一种煤粉旋流燃烧器的制作方法

本新型涉及煤粉燃烧技术领域，尤其涉及一种煤粉旋流燃烧器。

背景技术：

旋流燃烧器是当前电站锅炉和工业锅炉上广泛应用的一种燃烧煤粉的装置。随着近年来环保要求的不断提高和超低排放改造的进行，低氮燃烧器的的应用作为最为经济的氮氧化物减排手段，成了脱硝的必然选择，但由于现有燃烧器的过度空气分级燃烧及过度的追求更低的炉膛出口nox排放，给锅炉的运行带来了一系列的问题。

目前市面上的燃烧器中心风筒置于一次煤粉气流中，易磨损，频繁更换，增加运行和维护成本，降低系统运行的可靠性。该燃烧器配套的燃烧系统所采用的燃尽风用量大，通常燃尽风在总送风量的占比在25％以上，易造成炉膛区域过度欠氧燃烧，易造成高温腐蚀，燃烧推迟，锅炉减温水量上升甚至满开，锅炉经济性变差；中心风在锅炉运行时需要通少量的冷却风，这部分风的存在容易在燃烧器喷口区域形成氧化性氛围，降低燃烧过程中nox的降低；燃烧器利用扩锥的方式来延迟一次风/和二次风的混合，通过推迟燃烧的方式来控制燃烧中nox的形成，降低nox的能力弱，而且过大的扩锥张角所卷席的烟气易烧损喷口和扩锥。

此外，随着电厂燃煤来源的日益广泛，煤质愈发不稳定，燃煤机组又越发频繁的参与深度调峰，给燃烧器系统的运行提出了新的调整，因此现有的双调风旋流煤粉燃烧器在综合水平需要进一步提升。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本新型提供了一种煤粉旋流燃烧器。

根据本申请的一个方面，提供了一种煤粉旋流燃烧器，包括：沿径向从内向外依次布置的一次风通道、内二次风通道和外二次风通道，一次风通道的出风口设置有喷嘴，煤粉旋流燃烧器为均流燃烧器，还包括用于控制和调节二次风的调风器；调风器包括套设在外二次风通道的进风口处的外二次风套筒挡板、驱动外二次风套筒挡板移动的外二次风套筒挡板调节部、环向设置在外二次风通道中的外二次风旋流叶片和驱动外二次风旋流叶片移动的外二次风旋流叶片调节部。

可选择地，调风器还包括套设在内二次风通道的进风口处的内二次风套筒挡板和驱动内二次风套筒挡板的内二次风套筒挡板调节部。

可选择地，内二次风通道中设置有环内二次风通道周向分布的若干个内旋流叶片。

可选择地，外二次风通道的进风口安装有外二次风均流筒，外二次风均流筒与外二次风通道连通且表面密布有均流孔；内二次风通道的进风口安装有内二次风均流筒，内二次风均流筒与内二次风通道连通且表面密布有均流孔。

可选择地，喷嘴包括若干沿周向交替设置的内缩部和外扩部，内缩部和外扩部沿一次风的流向延伸，且内缩部沿喷嘴的径向收缩、外扩部沿喷嘴的径向外扩。

可选择地，喷嘴的内缩部自喷嘴的喷口沿一次风流通相反的方向延伸至一次风通道内部，内缩部的延伸长度l为一次风通道直径d的0.5～1.5。

可选择地，喷嘴的出口处的流通面积与一次风通道的流通面积相同。

可选择地，外扩部在喷嘴的出口处设置有沿喷嘴的径向方向向外延伸的稳燃齿。

本申请的煤粉旋流燃烧器无中心风设计，在燃烧器喷口形成更大的还原性区域，进入炉膛的煤粉能够快速着火和快速升温，在有限的时间内，可释放出煤种中更多ch基团，用以来还原燃烧器主燃区所生成的nox，实现火焰内还原降低nox。

附图说明

构成本新型的一部分的附图用来提供对本新型的进一步理解，本新型的示意性实施例及其说明用于解释本新型，并不构成对本新型的不当限定。在附图中：

图1是本申请的煤粉旋流燃烧器的结构示意图。

具体实施方式

为使本新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本新型实施例中的附图，对本新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本新型保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征向量可以相互任意组合。

现有燃烧器结构设计普遍存在的缺点如下：中心风筒置于一次煤粉气流中，易磨损，频繁更换，增加运行和维护成本，降低系统运行的可靠性。中心风在锅炉运行时需要通少量的冷却风，这部分风的存在容易在燃烧器喷口区域形成氧化性氛围，降低燃烧过程中nox的降低。稳燃齿布置于一次风喷口内壁，所形成的中心回火易烧损燃烧器喷口，目前锅炉运行燃烧器普遍存在喷口烧损的问题。燃烧器利用扩锥的方式来延迟一次风/和二次风风的混合，通过推迟燃烧的方式来控制燃烧中nox的形成，降低nox的能力弱，而且过大的扩锥张角所卷席的烟气易烧损喷口和扩锥。与燃烧器配套的燃烧系统所采用的燃尽风用量大，通常燃尽风在总送风量的占比在25％以上，易造成炉膛区域过度欠氧燃烧，易造成高温腐蚀，燃烧推迟，锅炉减温水量上升甚至满开，锅炉经济性变差，燃烧器总二次风调节套筒布置于锅炉风箱多灰的环境内，环向铰连结构的调整装置经常发生卡涩而使得燃烧器不可调燃烧器旋流强度叶片通过环向铰连结构调整角度的结构，因布置于锅炉风箱多灰的环境内而易发生卡涩而使得燃烧器不可调。

