劣質煤微油點火燃燒器的製作方法

2023-07-15 04:03:26 1

專利名稱：劣質煤微油點火燃燒器的製作方法
技術領域：
本本發明涉及電廠鍋爐冷態啟動和低負荷穩燃裝置，尤為劣質燃煤鍋爐設計。
背景技術：
目前，我國有大量燃用劣質煤的電站鍋爐，其點火和低負荷穩燃用油量巨
大。 一臺200MW鍋爐每次冷態啟動要消耗約50 70噸油， 一臺300MW鍋爐 約需消耗60 80噸油， 一臺600MW鍋爐約需消耗100噸油。有統計數據表明， 每年鍋爐點火用油約需人民幣45 54億元。
針對這一問題，相關行業人員也做了不少技術研究，但也存在不少問題。 如中國專利ZL200520101974.5中公開一種貧煤微油冷態點火和超低負荷穩 燃燃燒器。它具有煤粉管道，煤粉管道內設有相連接的一級煤粉燃燒室、二級 煤粉燃燒室，在一級煤粉燃燒室前端斜向設有油燃燒室、油燃燒器，二級煤粉 燃燒室和煤粉管道一端連接有三級煤粉燃燒室，煤粉管道和三級煤粉燃燒室外 設有冷卻風進風管，三級煤粉燃燒室與冷卻風進風管之間設有多級環縫冷卻氣 膜，煤粉管道另一端內設有煤粉強濃縮器。該燃燒器的煤粉濃縮器不能消除其 後的渦流區，大大提高了進入一級煤粉燃燒室的風粉速度，對著火非常不利。 又如，中國專利公開號CN101329064A申請號為200810064783.4中所用的分離 環不僅在其後會產生回流區，而且其阻塞流通面積較大，增大了燃燒器的阻力 損失，不僅會對燃燒器造成嚴重的磨損，還會影響原設計的鍋爐空氣動力場， 改變鍋爐原有性能。
中國專利ZL03255982.8採用的是單側油槍加熱方式，形不成旋轉火焰；中 國專利CN101135445A公開的專利雖然採用了雙側油槍布置方案，但沒有形成 切圓旋轉燃燒，這樣就在其的煤粉燃燒室內造成了 "高溫區缺氧，低溫區氧量 過剩"的情況。
中國專利CN 201093529Y雖然也在燃燒器內安裝了鈍體，但沒有冷卻措 施，使得其在實踐中無法正常工作，而且其對燃燒器的流通面積影響較大，勢 必改變燃燒器的原有性能，並造成嚴重的磨損。

發明內容
為從根本上解決現有各種家具的上述缺陷，本發明提出一種著火容易、穩定、燃燒充分、使用壽命長的劣質煤微油點火燃燒器。
本發明的技術方案是 一種劣質煤微油點火燃燒器，其入口段與原有的煤 粉管連接，風粉分離環裝在入口段與淡相煤粉室之間； 一級濃相煤粉引燃室裝 在淡相煤粉室的內部並用筋板與之連接；兩個袖燃燒器裝在一級濃相煤粉引燃 室的兩側並穿出淡相煤粉室；在油燃燒器的來粉方向設有翼形防磨塊，與油燃 燒器、 一級濃相煤粉引燃室、淡相煤粉室的焊接成一體；火檢管)以平行的方式 裝在油燃燒器的底座上，並穿出淡相煤粉室；在一級濃相煤粉引燃室的出口安 裝二級淡相煤粉引燃室；在二級淡相煤粉引燃室和易形腔體之間設有"V"形空 腔回流鈍體，煤粉燃燒器噴口則與易形腔體連接；周界風噴口裝在煤粉燃燒器 噴口)的外圍，與周界冷卻風箱相連接；鈍體冷卻風接口安裝在"V"形空腔回 流鈍體的一側，另一側則與周界冷卻風箱相通；所述的風粉分離環為漸擴流線 形，其入口傾角ci為145。 -155° ，出口傾角0為125。 -135° ，其喉部直徑①2 為煤粉管直徑①l的3/4—4/5之間，其出口直徑03要大於入口直徑01，約為喉 部直徑①2的5/4—6/5之間，其喉部段為光滑的流線形過渡結構。
所述的兩個油燃燒器的軸心線偏離一級濃相煤粉引燃室的橫截面中心，並 關於一級濃相煤粉引燃室的橫截面中心對稱，形成雙側切圓布置。
所述的翼形防磨塊採用機翼形結構，在迎風方向的夾角為Y為3(T -50° 。
在所述的"V"形空腔回流鈍體和所述的易形腔體的迎風面設有氬弧陶瓷防 磨層。
本發明的有益效果
1、 著火容易
在燃燒器的入口設計了流線型風粉分離環，通過對其出入口傾角、入口直 徑(4) I )、喉部直徑(4>11)、出口直徑(4>III)配比的優化設計，消除了 風粉分離環後的渦流區，使得進入一級濃相煤粉引燃室的濃相風粉氣流速度大 大降低，基本與淡相煤粉室的風速相同，減小了濃淡比，加長了煤粉在一級濃 相煤粉引燃室的停留時間，便於引燃煤粉。
