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CN2763701Y - 预热型煤粉燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种预热型煤粉燃烧器，属煤粉燃烧技术领域。包括燃烧器本体、浓煤粉管道和空气管道、热电偶、调节器和执行机构。燃烧器本体的一端与炉膛相通。浓煤粉管道与本体的另一端相通，并处于本体水平中心线的下部。空气管道与本体的另一端相通，并处于燃烧器本体水平中心线的上部，空气管道上设有调节阀门。热电偶置于本体的侧壁上。调节器和执行机构相连接，调节器的另一端与热电偶相连接，执行机构的另一端与空气管道上的调节阀门相连接。本实用新型设计的燃烧器，同一燃烧器能燃烧多种煤种，可实现运行自动化，降低劳动强度。其突出的优点为：能自动适应煤质、煤种的变化；燃烧自稳性强，可强化着火和燃烧进程，燃烧效率高；低污染。

Description

预热型煤粉燃烧器
技术领域
本实用新型涉及一种能对煤粉预热程度和煤粉浓度进行自动调节控制的预热型煤粉燃烧器，属煤粉燃烧技术领域。
背景技术
在我国，有些电厂使用的煤质、煤种很差，而且经常处于无序变化之中，它是严重困扰生产、急待解决的现实问题。预热型高浓煤粉燃烧器对增大煤种适应性、强化着火和燃烧、提高燃烧效率、节能降耗和扩大负荷调节范围、降低环境污染等都具有突出的效益。
已有的预热型高浓煤粉燃烧器，专利号为91217302.5，其结构为燃烧器的一端与锅炉炉膛相通，另一端与高浓度煤粉管出口相通。在燃烧器内由于高浓度煤粉的喷射而形成负压，该负压能抽吸炉膛内高温烟气进入燃烧器内，形成高温回流区。回流的烟气对浓煤粉进行有效的预热，因而大幅度地提高了煤粉进入炉膛前的初始温度，使其喷出燃烧器后能快速着火，从而改善了煤粉着火性能。但其缺点是针对某种煤质设计的燃烧器，其确定了的几何尺寸决定了其对煤粉预热的程度，不能改变，故只能用于单一煤种。
对上述煤粉燃烧器的改进型，专利号为96211946.6，则在燃烧器浓煤粉进口的上方，增设了一条带有调节阀门的空气管道。由于燃烧器内因浓煤粉的高速喷射而形成了一定的负压环境，因此若将空气管道的阀门开度作适当调节，将有适量空气流入燃烧器内，调节燃烧器内的负压程度，从而具有了对炉膛高温烟气回流量的控制调节手段，由此可对煤粉流的预热程度实现有效控制，获得最佳着火距离。但其缺点是必须人工调节，仍不免会带来问题和不便。
发明内容
本实用新型的目的是设计一种预热型煤粉燃烧器，对已有的煤粉燃烧器的结构进行改进，在燃烧器本体器壁的某特定位置上预先埋设测温热电偶，以实现对煤粉预热程度和煤粉浓度的自动调节控制，克服已有技术的缺点。
本实用新型设计的预热型煤粉燃烧器，包括燃烧器本体、浓煤粉管道和空气管道、热电偶、调节器和执行机构。燃烧器本体的一端与炉膛相通。浓煤粉管道与燃烧器本体的另一端相通，并处于燃烧器本体水平中心线的下部。空气管道与燃烧器本体的另一端相通，并处于燃烧器本体水平中心线的上部，空气管道上设有调节阀门。热电偶置于燃烧器本体的侧壁上。调节器和执行机构相连接，调节器的另一端与热电偶相连接，执行机构的另一端与空气管道上的调节阀门相连接。
本实用新型设计的预热型煤粉燃烧器，既保持了已有技术中煤粉燃烧器的所有优良性能，又能适应煤种、煤质的无序变化的要求，用作从无烟煤、贫煤、劣质烟煤到烟煤的燃烧器。当应用的煤质煤种发生大幅度变化时，仍能自动调整维持良好的燃烧性能，强化着火和燃烧进程，燃烧效率高。
