專利名稱：一種工業(yè)用徑向濃縮雙調風旋流煤粉與燃氣混合燃燒器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于工業(yè)(鍋)爐、窯燃燒干燥加熱領域，具體涉及一種工業(yè)用徑向濃縮雙調風旋流煤粉與燃氣混合燃燒器。
背景技術：
煤粉燃燒是一種效率較高的組織燃燒方式，廣泛應用于發(fā)電廠大型蒸汽鍋爐和少量熱處理爐、窯等熱工設備，常規(guī)的單純煤粉燃燒裝置對爐膛空間和爐膛溫度有較高要求。對于中小型工業(yè)鍋爐通常使用效率較低的層燃方式，隨著我國節(jié)能減排工作的深入，現(xiàn)存大量的工業(yè)鍋爐節(jié)能空間很大，其中層燃方式改懸浮燃燒是非常有效的途徑之一，而煤粉燃燒是一種效率很高的懸浮燃燒方式。但目前工業(yè)鍋爐在應用煤粉燃燒時因為爐膛空間狹小、水冷度大等原因，導致燃燒不穩(wěn)定、煤種適用性差、燃燼率低等諸多問題。如中國專利CN202040815U公開了一種天然氣助燃的工業(yè)煤粉旋流燃燒器，通過圍繞點火槍的外側面自內而外依次設置中心風通道、一次風通道、直流天然氣通道、內旋流二次風通道以及外旋流二次風通道；借助天然氣助燃提高溫度場和強化輻射傳熱。但是，該專利的燃氣和煤粉混燒裝置采用燃氣火焰在爐內燃燒的方式，在實際運行中可能造成燃氣裝置前端暴露于爐膛高溫環(huán)境造成結焦燒壞，使得拆裝檢修困難，并且不能達到集中點燃煤粉的最佳效果；由于其結構和位置的不合理性，導致其不易安裝燃氣火焰穩(wěn)燃裝置，在運行中經(jīng)常出現(xiàn)燃氣熄火造成設備故障。

發(fā)明內容
針對以上節(jié)能需求和存在的技術缺陷，本發(fā)明的目的是，提供一種點火位置可調節(jié)、具有燃氣增量槍并且安裝燃氣火焰穩(wěn)燃裝置的徑向濃縮雙調風旋流煤粉、燃氣混合燃具體如下一種工業(yè)用徑向濃縮雙調風旋流煤粉與燃氣混合燃燒器，包括天然氣組織燃燒功能塊、煤粉輸送和濃縮功能塊、可調二次風分配功能塊；天然氣組織燃燒功能塊的一端插入呈彎頭狀的所述煤粉輸送和濃縮功能塊的水平部分；可調二次風分配功能塊安裝在呈彎頭狀的所述煤粉輸送和濃縮功能塊水平部分的外圈，包圍該水平部分；天然氣組織燃燒功能塊包括燃氣助燃風管道、燃氣輸送管道、自動點火裝置、旋流配風盤、穩(wěn)燃擾流裝置；自動點火裝置插入燃氣助燃風管道中與燃氣輸送管道平行；旋流配風盤安裝在燃氣輸送管道的插入燃氣助燃風管道的一端的末端的外圍；穩(wěn)燃擾流裝置安裝在燃氣助燃風管道插入煤粉輸送和濃縮功能塊的一端。所述天然氣組織燃燒功能塊還包括火焰檢測裝置，其安裝在燃氣助燃風管道未插入煤粉輸送和濃縮功能塊的一端。燃氣助燃風管道壁沿周向開有中心風旁路，旁路開孔形狀為斜向出口。煤粉輸送和濃縮功能塊包括由輸送彎頭、煤粉通道、煤粉濃縮環(huán)、二級燃燒室；所述煤粉通道左端與輸送彎頭連接，右端開口與爐膛連接；煤粉通道內壁安裝有煤粉濃縮環(huán)，其特征外形圓環(huán)，橫截面成梯形?？烧{二次風分配功能塊由水平同軸的兩層套管組成，所述二次風由內外兩層布置形成內二次風通道和外二次風通道，通過分層管道實現(xiàn)分風。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明在煤粉燃燒器的基礎上增加燃氣燃燒裝置，能有效解決低揮發(fā)份煤粉著火推遲的問題，通過燃氣火焰能量點燃中心濃相煤粉，對整個煤粉火炬的提前穩(wěn)定燃燒提供了能量保證，從而使煤粉可以在相對狹小的空間和較低的爐膛溫度下穩(wěn)定燃燒，擴大了煤粉燃燒的應用范圍和煤種適用范圍。通過對內二次風和外二次風的旋流調節(jié)，改變混合射流在爐膛內的卷吸強度，改變煤粉火焰的軸向長度和徑向擴散度。當外二次風旋流增強時，煤粉火焰沿軸向長度變短而徑向范圍增加；反之亦然；調節(jié)火焰形狀以適應不同形狀的燃燒空間，合理組織爐內空氣動力場。


