专利名称：一种工业用径向浓缩双调风旋流煤粉与燃气混合燃烧器的制作方法
技术领域：
本发明属于工业(锅)炉、窑燃烧干燥加热领域，具体涉及一种工业用径向浓缩双调风旋流煤粉与燃气混合燃烧器。
背景技术：
煤粉燃烧是一种效率较高的组织燃烧方式，广泛应用于发电厂大型蒸汽锅炉和少量热处理炉、窑等热工设备，常规的单纯煤粉燃烧装置对炉膛空间和炉膛温度有较高要求。对于中小型工业锅炉通常使用效率较低的层燃方式，随着我国节能减排工作的深入，现存大量的工业锅炉节能空间很大，其中层燃方式改悬浮燃烧是非常有效的途径之一，而煤粉燃烧是一种效率很高的悬浮燃烧方式。但目前工业锅炉在应用煤粉燃烧时因为炉膛空间狭小、水冷度大等原因，导致燃烧不稳定、煤种适用性差、燃烬率低等诸多问题。如中国专利CN202040815U公开了一种天然气助燃的工业煤粉旋流燃烧器，通过围绕点火枪的外侧面自内而外依次设置中心风通道、一次风通道、直流天然气通道、内旋流二次风通道以及外旋流二次风通道；借助天然气助燃提高温度场和强化辐射传热。但是，该专利的燃气和煤粉混烧装置采用燃气火焰在炉内燃烧的方式，在实际运行中可能造成燃气装置前端暴露于炉膛高温环境造成结焦烧坏，使得拆装检修困难，并且不能达到集中点燃煤粉的最佳效果；由于其结构和位置的不合理性，导致其不易安装燃气火焰稳燃装置，在运行中经常出现燃气熄火造成设备故障。
发明内容
针对以上节能需求和存在的技术缺陷，本发明的目的是，提供一种点火位置可调节、具有燃气增量枪并且安装燃气火焰稳燃装置的径向浓缩双调风旋流煤粉、燃气混合燃具体如下一种工业用径向浓缩双调风旋流煤粉与燃气混合燃烧器，包括天然气组织燃烧功能块、煤粉输送和浓缩功能块、可调二次风分配功能块；天然气组织燃烧功能块的一端插入呈弯头状的所述煤粉输送和浓缩功能块的水平部分；可调二次风分配功能块安装在呈弯头状的所述煤粉输送和浓缩功能块水平部分的外圈，包围该水平部分；天然气组织燃烧功能块包括燃气助燃风管道、燃气输送管道、自动点火装置、旋流配风盘、稳燃扰流装置；自动点火装置插入燃气助燃风管道中与燃气输送管道平行；旋流配风盘安装在燃气输送管道的插入燃气助燃风管道的一端的末端的外围；稳燃扰流装置安装在燃气助燃风管道插入煤粉输送和浓缩功能块的一端。所述天然气组织燃烧功能块还包括火焰检测装置，其安装在燃气助燃风管道未插入煤粉输送和浓缩功能块的一端。燃气助燃风管道壁沿周向开有中心风旁路，旁路开孔形状为斜向出口。煤粉输送和浓缩功能块包括由输送弯头、煤粉通道、煤粉浓缩环、二级燃烧室；所述煤粉通道左端与输送弯头连接，右端开口与炉膛连接；煤粉通道内壁安装有煤粉浓缩环，其特征外形圆环，横截面成梯形。可调二次风分配功能块由水平同轴的两层套管组成，所述二次风由内外两层布置形成内二次风通道和外二次风通道，通过分层管道实现分风。本发明的有益效果是
本发明在煤粉燃烧器的基础上增加燃气燃烧装置，能有效解决低挥发份煤粉着火推迟的问题，通过燃气火焰能量点燃中心浓相煤粉，对整个煤粉火炬的提前稳定燃烧提供了能量保证，从而使煤粉可以在相对狭小的空间和较低的炉膛温度下稳定燃烧，扩大了煤粉燃烧的应用范围和煤种适用范围。通过对内二次风和外二次风的旋流调节，改变混合射流在炉膛内的卷吸强度，改变煤粉火焰的轴向长度和径向扩散度。当外二次风旋流增强时，煤粉火焰沿轴向长度变短而径向范围增加；反之亦然；调节火焰形状以适应不同形状的燃烧空间，合理组织炉内空气动力场。
