一种适用于混煤燃烧的燃煤电厂直流燃烧器的制作方法

[0001]
本实用新型涉及锅炉技术领域，特别是燃煤电厂使用的直流燃烧器。


背景技术：

[0002]
基于目前国内煤炭供应及电力行业运行现状，混煤掺烧是目前燃煤电厂普遍存在的现象。合理的掺烧方式有助于优化煤粉燃烧、提高锅炉经济效益、保证锅炉燃烧的稳定性与安全性，然而由于每台锅炉机组燃用煤种、运行方式及炉型结构不同，选用的掺烧方式也存在一定差异。截至目前，常用的混煤掺烧方式可以分为三类：间断掺烧、炉前预混掺烧、分磨入炉掺烧。其中，间断掺烧煤种适应性较差；炉前预混掺烧成本较高，对煤场管理及操作要求较高；相比之下，分磨入炉掺烧可确保不同煤种在炉内燃烧过程中充分混合，避免因入炉煤质波动较大带来的安全问题，并且对目前主流的四角切圆燃烧方式响应良好。
[0003]
一般来说，对于采用四角切圆燃烧方式的锅炉机组，分磨入炉混煤掺烧常采用分仓上煤、分层燃烧的方式，即单层的直流燃烧器只燃用一种单煤煤种，通过配风及燃烧器摆角调整，实现炉内燃烧区域的混煤燃烧。然而，当混合的单煤煤质相差较大时，容易造成不同层燃烧器喷口区域温差较大，严重时造成炉内温度分布不均，影响锅炉安全运行。除此之外，单层燃烧器燃用单一煤种，容易导致难燃煤种与易燃煤种在燃烧器区域发生“抢风”现象。“抢风”会因为难燃煤在燃烧初段燃烧不完全，从而使入炉煤粉燃烧不稳定、燃尽程度变差；并且难燃煤种烧延后，只有在得到燃尽风氧气补充时才可以保证混煤煤粉继续燃烧，造成锅炉顶部烟气温度上升，从而导致受热面超温、结渣，严重影响锅炉的安全运行。


