環形回流型褐煤旋流燃燒器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種環形回流型褐煤旋流燃燒器，包括燃燒器風箱、中心風管、一次風管、二次風管、二次風旋流器、三次風管、三次風旋流器，二次風管的前端噴口設有二次風擴錐，三次風管的前端噴口設有三次風擴錐，其特征在于：一次風管前端設有一段錐形的內縮噴口，在一次風管與二次風管的噴口之間還設有一二次風隔斷板；本實用新型專利技術能在一次風率過大的工況下保證整個燃燒系統的穩定性和可靠性，并實現低NOx的燃燒效果。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種用于褐煤的環形回流型旋流燃燒器。
技術介紹
對于高水分褐煤而言，雖然從揮發份上看，屬于極易著火穩燃煤質，但褐煤本身也存在熱值低、水分高的特點，往往存在一次風率過大的特點；而在燃盡方面，雖然褐煤為極易燃盡的煤種，但同時也受鍋爐爐內燃燒溫度水平的影響很大，需要煤粉顆粒在爐內有足夠的停留時間，以便煤粉的充分燃盡；由于褐煤的特殊性，一次風率大，一次風中煤含水率高，一次風中含氧量降低，含水蒸氣量高，煤粉著火中輻射熱僅占煤粉著火所需熱能的10％~30％，著火所需熱能主要來源于高溫回流煙氣的對流所攜帶的熱能。而作為煙氣回流的兩種形式：一種為中心回流區，一種為環形回流區；現有的傳統旋流燃燒器對于燃燒煙煤來說，因其本身的易著火性，可以在環形回流區較小、很小的煙氣回流量下就獲得較為穩定的燃燒，而傳統旋流燃燒器對于燃燒褐煤來說，由于環形回流區較小，極易出現煙氣回流量不足以支撐高水分低熱值褐煤的穩定燃燒，造成火焰延遲極其嚴重，影響整個燃燒系統的穩定性和可靠性；且燃燒火焰包括中間還原區和外圍富氧區，氮氧化物（NOx）的生成主要在富燃料及富氧區交界區，還原區的擴大對主要生成區的NOx也具有較好的還原作用，而還原區的擴大需要較大的環形回流區才能實現，因此常規較小的環形回流區無法有效組織形成火焰內還原NOx的低NOx燃燒效果，無法實現褐煤的穩定燃燒以及降低NOx的效果。
技術實現思路
本技術的目的是針對現有技術的上述不足，提供一種環形回流型褐煤旋流燃燒器，它能在一次風率過大的工況下保證整個燃燒系統的穩定性和可靠性，并實現低NOx的燃燒效果。為了達到上述目的，本技術的環形回流型褐煤旋流燃燒器，包括燃燒器風箱、中心風管、一次風管、二次風管、二次風旋流器、三次風管、三次風旋流器，二次風管的前端噴口設有二次風擴錐，三次風管的前端噴口設有三次風擴錐，其特征在于：一次風管前端設有一段錐形的內縮噴口，在一次風管與二次風管的噴口之間還設有一二次風隔斷板；本技術使用時：由中心風管通入中心風、并點火由一次風管通入的一次風粉混合物，一次風粉混合物在一次風管前端噴口呈內縮狀噴入爐膛內燃燒，一次風粉混合物外圍的二次風和三次風均呈旋流式、外擴狀噴入爐膛助燃，且二次風的旋流強度大于三次風的旋流強度，二次風與一次風粉混合物在噴口端呈徑向間隔式噴入，形成環形回流區。本技術在一次風率較大的工況下，一次風粉混合物在一次風管前端噴口呈內縮狀噴入爐膛內燃燒，適當的采用內縮可以使得一次風剛性更強，一次風更不容易被二、三次風的旋流強度影響，從而形成更好的濃淡分離的煤粉濃度場，該濃淡分離會形成非常穩定的中間還原氣氛區域，同時該還原性氣氛會因為燃燒的持續而繼續擴大，生產NOx主要在一二次風交接區域，而該交接區域生成的部分NOx又被中間擴大的還原性氣氛還原，從而使得生成的NOx較低；通過設置一二次風隔斷板，該板的作用使得二次風與一次風粉混合物在噴口端呈徑向間隔式噴入，可延遲一、二次風的初期混合，使得NOx的初值低，且加大一二次風的間距及內縮狀噴入的一次風引起二次風旋流強度可以適當提高，均導致形成更大的環形回流區，會使得二次風的強旋流不影響一次風的同時可以形成一個較常規燃燒器更大的環形回流區，通過環形回流區的加大可以將距離燃燒器更遠的高溫煙氣卷吸至燃燒器的根部，可起到充分加熱一次風中煤粉的作用（而不像小回流區，即使卷吸回來量大，因為卷吸回來的都是冷煙氣，無法起到加熱一次風中煤粉的作用），實現煤粉著火燃燒，可提高整個燃燒系統的穩定性和可靠性，并有效形成火焰內還原NOx的低NOx燃燒效果；旋流強度較大的二次風的利于形成較大的環形回流區，旋流強度較小的三次風的主要為將產生的環形回流區鞏固，同時使得燃燒器不會因為二次風的強旋流造成氣流的飛邊；作為本技術的一種優選，在一二次風隔斷板的前端設有一次風擴錐；一次風擴錐可進一步延遲一、二次風的初期混合，使得NOx的初值低；作為本技術的一種優選，所