图I是本发明径向浓缩双调风旋流煤粉、燃气混合燃烧装置结构示意图。图2是稳燃扰流装置结构示意图。图3是具体实施中的中心风旁路开口示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做详细描述。该发明由多层同心圆形通道叠加组成，由内而外依次为燃气输送管道；燃气助燃风通道；煤粉通道；内二次风通道；外二次风通道。这些通道共同组成了相对独立的三个功能块天然气组织燃烧功能块(I)、煤粉输送和浓缩功能块(2)、可调二次风分配功能块
(3)。天然气组织燃烧功能块(I)的一端插入呈弯头状的煤粉输送和浓缩功能块(2)的水平部分，使得天然气和煤粉混合燃烧；可调二次风分配功能块(3)包括内二次风通道、外二次风通道，安装在弯头状的煤粉输送和浓缩功能块(2)水平部分的外圈，包围该水平部分，用于分风。对所述三个功能块按照功能分别叙述如下天然气组织燃烧功能块(I)-由燃气助燃风管道(101)、燃气输送管道(102)、
自动点火装置(103)、火焰检测装置(104)、旋流配风盘(105)、稳燃扰流装置(106)组成。由燃气助燃风管道(101)采用轴向旋流进风方式。自动点火装置(103)插入燃气助燃风管道(101)中与燃气输送管道(102)平行，用于点燃燃气；火焰检测装置(104)安装在燃气助燃风管道(101)未插入煤粉输送和浓缩功能块(2)的一端，用于检测燃气是否处于燃烧状态。旋流配风盘(105)安装在燃气输送管道(102)的插入燃气助燃风管道(101)的一端的末端的外围，其作用是改变燃气助燃风的组织流向，使之形成轴向旋流形式，从而起到稳定火根的目的，另一方面也起到阻隔火焰回缩的功能稳燃扰流装置(106)，安装在燃气助燃风管道(101)插入煤粉输送和浓缩功能块
(2)的一端，其形状为喇叭口型，其原理是通过在气体火焰中心放置一定形状的扰流体，造成局部微扰动，增加气体燃烧接触面积，从而起到稳定燃烧的作用。稳燃扰流环的结构简图见图2以上所述各部件组成后各自相对位置固定，独立完成天然气的稳定燃烧功能。而且该功能块与煤粉输送和浓缩功能块组合后，其相对位置可调节，通过调节天然气组织燃烧功能块(I)在煤粉输送和浓缩功能块(2)中的插入深度，可以改变煤粉的着火提前量，适应不同挥发份煤粉的使用要求。燃气助燃风管道(101)壁沿周向开有中心风旁路(107)，旁路开孔形状为斜向出口，中心风旁路开孔示意图见图3。利用分级配风技术，解决了燃气火焰配风时“风大熄火，风小缺氧”的通病。煤粉输送和浓缩功能块(2)——该功能块由输送弯头(201)、煤粉通道、煤粉浓缩环(202)、二级燃烧室(203)部件组成，以上所述各部件组成后各自位置相对固定。其中煤粉浓缩环利用斜面碰撞、中心浓缩原理，将煤粉浓缩于中心区在二级燃烧室内集中点燃。所述煤粉通道左端与输送弯头(201)连接，右端开口与炉膛连接；煤粉通道内壁安装有煤粉浓缩环(202)，其特征外形圆环，横截面成梯形；煤粉浓缩环(202)的作用是将煤粉气流进行浓淡分离，使浓相煤粉向管道中心集中，在二级燃烧室内着火燃烧。二级燃烧室的作用是提供给天然气和少量浓缩煤粉混合燃烧的空间。燃气增量枪(401)插入输送弯头的侧壁上，当煤质发生变化，需要增加燃气添加比例时，及时开启增量枪以满足点火能量需求，而主点火枪可以保持在最佳设计工况下运行。通过燃气火焰能量点燃中心浓相煤粉，对整个煤粉火炬的提前稳定燃烧提供了能量保证，从而使煤粉可以在相对狭小的空间和较低的炉膛温度下稳定燃烧，扩大了煤粉燃烧的可调二次风分配功能块(3)—该功能块由水平同轴的两层套管组成，主要作用是提供煤粉燃烧需要的助燃空气通道，所述二次风由内外两层布置形成内二次风通道和外二次风通道，通过分层管道(301)实现分风。通过对内二次风和外二次风的旋流调节，改变混合射流在炉膛内的卷吸强度，改变煤粉火焰的轴向长度和径向扩散度。当外二次风旋流增强时，煤粉火焰沿轴向长度变短而径向范围增加；反之亦然；调节火焰形状以适应不同形状的燃烧空间，合理组织炉内空气动力场。