2、 燃燒充分
油燃燒器的連接方式採用了雙側切向布置，這樣布置的優點是從兩側油槍 噴入的油火焰利用自身的高速在一級濃相煤粉引燃室內形成切向旋轉力，使得 進入一級濃相煤粉引燃室的高濃度風粉氣流發生強烈旋轉，湍流度加大，加強 了氧氣和高溫火焰區煤粉的混合，使得煤粉能夠及時得到著火所需的氧量。
3、 使用壽命長
翼形防磨塊採用機翼形結構，通過對迎風角度的合理設計，避開了磨損嚴 重的角度範圍，大大延長了燃燒器的使用壽命；同樣在所述的"V"形空腔回流鈍體和所述的易形腔體的迎風面設有氬弧陶瓷防磨層，也是為了提高耐磨性， 延長使用壽命。
4、 在燃燒器內安裝了 "V"形空腔鈍體(11)和易形腔體(12)，並在該 鈍體的空腔中通入了高壓風進行冷卻，解決了燃燒器內鈍體易燒損和阻力大的 問題，充分利用了高溫煙氣的回流熱量，達到了能量重得利用的目的。
5、 用微量的油(150kg/h)，通過煤粉逐級點燃、能量逐級放大的原理，點 燃大量的劣質煤粉(4 10噸)，達到鍋爐冷態微油點火的目的，節油率可達 80%以上。
6、 點火所用燃油全部在著火後才進入燃燒器，燃燼率高，可以在低負荷下 長期投入電除塵設備，環保效果好。


圖1為該劣質煤微油點火燃燒器的結構示意圖 圖2為圖1的A-A面結構示意圖 圖3為圖1的B-B面結構示意圖 圖4為圖1的C-C面結構示意圖
具體實施例方式
參見圖1、圖2、圖3、圖4，圖中1、燃燒器入口連接段2、風粉分離環3、 翼形防磨塊4、油燃燒器5、火檢套管6、淡相煤粉室7、 一級濃相煤粉 引燃室8、連接筋板 9、周界冷卻風箱10、二級淡相煤粉引燃室11、"V" 形空腔回流鈍體12、易形腔體13、煤粉燃燒器噴口 14、周界風噴口 15、鈍 體冷卻風接口
實施例圖中的劣質煤微油點火燃燒器，其入口段(1)與原有的煤粉管連 接，風粉分離環(2)裝在入口段(1)與淡相煤粉室(6)之間； 一級濃相煤粉 引燃室(7)裝在淡相煤粉室(6)的內部並用筋板(8)與之連接；兩個油燃燒器 (4)裝在一級濃相煤粉引燃室(7)的兩側並穿出淡相煤粉室(6);在油燃燒器(4) 的來粉方向設有翼形防磨塊(3),與油燃燒器(4)、 一級濃相煤粉引燃室(7)、淡 相煤粉室(6)的焊接成一體；火檢管(5)以平行的方式裝在油燃燒器(4)的底座 上，並穿出淡相煤粉室(6);在一級濃相煤粉引燃室(7)的出口安裝二級淡相 煤粉引燃室(10);在二級淡相煤粉引燃室(10)和易形腔體(12)之間設有"V"形 空腔回流鈍體(ll)，煤粉燃燒器噴口(13 則與易形腔體(12)連接；周界風噴 口(14)裝在煤粉燃燒器噴口(13)的外圍，與周界冷卻風箱(9)相連接；鈍體冷卻 風接口(15)安裝在"V"形空腔回流鈍體(ll)的一側，另一側則與周界冷卻風箱(9)相通；所述的風粉分離環(2)為漸擴流線形，其入口傾角a為145。 -155° ， 優選150° ，出口傾角P為125。 -135° ，優選130° ，其喉部直徑①2為煤粉管 直徑①l的3/4—4/5之間，其出口直徑03要大於入口直徑①1，約為喉部直徑① 2的5/4—6/5之間，其喉部段為光滑的流線形過渡結構。所述的兩個油燃燒器(4) 的軸心線偏離一級濃相煤粉引燃室(7)的橫截面中心，並關於一級濃相煤粉引 燃室(7)的橫截面中心對稱，形成雙側切圓布置。所述的翼形防磨塊(3)採 用機翼形結構，在迎風方向的夾角為Y為3(T -50° ，優選40° 。所述的"V" 形空腔回流鈍體(11)和所述的易形腔體(12)的迎風面設有氬弧陶瓷防磨層 (16)。