为此本申请提供了一种煤粉旋流燃烧器，包括：沿径向从内向外依次布置的一次风通道10、内二次风通道30和外二次风通道20，一次风通道10的出风口设置有喷嘴40，燃烧器还包括用于控制和调节二次风的调风器50。本申请的煤粉旋流燃烧器无中心风设计，在燃烧器喷口形成更大的还原性区域，进入炉膛的煤粉的快速着火和快速升温，在有限的时间内，可释放出煤种中更多ch基团，用以来还原燃烧器主燃区所生成的nox，实现火焰内还原降低nox。

如图1所示，本申请的煤粉旋流燃烧器，包括：沿径向从内向外依次布置的一次风通道10、内二次风通道20和外二次风通道30，一次风通道10的出风口设置有喷嘴40，煤粉旋流燃烧器为均流燃烧器，燃烧器还包括用于控制和调节二次风的调风器50。其中，调风器50包括外二次风套筒挡板51和外二次风套筒挡板调节部57、外二次风旋流叶片53和外二次风旋流叶片调节部58。相比较常规的燃烧器通过调整叶片角度来控制总的进风量和旋流强度的设计，本申请实现了二次风总风量和外二次风旋流强度单独控制。

外二次风套筒挡板51套设在外二次风通道20的进风口处，外二次风套筒挡板调节部57可驱动外二次风套筒挡板51在轴向方向的预定范围内移动以调节外二次风通道20的进风口的开度进而控制进入燃烧器内部的总二次风量。

外二次风旋流叶片53环向设置在外二次风通道20中，外二次风旋流叶片调节部58可驱动外二次风旋流叶片53以调节外二次风旋流叶片53在轴向方向上的位置以调节通过外二次风旋流叶片53旋流增强的外二次风风量。外二次风旋流叶片调节部58将外旋流叶片53移动到外二次风通道20内部，从外二次风通道20的进风口进入的全部外二次风均通过外二次风旋流叶片53旋流增强，外二次风旋流叶片调节部58将外旋流叶片53移动到外二次风通道20的进风口，从外二次风通道20的进风口进入外二次风无法全部通过外二次风旋流叶片53，进而达到调节外二次风旋流强度的效果。

作为一种示例，外二次风通道20中设置有环外二次风通道20周向分布的若干个外旋流叶片53，若干个外旋流叶片53设置在环外二次风通道20周向设置的叶片底座上与叶片底座连接成一个整体，外二次风旋流叶片调节部58与叶片底座连接驱动叶片底座可整体驱动外旋流叶片53在外二次风通道20移动。

作为一种示例，调风器50还包括套设在内二次风通道30的进风口处的内二次风套筒挡板54和内二次风套筒挡板调节部59；内二次风套筒挡板调节部59可驱动内二次风套筒挡板54在轴向方向上移动以调节内二次风通道30的进风口的开度进而控制进入内二次风通道30中的内二次风量。

作为一种示例，内二次风通道30中设置有环内二次风通道30周向分布的若干个内旋流叶片56。

基于上述示例，一种可行的实施方式中，内旋流叶片56在内二次风通道30中的位置固定，进入内二次风通道30中的内二次风全部通过内旋流叶片56旋流增强。

作为一种示例，如图1所示，外二次风套筒挡板调节部57包括沿燃烧器轴向设置的轮滑导轨571、装配在轮滑导轨571中的轮滑装置572以及外二次风套筒挡板拉杆573，外二次风套筒挡板51与轮滑装置572安装连接，外二次风套筒挡板拉杆与轮滑装置572连接可推动轮滑装置在轮滑导轨571中滑动进而移动外二次风套筒挡板51的位置。

其中，轮滑导轨571可以根据装置需要设置为单轨轨道或双轨轨道，轮滑导轨571沿轴向方向设置在外二次风道20顶部，外二次风套筒挡板51可沿着轮滑导轨571滑动调节外二次风道20的进风口的开度，本申请的调节进入外二次风道20中的总二次风风量的方式更适宜锅炉多灰风道运行环境，调节方式灵活、不易卡涩，能够保障长时间灵活可调。

