一種增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器，所述燃燒器包括噴口、濃淡分流隔板，上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器和中部集粉穩(wěn)焰器。本實用新型通過設(shè)置中部集粉穩(wěn)焰器，可在同樣氣流空間壓縮速率的情況下，減小各集粉穩(wěn)焰器的集粉斜面傾角，從而降低集粉穩(wěn)焰器的磨損，提高設(shè)備使用壽命，也有利于減輕燃燒器出口的煤粉偏析和結(jié)焦，提高了解耦燃燒的效果。
【專利說明】
一種増強分流増濃的煤粉解耦燃燒器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及煤粉燃燒設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤粉燃燒過程中，高溫富氧有利于提高燃燒效率，但同時會增加燃燒過程中生成的NOx;反之，低溫低氧有利于抑制NOx的生成，但煤粉更不易燃盡。解除煤粉燃燒效率與
放的耦合問題是煤粉燃燒領(lǐng)域長期存在的技術(shù)難點。
[0003]我國火力發(fā)電廠所用的煤炭，劣質(zhì)煤或者低揮發(fā)分的煤占有很大的比重，在燃用該類煤的過程中，大量存在著燃燒不穩(wěn)定、煤粉氣流著火延遲和燃燒效率低等問題，給機組運行的安全性和經(jīng)濟性帶來很大挑戰(zhàn)。該類煤在降低NOx排放時所面臨的耦合排放問題也更為嚴(yán)重。
[0004]前期試驗及工程應(yīng)用已證明，解耦燃燒技術(shù)可以實現(xiàn)解除煤炭燃燒的飛灰可燃物與NOx的耦合排放關(guān)系，是同時降低飛灰可燃物和NOx排放的有效方法。該技術(shù)將煤炭燃燒過程分為兩個階段，第一階段，煤炭在很高的還原性氣氛下發(fā)生熱解、氣化和燃燒，充分利用煤炭自身的熱解和氣化產(chǎn)物將燃料型NOx轉(zhuǎn)化為更為穩(wěn)定的N2;第二階段創(chuàng)造高溫富氧但不產(chǎn)生熱力型NOx的環(huán)境，再確保煤炭的充分燃盡。在燃燒初期熱解氣化產(chǎn)生揮發(fā)份氮的轉(zhuǎn)化過程，是解耦燃燒抑制NOx排放的關(guān)鍵過程，該過程主要在一次風(fēng)內(nèi)部、二次風(fēng)混合前的較小空間范圍進行，該過程是屬于微觀上的分級燃燒，可充分利用反應(yīng)活性更高的熱解氣化產(chǎn)物作為還原劑。
[0005]目前，根據(jù)解耦燃燒原理和高溫?zé)煔饣亓鞣€(wěn)燃技術(shù)已開發(fā)了多種解耦燃燒器。專利申請“一種濃側(cè)分級的煤粉解耦燃燒器及燃燒方法”(專利申請?zhí)?201120569682.X)公開了一種煤粉解耦燃燒器和煤粉解耦燃燒方法，該燃燒器將煤粉濃縮與穩(wěn)燃功能集于一體，不僅可以提高解耦燃燒的效果，結(jié)構(gòu)也較為簡單，可以和任意一種煤粉濃縮裝置對接，靈活性較高，對燃用不同煤種的適應(yīng)性增強。但該燃燒器雖然使風(fēng)粉得到高度分離，得到超濃煤粉氣流和次濃氣流兩部分，但濃側(cè)煤粉氣流僅兩側(cè)局部進行了風(fēng)粉分離，分離出的風(fēng)都也集中匯入進中部的次濃氣流中，使得次濃氣流的煤粉濃度較分離前降低，降低抑制NOx生成的效率;其次，超濃煤粉氣流和次濃氣流兩部分緊密相連，在流動中混合較快，必然降低了濃淡分離抑制NOx生成的效果。特別是對于貧煤和無煙煤，揮發(fā)分濃度較低，析出較慢，還原性氣氛時間縮短是十分不利于抑制NOx生成的。
[0006]專利申請“一種分流增濃的煤粉解耦燃燒器及燃燒方法”(授權(quán)公告號:CN103062763B)公開了一種分流增濃的煤粉解耦燃燒器，參見圖1，其結(jié)合煤粉濃縮、解耦燃燒和穩(wěn)燃功能，較“一種煤粉解耦燃燒器和煤粉解耦燃燒方法”，分流堰的設(shè)計阻擋了濃側(cè)煤粉隨氣流向淡粉側(cè)流動，推遲了淡粉氣流和濃粉氣流的混合。為了增加集粉穩(wěn)焰器對氣流的擠壓，產(chǎn)生更高的超濃縮效果，該燃燒器的集粉穩(wěn)焰器集粉面傾角較大，但是，集粉穩(wěn)焰器過大的傾角必然造成集粉面磨損加快，降低了燃燒器的使用壽命。另外，該燃燒器的濃粉側(cè)氣流受集粉穩(wěn)焰器擠壓連續(xù)向淡粉側(cè)偏轉(zhuǎn)，造成燃燒器出口的濃側(cè)偏轉(zhuǎn)氣流將部分煤粉帶入淡粉側(cè)，從而降低了煤粉氣流的煤粉濃縮效果，影響解耦燃燒的效能。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的在于提供一種增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器，該燃燒器通過增設(shè)中部集粉穩(wěn)焰器，可減小集粉穩(wěn)焰器的集粉面傾角，增大超濃氣流的卷吸能力，從而增加設(shè)備使用壽命和提高解耦燃燒性能。另外，通過濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板和分流堰在噴口出口前的導(dǎo)流作用，減小濃側(cè)氣流在噴口出口后向淡粉側(cè)的偏轉(zhuǎn)。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的本實用新型提供的一種增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器，所述燃燒器包括噴口，濃淡分流隔板，上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器和中部集粉穩(wěn)焰器；