本实用新型燃烧器既可用于直流四角燃烧，也可用于旋流墙式燃烧，同时还可以用于下吹式燃烧等不同燃烧方式的炉型上。
附图说明
图1是本实用新型设计的煤粉燃烧器的结构示意图。图1中，1是燃烧器本体，其直径为D，长度为L；2是测温予埋热电偶；3是浓煤粉管道，其直径为dn；4是空气管道，其直径为dk；5是空气调节阀门；6是炉膛；7是执行机构；8是调节器。
具体实施方式
本实用新型设计的预热型煤粉燃烧器，其结构如图1所示，包括燃烧器本体1、浓煤粉管道3、空气管道4、热电偶2、调节器8和执行机构7。燃烧器本体1的一端与炉膛6相通。浓煤粉管道3与燃烧器本体1的另一端相通，并处于燃烧器本体水平中心线的下部。空气管道4与燃烧器本体1的另一端相通，并处于燃烧器本体水平中心线的上部，空气管道4上设有调节阀门5。热电偶2置于燃烧器本体1的侧壁上。调节器8和执行机构7相连接，调节器8的另一端与热电偶2相连接，执行机构7的另一端与空气管道4上的调节阀门5相连接。
本实用新型设计的煤粉燃烧器，对煤粉预热度和煤粉浓度均可自动调控，燃烧器器壁的某特定位置设有予埋热电偶2，该热电偶可以监测运行中的燃烧器壁温，同时作为信号源提供控制信号，通过由调节器8和执行机构7构成的控制系统发出指令，由执行机构控制空气管道阀门的开度，使空气适量进入燃烧器内，改变燃烧器内负压程度，从而实现控制高温回流烟气数量，以改变对煤粉流的预热程度；与此同时，适量空气进入燃烧器内汇入高浓煤粉流中，改变煤粉浓度。通过自动调节预热程度和煤粉浓度的综合作用，实现了燃烧器能自动适应在煤种变化时保证稳定燃烧和保证最佳着火距离。
下面结合附图，详细介绍本实用新型的工作过程。
由高浓煤粉管道3喷射的煤粉流从燃烧器本体1的喷口喷入炉膛6时，燃烧器本体1内将产生一较强的负压环境，这一负压和炉膛6内的压强具有很大的压差。在这一压差的作用下，炉内高温烟气将流入燃烧器本体1内形成高温回流区。回流的高温烟气将在燃烧器本体1内对浓煤粉流进行热交换，使煤粉流得到足够的热量从而提高其进入炉膛6之前的初始温度(接近但略低于着火温度)。初始温度高则有利于煤粉流的及时着火。由于预热作用能够达到的温度，远远高于依靠锅炉自身的热风系统所能给予的初始温度水准，因此大大改善了煤粉流的着火性能。
影响煤粉流着火性能的另一因素是煤粉流的风/煤比(A/C)。A/C比大则煤粉流着火性能差；因此调节A/C比也可改变煤粉流的着火性能。由于煤粉流着火的锋面离燃烧器1喷口的距离(“着火距离”)有一最佳值。既不能太靠近(壁温会过高)，否则将会因燃烧器壁温过高而引起喷口结焦，甚至于会烧坏燃烧器；但也不能离燃烧器喷口太远(此时壁温将降低)，否则会引起熄火，酿成事故。
利用“着火距离”的远近不同，燃烧器壁温将随同变化的特点，测温予埋热电偶2可将温度变化作为信号，通过调节器8和执行机构7与空气管道调节阀门5的开度关联起来，形成控制系统，可实现使燃烧器处于最佳运行状态的调控。
本实用新型使用的调节器为比例积分微分调节器，其型号为AI-708标准型人工智能工业调节器，由北京宇龙仪器仪表有限公司生产，该调节器也可以是其它自动控制系统；使用的执行机构为电动执行机构，型号为DKJ-300，由大连旅顺仪表厂生产。
当实际使用的煤质偏离设计煤质时，实用煤质所需的预热程度和最佳A/C比必然都偏离了燃烧器设计值，此时“着火距离”即会发生变化，燃烧器的壁面温度就会作出反应。
