专利名称：微煤粉浓度调整装置和微煤粉燃烧锅炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及调整向安装在微煤粉燃烧锅炉火炉壁上的多个微煤粉燃烧 室(A —于)供给的微煤粉浓度的微煤粉浓度调整装置和使用它的微煤粉
燃烧锅炉。
背景技术：
作为把被煤碾磨机(碾磨装置)粉碎的微煤粉向安装在火炉壁上的多 个微煤粉燃烧室供给、并使该微煤粉在这些微煤粉燃烧室燃烧的微煤粉燃 烧锅炉例如知道有被专利文献1所公开的锅炉。
专利文献1:(曰本)特开2006-102666号公报
这种微煤粉燃烧锅炉把被煤碾磨机粉碎的微煤粉在微煤粉管内进行空 气输送。由于微煤粉与空气相比质量大而有重力下降的倾向，所以在微煤 粉管内沿微煤粉管下部流动的微煤粉浓度高。因此，设置在微煤粉管下游 侧的微煤粉分配器入口处就出现上下方向的微煤粉浓度分布不均匀，从该 微煤粉分配器的各流路经过左右分岔管而向各微煤粉燃烧室供给的微煤粉 分配就产生差异。由于这种向各微煤粉燃烧室供给的微煤粉分配产生差异， 有时就招致微煤粉燃烧锅炉的燃烧性能恶化(NOx、未燃烧部分增加)和锅 炉水管温度不均匀。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而开发的，目的在于提供一种微煤粉浓度调整 装置和微煤粉燃烧锅炉，能够改善微煤粉分配器入口处的上下方向的浓度 分布，谋求向各微煤粉燃烧室的微煤粉分配均匀化。
为了解决上述课题，本发明采用了下面的机构。
本发明的微煤粉浓度调整装置具备微煤粉分配器，其上游侧端部与 空气输送微煤粉且微煤粉在其中流动的微煤粉管连接、并且下游侧端部与 多个分岔管连接，通过多级流路来把所述微煤粉向各分盆管分配并空气输送；气固两相流调整装置，其位于所述微煤粉分配器的上游侧且在所述微
煤粉管内的底部来调整向所述分岔管去的微煤粉的浓度，所述气固两相流 调整装置是沿所述微煤粉管的大致整个宽度设置的具有俯视看大致长方形 的板状部件，该气固两相流调整装置的前边缘端被安装成相对所述微煤粉 管的底面能够自由转动，而且所述气固两相流调整装置的上面与所述微煤 粉管的底面所成的角度能够根据安装于各个所述分岔管的流量传感器的信 号自动进行调整。
根据本发明的微煤粉浓度调整装置，板状部件的上面的角度能够根据 安装于各分岔管的流量传感器的信号而自动调整。因此，该微煤粉浓度调 整装置例如能够使通过各分岔管内部的微煤粉浓度大致相同(大致均匀)， 能够谋求向位于微煤粉分配器下游侧的各分岔管和各微煤粉燃烧室供给的
微煤粉分配均匀化，能够改善燃烧性(减少NOx、未燃烧部分)和使锅炉 水管温度均匀化。
本发明的微煤粉浓度调整装置具备微煤粉管，其把微煤粉进行空气 输送且微煤粉在其中流动；微煤粉分配器，其上游侧端部与所述微煤粉管 连接且下游侧端部与多个分盆管连接，通过多级流路来把所述微煤粉向各 分岔管分配并空气输送，所述微煤粉管的下游侧端部被构成为把所述微 煤粉分配器配置在距所述微煤粉管弯头部的距离是所述微煤粉管内径10倍 以下的部位，更优选是配置在距所述微煤粉管弯头部的距离是所述微煤粉 管内径3倍到5倍的范围内。
根据本发明的微煤粉浓度调整装置，在弯头部的上游侧中沿微煤粉管 下部流动来的微煤粉在弯头部处一边受到离心力作用， 一边沿位于该弯头 部半径方向外侧的内壁面从微煤粉管的下部向上部流动。其结果是在弯头 部的出口附近(即微煤粉分配器的入口附近)处微煤粉被向上方巻起，并 一边向上方分散一边向微煤粉分配器的入口流入。
由此，能够谋求向位于微煤粉分配器下游侧的各分岔管和各微煤粉燃 烧室供给的微煤粉分配均匀化，能够改善燃烧性(减少NOx、未燃烧部分) 和使锅炉水管温度均匀化。
本发明的微煤粉浓度调整装置具备微煤粉分配器，其上游侧端部与 空气输送微煤粉且微煤粉在其中流动的微煤粉管连接且下游侧端部与多个 分岔管连接，通过多级流路来把所述微煤粉向各分岔管分配并空气输送；螺旋叶片，其被配置在所述微煤粉管内且在所述微煤粉管的弯头部下游侧， 对所述微煤粉付与旋转流。
根据本发明的微煤粉浓度调整装置，在弯头部的上游侧中沿微煤粉管 下部流动来的微煤粉在弯头部处一边受到离心力作用， 一边沿位于该弯头 部半径方向外侧的内壁面流动。然后，微煤粉在通过螺旋叶片表面与位于 弯头部下游侧的微煤粉管内壁面之间时被付与旋转力(回旋力)，并一边向 半径方向外侧分散一边向微煤粉分配器的入口流入。