技术实现要素：

[0004]
针对上述现有直流燃烧器的不足，本实用新型提出一种适用于混煤燃烧的电厂直流燃烧器，此燃烧器能显著提升燃煤锅炉对混煤煤种的适应性，降低燃烧器区域温度偏差，弱化混煤煤种之间存在的“抢风”现象，在保证锅炉安全运行的基础上，提高燃煤机组运行效率和经济效益。
[0005]
为实现上述目标，本实用新型技术方案如下：一种适用于混煤燃烧的燃煤电厂直流燃烧器，其特征在于：包括水平一次风通道(3)，所述水平一次风通道(3)呈管状，其一端设有两组弯头通道，即弯头通道a(1)和弯头通道b(2)，另一端设有燃烧器喷口(5)，燃烧器喷口(5)外侧设有与燃烧器喷口(5)方向一致的周界风出风口，周界风出风口连接周界风通道(4)，所述弯头通道内设有煤粉浓缩挡板与煤粉浓缩器，所述煤粉浓缩挡板呈板状体，置于弯头通道内，将通道分隔为两个部分，即内通道和外通道，所述浓淡煤粉分离器呈喇叭状管体，其较大的一端连接在弯头通道内被煤粉浓缩挡板分隔的外通道处，较小的一端置于水平一次风通道(3)的轴心处，所述弯头通道a(1)和弯头通道b(2)与水平一次风通道(3)内能够通入一次风煤粉气流，周界风通道(4)内能够通入周界风气流，即难燃煤粉一次风气流从弯头通道a(1)进入，与易燃煤粉一次风气流从弯头通道b(2)进入，在离心力的作用下，并经过通道内的煤粉浓缩挡板、煤粉浓缩器，在水平一次风通道(3)入口处形成高浓度煤粉区
域与低浓度煤粉区域，并且低浓度煤粉区域将高浓度煤粉区域包围，难燃煤粉一次风气流与易燃煤粉一次风气流相混合，经燃烧器喷口(5)喷出。
[0006]
周界风通道(4)内设有用于调节周界风量调节挡板，所述调节挡板通过周界风量调节杆(10)控制。
[0007]
燃烧器喷口(5)内设有钝体(11)、浓淡煤粉调节分割挡板、浓煤粉气流喷嘴和淡煤粉气流喷嘴。
[0008]
具体阐述如下：一种适用于混煤燃烧的燃煤电厂直流燃烧器，采用双一次风道给粉设计，两股一次风各携带不同的单煤煤粉分别流经上、下两个90
°
弯头通道，然后送入水平一次风通道(3)中；在离心力、煤粉浓缩挡板、煤粉浓缩器的浓淡煤粉分离作用下，水平一次风通道(3)可被划分为浓、淡煤粉气流区域；在一次风的推动下，浓煤粉气流区域的混煤煤粉经钝体(11)整流后，由浓煤粉气流喷嘴(13)喷出，淡煤粉气流区域的混煤煤粉由淡煤粉气流喷嘴(14)喷出，辅以周界风助燃，实现煤粉在炉内的快速、充分燃烧。所述弯头通道的弯曲角度为90
°
。
[0009]
结构上包括90
°
弯头通道、煤粉浓缩挡板、煤粉浓缩器、水平一次风通道(3)、水平周界风通道(4)、钝体(11)、浓淡煤粉调节分割挡板(12)、浓煤粉气流喷嘴(13)、淡煤粉气流喷嘴(14)、周界风量调节杆(10)；
[0010]
所述90
°
弯头通道分为上下两侧，均与水平一次风通道(3)相连通；
[0011]
所述煤粉浓缩挡板布置于90
°
弯头通道内部，所述煤粉浓缩器布置于90
°
弯头通道出口处、煤粉浓缩挡板之后，即水平一次风通道(3)入口处；
[0012]
所述水平一次风通道(3)在出口处设有钝体(11)、浓淡煤粉调节分割挡板(12)、浓煤粉气流喷嘴(13)、淡煤粉气流喷嘴(14)，所述钝体(11)、浓淡煤粉调节分割挡板(12)均沿水平一次风通道(3)中轴线呈对称分布，所述浓煤粉气流喷嘴(13)设置于喷口中部，淡煤粉气流喷嘴(14)布置于喷口上、下部；
[0013]
所述水平周界风通道(4)围绕燃烧器喷口(5)布置，且周界风量调节杆(10)设置在水平周界风通道(4)内。
[0014]
优选的，所述煤粉浓缩挡板与90
°
弯头通道呈同心圆布置；
[0015]
优选的，所述煤粉浓缩器入口端所在平面与水平一次风通道(3)入口截面相互重合；
[0016]
优选的，所述90
°
弯头通道、水平一次风通道(3)内通入一次风煤粉气流；
[0017]
优选的，所述水平周界风通道(4)内通入周界风气流。
[0018]
本实用新型公开了一种适用于混煤燃烧的燃煤电厂直流燃烧器，采用双一次通道给粉设计，结构上包括，两个90
°
弯头通道、水平一次风通道、周界风通道、燃烧器喷嘴，混煤掺烧时，两股一次风气流分别携带两种单煤煤粉进入水平一次风通道，在90
°
弯头、浓淡煤粉分离挡板、分离器的作用下，一次风煤粉气流被划分为高、低浓度煤粉气流区域，分别由高、低浓度煤粉喷嘴喷入炉内。周界风通道内设有周界风量调节挡板，调整周界风与一次风风量比例。燃烧器喷嘴内设有浓淡煤粉可调分割挡板，调整高低浓度煤粉气流比例，进而控制混煤掺烧情况。本发明既能改善锅炉炉体温度分布，提高了难燃煤粉掺烧比例，有利于混煤的着火与稳燃。
[0019]
本实用新型与现有技术相比，有益效果是：
[0020]