述一次風擴錐前端設有徑向的翻邊，一次風擴錐長度大于二次風擴錐長度；均為延遲一、二次風的初期混合；作為本技術的一種優選，內縮噴口的長度為一次風管內徑的0.05~0.2，內縮的角度為5~10°，一二次風隔斷板前端徑向長度為一次風管內徑的0.3~0.7；內縮的長度不能太過于長，過長極易使得一次風動量過大，火焰剛性過強，造成對沖燃燒的煤粉燃燒器相互撞擊；內縮的角度以不超過10度為宜，超過10度度顆粒濃度場影響過大；一二次風隔斷板前端徑向長度過小無法起到延遲混合的效果，同時回流區較小，無法提供高水分褐煤著火所需的熱量，過大會使得燃燒器的尺寸過大，而且會因為回流區過大造成燒噴口問題等；作為本技術的一種優選，所述中心風管內設有油槍；一次風粉混合物可由中心風管中的油槍點火，較為高效、方便；綜上所述，本技術能在一次風率過大的工況下保證整個燃燒系統的穩定性和可靠性，并實現低NOx的燃燒效果。附圖說明圖1為本技術實施例一的結構示意圖。圖2為圖1的右視圖。圖3為本技術實施例二的結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖，對本技術作進一步詳細的說明。實施例一如圖1、圖2所示，該實施例的環形回流型褐煤旋流燃燒器，包括燃燒器風箱1、中心風管2、設于中心風管2內的油槍3、一次風管4、二次風管5、二次風旋流器7、三次風管6、三次風旋流器8，在中心風管2上設有煤粉濃縮器14，二次風管5的前端噴口設有二次風擴錐9，三次風管6的前端噴口設有三次風擴錐10，一次風管4前端設有一段錐形的內縮噴口11，內縮噴口11的長度為一次風管內徑的0.05~0.2，內縮的角度為5~10°，在內縮噴口11端部設有穩燃齒16，在一次風管4與二次風管5的噴口之間設有圓筒形的一二次風隔斷板12，一二次風隔斷板12前端徑向長度為一次風管內徑的0.3~0.7；在一二次風隔斷板12的前端設有一次風擴錐13；所述一次風擴錐13前端設有徑向的翻邊15，一次風擴錐13的長度大于二次風擴錐9的長度；本實施例用于設計煤質：Vdaf=44.26；Mt=30；Mad=10.69；Qnet,ar=13.816MJ/Kg；按照常規計算一次風率約35%的660MW超超臨界燃煤發電機組；使用時：由中心風管2通入中心風、并通過油槍3點火由一次風管4通入的一次風粉混合物，一次風粉混合物在一次風管4前端噴口呈內縮狀噴入爐膛內燃燒，一次風粉混合物外圍通過燃燒器風箱1進入的二次風和三次風均呈旋流式、外擴狀噴入爐膛助燃，二次風采用旋流速度/直流速度為1.3~1.8的旋流強度，三次風采用旋流速度/直流速度為0.4-0.8的旋流強度，同時二次風與三次風的風量比為0.3~0.5；二次風與一次風粉混合物在噴口端呈徑向間隔式噴入，形成環形回流區。本技術在一次風率較大的工況下，一次風粉混合物在一次風管4前端噴口呈內縮狀噴入爐膛內燃燒，內縮后噴口的流速范圍為18-30m/s，適當的采用內縮可以使得一次風更不容易被二、三次風的旋流強度影響，從而形成更好的濃淡分離的煤粉濃度場，該濃淡分離會形成非常穩定的中間還原氣氛區域，同時該還原性氣氛會因為燃燒的持續而繼續擴大，生產NOx主要在一、二次風交接區域，而該交接區域生成的部分NOx又被中間擴大的還原性氣氛本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種環形回流型褐煤旋流燃燒器，包括燃燒器風箱、中心風管、一次風管、二次風管、二次風旋流器、三次風管、三次風旋流器，二次風管的前端噴口設有二次風擴錐，三次風管的前端噴口設有三次風擴錐，其特征在于：一次風管前端設有一段錐形的內縮噴口，在一次風管與二次風管的噴口之間還設有一二次風隔斷板。

【技術特征摘要】
1.一種環形回流型褐煤旋流燃燒器，包括燃燒器風箱、中心風管、一次風管、二次風管、二次風旋流器、三次風管、三次風旋流器，二次風管的前端噴口設有二次風擴錐，三次風管的前端噴口設有三次風擴錐，其特征在于：一次風管前端設有一段錐形的內縮噴口，在一次風管與二次風管的噴口之間還設有一二次風隔斷板。2.根據權利要求1所述的環形回流型褐煤旋流燃燒器，其特征在于：在一二次風隔斷板的前端設有一次風擴錐。3.根據權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉泰生，張定海，冉燊銘，陳建梅，吉彥鵬，謝佳，韋耿，
申請(專利權)人：東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司，
類型：新型
國別省市：四川;51