由此，能够谋求向位于微煤粉分配器下游侧的各分岔管和各微煤粉燃 烧室供给的微煤粉分配均匀化，能够改善燃烧性(减少NOx、未燃烧部分) 和使锅炉水管温度均匀化。
根据本发明的微煤粉燃烧锅炉，由于具备能够谋求向位于微煤粉分配 器下游侧的各分盆管和各微煤粉燃烧室供给的微煤粉分配均勻化的微煤粉
浓度调整装置，所以能够改善燃烧性(减少NOx、未燃烧部分)和使锅炉
水管温度均匀化。
根据本发明，有能够改善微煤粉分配器入口处的上下方向浓度分布， 谋求向各微煤粉燃烧室的微煤粉分配均匀化的效果。
图1是表示具备本发明第一实施例的微煤粉浓度调整装置的微煤粉燃
烧锅炉整体概略结构的框图2是图1的A-A向剖视图3是从微煤粉管侧看本发明第一实施例的微煤粉浓度调整装置的立
体图4是从火炉侧看本实施例的微煤粉分配器的立体图； 图5是本发明第二实施例的微煤粉浓度调整装置的平面配置图； 图6是从微煤粉管侧看本发明第三实施例的微煤粉浓度调整装置的立 体图。
符号说明
1微煤粉燃烧锅炉13微煤粉管 13a微煤粉管
13b微煤粉管 13c微煤粉管 13d微煤粉管
17a微煤粉分配器17b微煤粉分配器 17c微煤粉分配器17d微煤粉分配器18a分岔管18b分岔管 19微煤粉浓度调整装置
20喷射器(年y力:/口 、乂夕)(气固两相流调整装置)
22流路 31微煤粉浓度调整装置 32弯头部
33a微煤粉管 33b微煤粉管 33c微煤粉管 33d微煤粉管
34a分岔管34b分岔管41微煤粉浓度调整装置
42螺旋叶片
具体实施例方式
以下一边参照图1到图4一边说明本发明微煤粉浓度调整装置的第一 实施例。
图1是表示具备本实施例微煤粉浓度调整装置的微煤粉燃烧锅炉整体 概略结构的框图，图2是图1的A-A向剖视图，图3是从微煤粉管侧看本 实施例微煤粉浓度调整装置的立体图，图4是从火炉侧看本实施例微煤粉 分配器的立体图。
如图1所示，锅炉1具备向垂直方向设置的火炉2、设置在火炉2 的火炉壁3下部的燃烧装置4、与火炉2的出口连结的烟道5、从火炉2的 上部到烟道5设置的过热器6、 二次加热器7、节煤器8、设置在火炉2上 部的蒸汽桶9。
在火炉壁3的内侧有多个水管(未图示)分别向上下方向延伸，各水 管的上下各端部与蒸汽桶9连接。
燃烧装置4具备安装在火炉壁3的多个微煤粉燃烧室(未图示)、向 微煤粉燃烧室供给微煤粉的微煤粉供给装置10、作为燃烧用空气而向微煤 粉燃烧室供给二次空气的空气供给装置11。
微煤粉供给装置10具备煤碾磨机(微煤粉机)12,其把经过未图示 的供煤机和计量器所供给的煤粉碎到适合燃烧的大小(例如从数iam到数 百Mm);微煤粉管(供煤管)13，其利用从未图示的空气源供给的被加压 的输送空气把煤碾磨机12所生成的微煤粉作为微煤粉混合气而向微煤粉燃 烧室进行气流输送。本实施例设置有四根微煤粉管13 (微煤粉管13a、 13b、 13c、 13d)。
从煤碾磨机12的安全方面考虑，把输送空气在煤碾磨机12出口处的温度设定在约80°C。
空气供给装置ll具备把空气进行加压供给的未图示的鼓风机、设置 在火炉2外壁的风箱14、连接鼓风机与风箱14的空气管15。
通过空气管15的二次空气通过旋转再生式热交换器16而与通过烟道5 的例如约360。C的燃烧排气进行热交换，被加热到300到350。C并向风箱14 供给。
如图2所示，微煤粉燃烧锅炉1的火炉壁3安装有从# 1到# 8的微煤 粉燃烧室。对两个微煤粉燃烧室而分别设置微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d的一个。这些各个微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d从煤碾磨机12通 过四根微煤粉管13a、 13b、 13c、 13d而对微煤粉进行空气输送。各个微煤 粉分配器17a、 17b、 17c、 17d与两根分岔管18a、 18b连接。向各个微煤粉 分配器17a、 17b、 17c、 17d空气输送来的微煤粉经由各个微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d设置分岔管18a、 18b而向各微煤粉燃烧室供给。各个分盆 管18a、 18b安装有对通过其内部的微煤粉流量进行计量的未图示的流量传 感器(例如德国普罗麦阔(promecon)公司的粉体流量计)。