[0009]所述濃淡分流隔板設(shè)置于噴口的中部，且濃淡分流隔板的上下兩端和噴口的外殼體連接;噴口由濃淡分流隔板分隔開為分別通流淡側(cè)氣流和濃側(cè)氣流的兩個氣流通道；
[0010]所述上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器和中部集粉穩(wěn)焰器位于通濃側(cè)氣流的通道一側(cè);所述上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器和中部集粉穩(wěn)焰器整體橫截面呈扁錐形，沿氣流方向，前端截面小，后端截面大;所述上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器和中部集粉穩(wěn)焰器與氣流方向垂直的橫截面為由噴口邊緣的外側(cè)面至中心逐漸縮小的階梯狀結(jié)構(gòu)；
[0011 ]所述上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器和中部集粉穩(wěn)焰器的外側(cè)面與噴口連接，上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器的內(nèi)側(cè)面有階梯的一側(cè)相對，相對的內(nèi)側(cè)面之間設(shè)有通流的空間；所述中部集粉穩(wěn)焰器設(shè)置在上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器之間的通流空間，中部集粉穩(wěn)焰器的上下有階梯的斜側(cè)面分別與上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器的內(nèi)側(cè)面有階梯的一側(cè)相對，中部集粉穩(wěn)焰器與上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器之間分別設(shè)有通流的空間；
[0012]所述上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器和中部集粉穩(wěn)焰器的相對的側(cè)面的每一個階梯面靠近濃淡分流隔板一側(cè)都設(shè)有分流堰;所述分流堰為沿氣流方向較長隨集粉穩(wěn)焰器的階梯面和相應(yīng)的斜面彎曲的長條狀結(jié)構(gòu);所述分流堰的一個側(cè)壁沿長度方向緊貼連接在集粉穩(wěn)焰器的階梯面和相應(yīng)的斜面;所述各分流堰阻擋緊貼集粉穩(wěn)焰器的階梯面和相應(yīng)的斜面的煤粉，并使其隨氣流流向濃淡分流隔板一側(cè)。
[0013]作為改進，所述分流堰的靠近集粉穩(wěn)焰器的截面增高方向一側(cè)(遠離濃淡分流隔板一側(cè))的側(cè)壁為沿氣流方向向集粉穩(wěn)焰器的截面增高方向一側(cè)傾斜，將貼近集粉穩(wěn)焰器表面的氣流導(dǎo)向集粉穩(wěn)焰器的截面增高方向一側(cè)(遠離濃淡分流隔板一側(cè))，由于分流堰橫向匯集了集粉穩(wěn)焰器在豎向收集的煤粉，并將部分氣流在豎向擠向中部，進一步濃縮提高了靠近集粉穩(wěn)焰器斜側(cè)面和分流堰的傾斜的側(cè)壁一側(cè)的煤粉氣流的煤粉濃度，使該氣流濃縮成為煤粉濃度更高一級的超超濃煤粉氣流；同時該超超濃粉氣流位于氣流橫截面的外角部，加之分流堰后形成煙氣回流并增大了氣流邊界卷吸面積，使得該氣流更易卷吸更多的高溫?zé)釤煔猓蚨鴮τ诘蛽]發(fā)份的難燃煤種，該氣流可成為著火的穩(wěn)定火焰，大大改善燃燒器的穩(wěn)燃能力；分流堰的導(dǎo)向作用還可使更多的煤粉與淡粉氣流流動方向的夾角增大，推遲了二者的混合，有利于抑制NOx的生成。
[0014]優(yōu)選的，相對的集粉穩(wěn)焰器的分流堰在沿氣流方向的噴口出口一側(cè)相連。該設(shè)計方式可以減小濃測氣流在噴口內(nèi)的出口端向淡粉側(cè)偏轉(zhuǎn)。
[0015]優(yōu)選的，集粉穩(wěn)焰器的斜側(cè)面的每一個階梯面和相應(yīng)的斜面上橫向間隔地布置有多個分流堰，集粉穩(wěn)焰器的斜側(cè)面的同一個階梯面上的分流堰高度不一致，其中，靠近淡粉側(cè)的分流堰高度最高。集粉穩(wěn)焰器的斜側(cè)面的每一個階梯面和相應(yīng)的斜面上橫向間隔地布置有多個分流堰，各分流堰可以阻擋緊貼集粉穩(wěn)焰器的斜側(cè)面的煤粉隨氣流流向濃淡分流隔板一側(cè)，使得濃粉氣流在各階梯面間的濃度分布呈現(xiàn)明顯的階梯性，同時在各階梯面內(nèi)的濃度分布更為均勻。
