专利名称：一种燃烧器及其制造方法
技术领域：
本发明属于能源燃烧设备技术领域，具体涉及一种燃烧器及其制造方法。
背景技术：
随着全球能源问题的日益突出，人们越来越重视节能和环保，接触能源和环境领 域的人们尤其如此。煤粉燃烧器作为大型供电、供暖单位的主要设备，是节能和环保方面的 一个重要问题。国内电站等燃烧系统普遍采用旋流燃烧器，包括转弯段连接的入口段和出口段。 煤粉与空气混合后通过入口处的一次风口进入燃烧器，并利用燃烧器出口处的旋流二次风 口和旋流三次风口，使燃料与空气充分混合，燃烧更稳定。由于煤粉中的大颗粒煤粉的惯性 较大，在经过燃烧器转弯段时，会集中在燃烧器转弯段的外弧流动，使这部分煤粉不能与空 气均勻混合，甚至以聚集成缕的形式流动，即绳流现象。绳流现象会导致煤粉燃烧不均勻、 不充分，使火焰很不稳定，大幅降低燃烧效率；并且会产生结渣，还会产生一氧化碳等有毒 气体，增加了灰渣和烟气中的污染物，污染环境。为避免绳流现象，现有的煤粉燃烧器通常采用如下结构如图1所示，现有的煤粉 燃烧器包括转弯段1连接的入口段2和出口段3。煤粉与空气的混合物进入入口段2之后， 煤粉中的大颗粒煤粉在经过燃烧器转弯段3时，会集中在燃烧器转弯段3的外弧流动，经过 出口段3的折粉板4能使大颗粒煤粉趋向燃烧器的轴心位置，然后撞击在扩散锥5上。由 于扩散锥5将集中在一起的煤粉打散，使很多大颗粒煤粉分散在距离燃烧器轴心较远的位 置，避免了绳流现象。本发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术至少存在以下问题现有技术的 燃烧器使很多大颗粒煤粉从距离燃烧器轴心较远的位置喷出，导致大颗粒煤粉不能完全燃 烧的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种燃烧器，能将大颗粒固体燃料较为完全地燃烧。为达到上述目的，本发明燃烧器采用如下技术方案该燃烧器，包括入口段和出口段，以及连接在入口段和出口段之间的转弯段，在燃 烧器内部设置有对不同粒径的固体燃料颗粒进行整理的整理结构，固体燃料颗粒经整理结 构整理后，大粒径的固体燃料颗粒汇集于燃烧器轴心的位置。本发明中，通过设置于燃烧器内部的整理结构，对不同粒径的颗粒进行整理，使得 大粒径的固体燃料颗粒汇集于燃烧器轴心的位置，能将大颗粒固体燃料从燃烧器轴心的位 置喷出，使大颗粒固体燃料较为完全地燃烧。本发明还提供一种燃烧器的制造方法，能将大颗粒固体燃料较为完全地燃烧。为达到上述目的，本发明燃烧器的制造方法采用如下技术方案该燃烧器的制造方法包括以下步骤
在燃烧器的内部形成对不同粒径的固体燃料颗粒进行整理的整理结构；其中，固 体燃料颗粒经整理结构整理后，大粒径的固体燃料颗粒汇集于燃烧器轴心的位置。与现有 技术相比，通过本发明制造方法制得的燃烧器，能将大粒径的固体燃料颗粒汇集于燃烧器 轴心的位置喷出，使大颗粒固体燃料能够较为完全地燃烧。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1为现有的燃烧器内部结构的示意图；图2为本发明的实施例1所提供的燃烧器的一种实施方式的示意图；图3为本发明的实施例1所提供的燃烧器对小煤粉颗粒的整理效果示意图；图4为本发明的实施例1所提供的燃烧器对大煤粉颗粒的整理效果示意图；图5为本发明的实施例1所提供的燃烧器对不同粒径的煤粉颗粒的整理效果示意 图。图6为本发明的实施例所提供的燃烧器的转弯段的示意图；图7为本发明的实施例2所提供的燃烧器的一种实施方式的示意图；图8为本发明的实施例3所提供的燃烧器的一种实施方式的示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其 他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明提供了一种节能环保且燃烧效率高、火焰稳定的燃烧器以及该燃烧器的制 造方法。