本实施例的微煤粉浓度调整装置19具备微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d和喷射器20 (参照图3)。
如图3和图4所示，各个微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d分别与把 微煤粉利用空气输送使其向箭头A方向流动的微煤粉管13a、 13b、 13c、 13d 和分别在各个微煤粉管13a、 13b、 13c、 13d的下游侧位置向左右两侧分盆 的分岔管18a、 18b连接。在各个微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d的内部 设置有多片间隔板21。各微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d的内部被这些 间隔板21分别间隔，由此，各樣i煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d的内部达 到上下左右地形成有多级流路22 。
如图4所示，在流路22的下游端侧设置有堵孔板23。本实施例把堵孔 板23相对流路22在上下方向上左右交替配置。利用该堵孔板23把各流路 22与分盆管18a、 18b中一侧的连通遮断，在这些分岔管18a、 18b内把微 煤粉左右分割地使其向箭头B方向和箭头C方向流动进行空气输送。
如图3所示，喷射器(气固两相流调整装置)20调整位于下游侧的朝 向左右两侧分岔管18a、 18b的微煤粉的浓度。喷射器20被设置在从微煤粉 分配器17a到17d的入口上游侧且是樣i煤粉管13a、 13b、 13c、 13d内的下部。
喷射器20沿微煤粉管13a、 13b、 13c、 13d的大致整个宽度配置，是 俯视看具有大致长方形的板状部件。喷射器20的前边缘(上游)端被安装 成能够相对微煤粉管13a、 13b、 13c、 13d的底面(下面)自由转动。即喷 射器20把与微煤粉管13a、 13b、 13c、 13d的连接部位即前边缘端作为支点 而能够围绕前边缘端摇动。喷射器20使其上面与微煤粉管13a、 13b、 13c、 13d的底面(下面)所成的角度(倾斜角)6例如能够在从0度到60度的 范围调整。为了使通过分岔管18a内部的微煤粉浓度(流量)与通过分岔管 18b内部的微煤粉浓度(流量)大致相同(大致均匀)，该角度e根据安装 于各分岔管18a、 18b的流量传感器的信号而能够由未图示的控制器自动调 整。
为了防止由通过的微煤粉引起的磨损，在喷射器20的上面设置有陶瓷 等的耐磨损材料24。该耐磨损材料24例如是把形成正方形的多个瓷砖片利 用粘接材料等粘贴在喷射器20的上面并固定(固接)。
接着说明本实施例微煤粉浓度调整装置19的作用。
首先，从煤碾磨机12把微煤粉利用空气输送而送到各微煤粉管13a、 13b、 13c、 13d内，如图中箭头A方向所示，微煤粉在微煤粉管13a、 13b、 13c、 13d内向微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d流动。这时由于重力下降 而微煤粉沿微煤粉管13a、 13b、 13c、 13d的下侧流动。这样沿微煤粉管13a、 13b、 13c、 13d下侧流动的微煤粉在樣i煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d的 入口附近碰到喷射器20的上面并被向上方巻起， 一边向上方分散一边向微 煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d的入口流入。被向上方分散的微煤粉则被 微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d分割到箭头B方向或箭头C方向(分配)， 然后流入到下游侧的分岔管18a、 18b内，向安装于火炉壁3的微煤粉燃烧 室供给，在这些微煤粉燃烧室燃烧。