其工作過程是燃油通過油槍噴嘴霧化後進入油燃燒器(4)進行燃燒，產 生的火焰和高溫煙氣沿著油燃燒器(4)切向旋轉進入一級濃相煤粉引燃室(7); 一次風粉混合物通過燃燒器入口段(1)進入燃燒器，首先經過風粉分離環(2) 進行濃淡分離，濃相煤粉聚集在燃燒器中心部位進入一級濃相煤粉引燃室(7), 在油燃燒器(4)進來的油火焰切向力作用下發生旋轉混合燃燒，而淡相煤粉則 沿著淡相煤粉室(6)流動，在二級淡相煤粉燃燒室(10)與一級濃相煤粉引燃 室(7)出來的煤粉火焰混合發生二次點燃；然後火焰經過"V"形空腔回流鈍 體時，發生回流，高溫煙氣在易形腔體(12)裡形成回流區，利用回流過來的 熱量來進一步強化燃燒；鈍體冷卻風從鈍體冷卻風接口 (15)進入鈍體的內部， 對其進行冷卻，然後從鈍體的另一側進行周界冷卻風箱(9);周界冷卻風在二 次淡相煤粉引燃室(10)的前沿引入周界冷卻風箱(9)，沿二次淡相煤粉引燃 室(10)流動，首先起到保護二級淡相煤粉引燃室(10)、煤粉燃燒器噴口 (13) 的壁溫不超溫的作用，接著與煤粉燃燒器噴口 (13)出來的煤粉火焰混合，起 到補充燃燒所需氧量的作用。
該劣質煤微油點火燃燒器綜合運用了氣固兩相流分離原理、油火焰雙向旋 流引燃原理、鈍體回流高溫煙氣能量重複利用原理、煤粉分級引燃能量逐步放 大原理，在燃燒器內部形成了 "低風速、高濃度、強旋流、強回流"的空氣動 力場，創造出了非常有利的著火條件，可用來點燃質煤、無煙煤等不易著火的 煤種。
權利要求
1、一種劣質煤微油點火燃燒器，其入口段與原有的煤粉管連接，風粉分離環裝在入口段與淡相煤粉室之間；一級濃相煤粉引燃室裝在淡相煤粉室的內部並用筋板與之連接；兩個油燃燒器裝在一級濃相煤粉引燃室的兩側並穿出淡相煤粉室；在油燃燒器的來粉方向設有翼形防磨塊，與油燃燒器、一級濃相煤粉引燃室、淡相煤粉室的焊接成一體；火檢管以平行的方式裝在油燃燒器的底座上，並穿出淡相煤粉室；在一級濃相煤粉引燃室的出口安裝二級淡相煤粉引燃室；其特徵是在二級淡相煤粉引燃室和易形腔體之間設有「V」形空腔回流鈍體，煤粉燃燒器噴口則與易形腔體連接；周界風噴口裝在煤粉燃燒器噴口的外圍，與周界冷卻風箱相連接；鈍體冷卻風接口安裝在「V」形空腔回流鈍體的一側，另一側則與周界冷卻風箱相通；所述的風粉分離環為漸擴流線形，其入口傾角α為145°-155°，出口傾角β為125°-135°，其喉部直徑Φ2為煤粉管直徑Φ1的3/4-4/5之間，其出口直徑Φ3要大於入口直徑Φ1，約為喉部直徑Φ2的5/4-6/5之間，其喉部段為光滑的流線形過渡結構。
2、 根據權利要求l所述的劣質煤微油點火燃燒器，其特徵是所述的兩個 油燃燒器的軸心線偏離一級濃相煤粉引燃室的橫截面中心，並關於一級濃相煤 粉引燃室的橫截面中心對稱，形成雙側切圓布置。
3、 根據權利要求l所述的劣質煤微油點火燃燒器，其特徵是所述的翼形 防磨塊採用機翼形結構，在迎風方向的夾角為Y為3(T -50° 。
4、 根據權利要求l所述的劣質煤微油點火燃燒器，其特徵是在所述的"V" 形空腔回流鈍體和所述的易形腔體的迎風面設有氬弧陶瓷防磨層。
全文摘要
一種劣質煤微油點火燃燒器，該燃燒器由流線型風粉分離環、雙向旋流油燃燒器、翼形防磨塊、一級濃相煤粉燃燒室、二級淡相煤粉燃燒室、「V」形空腔回流鈍體、周界冷卻風箱等組成。在設計上採用了氣固兩相流分離原理、油火焰雙向旋流引燃原理、鈍體回流高溫煙氣、能量重複利用原理、煤粉分級引燃能量逐步放大原理，在燃燒器內部形成了「低風速、高濃度、強旋流、強回流」的動力場，創造出了極為有利的煤粉著火條件，可以有效的解決劣質煤不易著火和燃燼率低的問題。該燃燒器用150kg/h的油量，可點燃4～10噸的劣質煤，節油率在80％以上，使用壽命在4年以上，十分利於在相關行業推廣應用。
文檔編號F23D1/00GK101603683SQ20091014878
公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月3日 優先權日2009年7月3日
發明者濤 李, 楊聲亮, 楊曉光, 昌 範, 金偉強, 閆高程, 霍宇霆 申請人:範 昌;楊賢民;閆高程