[发明专利]一种管道内粗细煤粉分离装置

说明书

技术领域

本发明属于热能与动力工程领域，具体涉及一种管道内粗细煤粉分离装置，适用于电站燃煤锅炉和工业锅炉。

技术背景

我国是一个贫油国家，2010年，我国石油产量为20.3亿万吨，占全年石油消耗量的45％，对外依存度为55％，预计未来20年内我国对石油进口的依存度还要逐年增加，这将严重威胁国家的能源安全。火电厂作为燃料油消耗大户，每年要消耗大量燃油用于锅炉点火和稳燃。因此，降低燃煤发电油耗对于降低发电成本、提高发电企业经济效益以及我国能源安全战略都具有重要意义。

我国目前我国电厂锅炉应用的节油点火技术主要有等离子点火和小油枪点火两种技术。等离子点火技术在无油点火市场占有率超过95％，已成功应用在烟煤、褐煤机组上，但是目前还很难点燃挥发分较低的贫煤、无烟煤。除此之外，该技术从我国目前的应用情况来看，存在其阴极棒易烧损、引弧不稳定、维护量大、设备比较复杂、造价成本高、劣质煤应用效果差等缺点。小油枪点火燃烧技术在锅炉点火及稳燃技术中占有一定市场。与传统的大油枪相比，小油枪并非布置在二次风喷嘴中，而是将油枪直接布置在一次风喷嘴中，所以小油枪的发热量全部用于煤粉气流的升温，因此点火和稳燃效率显著提高。小油枪点火及稳燃技术的节油、高效燃烧效果相当明显，但是对于无烟煤、贫煤等低挥发份难燃煤种，其节油效率相当有限。此外，小油枪点火还存在煤种适应性差，燃烧优化调整困难等不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种管道内粗细煤粉分离装置，将其应用在小油枪点火，能够实现煤粉锅炉的少油点火，并且将使用的煤种范围从烟煤、褐煤扩大到贫煤、无烟煤，达到锅炉点火过程显著节油的目的。

一种管道内粗细煤粉分离装置，包括风管，风管内轴线上靠近入口处设有纺锤体，纺锤体中心开通孔，油腔管穿插该通孔，风管内靠近出口处设有喇叭形隔离通道，隔离通道的大直径端朝向纺锤体，隔离通道与风管侧壁持有间隙。

所述风管侧壁开槽，隔离通道上设有移动把手，移动把手可在所述槽内平移。

所述移动手柄与隔离通道之间固接有用于密封所述槽的密封挡板。

所述纺锤体的最大直径与风管直径比为0.1～0.25，前锥角的角度为30～60°，后锥角的角度为60～120°。

所述纺锤体通过支撑钢板或油枪套固定在风管的轴线上。

所述隔离通道大直径端与风管直径比为0.5～0.85，小直径端与风管直径比为0.45～0.8，隔离通道的收缩角为15～30°。

所述隔离通道与纺锤体的间距与风管直径比为0.5～3.5。

本发明的技术效果体现在：

煤粉气流流经管道的粉粗细粉分离装置时，在该装置的入口受到纺锤体的作用将煤粉颗粒导向该装置的管壁。由于粗、细煤粉粒径不同，质量不一样，跟随气流一起流动的惯性也不同。粗煤粉惯性大，运动不易改变，所以会保持贴壁运动一段比较远的距离；而细煤粉惯性小，跟随性好，经过一段比较小的距离后就与空气一同恢复均匀分布。在纺锤体之后的合适位置布置隔离通道，将管壁附近的粗煤粉颗粒与中心的细煤粉颗粒分隔开来，并将细煤粉向管段中心进行浓缩，达到粗细煤粉分离的目的。细煤粉气流经过隔离通道浓缩进入第一级燃烧室，在第一级燃烧室内被小油枪火焰点燃，点燃后的细煤粉与油火焰一起再进入第二级燃烧室点燃粗煤粉，完成微油点火、逐级放大、直接点燃煤粉的整套过程。同时，合理的粗细煤粉配比也有利于控制煤粉火焰的稳定及降低燃烧中NOx的生成。

粗细煤粉分级少油点火燃烧方法主要分为两个方面：第一，粗细煤粉的分离：利用惯性原理将一次风煤粉气流分成粗细煤粉比例不同的两股气流，细煤粉气流处于中间，粗煤粉气流在细煤粉气流周围；第二，点燃方式：将大部分细煤粉气流(约60～80％)从管段中心引入第一级燃烧室，由小油枪火焰直接点燃细煤粉气流，油火焰和煤粉火焰充分混合燃烧后进入第二级燃烧室，在此点燃粗煤粉气流，火焰的放热量得到放大，最后，已燃煤粉气流进入炉膛进行充分燃烧，从而实现微油点火逐级放大的效果。由于实行了煤粉的粗细分离，使得燃烧更加稳定，并强化了燃烧过程中还原性气氛的脱氮作用，可以有效抑制了NOx的生成，使其排放量显著降低。

综上所述，本发明着火特性好，稳燃性能强，煤种适应性广，NOx排放量低，实现了煤粉的高效低污染燃烧。

附图说明

图1为小油枪轴线插入式煤粉气流少油点火燃烧装置示意图；

图2为小油枪斜插式煤粉气流少油点火燃烧装置示意图；

图3为本发明中粗细煤粉分离装置结构示意图；