根据本实施例的微煤粉浓度调整装置19，根据来自安装于各分岔管 18a、 18b的流量传感器的信号而自动调整喷射器20上面的角度6。由此， 能够使通过分岔管18a内部的微煤粉浓度与通过分岔管18b内部的微煤粉 浓度大致相同(大致均匀)，即能够谋求向位于微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d下游侧的左右分岔管18a、 18b和各微煤粉燃烧室供给的微煤粉分配均 匀化，能够减少NOx、未燃烧部分。由于在喷射器20的上面设置了耐磨损材料24,所以能够提高该喷射器 20的耐久性。
下面按照图5说明本发明微煤粉浓度调整装置的第二实施例。图5是 本实施例微煤粉浓度调整装置的平面配置图。
本实施例的微煤粉浓度调整装置31中，具备这样的微煤粉管33a、 33b、 33c、 33d,即代替喷射器20，而在距离微煤粉管弯头部(弯曲部)32是 10D (D是微煤粉管的内径)以下的场所，更优选在距离微煤粉管的弯头部 32是3D到5D的范围内配置各微煤粉分配器17a到17d，在这一点上与上 述第一实施例不同。由于其他结构元件与上述第一实施例相同，所以在此 省略这些结构元件的说明。
对与上述第一实施例相同的部件则付与相同的符号。
如图5所示，本实施例中把各个微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d配 置在其后端部(即与分岔管34a、 34b的接合部)35与位于弯头部32上游 侧附近的微煤粉管33a、 33b、 33c、 33d中心轴线CL之间的水平距离(最 短距离)L是10D (D是微煤粉管33a、 33b、 33c、 33d的内径)以下的场 所，更优选是设置在3D到5D的场所。
根据本实施例的微煤粉浓度调整装置31，在弯头部32的上游侧中沿微 煤粉管33a、 33b、 33c、 33d下部流动来的微煤粉在弯头部32处一边受到离 心力作用， 一边沿位于该弯头部32半径方向外侧的内壁面从微煤粉管33a、 33b、 33c、 33d的下部向上部流动。其结果是在弯头部32的出口附近(即 微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d的入口附近)处微煤粉被向上方巻起， 并一边向上方分散一边向微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d的入口流入。
由此，能够谋求向位于微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d下游侧的左 右分岔管34a、 34b和各微煤粉燃烧室供给的微煤粉分配均匀化，能够改善 燃烧性(减少NOx、未燃烧部分)和使锅炉水管温度均匀化。本实施例中， 在靠近微煤粉管33a、 33b、 33c、 33d的弯头部32侧设置微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d的部分，采用管路长度长的分岔管34a、 34b。但即使采用这 种分岔管34a、34b,由于是分配均勾化完成后的微煤粉通过分岔管34a、34b, 所以采用这种分岔管34a、 34b并不会对微煤粉分配均匀化有影响。
下面按照图6说明本发明微煤粉浓度调整装置的第三实施例。图6是 从微煤粉管侧看本实施例微煤粉浓度调整装置的立体图。本实施例的微煤粉浓度调整装置41中，在代替喷射器20而具备螺旋 叶片42的点上与上述第一实施例不同。由于其他结构元件与上述第一实施 例相同，所以在此省略这些结构元件的说明。
对与上述第一实施例和第二实施例相同的部件则付与相同的符号。
如图6所示，螺旋叶片42是把微煤粉管33a、 33b、 33c、 33d内的流 路两分成其流路面积大致相等的薄板状部件。螺旋叶片42被配置成使其一 端(上游端)位于弯头部32的出口附近，且使其另一端(下游端)位于微 煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d的入口附近。螺旋叶片42的一端和另 一端 分别被配置成与通过微煤粉管33a、 33b、 33c、 33d中心轴线的垂直(铅垂) 轴线大致一致。该螺旋叶片42在其整个长度方向上使弯头部32中沿位于 该弯头部32半径方向外侧的内壁面流动的微煤粉被向微煤粉管33a、 33b、 33c、 33d的上方引导后，被向微煤粉管33a、 33b、 33c、 33d的一侧(从上 游侧看是左侧)扭转引导。