[0016]優(yōu)選的，所述濃側(cè)氣流的氣流通道內(nèi)設(shè)置有濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板;所述濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板在上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器和中部集粉穩(wěn)焰器的靠近濃淡分流隔板的一側(cè)的噴口出口一端，將所述上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器和中部集粉穩(wěn)焰器連接起來。
[0017]優(yōu)選的，所述濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板與中部集粉穩(wěn)焰器的連接嚴(yán)密;所述濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板與上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器僅在噴口出口一端緊密連接，在靠近噴口入口一端留有間隙。由此，被集粉穩(wěn)焰器擠壓的煤粉氣流僅能從濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板的噴口入口一端前部和濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板的噴口入口側(cè)的上下部偏轉(zhuǎn)向淡粉側(cè);改變濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板的形狀和向濃粉側(cè)的導(dǎo)向傾角，可改變濃測煤粉氣流的流量分配和流向。
[0018]優(yōu)選的，所述噴口外形采用漸擴的喇叭口。所述噴口外形采用漸擴的喇叭口結(jié)構(gòu)可利用氣流向噴口邊緣擴散和煤粉慣性使集粉穩(wěn)焰器之間的煤粉氣流增濃，從而可在較小的集粉穩(wěn)焰器的傾角下提高集粉濃縮效果和降低氣流流動阻力。
[0019]優(yōu)選的，所述的中部集粉穩(wěn)焰器與上、下集粉穩(wěn)焰器在靠近噴口出口一側(cè)的端面相比，中部集粉穩(wěn)焰器靠近噴口出口一側(cè)的端面更遠離噴口出口一側(cè)。該設(shè)計方式可以使中部集粉穩(wěn)焰器在噴口出口一側(cè)的卷吸煙氣可伸入噴口內(nèi)，提高預(yù)熱能力。
[0020]優(yōu)選的，煤粉點火裝置可以穿過中部集粉穩(wěn)焰器，在靠近噴口出口一側(cè)的端面進行煤粉點火。
[0021]作為進一步改進，各集粉穩(wěn)焰器的大小尺寸、形狀和沿氣流方向的后端截面大小可以不同，這樣可以重點保障一對集粉穩(wěn)焰器相對的側(cè)面的集粉濃縮效果和該一對集粉穩(wěn)焰器后部的煙氣回流能力。
[0022]作為進一步改進，所述濃淡分流隔板為傾斜布置，使得濃淡分流隔板與噴口的殼體圍成的濃側(cè)氣流的通道沿氣流流向的流通截面積逐漸增大;濃淡分流隔板可對淡側(cè)氣流進行導(dǎo)向，使淡側(cè)氣流偏離濃側(cè)氣流流動；
[0023]作為進一步改進，本實用新型的裝置還可以和其他外部煤粉濃縮裝置對接，從而實現(xiàn)對外部煤粉濃縮裝置產(chǎn)生的濃側(cè)氣流的進一步濃縮，得到濃側(cè)再增濃的煤粉解耦燃燒器，所述外部煤粉濃縮裝置中的濃側(cè)氣流和淡側(cè)氣流分別經(jīng)噴口的所述濃側(cè)氣流通道和所述淡側(cè)氣流通道，進入爐膛燃燒。
[0024]本實用新型還提供了一種基于一種增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器的燃燒方法，所述方法包括以下步驟:
[0025]I)煤粉進入噴口后，經(jīng)過上、中、下彼此相對設(shè)置的集粉穩(wěn)焰器時，由于集粉穩(wěn)焰器斜面的擠壓作用，直行的煤粉氣流的濃度提高，形成濃煤粉氣流;被集粉穩(wěn)焰器擠壓的部分氣流從濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板的噴口入口一端前部和濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板的靠近噴口入口側(cè)的上下部偏轉(zhuǎn)向淡粉側(cè)；