当“着火距离”增大(大于最佳距离)时，燃烧器壁温下降。说明实际使用煤种的质地比设计煤质差，这就意味着需要对其提高预热程度；与此同时也需改变其A/C比，即减小其风/煤比，增大煤粉浓度以减少所需着火热。
本燃烧器的自控装置能及时适应这一需要，它将从燃烧器壁温的下降获得信号，通过自动控制系统发出指令，关小空气调节阀门5，从而使燃烧器内环境负压提升，增大烟气回流数量以使预热程度提高；与此同时，因关小了调节阀门5，将使通过空气管路进入燃烧器内的空气数量也得到减少，从而使煤粉流的A/C比变小，有利于煤粉减少所需的着火热。由于得到了上述两个方面的及时调节控制，着火距离就会缩短直至重新回到最佳距离位置上。
反之，当着火距离变短时，燃烧器壁温将上升，说明实际使用煤质好于设计煤质。需要降低预热程度；本装置将从壁温上升获得信号，通过自控系统发出指令，开大调节阀门，从而使燃烧器内负压降低，减少高温烟气回流数量，以降低预热程度；此时，由于从空气管路进入燃烧器内的空气量增多，使煤粉的A/C比增大，降低了煤粉浓度，使其所需的着火热增大。这两项内涵的调节变化，着火距离便随即加长，直至恢复到最佳距离位置上。
由此可见，对燃烧器壁面温度跟踪控制的措施，其原理是：从提高或降低预热程度和减小或增大A/C比两个方面采取措施，来调节着火距离，所以可以在煤质变化时做到及时有效的控制燃烧；实际上，对原设计煤种配套的制粉系统的参数也起到了弥补作用。
热电偶2能测得运行中的燃烧器器壁的实时温度变化。这一温度变化数值，既可用作燃烧器安全运行的监视信号，又可作为信号源输送到调节器8，再通过执行机构7对空气管路阀门5的开度进行自动化调节。由此可以在设定的温度控制范围内，自动控制流入燃烧器内的空气数量，既达到能改变燃烧器内负压的程度以改变烟气回流量，从而实现改变预热程度；同时通入的空气量也可改变浓煤粉的风/煤(A/C)比而改变其着火性能。从两个方面(预热程度和A/C比的变化)协同作用，能更为有效地改变着火性能，保证在煤质变化时煤粉流始终在最佳距离处着火，由此实现了完全自动调节和控制燃烧器的运行。
本燃烧器的横截面可以是圆形，也可以是矩形或不规则形状。当截面是矩形时，D即为高度。
为了获得最佳技术效果，燃烧器的直径D与燃烧器的长度L的尺寸比为：
                     L/D＝1.0～2.5；
直径D与浓煤粉流管道直径dn的尺寸比例为：
                     D/dn＝1.7～2.5；
空气管道及阀门的直径dk与浓煤粉流管道直径dn的尺寸比例为：
                    dk/dn＝0.5～0.8。
本实用新型的一个实施例是：L/D＝1.6，D/dn＝2.05，dk/dn＝0.5

Claims (1)

1、一种预热型煤粉燃烧器，包括燃烧器本体、浓煤粉管道和空气管道，其特征在于还包括热电偶、调节器和执行机构；所述的燃烧器本体的一端与炉膛相通；所述的浓煤粉管道与燃烧器本体的另一端相通，并处于燃烧器本体水平中心线的下部；所述的空气管道与燃烧器本体的另一端相通，并处于燃烧器本体水平中心线的上部，空气管道上设有调节阀门；所述的热电偶置于燃烧器本体的侧壁上；所述的调节器和执行机构相连接，调节器的另一端与热电偶相连接，执行机构的另一端与空气管道上的调节阀门相连接。
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