根据本实施例的微煤粉浓度调整装置41，在弯头部32的上游侧中沿凝: 煤粉管13a、 13b、 13c、 13d下部流动来的微煤粉在弯头部32处一边受到离 心力作用， 一边沿位于该弯头部32半径方向外侧的内壁面流动。然后，孩i 煤粉在通过螺旋叶片42的表面42a与位于弯头部32下游侧的微煤粉管13a、 13b、 13c、 13d内壁面之间时被付与旋转力(从上游侧看是向逆时针方向的 回旋力)，并一边向半径方向外侧分散一边向微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d的入口流入。
由此，能够谋求向位于微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d下游侧的左 右分岔管18a、 18b和各微煤粉燃烧室供给的微煤粉分配均匀化，能够改善 燃烧性(减少NOx、未燃烧部分)和使锅炉水管温度均匀化。
本发明并不限定于上述的实施例，在不脱离本发明要旨的范围内能够 变形实施和变更实施。例如也可以把第一实施例说明的喷射器20适用在第 二实施例或第三实施例。
上述实施例说明了在微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d的下游侧连接 两根分岔管18a、 18b和分岔管34a、 34b。但本发明并不限定于此，也能够 适用在微煤粉分配器17a、 17b、 17c、 17d的下游侧连接三根以上的分盆管。
权利要求
1、一种微煤粉浓度调整装置，其特征在于，具备微煤粉分配器，该微煤粉分配器上游侧端部与空气输送微煤粉且微煤粉在其中流动的微煤粉管连接，并且下游侧端部与多个分岔管连接，通过多级流路来把所述微煤粉向各分岔管分配并空气输送；气固两相流调整装置，该气固两相流调整装置位于所述微煤粉分配器的上游侧且在所述微煤粉管内的底部来调整向所述分岔管去的微煤粉的浓度，所述气固两相流调整装置是沿所述微煤粉管的大致整个宽度设置的具有俯视看大致长方形的板状部件，该气固两相流调整装置的前边缘端被安装成相对所述微煤粉管的底面能够自由转动，而且所述气固两相流调整装置的上面与所述微煤粉管的底面所成的角度能够根据安装于各个所述分岔管的流量传感器的信号自动进行调整。
2、 一种微煤粉浓度调整装置，其特征在于，具备微煤粉管，该微煤粉管把微煤粉进行空气输送且微煤粉在其中流动； 微煤粉分配器，该微煤粉分配器上游侧端部与所述微煤粉管连接且下游侧端部与多个分岔管连接，通过多级流路来把所述微煤粉向各分盆管分配并空气输送，所述微煤粉管的下游侧端部被构成为把所述微煤粉分配器配置在距 所述微煤粉管弯头部的距离是所述微煤粉管内径10倍以下的部位。
3、 如权利要求2所述的微煤粉浓度调整装置，其特征在于，所述微煤 粉管的下游侧端部被构成为把所述微煤粉分配器配置在距所述微煤粉管 弯头部的距离是所述微煤粉管内径3倍到5倍的范围内。
4、 一种微煤粉浓度调整装置，其特征在于，具备 微煤粉分配器，其上游侧端部与空气输送微煤粉且微煤粉在其中流动的微煤粉管连接且下游侧端部与多个分岔管连接，通过多级流路来把所述 微煤粉向各分岔管分配并空气输送；螺旋叶片，其被配置在所述微煤粉管内且在所述微煤粉管的弯头部下 游侧，对所述微煤粉付与旋转流。
5、 一种微煤粉燃烧锅炉，其特征在于，具备权利要求1到4任一项所 述的微煤粉浓度调整装置。
全文摘要
提供一种微煤粉浓度调整装置和微煤粉燃烧锅炉，能够改善微煤粉分配器入口处的上下方向的浓度分布，谋求向各微煤粉燃烧室的微煤粉分配均匀化。具备微煤粉分配器(17a～17d)和位于该微煤粉分配器的上游侧且是微煤粉管(13a～13d)内的底部来调整向分岔管(18a、18b)去的微煤粉浓度的气固两相流调整装置(20)，气固两相流调整装置(20)是沿微煤粉管的大致整个宽度设置的俯视看具有大致长方形的板状部件，其前边缘端被安装成相对微煤粉管(13a～13d)的底面能够自由转动，而且其上面与微煤粉管(13a～13d)的底面所成的角度能够根据安装于各个分岔管(18a、18b)的流量传感器的信号自动进行调整。
文档编号F23K3/02GK101548134SQ20088000081
公开日2009年9月30日 申请日期2008年3月19日 优先权日2007年3月26日
发明者山本次男, 松本慎治, 竹内和广, 谷口雅彦 申请人:三菱重工业株式会社