CN101696802B - 可控涡宽煤种微油点火燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控涡宽煤种微油点火燃烧器。其一次风管道经煤粉浓缩器与二级煤粉燃烧室连通，一级煤粉燃烧室安装在二级煤粉燃烧室内，二级煤粉燃烧室伸入在三级煤粉燃烧室内，与二级煤粉燃烧室连接的三级煤粉燃烧室侧面等分开有多个二次风进口。可控涡钝体的中心风管的一端为空腔圆锥体，中心风管贯穿在一次风管道、煤粉浓缩器和一级煤粉燃烧室内，空腔圆锥体伸出在一级煤粉燃烧室端面外，在空腔圆锥体底部圆周上均匀的开有多个圆孔，多个油燃烧室斜向等分穿过二级煤粉燃烧室后安装在一级煤粉燃烧室上。采用可控涡钝体，延长了煤粉在燃烧器内的停留时间，提高着火稳定性。本发明既可用作点火燃烧器、又可作为主燃烧器及低负荷稳燃的燃烧器。

Description

可控涡宽煤种微油点火燃烧器

技术领域

本发明涉及一种煤粉燃烧器，尤其是涉及一种可控涡宽煤种微油点火燃烧器。

背景技术

火力发电站锅炉启动和低负荷稳燃的常规方法是采用大油枪投油暖炉、助燃的方式。依炉型不同，锅炉冷态启动从点火到投煤粉带负荷期间需投入燃油50～200T。而采用微油点火助燃技术，根据能量逐级放大的原理，可用高能油枪直接点燃少量煤粉，然后逐级点燃更多的煤粉；从而实现锅炉冷炉启动时用微量的油即可实现锅炉点火，以及在停炉、低负荷和超低负荷稳燃时用微量的油稳定锅炉燃烧，根据煤种的不同，节油效果一般可达60～98％。目前，我国在微油点火技术领域已经取得了相当多的成果，积累了丰富的经验。中国专利ZL03255982.8，ZL200520145352.2等公布了几种不同形式的微油点火燃烧器，这些燃烧器在实现微油点火和低负荷稳燃方面都有各自的长处；但这类燃烧器一般都采用了单侧布置油枪的方式，因此对煤粉的加热是单面加热；这就导致加热时间长，要求整个煤粉燃烧器的尺寸较长。这对于相当多的电厂来说是难以做到的，因为对于已投运的电厂，放置整个煤粉燃烧器的位置(即一次风管道的接口法兰位置与煤粉燃烧室的接口法兰位置)已经固定，即整个煤粉燃烧器长度的上限值已定。于是当整个煤粉燃烧器的实际所需长度超过上限值时，就会导致燃烧器出口煤粉燃尽率的降低；这就大大降低了点火的稳定性，甚至导致无法正常点火。ZL200710156019.5采用多油枪布置解决了单面加热的问题，但其对煤种的适应性仍有局限，缺乏可调性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可控涡宽煤种微油点火燃烧器，它能够大幅提高着火稳定性，并具有良好的燃料适应性的微油点火煤粉燃烧器。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明包括横截面为圆形且轴心重合的一端有弯头的一次风管道、煤粉浓缩器、一级煤粉燃烧室、二级煤粉燃烧室和三级煤粉燃烧室；一次风管道经一段内陷而形成喉部的变径管道的煤粉浓缩器与二级煤粉燃烧室连通，一级煤粉燃烧室安装在二级煤粉燃烧室内，二级煤粉燃烧室伸入在三级煤粉燃烧室内，与二级煤粉燃烧室连接的三级煤粉燃烧室侧面等分开有多个二次风进口。可控涡钝体为中心风管，中心风管的一端为空腔圆锥体，中心风管贯穿在一次风管道、煤粉浓缩器和一级煤粉燃烧室内，中心风管的空腔圆锥体伸出在一级煤粉燃烧室端面外，在空腔圆锥体底部圆周上均匀的开有多个圆孔，多个油燃烧室斜向等分穿过二级煤粉燃烧室后安装在一级煤粉燃烧室上。

所述的圆锥体底部圆周上的圆孔直径为1～2mm。

所述的油燃烧室为三个，每两个油燃烧室轴线之间的夹角为120°，每个油燃烧室出口轴线与一级煤粉燃烧室内表面交于一点，过该点的法线与油燃烧室出口轴线间的夹角为6～12°，具体数值要根据煤粉燃烧室直径大小而定，三个油燃烧室出口轴线相切于煤粉燃烧室内的一个假想圆。

本发明具有的有益效果是：

采用三油枪切向布置，在一级煤粉燃烧室内部可行成一旋转火炬，该火炬可与煤粉气流进行强烈的紊流质、热交换，迅速加热煤粉，并可一定程度延长煤粉的停留时间；可控涡钝体大小虽然一定，但可通过调整中心风管的风量，使钝体向外喷出的圆锥体型气幕大小产生变化，客观上相当于设置了大小可调的钝体，因此，可以控制一级燃烧室出口形成的高温回流区大小，这样，就可根据燃煤挥发分大小，调整中心风管内的风量，达到适应煤粉燃烧的效果。

另外，可控涡钝体的存在，进一步延长了煤粉在燃烧器内的停留时间，提高着火稳定性。本发明给出的微油点火煤粉燃烧器，既可用作点火燃烧器、又可作为主燃烧器及低负荷稳燃的燃烧器。