[0026]步驟I)中由于集粉穩(wěn)焰器斜面的擠壓作用，部分空氣偏向噴口內(nèi)中部流動，煤粉由于慣性作用，直行的煤粉氣流的濃度提高，形成濃煤粉氣流。由于濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板的設(shè)置，被集粉穩(wěn)焰器擠壓的部分氣流僅能從濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板的噴口入口一端前部和濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板的靠近噴口入口側(cè)的上下部偏轉(zhuǎn)向淡粉側(cè)。
[0027]2)煤粉經(jīng)過上、中、下依次設(shè)置的集粉穩(wěn)焰器時，靠近噴口內(nèi)中心的煤粉濃度和流速呈降低的階梯式分布。
[0028]所述步驟2)中，煤粉經(jīng)過上、中、下依次設(shè)置的集粉穩(wěn)焰器時，受三個集粉穩(wěn)焰器后端的階梯型結(jié)構(gòu)的擠壓，階梯高的氣流受擠壓大，在該通道內(nèi)形成靠近噴口外殼體的外側(cè)氣流煤粉濃度更高、流速更快，靠近噴口內(nèi)中心的煤粉濃度和流速呈相應(yīng)降低的階梯式分布，集粉穩(wěn)焰器的前端使噴口外側(cè)形成更大的回流空間，從爐膛回流的熱煙氣量更大，夕卜側(cè)濃煤粉氣流受加熱的強度更高；中部集粉穩(wěn)焰器的設(shè)置，使?jié)鈧?cè)氣流周界增大，卷吸爐膛尚溫?zé)煔饧訜岬哪芰M一步提尚。
[0029]優(yōu)選的，所述步驟I)進一步包括以下子步驟:
[0030]11)煤粉氣流流經(jīng)外部煤粉濃縮裝置后，分為濃側(cè)氣流和淡側(cè)氣流;濃側(cè)氣流進入所述噴口的濃側(cè)氣流通道，該濃側(cè)氣流中的部分空氣經(jīng)濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板，偏向噴口內(nèi)中部流動，煤粉由于慣性作用，直行的濃煤粉氣流的濃度進一步提高，形成超濃煤粉氣流;被擠壓分流出的氣流攜帶部分煤粉形成次濃煤粉氣流。
[0031]上述步驟中，濃側(cè)氣流進入所述噴口的濃側(cè)氣流通道，由于相對設(shè)置的集粉穩(wěn)焰器的斜面的擠壓作用，該濃側(cè)氣流中的部分空氣經(jīng)濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板，偏向噴口內(nèi)中部流動，煤粉由于慣性作用，直行的濃煤粉氣流的濃度進一步提高，形成超濃煤粉氣流;被擠壓分流出的氣流攜帶部分煤粉形成次濃煤粉氣流。
[0032]優(yōu)選的，所述步驟2)進一步包括以下子步驟:
[0033]21)側(cè)壁傾斜的分流堰3將貼近集粉穩(wěn)焰器表面的氣流導(dǎo)向集粉穩(wěn)焰器的截面增高方向一側(cè)，分流堰橫向匯集了集粉穩(wěn)焰器在豎向收集的煤粉，并將部分氣流在豎向擠壓向中部，進一步提高靠近集粉穩(wěn)焰器斜側(cè)面和分流堰的傾斜的側(cè)壁一側(cè)的煤粉氣流的煤粉濃度，使該氣流濃縮成為煤粉濃度更高一級的超超濃煤粉氣流；同時該超超濃煤粉氣流成為著火的穩(wěn)定火焰;分流堰的傾斜側(cè)壁增大在噴口出口與淡粉氣流流動方向的夾角，進而推遲二者的混合。該步驟中超超濃煤粉氣流的邊界卷吸面積大，易卷吸更多的高溫?zé)釤煔猓蔀橹鸬姆€(wěn)定火焰。
[0034]22)超超濃煤粉氣流和超濃煤粉氣流急速升溫，發(fā)生快速熱解、氣化;超濃煤粉氣流的揮發(fā)分燃燒后，相繼與次濃氣流和淡粉氣流逐步混合燃燒。該步驟中，超超濃煤粉氣流和超濃煤粉氣流急速升溫，發(fā)生快速熱解、氣化，揮發(fā)分氮比例大幅提高，超濃煤粉氣流的含氧量極低，煤熱解氣化后的揮發(fā)分中還原性物質(zhì)多，因而在燃燒過程中揮發(fā)分氮大多生成穩(wěn)定的N2;超濃煤粉氣流的揮發(fā)分燃燒后，相繼與次濃氣流和淡粉氣流逐步混合燃燒，由于濃煤粉中的焦炭已相繼燃燒，對氧氣的消耗增大，致使淡粉氣流與濃粉氣流混合后燃燒仍處于貧氧環(huán)境下，同時受焦炭的催化還原作用，因而焦炭氮轉(zhuǎn)化為NOx的比率降低。
[0035]優(yōu)選的，所述方法進一步包括以下步驟:經(jīng)燃燒器，濃粉、淡粉的揮發(fā)分氮以及煤粉焦炭氮燃燒轉(zhuǎn)化為犯后，及時補充二次風(fēng)。該步驟可以使煤粉發(fā)生高溫富氧反應(yīng)，延長在爐膛充分燃燒的時間，從而充分燃盡，降低煙氣中飛灰可燃物、CO的含量，實現(xiàn)了粉煤的解耦燃燒。
[0036]本實用新型提供的煤粉解耦燃燒器及燃燒方法的突出特點:
[0037]1、通過設(shè)置中部集粉穩(wěn)焰器，可在同樣氣流空間壓縮速率的情況下，減小各集粉穩(wěn)焰器的集粉斜面傾角，從而降低集粉穩(wěn)焰器的磨損，提高設(shè)備使用壽命；同時，由于在濃側(cè)氣流中部設(shè)置中部集粉穩(wěn)焰器，可以大大增加濃粉氣流的周界面積，從而增大濃粉氣流卷吸高溫?zé)煔獾募訜崮芰?；另外，減小集粉穩(wěn)焰器的集粉斜面傾角，也有利于減輕燃燒器出口的煤粉偏析和結(jié)焦。