该燃烧器，包括入口段和出口段，以及连接在入口段和出口段之间的转弯段，在燃 烧器内部设置有对不同粒径的固体燃料颗粒进行整理的整理结构，固体燃料颗粒经整理结 构整理后，大粒径的固体燃料颗粒汇集于燃烧器轴心的位置。本发明中，通过设置于燃烧器内部的整理结构，对不同粒径的颗粒整层处理，将大 颗粒的固体燃料集中在燃烧器轴心的位置，并与空气均勻混合，从燃烧器的出口喷出。该燃烧器的制造方法包括以下步骤在燃烧器的内部形成对不同粒径的固体燃料 颗粒进行整理的整理结构；其中，固体燃料颗粒经整理结构整理后，大粒径的固体燃料颗粒 汇集于燃烧器轴心的位置。通过本发明制造方法制得的燃烧器，能将大粒径的固体燃料颗粒汇集于燃烧器轴 心的位置喷出，使大颗粒固体燃料能够较为完全地燃烧。实施例1 如图2所示，本发明实施例所提供的燃烧器，包括入口段2和出口段3，以及连接在入口段2和出口段3之间的转弯段1，在燃烧器内部设置有对不同粒径的固体燃料颗粒进行 整理的阶梯结构6，该阶梯结构6位于转弯段1外弧的内壁上。固体燃料颗粒经阶梯结构6 整理后，大粒径的固体燃料颗粒汇集于燃烧器轴心的位置。如图3所示，本发明实施例所提供的燃烧器优选用作煤粉燃烧器，即燃烧器内部 的固体燃料是煤粉。较小的煤粉颗粒通过燃烧器时，由于小煤粉颗粒的质量较小，惯性也 小，所以小煤粉颗粒很容易随着气流通过转弯段1，而不易撞击到设置于转弯段1外弧的阶 梯结构6上。因此较小的煤粉颗粒在通过转弯段1后，在燃烧器横截面上依然保持均勻的 分布。在这些小煤粉颗粒到达旋流二次风出口和旋流三次风出口时，旋流风口的旋转作用， 使空气沿燃烧器横截面圆周切线方向向外流动，靠近径向圆心处的小煤粉颗粒由于惯性较 小，所以随着向外流动的空气运动到距离燃烧器轴心较远的位置上。如图4所示，较大的煤粉颗粒通过燃烧器时，由于大粗煤粉颗粒的质量大，惯性也 大，所以会撞击到设置于转弯段1外弧的阶梯结构6上而发生反弹。当大煤粉颗粒撞击在 阶梯结构6的阶梯上时，大煤粉颗粒会在惯性、自身重力和气流对它的共同作用下，流向燃 烧器的轴心位置；少部分大煤粉颗粒在通过转弯段1时靠近转弯段1的内弧，没有撞击在阶 梯结构6上或者撞击到靠近出口段3的阶梯，而沿着出口段3靠近转弯段外弧一侧流动，之 后在自身重力的的作用下会落回到燃烧器的轴心位置。在这些大煤粉颗粒到达旋流二次风 出口和旋流三次风出口时，也会受到沿燃烧器横截面圆周切线方向向外流动的空气作用， 但是由于大煤粉颗粒惯性很大，使这些煤粉依然处于燃烧器轴心的位置。本发明实施例提供的燃烧器内部设置有对不同粒径的煤粉颗粒进行整理的整理 结构，即阶梯结构6，煤粉颗粒的粒径越大，经阶梯结构6分层整理之后，就会越靠近燃烧器 轴心的位置，使最终喷出的煤粉在燃烧器出口段3横截面上的分布状况如图5所示。煤粉在 燃烧的过程中，分布在距离燃烧器轴心较远的位置上的小煤粉颗粒很容易燃烧，给分布在 轴心位置的大煤粉颗粒提供了良好的燃烧环境，使分布在燃烧器轴心位置上的大煤粉颗粒 能够较为完全地燃烧，从而提高了燃烧效率和燃烧稳定性，减少了灰渣和烟气中的污染物， 达到了节能环保的目的。如图6所示，本发明实施例提供的燃烧器中，阶梯结构6的单个阶梯高度或宽度大 于等于20mm且小于等于100mm。作为一个优选方案，每个阶梯的高度和宽度L相等，使阶梯结构6上的阶梯均勻 分布，撞击到阶梯上的大煤粉颗粒也能均勻散开，并集中到燃烧器轴心的位置，避免形成绳 流。采用20mm<L< IOOmm的结构使阶梯的数量和密度适中，更有效的实现整理煤粉的作用。本发明实施例提供的燃烧器中，阶梯结构6的台阶面与流入燃烧器的空气流向之 间的夹角是可调的。如图2所示，作为一个优选方案，将阶梯结构6制造成类似百页窗的活动结构，调 节阶梯结构6的台阶面与流入燃烧器的空气流向之间的夹角，即调整阶梯结构6与固体燃 料接触的平面方向，能够改变煤粉与阶梯撞击以后的反弹角度，使本发明实施例提供的整 理结构能适用于物理性质不同的煤粉，也能适用于不同的风力条件。本发明实施例提供的燃烧器中，阶梯结构6的其中一个台阶面与流入燃烧器的空 气流向垂直。