附图说明

图1是本发明的微油点火煤粉燃烧器的剖视结构示意图。

图2是图1的右视示意图。

图3是可控涡钝体的纵剖结构示意图。

图4是图3的A-A局部剖视图。

图中：1、一次风管道，2、煤粉浓缩器，3、油燃烧室，4、一级煤粉燃烧室，5、可控涡钝体，6、二级煤粉燃烧室，7、三级煤粉燃烧室，5.1、中心风管，5.2、空腔圆锥体，5.3、圆孔，7.1、二次风进口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1、图2所示，本发明包括横截面为圆形且轴心重合的一端有弯头的一次风管道、煤粉浓缩器2、一级煤粉燃烧室4、二级煤粉燃烧室6和三级煤粉燃烧室7；一次风管道1经一段内陷而形成喉部的变径管道的煤粉浓缩器2与二级煤粉燃烧室6连通，一级煤粉燃烧室4安装在二级煤粉燃烧室6内，二级煤粉燃烧室6伸入在三级煤粉燃烧室7内，与二级煤粉燃烧室6连接的三级煤粉燃烧室7侧面等分开有多个圆形或方形的二次风进口7.1。可控涡钝体5为中心风管5.1，中心风管5.1的一端为空腔圆锥体5.2，中心风管5.1贯穿在一次风管道1、煤粉浓缩器2和一级煤粉燃烧室4内，中心风管5.1的空腔圆锥体5.2伸出在一级煤粉燃烧室4端面外，在空腔圆锥体5.2底部圆周上均匀的开有多个圆孔5.3，多个油燃烧室3斜向等分穿过二级煤粉燃烧室6后安装在一级煤粉燃烧室4上，中心风管与高压空气或工业氧气源连接，气体可从钝体的微孔中喷入燃烧室，形成一个圆锥体状的气幕。

如图3、图4所示，所述的圆锥体5.2底部圆周上的圆孔5.3直径一般为1～2mm，孔间距可为5～10mm。

如图2所示，所述的油燃烧室3为三个，每两个油燃烧室轴线之间的夹角为120°，每个油燃烧室出口轴线与一级煤粉燃烧室4内表面交于一点，过该点的法线与油燃烧室出口轴线间的夹角为6～12°，具体数值要根据煤粉燃烧室直径大小而定，三个油燃烧室出口轴线相切于煤粉燃烧室内的一个假想圆。

本发明的微油点火煤粉燃烧器实际工作时情形如下：

一次风携带煤粉进入一次风通道1，当通过煤粉浓缩器2时，煤粉气流被浓缩。依据惯性原理，当煤粉气流的流通截面突然扩大时，浓煤粉气流将保持惯性而集中进入一级煤粉燃烧室4，而淡煤粉气流则会发生偏转穿过一级和二级煤粉燃烧室中间环缝进入二级煤粉燃烧室6。从油燃烧室3喷出的油火焰将在煤粉气流外侧形成一环绕火炬直接冲刷到浓煤粉气流的四周，形成剧烈的传质、传热过程，使煤粉迅速升温并着火燃烧；高温产物穿过可控涡钝体后进入二级煤粉燃烧室6，加热并点燃二级煤粉燃烧室6内的剩余煤粉气流。在经过钝体时，由于钝体的扰流作用，将使高温烟气和未燃烧的煤粉气流发生伞状偏转，其作用有三：一是增强与周边淡煤粉气流的混合传热过程，强化着火；二是延长煤粉在二级煤粉燃烧室6内的停留时间，促进着火进程；三是在钝体后部形成一个稳定的高温回流区，从而提高煤粉气流的着火稳定性。气流产生的伞状偏转的角度可以通过增减中心风管内的气体流量来调整，如对挥发分较小难以着火的无烟煤，可以加大中心风管内的气体流量，以形成更大的涡流区从而卷吸更多的高温烟气，并制造更强的混合扰动从而强化着火过程。由于一次风气流中空气的含量只占总风量的20％～40％，而浓煤粉中，空气比例更小，因此一级煤粉燃烧室内有可能由于缺氧而阻碍燃料的进一步燃烧，而这部分涡流风则可以部分的弥补这一不足。二级煤粉燃烧室燃烧后的剩余产物进入三级煤粉燃烧室7与通过二次风进口7.1进入的二次风混合后进一步燃烧、燃尽，最终高温烟气由三级煤粉燃烧室出口喷入炉膛。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种可控涡宽煤种微油点火燃烧器，包括横截面为圆形且轴心重合的一端有弯头的一次风管道(1)、煤粉浓缩器(2)、一级煤粉燃烧室(4)、二级煤粉燃烧室(6)和三级煤粉燃烧室(7)；一次风管道(1)经一段内陷而形成喉部的变径管道的煤粉浓缩器(2)与二级煤粉燃烧室(6)连通，一级煤粉燃烧室(4)安装在二级煤粉燃烧室(6)内，二级煤粉燃烧室(6)伸入在三级煤粉燃烧室(7)内，与二级煤粉燃烧室(6)连接的三级煤粉燃烧室(7)侧面等分开有多个二次风进口(7.1)；其特征在于：可控涡钝体(5)为中心风管(5.1)，中心风管(5.1)的一端为空腔圆锥体(5.2)，中心风管(5.1)贯穿在一次风管道(1)、煤粉浓缩器(2)和一级煤粉燃烧室(4)内，中心风管(5.1)的空腔圆锥体(5.2)伸出在一级煤粉燃烧室(4)端面外，在空腔圆锥体(5.2)底部圆周上均匀的开有多个圆孔(5.3)，多个油燃烧室(3)斜向等分穿过二级煤粉燃烧室(6)后安装在一级煤粉燃烧室(4)上。

2.根据权利要求1所述的一种可控涡宽煤种微油点火燃烧器，其特征在于：所述的圆锥体(5.2)底部圆周上的圆孔(5.3)直径为1～2mm。

3.根据权利要求1所述的一种可控涡宽煤种微油点火燃烧器，其特征在于：所述的油燃烧室(3)为三个。

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