CN105841147A - 一种富氧煤粉回流预混燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明属于燃煤燃烧器领域，具体的说，一种富氧煤粉回流预混燃烧器，燃烧器本体包括油枪，该油枪外套有一次风管，该一次风管外套有二次风管；还包括回流帽和点火枪，所述回流帽罩在一次风筒出风口并和一次风筒留有间隙形成回流通道，所述回流帽中心开有通孔，油枪穿出一次风管并插入通孔中，油枪和通孔之间留有间隙形成风粉通道，所述油枪、一次风筒、二次风筒及回流帽在同一轴心线上；所述点火枪固定在燃烧器本体外壁，且插入二次风管中，点火枪喷口靠近油枪喷口；所述二次风管分为输送区和燃烧区，油枪、一次风管及回流帽均位于输送区内，点火枪喷口位于燃烧区内。有益效果是煤种适应性广泛、节省或不需点火能源、燃烧可控、煤粉燃尽率高。

Description

一种富氧煤粉回流预混燃烧器

技术领域

本发明属于燃煤燃烧器领域，具体的说，特别涉及一种富氧煤粉回流预混燃烧器。

背景技术

现有技术中，受限于煤粉燃烧器内部燃烧空间较小及送粉速度较快（防止堵粉等）的影响，使煤粉燃烧时间不足，特别是对于低挥发分煤种，煤粉燃尽率较低，可能会造成煤粉燃烧后飞灰含碳量较高，再则没有充分着火的煤粉进入炉膛后，不能高效地燃烧以提高炉膛温度、满足燃烧要求。

为解决上述问题，常规方式是减慢一次风筒中的送粉速度，但该方式极易造成一次风筒积粉，堵塞管道，严重影响锅炉运行，此方法不可行。

现考虑采用一种装置以满足正常速度送粉，且慢速燃烧的目的。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供本发明一种富氧煤粉回流预混燃烧器，其具有煤种适应性广泛、节省或不需点火能源、燃烧可控、煤粉燃尽率高的特点。

本发明目的是这样实现的：一种富氧煤粉回流预混燃烧器，燃烧器本体包括油枪，该油枪外套有一次风管，该一次风管外套有二次风管；还包括回流帽和点火枪，所述回流帽罩在一次风筒出风口并和一次风筒留有间隙形成回流通道，所述回流帽中心开有通孔，油枪穿出一次风管并插入通孔中，油枪和通孔之间留有间隙形成风粉通道，所述油枪、一次风筒、二次风筒及回流帽在同一轴心线上；所述点火枪固定在燃烧器本体外壁，且插入二次风管中，点火枪喷口靠近油枪喷口。

优选地，一次风筒输送一次风煤粉，二次风筒输送二次风，油枪输送点火能源；所述二次风管分为输送区和燃烧区，油枪、一次风管及回流帽均位于输送区内，点火枪喷口位于燃烧区内。

优选地，一次风煤粉是煤粉和空气的混合物，二次风是空气，点火能源是油或气或高温气体。

优选地所述一次风筒中的一部分一次风煤粉通过风粉通道向前输送，所述一次风筒中的另一部分一次风煤粉被回流帽阻挡后通过回流通道向二次风筒回流，混入二次风筒中随二次风向前慢速输送，在流经回流帽前端后再次回流与风粉通道出口的一次风煤粉预混，并由油枪的点火能源点燃后继续慢速向前输送。

采用上述结构，一次风筒管径小于二次风筒管径，一次风筒中一次风煤粉流速快，二次风筒中送入二次风流速慢。由于在一次风筒出风口处设置了回流帽，从而导致一次风煤粉被分为两个风向：一部分从风粉通道流出，另一部分回流混入二次风筒。一次风煤粉从一次风筒中喷出以后被回流帽阻挡立即减速，由二次风筒中的慢速风带动其继续输送，在流经回流帽前端后再次回流与风粉通道出口的一次风煤粉预混，并由油枪的点火能源点燃后继续慢速向前输送。通过这个结构可以有效的降低一次风煤粉的流速，达到了慢速燃烧的效果，同时避免了一次风筒管道堵塞，获得了更高效的燃尽率。即使是低挥发分煤种也可以燃烧得更充分。