煤粉从入口段流入转弯段1时的流向与空气的流向是一致的，采用这种结构能使 煤粉垂直撞击到阶梯上，而不发生相互摩擦，这样的撞击效果是最好的，有效实现整理煤粉 的作用。如图2所示，本发明实施例提供的燃烧器中，整理结构进一步包括折粉板4，折粉 板4位于出口段3靠近转弯段1外弧一侧的内壁上，折粉板4的导流面与流出燃烧器的空 气流向成一定夹角。如前所述，少部分大煤粉颗粒在通过转弯段1时靠近转弯段1的内弧，没有撞击在 阶梯结构6上，而沿着出口段3靠近转弯段1外弧一侧流动，这部分大煤粉颗粒会从折粉板 4的导流面上流过；或者撞击到靠近出口段3的阶梯，而又撞击到折粉板4上，由于折粉板4 的导流面是一个斜面，所以从折粉板4流过的大煤粉颗粒会沿导流面方向流向燃烧器轴心 的位置。采用折粉板4的结构，能够确保未与阶梯结构6接触的这些大煤粉颗粒也能流向 燃烧器轴心的位置，而避免这些大煤粉颗粒由于自身重力不足，仍然位于距离燃烧器轴心 较远的位置上。在出口段3的折粉板4所在一侧内壁上流动的小煤粉颗粒，由于惯性很小，会随着 气流绕过折粉板4，而不会被折粉板4改变流动方向。本发明实施例提供的燃烧器中，折粉板4的导流面与流出燃烧器的空气流向所成 的夹角是可调的，和/或折粉板4与转弯段1的间距是可调的。调节导流面与流出燃烧器的空气流向所成的夹角，或调节折粉板4与转弯段1的 间距，能够改变折粉板4对煤粉流向的整理效果，使本发明实施例提供的整理结构能适用 于物理性质不同的煤粉，也能适用于不同的风力条件。实施例2 如图7所示，本实施例与实施例1基本相同，其不同点在于本实施例中整理结构 包括位于燃烧器的转弯段1外弧的内壁上凹凸面结构7。本实施例中，较大的煤粉颗粒通过燃烧器时，由于大粗煤粉颗粒的质量大，惯性也 大，所以会撞击到设置于转弯段1外弧的凹凸面结构7上而发生反弹。当大煤粉颗粒撞击 在凹凸面上时，大煤粉颗粒会在惯性、自身重力和气流对它的共同作用下，流向燃烧器的轴 心位置；少部分大煤粉颗粒在通过转弯段1时靠近转弯段1的内弧，没有撞击在凹凸面结构 7上或者撞击到凹凸面结构7靠近出口段3的部分，而沿着出口段3靠近转弯段1外弧一侧 流动，之后在自身重力的作用下会落回到燃烧器的轴心位置。煤粉颗粒的粒径越大，经凹凸 面结构7整理之后，就会越靠近燃烧器轴心的位置，使最终喷出的煤粉在燃烧器出口段横 截面上的分布状况如图5所示。实施例3 如图8所示，本发明实施例所提供的燃烧器中，包括入口段2和出口段3，以及连接 在入口段2和出口段3之间的转弯段1，出口段3的内部设有作为整理结构的锥形滤网8， 锥形滤网8的锥顶81指向燃烧器的出口，且从锥底82到锥顶81的网孔逐渐增大。对于不同粒径的煤粉，在锥形滤网8的径向上设置不同大小的网孔，使小煤粉颗 粒能够从任何位置穿过锥形网孔8，大煤粉颗粒则只能沿锥面向锥顶81流动，再从靠近锥 顶81的大网孔中穿过，煤粉颗粒的粒径越大，穿过锥形滤网8的位置就越靠近锥顶81。经 锥形滤网8对煤粉进行整理之后，使最终喷出的煤粉在燃烧器出口段3横截面上的分布状况如图5所示。作为一个优选方案，可在锥顶81处开设一个大通孔，使偶然出现的很大的煤块也 能穿过锥形滤网8，防止粒径比最大的网孔更大的煤块堵在锥形网孔8的锥顶81，导致燃烧
器堵塞。实施例4 本发明实施例提供一种燃烧器的制造方法，包括步骤在燃烧器转弯段外弧的内 壁上，形成对不同粒径的固体燃料颗粒进行整理的阶梯结构；其中，固体燃料颗粒经阶梯结 构整理后，大粒径的固体燃料颗粒汇集于燃烧器轴心的位置。进一步地，步骤还包括在燃烧器出口段靠近转弯段外弧一侧的内壁上形成折粉 板。实施例5 本发明实施例提供一种燃烧器的制造方法，包括步骤在燃烧器转弯段外弧的内 壁上，形成对不同粒径的固体燃料颗粒进行整理的凹凸面结构；其中，固体燃料颗粒经凹凸 面结构整理后，大粒径的固体燃料颗粒汇集于燃烧器轴心的位置。进一步地，步骤还包括在燃烧器出口段靠近转弯段外弧一侧的内壁上形成折粉 板。实施例6 本发明实施例提供一种燃烧器的制造方法，包括步骤在燃烧器出口段形成锥形 滤网；锥形滤网的锥顶指向燃烧器的出口，且从锥底到锥顶的网孔逐渐增大；其中，固体燃 料颗粒经锥形滤网整理后，大粒径的固体燃料颗粒汇集于燃烧器轴心的位置。