[0038]2、濃粉氣流通過集粉穩(wěn)焰器和濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板的再分流濃縮，可使靠近爐膛中心一側(cè)(向火側(cè))的更多的煤粉氣流達到超濃的狀態(tài)。由于濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板對濃側(cè)濃煤粉流的分隔導(dǎo)流作用，可減輕濃側(cè)氣流在噴口出口向淡粉側(cè)的偏轉(zhuǎn)；同時，由于濃淡分流隔板對淡粉氣流的濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板分隔導(dǎo)流作用，以及在淡粉流與濃粉流之間形成次濃氣流，可以推遲濃粉氣流和淡粉氣流的混合，從而提高了解耦燃燒的效果；
[0039]3、本實用新型通過設(shè)計可改變濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板的形狀、與氣流導(dǎo)向傾角和分流堰的相對高度尺寸，可改變濃測煤粉氣流的流量分配和控制超濃煤粉氣流向淡粉側(cè)的偏轉(zhuǎn)；
[0040]4、本實用新型噴口外形采用漸擴喇叭口，利用氣流擴散和煤粉慣性使集粉穩(wěn)焰器之間的煤粉氣流增濃，也有利于減小集粉穩(wěn)焰器的傾角，減小燃燒器磨損和流動阻力；
[0041]5、本實用新型的燃燒器本身具有很好的煤粉濃縮和預(yù)熱能力，對于煙煤可以不需配置外置煤粉濃縮裝置而單獨使用，對于直吹式系統(tǒng)，可改善高負(fù)荷一次風(fēng)率偏大對低氮燃燒的不利影響。對于低揮發(fā)分難燃煤，本實用新型的燃燒器可以和外置煤粉濃縮裝置對接，以進一步提高煤粉濃縮的能力，產(chǎn)生超濃煤粉氣流。
【附圖說明】
[0042]圖1為現(xiàn)有分流增濃的煤粉解耦燃燒器結(jié)構(gòu)正視圖；
[0043]圖2為本實用新型的煤粉解耦燃燒器的結(jié)構(gòu)正視圖；
[0044]圖3為本實用新型的煤粉解耦燃燒器的結(jié)構(gòu)俯視剖視圖；
[0045]圖4為本實用新型的煤粉解耦燃燒器的結(jié)構(gòu)右視剖視圖。
[0046]附圖標(biāo)識
[0047]1、噴口 ；2、濃淡分流隔板;3、分流堰;4、濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板;5、上集粉穩(wěn)焰器;6、中部集粉穩(wěn)焰器;7、淡側(cè)氣流;8、濃側(cè)氣流;9、上集粉穩(wěn)焰器。
【具體實施方式】
[0048]如下為本實用新型的實施例，其僅用做對本實用新型的解釋而并非限制。
[0049]本實用新型提供的一種增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器，所述燃燒器包括噴口I，濃淡分流隔板2，上集粉穩(wěn)焰器9、下集粉穩(wěn)焰器和中部集粉穩(wěn)焰器6;
[0050]所述濃淡分流隔板2設(shè)置于噴口I的中部，且濃淡分流隔板2的上下兩端和噴口 I的外殼體連接;噴口 I由濃淡分流隔板2分隔開為分別通流淡側(cè)氣流7和濃側(cè)氣流8的兩個氣流通道；
[0051]所述上集粉穩(wěn)焰器9、下集粉穩(wěn)焰器5和中部集粉穩(wěn)焰器6位于通濃側(cè)氣流8的通道一側(cè);所述上集粉穩(wěn)焰器9、下集粉穩(wěn)焰器5和中部集粉穩(wěn)焰器6的整體橫截面呈扁錐形，沿氣流方向，前端截面小，后端截面大;所述上集粉穩(wěn)焰器9、下集粉穩(wěn)焰器5和中部集粉穩(wěn)焰器6與氣流方向垂直的橫截面為由噴口 I邊緣的外側(cè)面至中心逐漸縮小的階梯狀結(jié)構(gòu)；
[0052]所述上集粉穩(wěn)焰器9、下集粉穩(wěn)焰器5和中部集粉穩(wěn)焰器6的外側(cè)面與噴口I連接，上、下集粉穩(wěn)焰器5的內(nèi)側(cè)面有階梯的一側(cè)相對，相對的內(nèi)側(cè)面之間設(shè)有通流的空間；所述中部集粉穩(wěn)焰器6設(shè)置在上集粉穩(wěn)焰器9、下集粉穩(wěn)焰器5之間的通流空間，中部集粉穩(wěn)焰器6的上下有階梯的斜側(cè)面分別與上集粉穩(wěn)焰器9、下集粉穩(wěn)焰器5的內(nèi)側(cè)面有階梯的一側(cè)相對，中部集粉穩(wěn)焰器6與上集粉穩(wěn)焰器9、下集粉穩(wěn)焰器5之間分別設(shè)有通流的空間；
[0053]各集粉穩(wěn)焰器的相對的側(cè)面的每一個階梯面靠近濃淡分流隔板2—側(cè)都設(shè)有分流堰3;所述分流堰3為沿氣流方向較長、在氣流方向隨集粉穩(wěn)焰器的階梯面和相應(yīng)的斜面彎曲的長條狀結(jié)構(gòu);所述各分流堰3的一個側(cè)壁沿長度方向緊貼連接在集粉穩(wěn)焰器的階梯面和相應(yīng)的斜面;所述各分流堰3可以阻擋緊貼集粉穩(wěn)焰器的階梯面和相應(yīng)的斜面的煤粉隨氣流流向濃淡分流隔板2—側(cè)。