优选地，油枪外套有氧管Ⅰ，油枪喷口和氧管Ⅰ前端齐平，氧管Ⅰ前端设有出风口，氧管Ⅰ外套有氧管Ⅱ，氧管Ⅱ穿在风粉通道中的管壁上开有至少2个出风口；氧管Ⅰ和氧管Ⅱ均输送氧气，氧管Ⅰ中的氧气与点火能源预混，氧管Ⅱ中的氧气与风粉通道中的煤粉预混。

采用上述结构，氧管Ⅰ对油枪中点火能源燃烧供氧，使其充分燃烧形成高温火核；氧管Ⅱ对风粉通道中的一次风煤粉供氧，和一次风煤粉预混，形成富氧煤粉流，使富氧煤粉流的着火点降低，更加容易引燃，在燃烧区中高温火核引燃富氧煤粉流，富氧煤粉流进一步引燃由二次风输送的、流经回流帽前端回流的煤粉，最后引燃全部煤粉。

优选地，还包括旋流器，旋流器位于输送区的二次风管上内，可调节二次风的旋转角度和强度。

采用上述结构，旋流器可以调节二次风的旋流强度，同时能带动回流进二次风管的旋流器一次风煤粉也进行旋流。使一次风煤粉和二次风预混更彻底，并产生卷吸效果，可以通过旋流器调节火焰长度。

优选地，所述二次风管的燃烧区从靠近输送区一侧开始依次分为前段、中段、后段；所述前段管径最大，中段是渐缩形状，后段管径最小。

采用上述结构，燃烧器中段设置成减缩形状，可以使燃烧区前段内的热量聚集，不容易损失，从而提高燃烧的温度。当温度足够高时，油枪可以间断的喷点火能源甚至稳燃后不用供应，节省点火能源。

优选地，所述二次风管的燃烧区从靠近输送区一侧开始依次分为前段、中段、后段；所述前段上安装有火检装置。

采用上述结构，采用火检装置检测燃烧器内的火焰燃烧情况。

优选地，所述点火枪旁设有气缸，气缸的活塞杆带动点火枪在二次风管内伸进和伸出。

采用上述结构，当燃烧器燃烧区在稳定燃烧时，可以抽出点火枪，避免点火枪长期处于高温中。

优选地，所述二次风管外壁还套有周界风管，所述周界风管覆盖整个燃烧区和部分输送区。

采用上述结构，燃烧器在燃烧时，燃烧区内温度很高，设置周界风管可以对燃烧区和输送区进行过热保护。

有益效果：

在一次风筒出风口处设置了回流帽，从而导致一次风煤粉被分为两个风向：一部分从风粉通道流出，另一部分回流混入二次风筒。一次风煤粉从一次风筒中喷出以后被回流帽阻挡立即减速，由二次风筒中的慢速风带动其继续输送，在流经回流帽前端后再次回流与风粉通道出口的一次风煤粉预混，并由油枪的点火能源点燃后继续慢速向前输送。通过这个结构可以有效的降低一次风煤粉的流速，达到了慢速燃烧的效果，同时避免了一次风筒管道堵塞，获得了更高效的燃尽率。即使是低挥发分煤种也可以燃烧得更充分。

燃烧器中段设置成减缩形状，可以使燃烧区前段内的热量聚集，不容易损失，从而提高燃烧的温度。当温度足够高时，油枪可以间断或停止点火能源，不用持续供应，节省能源。火检装置可以观测燃烧情况，当不需要点火枪点火时，通过气缸能将点火枪移除。同时本装置结构巧妙易于安装，后期维护也可以简易更换。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的油枪、回流帽的局部放大图；

图3为本发明实施例的一次风煤粉风向示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到 ：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位 ( 旋转 90 度或处于其他方位 )，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