圖I是本發(fā)明徑向濃縮雙調風旋流煤粉、燃氣混合燃燒裝置結構示意圖。圖2是穩(wěn)燃擾流裝置結構示意圖。圖3是具體實施中的中心風旁路開口示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做詳細描述。該發(fā)明由多層同心圓形通道疊加組成，由內而外依次為燃氣輸送管道；燃氣助燃風通道；煤粉通道；內二次風通道；外二次風通道。這些通道共同組成了相對獨立的三個功能塊天然氣組織燃燒功能塊(I)、煤粉輸送和濃縮功能塊(2)、可調二次風分配功能塊
(3)。天然氣組織燃燒功能塊(I)的一端插入呈彎頭狀的煤粉輸送和濃縮功能塊(2)的水平部分，使得天然氣和煤粉混合燃燒；可調二次風分配功能塊(3)包括內二次風通道、外二次風通道，安裝在彎頭狀的煤粉輸送和濃縮功能塊(2)水平部分的外圈，包圍該水平部分，用于分風。對所述三個功能塊按照功能分別敘述如下天然氣組織燃燒功能塊(I)-由燃氣助燃風管道(101)、燃氣輸送管道(102)、
自動點火裝置(103)、火焰檢測裝置(104)、旋流配風盤(105)、穩(wěn)燃擾流裝置(106)組成。由燃氣助燃風管道(101)采用軸向旋流進風方式。自動點火裝置(103)插入燃氣助燃風管道(101)中與燃氣輸送管道(102)平行，用于點燃燃氣；火焰檢測裝置(104)安裝在燃氣助燃風管道(101)未插入煤粉輸送和濃縮功能塊(2)的一端，用于檢測燃氣是否處于燃燒狀態(tài)。旋流配風盤(105)安裝在燃氣輸送管道(102)的插入燃氣助燃風管道(101)的一端的末端的外圍，其作用是改變燃氣助燃風的組織流向，使之形成軸向旋流形式，從而起到穩(wěn)定火根的目的，另一方面也起到阻隔火焰回縮的功能穩(wěn)燃擾流裝置(106)，安裝在燃氣助燃風管道(101)插入煤粉輸送和濃縮功能塊
(2)的一端，其形狀為喇叭口型，其原理是通過在氣體火焰中心放置一定形狀的擾流體，造成局部微擾動，增加氣體燃燒接觸面積，從而起到穩(wěn)定燃燒的作用。穩(wěn)燃擾流環(huán)的結構簡圖見圖2以上所述各部件組成后各自相對位置固定，獨立完成天然氣的穩(wěn)定燃燒功能。而且該功能塊與煤粉輸送和濃縮功能塊組合后，其相對位置可調節(jié)，通過調節(jié)天然氣組織燃燒功能塊(I)在煤粉輸送和濃縮功能塊(2)中的插入深度，可以改變煤粉的著火提前量，適應不同揮發(fā)份煤粉的使用要求。燃氣助燃風管道(101)壁沿周向開有中心風旁路(107)，旁路開孔形狀為斜向出口，中心風旁路開孔示意圖見圖3。利用分級配風技術，解決了燃氣火焰配風時“風大熄火，風小缺氧”的通病。煤粉輸送和濃縮功能塊(2)——該功能塊由輸送彎頭(201)、煤粉通道、煤粉濃縮環(huán)(202)、二級燃燒室(203)部件組成，以上所述各部件組成后各自位置相對固定。其中煤粉濃縮環(huán)利用斜面碰撞、中心濃縮原理，將煤粉濃縮于中心區(qū)在二級燃燒室內集中點燃。所述煤粉通道左端與輸送彎頭(201)連接，右端開口與爐膛連接；煤粉通道內壁安裝有煤粉濃縮環(huán)(202)，其特征外形圓環(huán)，橫截面成梯形；煤粉濃縮環(huán)(202)的作用是將煤粉氣流進行濃淡分離，使?jié)庀嗝悍巯蚬艿乐行募?，在二級燃燒室內著火燃燒。二級燃燒室的作用是提供給天然氣和少量濃縮煤粉混合燃燒的空間。燃氣增量槍(401)插入輸送彎頭的側壁上，當煤質發(fā)生變化，需要增加燃氣添加比例時，及時開啟增量槍以滿足點火能量需求，而主點火槍可以保持在最佳設計工況下運行。通過燃氣火焰能量點燃中心濃相煤粉，對整個煤粉火炬的提前穩(wěn)定燃燒提供了能量保證，從而使煤粉可以在相對狹小的空間和較低的爐膛溫度下穩(wěn)定燃燒，擴大了煤粉燃燒的可調二次風分配功能塊(3)—該功能塊由水平同軸的兩層套管組成，主要作用是提供煤粉燃燒需要的助燃空氣通道，所述二次風由內外兩層布置形成內二次風通道和外二次風通道，通過分層管道(301)實現(xiàn)分風。通過對內二次風和外二次風的旋流調節(jié)，改變混合射流在爐膛內的卷吸強度，改變煤粉火焰的軸向長度和徑向擴散度。當外二次風旋流增強時，煤粉火焰沿軸向長度變短而徑向范圍增加；反之亦然；調節(jié)火焰形狀以適應不同形狀的燃燒空間，合理組織爐內空氣動力場。