[0054]作為改進，所述分流堰3的靠近集粉穩(wěn)焰器的截面增高方向一側(cè)(遠離濃淡分流隔板2—側(cè))的側(cè)壁為沿氣流方向向集粉穩(wěn)焰器的截面增高方向一側(cè)傾斜，將貼近集粉穩(wěn)焰器表面的氣流導(dǎo)向集粉穩(wěn)焰器的截面增高方向一側(cè)(遠離濃淡分流隔板2—側(cè))，由于分流堰3橫向匯集了集粉穩(wěn)焰器在豎向收集的煤粉，并將部分氣流在豎向擠向中部，進一步濃縮提高了靠近集粉穩(wěn)焰器斜側(cè)面和分流堰3的傾斜的側(cè)壁一側(cè)的煤粉氣流的煤粉濃度，使該氣流濃縮成為煤粉濃度更高一級的超超濃煤粉氣流;同時該超超濃粉氣流位于氣流橫截面的外角部，加之分流堰3后形成煙氣回流并增大了氣流邊界卷吸面積，使得該氣流更易卷吸更多的高溫?zé)釤煔?，因而對于低揮發(fā)份的難燃煤種，該氣流可成為著火的穩(wěn)定火焰，大大改善燃燒器的穩(wěn)燃能力；分流堰3的導(dǎo)向作用還可使更多的煤粉與淡粉氣流流動方向的夾角增大，推遲了二者的混合，有利于抑制NOx的生成；
[0055]作為改進，所述相對的集粉穩(wěn)焰器的分流堰3在沿氣流方向的噴口出口一側(cè)相連，以減小濃測氣流在噴口內(nèi)的出口端向淡粉側(cè)偏轉(zhuǎn)；
[0056]作為改進，集粉穩(wěn)焰器的斜側(cè)面的每一個階梯面和相應(yīng)的斜面上橫向間隔地布置有多個分流堰3，各分流堰3可以阻擋緊貼集粉穩(wěn)焰器的斜側(cè)面的煤粉隨氣流流向濃淡分流隔板2—側(cè)，使得濃粉氣流在各階梯面間的濃度分布呈現(xiàn)明顯的階梯性，同時在各階梯面內(nèi)的濃度分布更為均勻；集粉穩(wěn)焰器的斜側(cè)面的同一個階梯面上的分流堰3高度不一致，其中，靠近淡粉側(cè)的分流堰3高度最高；
[0057]作為改進，所述濃側(cè)氣流8的氣流通道內(nèi)設(shè)置有濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板4;所述濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板4在上、下集粉穩(wěn)焰器5和中部集粉穩(wěn)焰器6的靠近濃淡分流隔板2的一側(cè)的噴口出口一端，將所述上、下集粉穩(wěn)焰器5和中部集粉穩(wěn)焰器6連接起來；
[0058]作為改進，所述濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板4與中部集粉穩(wěn)焰器6的連接嚴(yán)密;所述濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板4與上、下集粉穩(wěn)焰器5僅在噴口出口一端緊密連接，在靠近噴口入口一端留有間隙；由此，被集粉穩(wěn)焰器擠壓的煤粉氣流僅能從濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板4的噴口入口一端前部和濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板4的噴口入口側(cè)的上下部偏轉(zhuǎn)向淡粉側(cè);改變濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板4的形狀和向濃粉側(cè)的導(dǎo)向傾角，可改變濃測煤粉氣流的流量分配和流向；
[0059]作為改進，所述噴口I外形采用漸擴的喇叭口，可利用氣流向噴口邊緣擴散和煤粉慣性使集粉穩(wěn)焰器之間的煤粉氣流增濃，從而可在較小的集粉穩(wěn)焰器的傾角下提高集粉濃縮效果和降低氣流流動阻力；
[0060]作為改進，所述的中部集粉穩(wěn)焰器6與上、下集粉穩(wěn)焰器5在靠近噴口出口一側(cè)的端面相比，中部集粉穩(wěn)焰器6靠近噴口出口一側(cè)的端面更遠離噴口出口一側(cè)，以使中部集粉穩(wěn)焰器6在噴口出口一側(cè)的卷吸煙氣可伸入噴口內(nèi)，提高預(yù)熱能力；
[0061 ]作為進一步改進，煤粉點火裝置可以穿過中部集粉穩(wěn)焰器6，在靠近噴口出口一側(cè)的端面進行煤粉點火；
[0062]作為進一步改進，各集粉穩(wěn)焰器的大小尺寸、形狀和沿氣流方向的后端截面大小可以不同，這樣可以重點保障一對集粉穩(wěn)焰器相對的側(cè)面的集粉濃縮效果和該一對集粉穩(wěn)焰器后部的煙氣回流能力。
[0063]作為進一步改進，所述濃淡分流隔板2為傾斜布置，使得濃淡分流隔板2與噴口I的殼體圍成的濃側(cè)氣流8的通道沿氣流流向的流通截面積逐漸增大;濃淡分流隔板2可對淡側(cè)氣流7進行導(dǎo)向，使淡側(cè)氣流7偏離濃側(cè)氣流8流動；
[0064]作為進一步改進，本實用新型的裝置還可以和其他外部煤粉濃縮裝置對接，從而實現(xiàn)對外部煤粉濃縮裝置產(chǎn)生的濃側(cè)氣流的進一步濃縮，得到濃側(cè)再增濃的煤粉解耦燃燒器，所述外部煤粉濃縮裝置中的濃側(cè)氣流和淡側(cè)氣流分別經(jīng)噴口 I的所述濃側(cè)氣流通道和所述淡側(cè)氣流通道，進入爐膛燃燒。