实施例一：如图1所示：可以看出一种富氧煤粉回流预混燃烧器，燃烧器本体包括油枪1，该油枪1外套有一次风管2，该一次风管2外套有二次风管3；还包括回流帽5和点火枪7b，所述回流帽5罩在一次风筒2出风口并和一次风筒2留有间隙形成回流通道5b，所述回流帽5中心开有通孔，油枪1穿出一次风管2并插入通孔中，油枪1和通孔之间留有间隙形成风粉通道5a，所述油枪1、一次风筒2、二次风筒3及回流帽5在同一轴心线上；所述点火枪7b固定在燃烧器本体外壁，且插入二次风管3中，点火枪7b喷口靠近油枪1喷口；所述二次风管3分为输送区A和燃烧区B，油枪1、一次风管2及回流帽5均位于输送区A内，点火枪7b喷口位于燃烧区B内。

一次风筒2输送一次风煤粉，二次风筒3输送二次风，油枪1输送点火能源。其中一次风煤粉是煤粉和空气的混合物，二次风是空气，可以是冷风、热风或者大气风等能为煤粉提供燃烧配风的任何气体，点火能源是油或气或高温气体。

二次风管内的输送区设置有旋流器。旋流器可以调节二次风的旋流强度，同时能带动回流进二次风管的旋流器一次风煤粉也进行旋流。使预混一次风煤粉和二次风预混更彻底，并产生卷吸效果。可以通过旋流器调节火焰长度。

回流帽通过固定件和二次风管固定，固定件可以有2个或多个，本固定件可以是耐高温耐磨损的筋板。回流帽是耐磨耐高温的材料制成。

所述二次风管3的燃烧区B从靠近输送区A一侧开始依次分为前段、中段、后段；所述前段管径最大，中段10是渐缩形状，后段管径最小。燃烧器中段设置成减缩形状，可以使燃烧区前段内的热量聚集，不容易损失，从而提高燃烧的温度。当温度足够高时，油枪可以间断或停止的点火能源，不用持续供应，节省燃油能源。利用旋流器的调节作用，将火焰长度调节在输送区A前段和中段，这样可以更易于热量的回收利用。

所述二次风管3的燃烧区B从靠近输送区A一侧开始依次分为前段、中段、后段；所述前段上安装有火检装置6。采用上述结构，采用火检装置检测燃烧器内的火焰燃烧情况。

所述点火枪7b旁设有气缸7a，气缸7a的活塞杆带动点火枪7b在二次风管3内伸进和伸出。当燃烧器燃烧区在稳定燃烧时，可以抽出点火枪，避免点火枪长期处于高温中。

所述二次风管3外壁还套有周界风管9，所述周界风管9覆盖整个燃烧区B和部分输送区A。采用上述结构，燃烧器在燃烧时，燃烧区内温度很高，设置周界风管可以对燃烧区和输送区进行过热保护。

如图2、3所示，可以看出油枪外1套有氧管Ⅰ11，油枪1喷口和氧管Ⅰ11前端齐平，氧管Ⅰ11前端设有出风口，氧管Ⅰ11外套有氧管Ⅱ12，氧管Ⅱ12穿在风粉通道5a中的管壁上开有至少2个出风口12a；氧管Ⅰ11和氧管Ⅱ12均输送氧气。风粉通道5a的内径大于氧管Ⅱ的管径。氧管Ⅱ前端设出风口，只有前端穿在风粉通道5a中的管壁上开有出风口。油枪1喷口和回流帽前端齐平。

