本發(fā)明涉及一種煤粉燃燒器，特別涉及一種能夠高效清潔利用煤粉的逆噴式鈍體旋流煤粉燃燒器。

背景技術(shù)：

在煤粉鍋爐領(lǐng)域，出現(xiàn)很多種類的燃燒器，諸如鈍體燃燒器、旋流燃燒器和逆噴燃燒器等，其共同點在于利用高溫回流區(qū)作為點火源，點燃煤粉氣流，達到煤粉高效低氮燃燒的目的。但是由于上述的燃燒器長期處于高溫燃燒區(qū)，存在結(jié)渣燒損風險；而且煤粉鍋爐相比鏈條爐和循環(huán)流化床，存在負荷調(diào)節(jié)范圍窄且低負荷運行的過程中容易出現(xiàn)燃盡率低的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種逆噴式鈍體旋流煤粉燃燒器，不僅在穩(wěn)燃腔形成一個嵌套式的回流區(qū)，提高煤粉鍋爐在低負荷工況下的燃盡率，而且在燃燒器內(nèi)部形成一個外回流區(qū)冷卻燃燒器，取消燃燒器外部水冷裝置，減少燃燒器的維修頻率，延長燃燒器的使用壽命。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種逆噴式鈍體旋流煤粉燃燒器，其特征在于，該燃燒器包括順序連接的旋流器、導風筒、穩(wěn)燃腔和加速腔，以及設(shè)置于所述穩(wěn)燃腔內(nèi)的煤粉供應機構(gòu)；在所述煤粉供應機構(gòu)上設(shè)置有鈍體穩(wěn)燃器，所述鈍體穩(wěn)燃器位于所述穩(wěn)燃腔內(nèi)且其迎風面位于所述導風筒內(nèi)的任意位置。

在一個優(yōu)選的實施例中，所述旋流器的出口端和導風筒的進口端相連，且所述旋流器和導風筒的直徑相同，所述旋流器采用葉片式旋流發(fā)生器或蝸殼式旋流發(fā)生器，產(chǎn)生的旋流數(shù)控制在0.6～1.5之間。

在一個優(yōu)選的實施例中，所導風筒的出口端和穩(wěn)燃腔的進口端相連，所述導風筒的長度控制在50mm～300mm之間。

在一個優(yōu)選的實施例中，所述穩(wěn)燃腔采用圓筒或漸擴的圓錐，且所述穩(wěn)燃腔的長度應大于圓筒或者圓錐的最大直徑。

在一個優(yōu)選的實施例中，所述穩(wěn)燃腔的出口端和加速腔的進口端相連，所述加速腔的出口端和爐膛相連，且所述加速腔的出口端直徑不大于所述穩(wěn)燃腔的進口端直徑。

在一個優(yōu)選的實施例中，所述煤粉供應機構(gòu)主要由風粉管和回流帽組成，所述風粉管置于燃燒器的軸線上，所述回流帽設(shè)置于所述風粉管的出口端且位于所述穩(wěn)燃腔和加速腔的交接面，所述鈍體穩(wěn)燃器設(shè)置于所述風粉管上。

在一個優(yōu)選的實施例中，所述風粉管和回流帽通過支柱或內(nèi)置旋片連接，使煤粉氣流逆流直噴或者逆流旋轉(zhuǎn)噴入所述穩(wěn)燃腔；當采用內(nèi)置旋片連接時，所述內(nèi)置旋片的旋流數(shù)控制在0.1～0.6之間。

在一個優(yōu)選的實施例中，所述鈍體穩(wěn)燃器采用V型鈍體、圓錐鈍體、橢圓形鈍體、沙丘形鈍體或圓柱形鈍體。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明能夠使空氣經(jīng)旋流器形成旋轉(zhuǎn)射流和鈍體穩(wěn)燃器共同的作用下形成一個嵌套式高溫回流區(qū)和一個外回流區(qū)，嵌套式回流區(qū)加強回流區(qū)和外界的質(zhì)量、動量及能量傳輸，加強風粉混合，提高煤粉鍋爐的燃燒效率，使燃燒更加穩(wěn)定；外回流區(qū)是在煤粉氣流火焰面和燃燒器之間形成的冷卻空氣流，外回流區(qū)的存在起到冷卻燃燒器的作用，即使火焰溫度高達1600℃，燃燒器外壁的溫度也不高于150℃，可取消燃燒器的水冷裝置，減少生成成本，延長燃燒器的使用壽命。2、本發(fā)明的風粉管和回流帽形成的回流通道，可以使煤粉氣流以逆噴的方式進入高溫回流區(qū)，在回流通道形成初級火焰，起到對煤粉初步預熱和耗氧的作用，使煤粉在點火前在一個低氧、高溫的環(huán)境發(fā)生熱解反應，不僅加強煤粉燃燒，而且具有低氮的效果。3、本發(fā)明在旋流器和穩(wěn)燃腔之間連接有導風筒，可以使旋轉(zhuǎn)的空氣流進入內(nèi)置鈍體的穩(wěn)燃腔之前充分發(fā)展，達到將兩種穩(wěn)燃機理基于一體的目的，避免旋轉(zhuǎn)氣流能量的損失。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明煤粉供應機構(gòu)回流通道采用支柱布置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明煤粉供應機構(gòu)回流通道采用旋片布置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標號：1為旋流器，2為導風筒，3為穩(wěn)燃腔，4為加速腔，5為鈍體穩(wěn)燃器，6為煤粉供應機構(gòu)，61為風粉管，62為回流帽，7為嵌套式高溫回流區(qū)，8為外回流區(qū)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。然而應當理解，附圖的提供僅為了更好地理解本發(fā)明，它們不應該理解成對本發(fā)明的限制。