[0065]本實用新型還提供了一種基于上述的增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器的燃燒方法，所述方法包括以下步驟:
[0066]I)煤粉進入噴口 I后，經(jīng)過上、中、下彼此相對設(shè)置的集粉穩(wěn)焰器時，由于集粉穩(wěn)焰器斜面的擠壓作用，部分空氣偏向噴口內(nèi)中部流動，煤粉由于慣性作用，直行的煤粉氣流的濃度提高，形成濃煤粉氣流。由于濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板4的設(shè)置，被集粉穩(wěn)焰器擠壓的部分氣流僅能從濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板4的噴口入口一端前部和濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板4的靠近噴口入口側(cè)的上下部偏轉(zhuǎn)向淡粉側(cè)。
[0067]2)煤粉經(jīng)過上、中、下依次設(shè)置的集粉穩(wěn)焰器時，受三個集粉穩(wěn)焰器后端的階梯型結(jié)構(gòu)的擠壓，階梯高的氣流受擠壓大，在該通道內(nèi)形成靠近噴口外殼體的外側(cè)氣流煤粉濃度更高、流速更快，靠近噴口內(nèi)中心的煤粉濃度和流速呈相應(yīng)降低的階梯式分布，集粉穩(wěn)焰器的前端使噴口外側(cè)形成更大的回流空間，從爐膛回流的熱煙氣量更大，外側(cè)濃煤粉氣流受加熱的強度更高；中部集粉穩(wěn)焰器的設(shè)置，使?jié)鈧?cè)氣流周界增大，卷吸爐膛高溫?zé)煔饧訜岬哪芰M一步提尚。
[0068]作為進一步的優(yōu)選，所述步驟I)和2)包括以下子步驟:
[0069]11)煤粉氣流流經(jīng)外部煤粉濃縮裝置后，分為濃側(cè)氣流和淡側(cè)氣流;濃側(cè)氣流進入所述噴口 I的濃側(cè)氣流通道，由于相對設(shè)置的集粉穩(wěn)焰器的斜面的擠壓作用，該濃側(cè)氣流中的部分空氣經(jīng)濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板，偏向噴口內(nèi)中部流動，煤粉由于慣性作用，直行的濃煤粉氣流的濃度進一步提高，形成超濃煤粉氣流;被擠壓分流出的氣流攜帶部分煤粉形成次濃煤粉氣流。
[0070]21)側(cè)壁傾斜的分流堰3將貼近集粉穩(wěn)焰器表面的氣流導(dǎo)向集粉穩(wěn)焰器的截面增高方向一側(cè)，分流堰橫向匯集了集粉穩(wěn)焰器在豎向收集的煤粉，并將部分氣流在豎向擠壓向中部，進一步濃縮提高了靠近集粉穩(wěn)焰器斜側(cè)面和分流堰的傾斜的側(cè)壁一側(cè)的煤粉氣流的煤粉濃度，使該氣流濃縮成為煤粉濃度更高一級的超超濃煤粉氣流；同時該超超濃煤粉氣流的邊界卷吸面積大，易卷吸更多的高溫?zé)釤煔?，成為著火的穩(wěn)定火焰;分流堰的傾斜側(cè)壁使更多的煤粉向濃側(cè)偏轉(zhuǎn)，增大在噴口出口與淡粉氣流流動方向的夾角，進而推遲二者的混合；
[0071]22)超超濃煤粉氣流和超濃煤粉氣流急速升溫，發(fā)生快速熱解、氣化，揮發(fā)分氮比例大幅提高，超濃煤粉氣流的含氧量極低，煤熱解氣化后的揮發(fā)分中還原性物質(zhì)多，因而在燃燒過程中揮發(fā)分氮大多生成穩(wěn)定的N2;超濃煤粉氣流的揮發(fā)分燃燒后，相繼與次濃氣流和淡粉氣流逐步混合燃燒，由于濃煤粉中的焦炭已相繼燃燒，對氧氣的消耗增大，致使淡粉氣流與濃粉氣流混合后燃燒仍處于貧氧環(huán)境下，同時受焦炭的催化還原作用，因而焦炭氮轉(zhuǎn)化為NOx的比率降低。
[0072]所述方法進一步包括以下步驟:經(jīng)燃燒器，濃粉、淡粉的揮發(fā)分氮以及煤粉焦炭氮燃燒轉(zhuǎn)化為％后，及時補充二次風(fēng)，讓煤粉發(fā)生高溫富氧反應(yīng)，延長在爐膛充分燃燒的時間，從而充分燃盡，降低煙氣中飛灰可燃物、CO的含量，實現(xiàn)了粉煤的解耦燃燒。
【主權(quán)項】
1.一種增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器，包括噴口，濃淡分流隔板，上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器和中部集粉穩(wěn)焰器，其特征在于: 所述濃淡分流隔板設(shè)置于噴口的中部，且濃淡分流隔板的上下兩端和噴口的外殼體連接;噴口由濃淡分流隔板分隔開為分別通流淡側(cè)氣流和濃側(cè)氣流的兩個氣流通道； 