多喷口煤粉预热燃烧器和具有其的煤粉锅炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及煤粉锅炉，尤其涉及一种煤粉预热燃烧器和一种具有该燃烧器的煤粉锅炉。
【背景技术】
[0002]燃煤锅炉的主要形式为煤粉锅炉、循环流化床锅炉和炉排炉等，而煤粉炉占锅炉总容量的90%以上，是锅炉燃煤的主要方式。燃烧器是煤粉炉的关键设备，燃烧器关系到煤粉的着火、燃烧稳定性、燃烧效率和污染物排放特性。
[0003]常规煤粉燃烧器中，煤粉均以冷粉形式喷入炉膛，煤粉喷入炉膛后面临着火和稳定燃烧问题，因此低负荷条件下，煤粉锅炉常需要投油助燃，低负荷稳定燃烧能力差，此外燃用挥发分低于10%的无烟煤、半焦等燃料时还存在着火困难、稳燃特性差和燃烧效率低等问题。实现燃料特别是低挥发分燃料变负荷的高效稳定燃烧，是煤粉高效燃烧技术遇到的主要困难。
[0004]中国专利CNlOl 158468A公开了一种煤粉高温预热方法，煤粉从循环流化床燃烧室中下部加入，从其底部通入空气，通过煤粉部分燃烧放热，将煤粉预热到800°C以上。该方法将煤粉预热至温度超过燃料着火点，高温煤粉喷入炉膛后不存在熄火和火焰不稳定的问题，有利于实现煤粉特别是低挥发分燃料的高效燃烧和低负荷稳燃；同时，因煤粉预热过程中，煤中的氮元素部分析出且转化为氮气，较好的控制了煤粉燃烧的NOx排放水平。因此，根据该方法开发的煤粉预热燃烧器具有很好的工程应用前景。但这种煤粉预热燃烧器用于大容量锅炉时，存在着单个燃烧器燃烧强度过高，而若配多个燃烧器又会增加锅炉系统的复杂性。
【实用新型内容】
[0005]为了使得煤粉预热燃烧器的喷口燃烧强度适中，提出本实用新型。
[0006]根据本实用新型的实施例的一个方面，提出了一种多喷口煤粉预热燃烧器，包括:预热燃烧室；气固分离器；和返料器，所述预热燃烧室的个数为一个，气固分离器和返料器的数量相同且至少为两个，每一个气固分离器的气体出口为燃烧器出口。
[0007]可选地，气固分离器和返料器的数量均为两个，且两个气固分离器轴对称或中心对称地布置在预热燃烧室两侧。
[0008]可选地，气固分离器和返料器的数量均为三个，且三个气固分离器以预热燃烧室中心为圆心、依次隔开120°设置在预热燃烧室外围的同心圆上。
[0009]可选地，气固分离器和返料器的数量均为四个，且四个气固分离器以预热燃烧室中心为圆心、依次隔开90°设置在预热燃烧室外围的同心圆上。
[0010]可选地，上述燃烧器中，预热燃烧室上设有煤粉加入口。该所述煤粉加入口适于加入由一次风携带的煤粉，或适于单独加入煤粉。
[0011]可选地，上述燃烧器中，全部返料器上均设有煤粉加入口。该所述煤粉加入口适于加入由一次风携带的煤粉，或适于单独加入煤粉。
[0012]根据本实用新型的实施例的另一方面，提出了一种煤粉锅炉，包括:炉膛；和燃烧器，该燃烧器为上述的多喷口煤粉预热燃烧器，一次风和预热的煤粉经由燃烧器出口喷入炉膛。可选地，煤粉预热燃烧器设置在炉膛侧壁。
[0013]本实用新型提供的煤粉预热燃烧器喷口数量增加，单个喷口燃烧强度适中，锅炉配风简单，燃料与空气更易掺混，燃烧效率高，炉膛温度分布均匀，有利于减少NOx排放，燃烧器与锅炉连接方便，简化了锅炉结构设计，特别适用于大容量煤粉锅炉。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的一个示例性实施例的多喷口煤粉预热燃烧器的正视示意图。
[0015]图2为本实用新型的一个示例性实施例的多喷口煤粉预热燃烧器的俯视示意图。
[0016]图3为本实用新型的另一个示例性实施例的多喷口煤粉预热燃烧器的正视示意图。
[0017]图4为本实用新型的又一个示例性实施例的多喷口煤粉预热燃烧器的正视示意图。
[0018]图5为本实用新型的再一个示例性实施例的多喷口煤粉预热燃烧器的正视示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本实用新型实施方式的说明旨在对本实用新型的总体实用新型构思进行解释，而不应当理解为对本实用新型的一种限制。
[0020]本实用新型的煤粉预热燃烧器，包括依次连接的预热燃烧室、气固分离器和返料器，气固分离器的气体出口即为燃烧器出口。其中，预热燃烧室仅为一个，而气固分离器和返料器数量相同、至少为两个。
[0021]煤粉的加入位置可有两种选择:一是全部从预热燃烧室上设置的煤粉加入口加入，可以是以一次风携带煤粉形成的风粉混合物形式加入，也可以用机械输送等方式如叶轮给粉机直接加入煤粉；另一种方式是分为均等的份额，从每个返料器加入，同样，也是可以以风粉混合物或仅煤粉的形式的加入。
[0022]通过控制一次风的含氧量少于煤粉的理论燃烧空气量，而使只有部分煤粉燃烧放热、并将煤粉预热至800°C以上，少量高温煤粉被气固分离器捕集、经返料器送回预热燃烧室；其余被预热至高温的煤粉随一次风从气固分离器的气体出口、也即燃烧器出口喷入炉膛。
