[发明专利]带多层锥分离装置的煤粉燃烧器

说明书

本发明系煤粉燃烧设备上的一种燃烧装置，特别是涉及一种旋流煤粉燃烧设备上的一种燃烧装置。

现有技术中，采用一般的旋流煤粉燃烧技术的煤粉锅炉，在点火升炉时，一般都要先烧大量的油，把燃烧室充分加热，使煤粉稳定燃烧后才能停止烧油。此外，一般的煤粉锅炉在负荷较低或煤质变差时，燃烧会不稳定，在这种情况下，为了能维持煤粉稳定燃烧，也必须喷入一定量的助燃用油。为解决上述问题，近年来发展起来的各种圆筒型煤粉预燃室燃烧器，它能在锅炉启、停或低负荷时提高锅炉燃烧的稳定性，节约大量点火及助燃用油。但这种预燃室燃烧器在长期运行时，容易在预燃筒内积粉和结渣，甚至因局部温度过高而烧坏预燃筒。所以，目前这种燃烧器只能作为点火时稳定燃烧，而作为长期低负荷助燃或连续运行的主燃烧器却不适用。为克服积粉和结渣问题，中国专利85100045《带根部二次风的煤粉预燃室燃烧器》，是在原煤粉预烧室燃烧器的基础上增设了贴壁环形二次风结构，作为长期低负荷助燃或主燃烧器使用时，虽能部分减少预燃筒内的积粉和结渣，但由于相当数量的炭颗粒在预燃筒内燃烧，造成筒内温度很高，长期运行时，积粉和结渣并不能从根本上完全消除。

中国专利85109436《带船形火焰稳定器的煤粉燃烧器》是一种多功能煤粉燃烧器，它既兼有煤粉预燃室的功能，又能作为主燃烧器长期连续运行，使燃烧体保持稳定，但它并不适用于旋流煤粉燃烧设备。

本发明的目的是为了旋流煤粉燃烧设备提供一种带多层锥分离装置的煤粉燃烧器，使之既兼有煤粉预燃室的功能（即节约大量点火及助燃用油）又能作为主燃烧器长期连续运行，并能适应煤种多变，保持燃烧稳定。

本发明是这样实现的：在旋流煤粉燃烧器的煤粉气流（一次风）喷口[1]内，在油枪中心管[2]外侧加装一个多层锥煤粉分离装置[3]，该装置是由一组多层锥形片组成，每层的直径沿一次风气流进入方向依次由大变小，且每层锥形片与燃烧器中心轴线成一定角度。此角度可以固定也可以调节，当煤粉气流经过多层锥形片时，由于锥形片对煤粉颗粒的分离集中作用，中心管外的高浓度煤粉气流在燃烧器二次风气流和较短的圆筒壁面的引导下，在燃烧器中心返流区的局部高温区域中形成高浓度的煤粉，使之成为引燃煤粉气流的稳定着火源，从而使煤粉保持稳定燃烧。

本发明与现有技术相比具有以下优点和积极效果：（1）结构简单，多层锥形片加工、安装、更换方便，对现有的旋流煤粉燃烧设备上的旋流燃烧器的喷口、管道等基本上不作改动即可采用。（2）由于多层锥形片对煤粉的分离集中作用，能在煤粉燃烧器的中心返流区中的局部区域形成引燃煤粉气流的稳定着火源，在锅炉启动时，使用中心管内的小油枪可以节约点火用油，因而具有煤粉预燃室的部分功能。（3）通过调节二次风的旋流强度，可以调节着火源的位置和着火条件;并且由于采用较短的筒壁，使火焰主要在燃烧器外燃烧，从而保持筒内不结渣，故可作为煤粉主燃烧器长期可靠地运行;在负荷和煤质变化时也可保持稳定燃烧。（4）煤粉在着火阶段保持较高浓度，有利于减少NO_X的生成和降低烟气中NO_X的排放;在煤粉着火后有能迅速地与随后进入的空气混合，可减少未燃尽碳的热损失。

附图为本发明的结构示意图。

下面结合附图详细说明本发明的具体结构及实施。

本发明主要是由煤粉气流喷口（即一次风喷口）[1]，油枪中心管[2]，多层锥煤粉分离装置[3]，燃烧器喷口扩锥段[4]，二次风室[5]，贴壁环形二次风喷口[6]以及燃烧器圆筒段[7]组成。多层锥煤粉分离装置[3]是由一组多层锥形片组成，每层的直径沿一次风气流进入方向依次由大变小，且每层锥形片与燃烧器中心轴线的夹角可成15°-35°，此角度可根据不同的情况进行调节。当煤粉和空气的混合物由一次风喷口流入多层锥煤粉分离装置时，由于锥形片的分离和集中作用，煤粉浓度大的气流将沿紧靠中心管外侧的环形通道喷出，进入中心返流区。此中心返流区是在燃烧器圆筒段[7]及贴壁环形二次风[6]的作用下形成的。由于中心返流区的烟气具有较高的温度和适合的氧浓度，进入该区的高浓度煤粉使之成为引燃煤粉气流的稳定着火源。调节锥形片与中心轴线之间的夹角、锥形片与锥形片之间的距离以及贴壁环形二次风的旋流强度，都可以调节此着火源的位置、大小和温度。为了避免相当数量的炭颗粒在筒内燃烧，使筒内温度过高，造成积粉和结渣、燃烧器圆筒段[7]应做得较短，其筒长L与内径D之比为0.2～0.6为宜。贴壁环形二次风沿筒的内壁面喷入，可以是旋流，也可以是直流。为旋流时，其旋流强度可以用已有的方法进行调节。