圖1展示了根據(jù)本發(fā)明提供的逆噴式鈍體旋流煤粉燃燒器，該燃燒器包括旋流器1、導風筒2、穩(wěn)燃腔3、加速腔4、鈍體穩(wěn)燃器5和煤粉供應機構(gòu)6。其中，旋流器1的出口端和導風筒2的進口端相連，導風筒2的出口端和穩(wěn)燃腔3的進口端相連，穩(wěn)燃腔3的出口端和加速腔4的進口端相連，加速腔4的出口端和爐膛相連(圖中未示出)。煤粉供應機構(gòu)6主要由風粉管61和回流帽62組成，風粉管61置于燃燒器的軸線上，回流帽62設(shè)置于風粉管61的出口端且位于穩(wěn)燃腔3和加速腔4的交接面。鈍體穩(wěn)燃器5設(shè)置在位于穩(wěn)燃腔3內(nèi)的風粉管61上，但鈍體穩(wěn)燃器5的迎風面位于導風筒2內(nèi)的任意位置。

在一個優(yōu)選的實施例中，導風筒2的長度應控制在50mm～300mm之間，以使旋轉(zhuǎn)氣流充分發(fā)展且旋轉(zhuǎn)氣流的能量損耗降到最低。

在一個優(yōu)選的實施例中，旋流器1可以采用葉片式旋流發(fā)生器或蝸殼式旋流發(fā)生器，產(chǎn)生的旋流數(shù)應控制在0.6～1.5之間。

在一個優(yōu)選的實施例中，穩(wěn)燃腔3可以采用圓筒或漸擴的圓錐，且加速腔4的出口端直徑應不大于穩(wěn)燃腔3的進口端直徑，以獲得高速噴射射流。

在一個優(yōu)選的實施例中，風粉管61和回流帽62可以通過支柱(如圖2所示)或內(nèi)置旋片(如圖3所示)連接，使煤粉氣流逆流直噴或者逆流旋轉(zhuǎn)噴入穩(wěn)燃腔3；當采用內(nèi)置旋片連接時，內(nèi)置旋片的旋流數(shù)應控制在0.1～0.6之間。

在一個優(yōu)選的實施例中，鈍體穩(wěn)燃器5可以采用V型鈍體、圓錐鈍體、橢圓形鈍體、沙丘形鈍體、圓柱形鈍體或者其它任意曲線形鈍體。

本發(fā)明在使用時，其工藝過程如下：

1)空氣首先經(jīng)過旋流器1進入燃燒器，使空氣流成為具有切向速度的旋轉(zhuǎn)氣流，旋轉(zhuǎn)的空氣流經(jīng)過導風筒2進入置有鈍體穩(wěn)燃器5的穩(wěn)燃腔3，并在鈍體穩(wěn)燃器5后面形成一個嵌套式高溫回流區(qū)7和一個外回流區(qū)8，嵌套式高溫回流區(qū)7的溫度范圍為900～1100℃，嵌套式高溫回流區(qū)7可以加熱煤粉氣流，使煤粉氣流的溫度高于煤粉點火溫度的100～200℃；外回流區(qū)8是低溫的空氣流組成，外回流區(qū)8的存在可以使燃燒器外壁的溫度低于150℃。

2)煤粉氣流經(jīng)過風粉管61，由風粉管61和回流帽62組成的回流通道逆噴進入嵌套的嵌套式高溫回流區(qū)7，在回流通道出口形成一個強渦流區(qū)，產(chǎn)生初級火焰；噴射的煤粉進入初級火焰得到了預升溫且在燃燒過程中消耗攜帶煤粉的一次風中的氧氣，煤粉初級升溫的溫度約為130℃。

3)經(jīng)過初級加熱的煤粉進入溫度范圍為900～1100℃的嵌套式高溫回流區(qū)7，煤粉在低氧、炙熱的嵌套式高溫回流區(qū)7內(nèi)熱解，使煤粉溫度到比點火溫度高100～200℃；噴射煤粉經(jīng)過嵌套式高溫回流區(qū)7低氧、高溫熱解的過程與燃燒氣體在鈍體穩(wěn)燃器5處混合在一起，形成了主火焰。

4)最后煤粉氣流在燃燒器內(nèi)回旋焚燒，一直到達穩(wěn)燃腔3和加速腔4的交界處，此處有大約一半的燃燒氣體回流，一半的燃燒氣流經(jīng)加速腔4形成高速噴射火焰進入爐膛。

上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發(fā)明的保護范圍之外。