[0023]由此，提供了一套具有多个喷口的煤粉预热燃烧器，包括:预热燃烧室；气固分离器；和返料器，所述预热燃烧室的个数为一个，气固分离器和返料器的数量相同且至少为两个，每一个气固分离器的气体出口为燃烧器出口。
[0024]为使各喷口喷出的预热煤粉量均匀，对气固分离器的布置方式有所要求。具体的可采用的结构举例如下:
[0025]如图1和2所示，预热燃烧室I横截面为圆形，两个气固分离器2轴对称的布置在预热燃烧室两侧，即气固分离器入口均从预热燃烧室上部同侧引出、并引向相反的两个方向，两气固分离器所连接的返料器3则将捕集到的固体物料从预热燃烧室I两侧返送回预热燃烧室I。该煤粉预热燃烧器具有两个通往炉膛的炉膛喷口、即燃烧器出口 21。
[0026]如图3所示，预热燃烧室I横截面为圆形，两个气固分离器2中心对称的布置在预热燃烧室两侧，对称中心为预热燃烧室的圆心。该煤粉预热燃烧器具有两个通往炉膛的炉膛喷口、即燃烧器出口 21。
[0027]如图4所示，预热燃烧室I横截面为圆形，三个气固分离器2以预热燃烧室中心为圆心、依次隔开120°设置在预热燃烧室外围的同心圆上；返料器3与预热燃烧室相连的返料点也是关于预热燃烧室中心点中心对称的。该煤粉预热燃烧器具有3个通往炉膛的炉膛喷口、即燃烧器出口 21。
[0028]如图5所示，预热燃烧室I横截面为正方形，四个气固分离器2以预热燃烧室中心点为圆心、依次隔开90°设置在预热燃烧室外围的同心圆上，也即四个气固分离器从预热燃烧室的每个侧壁上引出、并中心对称的布置在其周边，对称中心为其横截面的中心点；返料器3与预热燃烧室相连的返料点也是关于预热燃烧室中心点中心对称的。该煤粉预热燃烧器具有4个通往炉膛的炉膛喷口、即燃烧器出口 21。
[0029]本实用新型的煤粉预热燃烧器可以布置在炉膛底部，也可以布置在炉膛侧壁，通过燃烧器出口向炉膛内喷入已预热至高温的煤粉以及带有部分燃烧烟气的一次风。
[0030]本实用新型的煤粉预热燃烧器运行时，向预热燃烧室或返料器加入粒径小于200 ym的煤粉，同时加入与煤粉比例为0.5?1.5kg煤粉:1m3空气的一次风，煤粉部分燃烧，将煤粉加热到800°C以上，气体携带高温煤粉流入各气固分离器，部分颗粒被分离器捕集，经返料器送回预热室、点燃新加入的煤粉，未被捕集的颗粒从分离器的气体出口、也即预热燃料器出口喷入炉膛。
[0031]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种多喷口煤粉预热燃烧器，包括: 预热燃烧室； 气固分离器；和 返料器， 其特征在于: 所述预热燃烧室的个数为一个，气固分离器和返料器的数量相同且至少为两个，每一个气固分离器的气体出口为燃烧器出口。
2.根据权利要求1所述的多喷口煤粉预热燃烧器，其特征在于: 气固分离器和返料器的数量均为两个，且两个气固分离器轴对称或中心对称地布置在预热燃烧室两侧。
3.根据权利要求1所述的多喷口煤粉预热燃烧器，其特征在于: 气固分离器和返料器的数量均为三个，且三个气固分离器以预热燃烧室中心为圆心、依次隔开120°设置在预热燃烧室外围的同心圆上。
4.根据权利要求1所述的多喷口煤粉预热燃烧器，其特征在于: 气固分离器和返料器的数量均为四个，且四个气固分离器以预热燃烧室中心为圆心、依次隔开90°设置在预热燃烧室外围的同心圆上。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的多喷口煤粉预热燃烧器，其特征在于: 预热燃烧室上设有煤粉加入口。
6.根据权利要求5所述的多喷口煤粉预热燃烧器，其特征在于: 所述煤粉加入口适于加入由一次风携带的煤粉，或适于单独加入煤粉。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的多喷口煤粉预热燃烧器，其特征在于: 全部返料器上均设有煤粉加入口。
8.根据权利要求7所述的多喷口煤粉预热燃烧器，其特征在于: 所述煤粉加入口适于加入由一次风携带的煤粉，或适于单独加入煤粉。
9.一种煤粉锅炉，包括: 炉膛；和 燃烧器， 其特征在于: 所述燃烧器为根据权利要求1-8中任一项所述的多喷口煤粉预热燃烧器，一次风和预热的煤粉经由燃烧器出口喷入炉膛。
【专利摘要】本实用新型涉及一种多喷口煤粉预热燃烧器，包括：预热燃烧室；气固分离器；和返料器，所述预热燃烧室的个数为一个，气固分离器和返料器的数量相同且至少为两个，每一个气固分离器的气体出口为燃烧器出口。本实用新型还涉及一种具有上述多喷口煤粉预热燃烧器的煤粉锅炉。利用本实用新型的技术方案，煤粉预热燃烧器喷口数量增加，单个喷口燃烧强度适中，锅炉配风简单，燃料与空气更易掺混，燃烧效率高，炉膛温度分布均匀，有利于减少NOx排放，燃烧器与锅炉连接方便，简化了锅炉结构设计。
【IPC分类】F23C10-22, F23C10-10
【公开号】CN204554799
【申请号】CN201520215790
【发明人】吕清刚, 朱建国, 高鸣, 欧阳子区, 那永洁
【申请人】中国科学院工程热物理研究所
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月10日