基于上述示例，一种可行的实施方式中，本申请的燃烧器设置在燃烧器支架上，轮滑导轨571与燃烧器支架连接悬挂设置在燃烧器的外二次风道20的上方。

基于上述示例，外二次风旋流叶片调节部58和内二次风套筒挡板调节部59均可以设计为推动拉杆。

其中，外二次风通道20的进风口安装有外二次风均流筒52，外二次风均流筒52与外二次风通道20连通且表面密布有均流孔，二次风通过外二次风均流筒52周向进入外二次风道20向外二次风通道20中均匀进风，外二次风通道20的出风口的外二次风与一次风通道10喷出的一次风中的煤粉均衡燃烧，能够有效避免燃烧器火焰偏烧的情况发生。

进一步的，内二次风通道30的进风口安装有内二次风均流套筒55，内二次风均流筒55与内二次风通道30连通且表面密布有均流孔，部分外二次风通过内二次风均流套筒55周向进入内二次风道30向内二次风道30周向均匀进风，从内二次风通道30的出风口喷出的内二次风与一次风通道10喷出的一次风中的煤粉均衡燃烧，能够有效避免燃烧器火焰偏烧的情况发生。

作为一种示例，本申请的煤粉旋流燃烧器的喷嘴40包括若干沿周向交替设置的内缩部41和外扩部42，内缩部41和外扩部42沿一次风的流向延伸，且内缩部41沿喷嘴40的径向收缩、外扩部42沿所述喷嘴40的径向外扩。在此条件下，外扩部42与相邻的两个内缩部41形成切割通道，一次风通道10中的一次风进入喷嘴40后通过切割通道被切割成若干股煤粉气流，扩大了煤粉气流与炉膛高温烟气的接触面积，快速提高了煤粉气流的温升速率和温度，强化了煤粉气流的着火效率，有助于煤粉中挥发分的早期大量析出，同时，本申请的燃气器无中心风通道，多股煤粉气流可在燃烧器喷口区域形成更大的还原性区域，控制了燃烧器早期nox的形成。

基于上述示例，一种可行的实施方式中，喷嘴40包括4～8个内缩部41以及外扩部42，喷嘴40的内缩部41与外扩部42的尺寸相同。一次风通道的一次风煤粉气流进入喷嘴后，被切分为4～8股煤粉气流。

基于上述示例，一种可行的实施方式中，喷嘴40的内缩部41自喷嘴40的喷口沿一次风流通相反的方向延伸至一次风通道10内部，内缩部41的延伸长度l为一次风通道10直径d的0.5～1.5。在此条件下，内缩部41的延伸长度足以将进入喷嘴40的一次风切割成若干股，从喷嘴40喷口的一次风与内二次风、外二次风均衡燃烧在喷口形成更大的还原性区域。

基于上述示例，一种可行的实施方式中，喷嘴40的出口处的流通面积与一次风通道10的流通面积相同，一次风进入喷嘴40中有充足的流通空间，有助于加热煤粉，强化燃烧。

基于上述示例，一种可行的实施方式中，外扩部42在喷嘴40的出口处上设置有沿喷嘴40的径向方向向外延伸的稳燃齿43。从内二次风通道30、外二次风通道20喷出的二次风流到稳燃齿43处流向稳燃齿43两侧回流，有助于加热煤粉，强化燃烧。本申请的燃烧器的稳燃齿43沿喷嘴40的径向方向向外延伸，与传统的燃烧器在喷嘴内侧设置稳燃齿结构相比，不易烧损喷口，喷嘴使用寿命更长。

作为一种示例，第一风通道10的进风口与燃烧器弯头连接通过燃烧器弯头60进风，燃烧器弯头60中设置有煤粉均流板61。使得进入第一风通道10的一次风中煤粉浓淡均匀，一次风通道10喷出的一次风中的煤粉能够均匀燃烧，避免一次风中风粉重量不同造成的煤粉聚集，第一风通道10中局部煤粉浓度过浓造成的燃尽效果变差，煤粉浓度过淡富氧造成过高的nox生产的问题。

基于上述示例，一种可行的实施方式中，燃烧器弯头60为直角弯头，燃烧器弯头60包括风粉气流入口、风粉气流出口以及设置在燃烧器弯头60中的煤粉均流板61，煤粉均流板包括设置于弯头的水平段的第一均流板和倾斜设置在弯头的垂直段的第二均流板，第一均流板水平设置在弯头的水平段的中心线上，第二均流板与第一均流板的夹角为120～150°，从燃烧器弯头的风粉气流入口进入的煤粉气流通过煤粉均流板，煤粉均流板阻挡煤粉气流中的煤粉重量较大受离心力作用向上聚集以使进入第一风通道10的一次风中煤粉浓淡均匀。

其中，在应用过程中，燃烧器弯头60的结构不限制于实施例中示出的结构，可以根据煤粉类别选用可实现将煤粉浓淡分离的任何燃烧器弯头结构。

作为一种示例，本申请的旋流燃烧器在外二次风通道20的出风口还设置有外二次风扩锥42。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本新型的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本新型进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本新型的权利要求范围当中。

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