所述上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器和中部集粉穩(wěn)焰器位于通濃側(cè)氣流的通道一側(cè);所述上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器和中部集粉穩(wěn)焰器的整體橫截面呈扁錐形，沿氣流方向，前端截面小，后端截面大;所述上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器和中部集粉穩(wěn)焰器與氣流方向垂直的橫截面為由噴口邊緣的外側(cè)面至中心逐漸縮小的階梯狀結(jié)構(gòu)； 所述上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器和中部集粉穩(wěn)焰器的外側(cè)面與噴口連接，上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器的內(nèi)側(cè)面有階梯的一側(cè)相對，相對的內(nèi)側(cè)面之間設(shè)有通流的空間;所述中部集粉穩(wěn)焰器設(shè)置在上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器之間的通流空間，中部集粉穩(wěn)焰器的上下有階梯的斜側(cè)面分別與上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器的內(nèi)側(cè)面有階梯的一側(cè)相對，中部集粉穩(wěn)焰器與上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器之間分別設(shè)有通流的空間； 所述上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器和中部集粉穩(wěn)焰器的相對的側(cè)面的每一個階梯面靠近濃淡分流隔板一側(cè)都設(shè)有分流堰;所述分流堰為沿氣流方向較長隨集粉穩(wěn)焰器的階梯面和相應(yīng)的斜面彎曲的長條狀結(jié)構(gòu);所述分流堰的一個側(cè)壁沿長度方向緊貼連接在集粉穩(wěn)焰器的階梯面和相應(yīng)的斜面;所述各分流堰阻擋緊貼集粉穩(wěn)焰器的階梯面和相應(yīng)的斜面的煤粉，并使其隨氣流流向濃淡分流隔板一側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器，其特征在于，相對的集粉穩(wěn)焰器的分流堰在沿氣流方向的噴口出口 一側(cè)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器，其特征在于，集粉穩(wěn)焰器的斜側(cè)面的每一個階梯面和相應(yīng)的斜面上橫向間隔地布置有多個分流堰，集粉穩(wěn)焰器的斜側(cè)面的同一個階梯面上的分流堰高度不一致，其中，靠近淡粉側(cè)的分流堰高度最高。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器，其特征在于，所述濃側(cè)氣流的氣流通道內(nèi)設(shè)置有濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板;所述濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板在上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器和中部集粉穩(wěn)焰器的靠近濃淡分流隔板的一側(cè)的噴口出口一端，將所述上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器和中部集粉穩(wěn)焰器連接起來。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器，其特征在于，所述濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板與中部集粉穩(wěn)焰器的連接嚴(yán)密;所述濃粉側(cè)導(dǎo)流隔板與上集粉穩(wěn)焰器、下集粉穩(wěn)焰器僅在噴口出口 一端緊密連接，在靠近噴口入口一端留有間隙。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器，其特征在于，所述噴口外形采用漸擴的喇叭口。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強分流增濃的煤粉解耦燃燒器，其特征在于，所述的中部集粉穩(wěn)焰器與上、下集粉穩(wěn)焰器在靠近噴口出口一側(cè)的端面相比，中部集粉穩(wěn)焰器靠近噴口出口 一側(cè)的端面更遠離噴口出口 一側(cè)。
【文檔編號】F23K3/02GK205504972SQ201620159754
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月2日
【發(fā)明人】郝江平, 王菁, 婁慧如, 趙康, 閆躍文
【申請人】山西三合盛節(jié)能環(huán)保技術(shù)股份有限公司, 郝江平