴流风管5间架设行车支架20，用以与行车连接，当燃烧器停机检修时，可以通过行车移动燃烧器，脱离工作位，相应的，外轴流风管5的连接处上，设有加强筋21，以提高管道整体强度。
如图3与图5所示，中心风管2末端套设有中心风喷嘴7，图中中心风喷嘴7右端面周向均布有若干中心风出风孔701，并且该中心风出风孔701设置有两排，中心风出风孔701的左侧设置有储气腔702；中心风喷嘴7外固定套设有导流环8，导流环8外壁周向均布若干螺旋导流槽801，并且导流环8外壁与旋流风管3内壁抵触；外轴流风管5末端向内延伸设置凸台9，凸台9与煤风管4外壁抵触，凸台9内周向均布若干外轴流风出风孔703，用以喷出外轴流风。
平衡风管6的右端部向内延伸设置有凸缘一61，凸缘一61内壁沿平衡风管6轴向设置有截面为半圆形的平衡风孔62，并且平衡风孔62圆周阵列设置在凸缘一61内壁，平衡风孔62内壁沿其轴向阵列设置有若干螺旋片63，平衡风孔62外端面设置有倒角621。外轴流风管5端部向外侧位于外轴流风道604处设置有凸缘二51，凸缘二51长度小于凸缘一61的长度，凸缘二51和凸缘一61之间留有空隙。凸缘一61和凸缘二51靠近管道内部的一端分别设置有斜面一611和斜面二511。
具体实施说明：
当燃烧器启动时，喷油器19加压喷出雾化柴油，由窑炉内的点火器点燃，煤粉通过煤风管4吹入窑炉，中心风管2，旋流风管3和外轴流风管5通过导风柱10给风，并分别由中心风出风孔701，螺旋导流槽801和外轴流风出风孔703吹出。用一台离心风机给平衡风管6提供平衡风，基于喷煤管大速差的原理，强化了喷煤管多级供风效果。
煤粉经柴油引燃后，喷油器19停止喷油。平衡风的风向分别在斜面一611和斜面二511处发生改变，从而在进入平衡风孔62内时形成涡流，吹出的涡流风对煤粉具有打散作用，使其能够更加的燃烧完全。在平衡风从入平衡风孔62内向空隙52内涌入，在外轴流风管5外形成环流，提高空气和煤粉的混合效果。从而有效降低有害气体，并防止头部结焦，延长了喷煤管头部使用寿命；且有稳固内三大主通道的正常运行的作用，降低了维护成本。凸缘一61的设置使得平衡风管6端部变窄，当平衡风进入平衡风孔62内时，风速提高，加强了其对煤粉的搅动效果。燃烧过程中燃烧器头部存在由高温烟气回流，形成负压区，同时其火焰消除了局部高温，沿窑长的温度曲线变化平稳，可以有效抑制氮氧化物的产生，达到节能环保的效果。
该五通道煤粉燃烧器，是基于多年的工程使用实践，参考国内外的煤粉燃烧器的使用情况，在对原四通道煤粉燃烧器的优缺点进行充分分析的基础上，采用现代最新燃烧技术的大速差和强旋流理论，结合煤粉燃烧特性，运用计算机仿真技术，综合考虑多学科研究和发展成果研制而成。本五通道煤粉燃烧器适用于水泥行业及其它各类回转窑，具有一次风用量比例低、燃烧推力大等显著技术特点。其高速的出口射流，大大强化了煤粉和高温二次风的混合，提高了煤粉燃烧效果，燃烧器火力强，火焰形状合理，对各种煤质包括无烟煤及低热值的劣质煤的适应性强；其结构设计精巧，火焰调节手段简单适用，且火焰形状随时满足窑内工况的需要，有利于完成合理的煅烧制度，提高产品质量；其卓越的燃烧特性，显著的发挥，提高了回转窑的煅烧能力和提高产品质量。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。