[发明专利]多向射流式旋流煤粉燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及旋流煤粉燃烧器技术领域，具体地指一种多向射流式旋流煤粉燃烧器。

背景技术

目前，火力发电大型锅炉由于低氮燃烧技术的广泛应用，炉膛水冷壁的壁面结焦和高温腐蚀现象日益严重，已经逐渐成为威胁电厂锅炉安全稳定运行的重要因素。煤质变化、管壁温度及炉膛水冷壁附近的烟气成分变化都是导致炉膛水冷壁壁面结焦和高温腐蚀的因素。为了满足电厂环保的锅炉低氮燃烧要求，在锅炉煤粉燃烧中实施欠氧低氮燃烧配风，更容易导致煤粉在水冷壁附近缺氧燃烧，形成高温和还原性气氛，给水冷壁带来严重的高温腐蚀隐患。尤其在前后墙对冲式布置的锅炉运行过程中，由于外部二次风射流旋流流动以及燃烧器与水冷壁之间存在负压区，带动周围的高温热烟气回流进行补充，导致燃烧器周围炉膛水冷壁附近容易发生煤粉贴壁燃烧，在缺氧状态下更易致使炉膛水冷壁容易发生严重的高温腐蚀和结焦情况，此类情况的发生对锅炉的安全稳定运行带来极大的隐患，同时每年产生大量的维修费用。特别是近年来含有大量的钠钾碱金属的准东煤被大量利用，锅炉燃烧时更容易导致严重的炉膛水冷壁高温腐蚀和结焦。因此，需要一种在不影响锅炉燃烧效率的情况下，防止煤粉贴壁燃烧，避免炉膛水冷壁的高温腐蚀和结焦的解决办法。

发明内容

本发明的目的就是要避免煤粉贴壁燃烧致使锅炉燃烧器附近水冷壁壁面大面积高温腐蚀和结焦的缺陷，提供一种多向射流式旋流煤粉燃烧器。

为实现上述目的，本发明所设计的多向射流式旋流煤粉燃烧器，安装在燃煤锅炉外侧的风箱内，与炉膛水冷壁上的开口相连，它包括垂直于炉膛水冷壁安装的一次风煤粉喷嘴，所述一次风煤粉喷嘴外周与炉膛水冷壁上的开口之间构成环形的二次风气流喷嘴，其特殊之处在于：所述二次风气流喷嘴内设置有贴壁风导流筒，所述贴壁风导流筒与炉膛水冷壁上的开口之间构成环形的贴壁风射流喷嘴，所述贴壁风射流喷嘴出口的流通面积占二次风气流喷嘴出口流通面积的3～18%。

作为优选方案，所述贴壁风射流喷嘴出口处的流通面积占二次风气流喷嘴流通面积的3～12%，最佳是：5～8%。这样，在不影响燃烧的情况下，通过改变气流分布，使贴壁风射流在炉膛燃烧器附近水冷壁上形成氧化风膜，有利于防止煤粉贴壁燃烧和避免燃烧器附近的高温腐蚀发生。

进一步地，所述贴壁风导流筒的出口端设置有翻边导风法兰，所述翻边导风法兰与炉膛水冷壁平行布置。这样，可以调整贴壁风进入炉膛后的流向，加强炉膛水冷壁附近的高温换热。

进一步地，所述翻边导风法兰的位置在炉膛水冷壁内侧，从而使贴壁风相对于炉膛水冷壁呈平行喷射状态。

进一步地，所述翻边导风法兰的位置与炉膛水冷壁平齐，从而使贴壁风相对于炉膛水冷壁成角度喷射状态。

作为优选方案，所述贴壁风导流筒的外壁上沿周向均布有4～16片贴壁风导流板。这样，既可以起到对贴壁风射流的组织和导向作用，还可以加强贴壁风导流筒的强度。

进一步地，所述贴壁风导流板相对于贴壁风导流筒的外壁母线平行布置。这样，贴壁风沿着贴壁风导流筒外壁呈直流形式喷射，可快捷分布在炉膛水冷壁表面。

进一步地，所述贴壁风导流板相对于贴壁风导流筒的外壁母线倾斜布置。这样，贴壁风沿着贴壁风导流筒外壁呈螺旋形式喷射，可加强贴壁风旋流强度，促使其均匀分布在炉膛水冷壁表面。

作为优选方案，所述一次风煤粉喷嘴外周设置有二次风导流筒，所述贴壁风导流筒设置在二次风导流筒与炉膛水冷壁上的喷口之间。这样，通过改变气流分布，可以改善炉内煤粉燃烧状况，加强炉内换热，避免煤粉贴壁燃烧。

作为优选方案，所述一次风煤粉喷嘴的喷口段呈双面城垛导流结构，它包括沿圆周方向交错布置的内缩式导流片和外扩式导流片，所述内缩式导流片以喷口段内腔直径D为基准从根部到端部的截面半径逐渐减小，所述外扩式导流片以喷口段内腔直径D为基准从根部到端部的截面半径逐渐增大，相邻内缩式导流片和外扩式导流片之间通过径向过渡板相连。这样，可以促使煤粉充分燃烧，避免在炉膛水冷壁附近缺氧燃烧，形成高温和还原性气氛。

进一步地，所述内缩式导流片的端部外侧设置有内缩端稳燃挡片，所述外扩式导流片的端部外侧设置有外扩端稳燃挡片，所述内缩端稳燃挡片和外扩端稳燃挡片均垂直于喷口段轴心线布置。这样，可以防止二次风过早的从内缩式导流片和外扩式导流片处进入炉内与煤粉混合，起到稳燃效果。