一次风煤粉在遇到回流帽之后的运动轨迹，一次风筒1中的一部分一次风煤粉通过风粉通道5a向前输送，所述一次风筒1中的另一部分一次风煤粉被回流帽3阻挡后通过回流通道5b向二次风筒2回流，混入二次风筒2中随二次风向前慢速输送，在流经回流帽3前端后再次回流与风粉通道5a出口的一次风煤粉预混，并由油枪的点火能源点燃后继续慢速向前输送。混合后的二次风流经回流帽3前端后再次回流的原因是：向前流动的二次风和回流帽前端的静止的空气存在压差，在压差的作用下混合后的二次风再次回流与风粉通道出风口的一次风煤粉预混。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种富氧煤粉回流预混燃烧器，其特征在于：燃烧器本体包括油枪（1），该油枪（1）外套有一次风管（2），该一次风管（2）外套有二次风管（3）；还包括回流帽（5）和点火枪（7b），所述回流帽（5）罩在一次风筒（2）出风口并和一次风筒（2）留有间隙形成回流通道（5b），所述回流帽（5）中心开有通孔，油枪（1）穿出一次风管（2）并插入通孔中，油枪（1）和通孔之间留有间隙形成风粉通道（5a），所述油枪（1）、一次风筒（2）、二次风筒（3）、及回流帽（5）在同一轴心线上；所述点火枪（7b）固定在燃烧器本体外壁，且插入二次风管（3）中，点火枪（7b）喷口靠近油枪（1）喷口。

2.根据权利要求1所述一种富氧煤粉回流预混燃烧器，其特征在于：一次风筒（2）输送一次风煤粉，二次风筒（3）输送二次风，油枪（1）输送点火能源；所述二次风管（3）分为输送区（A）和燃烧区（B），油枪（1）、一次风管（2）及回流帽（5）均位于输送区（A）内，点火枪（7b）喷口位于燃烧区（B）内。

3.根据权利要求2所述一种富氧煤粉回流预混燃烧器，其特征在于：一次风煤粉是煤粉和空气的混合物，二次风是空气，点火能源是油或气或高温气体。

4.根据权利要求2所述一种富氧煤粉回流预混燃烧器，其特征在于：所述一次风筒（1）中的一部分一次风煤粉通过风粉通道（5a）向前输送，所述一次风筒（1）中的另一部分一次风煤粉被回流帽（3）阻挡后通过回流通道（5b）向二次风筒（2）回流，混入二次风筒（2）中随二次风向前慢速输送，在流经回流帽（3）前端后再次回流与风粉通道（5a）出口的一次风煤粉预混，并由油枪（1）的点火能源点燃后继续慢速向前输送。

5.根据权利要求2所述一种富氧煤粉回流预混燃烧器，其特征在于：油枪（1）外套有氧管Ⅰ（11），油枪（1）喷口和氧管Ⅰ（11）前端齐平，氧管Ⅰ（11）前端设有出风口，氧管Ⅰ（11）外套有氧管Ⅱ（12），氧管Ⅱ（12）穿在风粉通道（5a）中的管壁上开有至少2个出风口（12a）；氧管Ⅰ（11）和氧管Ⅱ（12）均输送氧气，氧管Ⅰ（11）中的氧气与点火能源预混，氧管Ⅱ（12）中的氧气与风粉通道（5a）中的煤粉预混。

6.根据权利要求2所述一种富氧煤粉回流预混燃烧器，其特征在于：还包括旋流器（4），旋流器（4）位于输送区（A）的二次风管上内，可调节二次风的旋转角度和强度。

7.根据权利要求2所述一种富氧煤粉回流预混燃烧器，其特征在于：所述二次风管（3）的燃烧区（B）从靠近输送区（A）一侧开始依次分为前段、中段、后段；所述前段管径最大，中段（10）是渐缩形状，后段管径最小。

8.根据权利要求2所述一种富氧煤粉回流预混燃烧器，其特征在于：所述二次风管（3）的燃烧区（B）从靠近输送区（A）一侧开始依次分为前段、中段、后段；所述前段上安装有火检装置（6）。

9.根据权利要求2所述一种富氧煤粉回流预混燃烧器，其特征在于：所述点火枪（7b）旁设有气缸（7a），气缸（7a）的活塞杆带动点火枪（7b）在二次风管（3）内伸进或伸出。

10.根据权利要求2所述一种富氧煤粉回流预混燃烧器，其特征在于：所述二次风管（3）外壁还套有周界风管（9），所述周界风管（9）覆盖整个燃烧区（B）和部分输送区（A），周界风管（9）输送冷风或大气风。