權利要求
1.一種工業(yè)用徑向濃縮雙調風旋流煤粉與燃氣混合燃燒器，包括天然氣組織燃燒功能塊、煤粉輸送和濃縮功能塊、可調二次風分配功能塊；天然氣組織燃燒功能塊的一端插入呈彎頭狀的所述煤粉輸送和濃縮功能塊的水平部分；可調二次風分配功能塊安裝在呈彎頭狀的所述煤粉輸送和濃縮功能塊水平部分的外圈，包圍該水平部分；其特征在于天然氣組織燃燒功能塊包括燃氣助燃風管道(101)、燃氣輸送管道(102)、自動點火裝置(103)、旋流配風盤(105)、穩(wěn)燃擾流裝置(106);自動點火裝置(103)插入燃氣助燃風管道(101)中與燃氣輸送管道(102)平行；旋流配風盤(105)安裝在燃氣輸送管道(102)的插入燃氣助燃風管道(101)的一端的末端的外圍；穩(wěn)燃擾流裝置(106)安裝在燃氣助燃風管道(101)插入煤粉輸送和濃縮功能塊(2)的一端；所述燃氣助燃風管道(101)采用軸向旋流進風方式。
2.根據(jù)權利要求I所述的燃燒器，其特征在于所述天然氣組織燃燒功能塊還包括火焰檢測裝置(104)，其安裝在燃氣助燃風管道(101)未插入煤粉輸送和濃縮功能塊(2)的一端。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的燃燒器，其特征在于燃氣助燃風管道(101)壁沿周向開有中心風旁路(107)，旁路開孔形狀為斜向出口。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的燃燒器，其特征在于煤粉輸送和濃縮功能塊包括由輸送彎頭(201)、煤粉通道、煤粉濃縮環(huán)(202)、二級燃燒室(203);所述煤粉通道左端與輸送彎頭(201)連接，右端開口與爐膛連接；煤粉通道內壁安裝有煤粉濃縮環(huán)(202)，其特征外形圓環(huán)，橫截面成梯形。
5.根據(jù)權利要求I或2所述的燃燒器，其特征在于可調二次風分配功能塊由水平同軸的兩層套管組成，所述二次風由內外兩層布置形成內二次風通道和外二次風通道，通過分層管道(301)實現(xiàn)分風。
6.根據(jù)權利要求I所述的燃燒器，其特征在于通過調節(jié)天然氣組織燃燒功能塊在煤粉輸送和濃縮功能塊中的插入深度，改變煤粉的著火提前量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種徑向濃縮雙調風旋流煤粉、燃氣混合燃燒裝置，該燃燒裝置由三個相對獨立的功能模塊組成，包括內置的旋流燃氣燃燒模塊，帶有徑向濃縮結構的煤粉輸送模塊，帶有單獨可調節(jié)旋流強度的內、外二次風通道。其中燃氣燃燒模塊具有相對獨立的燃氣通道、助燃風通道、自動點火及熄火保護裝置；煤粉輸送通道內壁設置有環(huán)型濃縮裝置，煤粉氣流通過該裝置在慣性分離原理下，在徑向截面上形成內濃外淡的分布形態(tài)，實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒的目的；內二次風通道內設置有可調節(jié)的軸向導流葉片，外二次風通道內設置有可調節(jié)的徑向導流葉片，通過其旋轉射流原理形成中心回流區(qū)卷吸高溫煙氣，實現(xiàn)煤粉穩(wěn)定、充分燃燒。
文檔編號F23D17/00GK102620295SQ20121010883
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權日2012年4月13日
發(fā)明者呂絢麗, 姜謀, 汪應洛, 趙大海 申請人:西安康橋能源技術有限責任公司