在上述方法实施例中，整理结构对固体颗粒燃料的整理过程与上述燃烧器实施例 中的相应描述相同，在此不再赘述。本发明所提供上述技术方案中的任一技术方案均具有如下优点本发明实施例提 供的燃烧器及其制造方法，在避免绳流现象的同时，还能将大颗粒固体燃料从燃烧器轴心 的位置喷出，使大颗粒固体燃料较为完全地燃烧，故而解决了现有的燃烧器使很多大颗粒 煤粉从距离燃烧器轴心较远的位置喷出，导致大颗粒煤粉不能完全燃烧的技术问题。由于本发明实施例提供的燃烧器的制造方法与本发明实施例所提供的燃烧器具 有相同的技术特征，所以也能产生相同的技术效果，解决相同的技术问题。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应 涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种燃烧器，包括入口段和出口段，以及连接在所述入口段和所述出口段之间的转 弯段，其特征在于在所述燃烧器内部设置有对不同粒径的固体燃料颗粒进行整理的整理 结构，固体燃料颗粒经所述整理结构整理后，大粒径的固体燃料颗粒汇集于所述燃烧器轴 心的位置。
2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于所述整理结构包括位于所述转弯段外 弧的内壁上的阶梯结构。
3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于所述阶梯结构的单个阶梯高度或宽度 大于等于20mm且小于等于100mm。
4.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于所述阶梯结构的台阶面与流入所述燃 烧器的空气流向之间的夹角是可调的。
5.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于所述阶梯结构的其中一个台阶面与流 入所述燃烧器的空气流向垂直。
6.根据权利要求2至5任一项所述的燃烧器，其特征在于所述整理结构还包括折粉 板，所述折粉板位于所述出口段靠近所述转弯段外弧一侧的内壁上，所述折粉板的导流面 与流出所述燃烧器的空气流向成一定夹角。
7.根据权利要求6所述的燃烧器，其特征在于所述导流面与流出所述燃烧器的空气 流向所成的夹角是可调的，和/或所述折粉板与所述转弯段的间距是可调的。
8.一种燃烧器的制造方法，其特征在于包括以下步骤在所述燃烧器的内部形成对不同粒径的固体燃料颗粒进行整理的整理结构；其中，固 体燃料颗粒经所述整理结构整理后，大粒径的固体燃料颗粒汇集于所述燃烧器轴心的位置。
9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于在所述燃烧器的内部形成对不同粒 径的固体燃料颗粒进行整理的整理结构包括在所述燃烧器转弯段外弧的内壁上，形成对不同粒径的固体燃料颗粒进行整理的阶梯 结构。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于在所述燃烧器的内部形成对不同粒 径的固体燃料颗粒进行整理的整理结构还包括在所述燃烧器出口段靠近所述转弯段外弧一侧的内壁上形成折粉板。
全文摘要
本发明实施例公开了一种燃烧器及其制造方法，属于能源燃烧设备技术领域。解决了现有的燃烧器中大颗粒煤粉不能完全燃烧的技术问题。该燃烧器包括转弯段连接的入口段和出口段，在燃烧器内部设置有对不同粒径的固体燃料颗粒进行整理的整理结构。该燃烧器的制造方法，用于制造本发明提供的燃烧器。本发明应用于改进燃烧器的燃烧效率，以达到节能和环保的目的。
文档编号F23D1/00GK102080822SQ201010601279
公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者威廉·拉塔 申请人:阿米那电力环保技术开发(北京)有限公司