权利要求
1.一种工业用径向浓缩双调风旋流煤粉与燃气混合燃烧器，包括天然气组织燃烧功能块、煤粉输送和浓缩功能块、可调二次风分配功能块；天然气组织燃烧功能块的一端插入呈弯头状的所述煤粉输送和浓缩功能块的水平部分；可调二次风分配功能块安装在呈弯头状的所述煤粉输送和浓缩功能块水平部分的外圈，包围该水平部分；其特征在于天然气组织燃烧功能块包括燃气助燃风管道(101)、燃气输送管道(102)、自动点火装置(103)、旋流配风盘(105)、稳燃扰流装置(106);自动点火装置(103)插入燃气助燃风管道(101)中与燃气输送管道(102)平行；旋流配风盘(105)安装在燃气输送管道(102)的插入燃气助燃风管道(101)的一端的末端的外围；稳燃扰流装置(106)安装在燃气助燃风管道(101)插入煤粉输送和浓缩功能块(2)的一端；所述燃气助燃风管道(101)采用轴向旋流进风方式。
2.根据权利要求I所述的燃烧器，其特征在于所述天然气组织燃烧功能块还包括火焰检测装置(104)，其安装在燃气助燃风管道(101)未插入煤粉输送和浓缩功能块(2)的一端。
3.根据权利要求I或2所述的燃烧器，其特征在于燃气助燃风管道(101)壁沿周向开有中心风旁路(107)，旁路开孔形状为斜向出口。
4.根据权利要求I或2所述的燃烧器，其特征在于煤粉输送和浓缩功能块包括由输送弯头(201)、煤粉通道、煤粉浓缩环(202)、二级燃烧室(203);所述煤粉通道左端与输送弯头(201)连接，右端开口与炉膛连接；煤粉通道内壁安装有煤粉浓缩环(202)，其特征外形圆环，横截面成梯形。
5.根据权利要求I或2所述的燃烧器，其特征在于可调二次风分配功能块由水平同轴的两层套管组成，所述二次风由内外两层布置形成内二次风通道和外二次风通道，通过分层管道(301)实现分风。
6.根据权利要求I所述的燃烧器，其特征在于通过调节天然气组织燃烧功能块在煤粉输送和浓缩功能块中的插入深度，改变煤粉的着火提前量。
全文摘要
本发明公开了一种径向浓缩双调风旋流煤粉、燃气混合燃烧装置，该燃烧装置由三个相对独立的功能模块组成，包括内置的旋流燃气燃烧模块，带有径向浓缩结构的煤粉输送模块，带有单独可调节旋流强度的内、外二次风通道。其中燃气燃烧模块具有相对独立的燃气通道、助燃风通道、自动点火及熄火保护装置；煤粉输送通道内壁设置有环型浓缩装置，煤粉气流通过该装置在惯性分离原理下，在径向截面上形成内浓外淡的分布形态，实现稳定燃烧的目的；内二次风通道内设置有可调节的轴向导流叶片，外二次风通道内设置有可调节的径向导流叶片，通过其旋转射流原理形成中心回流区卷吸高温烟气，实现煤粉稳定、充分燃烧。
文档编号F23D17/00GK102620295SQ20121010883
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者吕绚丽, 姜谋, 汪应洛, 赵大海 申请人:西安康桥能源技术有限责任公司