1、采用双一次风通道结构，实现了两种单煤在直流燃烧器内的掺烧，克服了炉内混烧方案下，传统直流燃烧器燃用单一煤种时造成的“抢风”问题；并在浓淡分离的作用下，混煤煤粉被划分为浓淡煤粉气流区域，在浓煤粉气流区域，利用易燃煤种易着火、燃尽快的特点，促进难燃煤种的着火与燃烧，有效的减缓了混煤掺烧时飞灰含量大的问题。
[0021]
2、在经过90
°
弯头通道、煤粉浓缩挡板与煤粉浓淡分离器三次煤粉浓淡分离的作用下，高浓度煤粉集中于燃烧器中部，低浓度煤粉分布于燃烧器上下部，这样可以充分利用低浓度煤粉快速燃烧产生的高温烟气迅速加热中心区域的高浓度煤粉，促进浓煤粉气流区域的煤粉燃烧。
[0022]
3、通过对浓淡煤粉调节分割挡板(12)以及周界风风量挡板的控制，可实现对两种煤粉混合点的精准控制，进而通过此混合点可实现煤粉燃烧氧化区与还原区的控制，最终实现nox排放的有效控制。
附图说明
[0023]
图1是本实用新型提供的混煤直流燃烧器剖面示意图；
[0024]
图2是本实用新型提供的混煤直流燃烧器煤粉气流分布示意图；
[0025]
图3是本实用新型提供的混煤直流燃烧器喷口布置示意图；
[0026]
附图标记：1是弯头通道a，2是弯头通道b，3是水平一次风通道，4是周界风通道，5是燃烧器喷口，6是煤粉浓缩挡板a，7是煤粉浓缩挡板b，8是煤粉浓缩器a，9是煤粉浓缩器b，10是周界风量调节杆，11是钝体，12是浓淡煤粉调节分割挡板，13是浓煤粉气流喷嘴，14是淡煤粉气流喷嘴。
具体实施方式
[0027]
参照图1，一种适用于混煤燃烧的燃煤电厂直流燃烧器，包括90
°
弯头通道a，90
°
弯头通道b、水平一次风通道3、周界风通道4和燃烧器喷口5。所述90
°
弯头通道a和90
°
弯头通道b的出口端与水平一次风通道3入口端相连通，所述90
°
弯头通道a和90
°
弯头通道b分别通入单煤煤粉一次风气流，在离心力的作用下，这两股一次风煤粉气流均初步分离为浓、淡两股一次风煤粉气流；随后，浓一次风煤粉气流流经布置在90
°
弯头通道a和90
°
弯头通道b出口端的煤粉浓缩挡板6和7以及煤粉浓缩器，煤粉气流进一步被浓缩，在水平一次风通道3内形成浓煤粉气流区域，未流经煤粉浓缩挡板6和7以及煤粉浓缩器的气流煤粉，在水平一次风通道3内形成淡煤粉气流区域，如图3所示。值得注意的是，所述煤粉浓缩挡板6和7沿水平一次风通道3水平中轴线所在平面呈对称分布，优选的是煤粉浓缩挡板6和7与90
°
弯头通道a和90
°
弯头通道b呈同心圆布置；所述煤粉浓缩器沿水平一次风通道3水平中轴线所在平面呈对称分布，入口端靠近90
°
弯头通道a和90
°
弯头通道b出口侧，出口端靠近水平一次风通道3入口侧。
[0028]
所述水平一次风通道3的外围套设有周界风通道4，且周界风通道4中设有周界风量调节杆10。所述周界风通道4中通入周界风，并通过周界风量调节杆10对周界风量进行精准调节；周界风通道4的出口端与燃烧器喷口5出口端处于同一平面。所述燃烧器喷口5的内部设置有钝体11、浓淡煤粉调节分割挡板12、浓煤粉气流喷嘴13与淡煤粉气流喷嘴14；所述钝体11布置在燃烧器喷口5的入口端，浓淡煤粉调节分割挡板12布置于燃烧器喷口5的中
部、浓煤粉气流喷嘴13与淡煤粉气流喷嘴14布置于燃烧器喷口5的出口端。所述浓淡煤粉调节分割挡板12的作用在于，在不改变风粉比的情况下，当锅炉负荷发生变化时，通过浓淡煤粉调节分割挡板12，调节浓煤粉一次风气流、淡煤粉一次风气流风量比，从而实现精准控制浓淡煤粉混合比的目的；当机组负荷过低，无法通过调节浓淡煤粉调节分割挡板12实现炉内混煤的稳定燃烧，这时需调整进入90
°
弯头通道a和90
°
弯头通道b的一次风量，进而降低混煤中难燃煤种掺混比例，提高易燃煤种掺烧比例，从而促进进入炉内的混煤煤粉稳定燃烧；当负荷增大时，可以适当提高携带难燃煤种的一次风比例，降低发电成本，增大机组经济性。
[0029]
两股一次风单煤粉气流分别流入90
°
弯头通道a和90
°
弯头通道b，在离心作用下，一次风单煤粉气流初步分离成浓、淡两股煤粉气流，浓一次风单煤粉气流在撞击浓缩煤粉挡板6和7之后，进入煤粉浓缩器中，使得浓一次风单煤粉气流进一步浓缩；浓缩后的浓、淡一次风单煤粉气流流入水平一次风通道3内，且两股浓一次风单煤粉气流充分混合，形成浓煤粉气流区域，其余未经煤粉浓缩器浓缩的煤粉气流，形成淡煤粉气流区域；最终，浓煤粉一次风气流经钝体11的整流后，从浓煤粉气流喷嘴13喷出，淡煤粉一次风气流携带煤粉从淡煤粉气流喷嘴14喷出，送入炉内进行混煤燃烧。
[0030]
以上所述的仅是本发明/实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变化和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

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