旋流燃烧器及具有其的锅炉的制作方法

本实用新型涉及锅炉技术领域，具体而言，涉及一种旋流燃烧器及具有其的锅炉。

背景技术：

目前，容量2.8MW～116MW范围内的中小型固体燃料粉末蒸汽锅炉、热水锅炉和有机热载体锅炉燃烧器，对固体燃料粉末的适应性差，燃烧温度较高，调整范围小，不利于初始NOx排放的降低。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种旋流燃烧器及具有其的锅炉，以至少解决相关技术中的旋流燃烧器的燃烧温度高，调整范围小的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种旋流燃烧器，包括：固体燃料粉末气力输送风管、旋转燃烧风布风装置和预燃室，所述旋转燃烧风布风装置包括二次风室，所述二次风室环绕设置在所述固体燃料粉末气力输送风管上，所述预燃室设置在所述固体燃料粉末气力输送风管的后端，其中，所述旋流燃烧器还包括射流燃烧风布风装置，所述射流燃烧风布风装置包括：

沿所述预燃室的轴向的多个射流通道，所述多个射流通道围绕所述预燃室的轴线布置；以及

射流配风室，分别连通所述多个射流通道。

可选地，在每个所述射流通道中还设置有射流通道气流调节装置，所述射流通道气流调节装置包括气流方向调节器、气流速度调节器和气流旋流调节器这三者中的任意一种，或者包括这三者中任意两者的组合，或者包括这三者的组合。

可选地，所述固体燃料粉末气力输送风管为由主干管和支干管构成的分叉结构；

所述旋流燃烧器还包括中心管，所述中心管贯穿所述主干管并伸入所述预燃室；或者所述中心管套设在所述主干管上并伸入所述预燃室。

可选地，所述旋流燃烧器还包括：燃气喷送装置，所述燃气喷送装置贯穿所述中心管伸入所述预燃室。

可选地，所述旋转燃烧风布风装置、所述中心管和/或所述射流燃烧风布风装置中通入的气体为空气，或者空气与循环烟气的混合气体。

可选地，所述射流通道与所述预燃室的轴线之间的倾角为-10～10°。

可选地，所述旋转燃烧风布风装置还包括旋转燃烧风调风装置；所述二次风室通过沿所述二次风室径向的第一径向风管连通所述旋转燃烧风调风装置。

可选地，所述射流燃烧风布风装置还包括射流燃烧风调风装置；所述射流配风室通过沿所述射流配风室径向的第二径向风管连通所述射流燃烧风调风装置。

可选地，还包括点火装置，所述点火装置穿过所述预燃室，并伸入所述预燃室内。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种锅炉，包括旋流燃烧器，可选地，所述旋流燃烧器是上述的旋流燃烧器，所述旋流燃烧器安装到所述锅炉的炉膛壁上，所述炉膛壁上设置有与所述燃烧器的所述多个射流通道相贯通的炉膛壁射流通道。

本实用新型提供的旋流燃烧器沿预燃室轴向开有沿轴向贯穿炉膛壁的多个射流通道，多个射流通道围绕预燃室的轴线布置；射流燃烧风布风装置的射流配风室分别连通多个射流通道；采用上述结构，射流燃烧风布风装置将射流燃烧风经射流通道喷向旋转燃烧火焰的周围，通过调整射流燃烧风的风量即可以实现分级送风燃烧并方便控制火焰的尺寸。可见，本实用新型通过上述可以实现分级送风燃烧的结构，解决了旋流燃烧器的燃烧温度高，调整范围小的问题，从而可以降低NOx的初始排放。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例1的旋流燃烧器的剖面图；

图2是根据本实用新型实施例2的旋流燃烧器的射流通道气流调节装置的示意图；

图3是根据本实用新型实施例3的旋流燃烧器的剖面图；

图4是根据本实用新型实施例4的旋流燃烧器的剖面图；

图5是根据本实用新型实施例5的旋流燃烧器的剖面图。

图中各处字母表示：A、气力输送风与固体燃料粉末混合气体；B、旋转燃烧风；C、射流风；D、多股射流风；E、火焰；F、一次风；G、燃气。图中箭头表述位置和方向。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。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可以相互组合。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

实施例1

在本实施例1中提供了一种旋流燃烧器，图1是根据本实用新型实施例1的旋流燃烧器的剖面图。如图1所示，该旋流燃烧器包括：固体燃料粉末气力输送风管1、旋转燃烧风布风装置3、点火装置4和预燃室5，旋转燃烧风布风装置3的二次风室31环绕设置在固体燃料粉末气力输送风管1上，预燃室5设置在固体燃料粉末气力输送风管1的后端，点火装置4伸入预燃室5内。

其中，固体燃料粉末气力输送风管1向预燃室通入混合有固体燃料粉末的气力输送风；旋转燃烧风布风装置3通过二次风室31的前口向预燃室5喷入旋转气体，形成向炉膛方向旋转前进的旋转燃烧风；旋转燃烧风与固体燃料粉末在预燃室5内混合，首先通过点火装置4点火启燃，随后依靠火焰自身燃烧的温度以及旋转燃烧火焰根部回流的高温气体维持燃烧。

在本实施例1中，固体燃料粉末气力输送风管1为分叉结构，包括主干管和支干管，其中，主干管为直管，支干管从主干管的侧面斜向伸入。混合有固体燃料粉末的气力输送风主要从支干管送入预燃室5，当然也可以从主干管送入预燃室5；但是更常见的是混合有固体燃料粉末的气力输送风从支干管送入预燃室5，而主干管则可选择地通入一次风或者不通入一次风。若从主干管通入一次风，一次风可以为直流风，加装旋流器后一次风也可以为旋转风。

本实施例的旋流燃烧器还包括：射流燃烧风布风装置6；以及沿预燃室5的轴向开设的多个射流通道7，多个射流通道7围绕预燃室5的轴线沿圆周布置；射流燃烧风布风装置6的射流配风室61分别连通上述的多个射流通道7。

可选地，射流通道7可以开在预燃室5的轴向侧壁内，也可以在预燃室5的轴向侧壁外设置单独的通道作为射流通道7。

通过上述结构，射流燃烧风布风装置6将射流燃烧风经射流通道7喷向旋转燃烧风的周围，通过调整射流燃烧风的风量即可以实现分级送风燃烧并方便控制火焰的尺寸。可见，本实用新型通过上述可以实现分级送风燃烧的结构，解决了旋流燃烧器的燃烧温度高，调整范围小的问题，从而可以降低NOx的初始排放。

优选地，旋转燃烧风布风装置、中心管、射流燃烧风布风装置中通入的气体为空气，或者空气与循环烟气的混合气体。

优选地，射流通道7与预燃室5的轴线之间的倾角为-10～10°。较优地，射流通道7与预燃室5的轴线之间的倾角为0°，射流燃烧风沿射流通道7平行于预燃室5的轴线喷向预燃室5尾部喷出的火焰周围；在射流通道7与预燃室5的轴线之间具有一定倾角时，射流通道7中的射流燃烧风以小角度向预燃室5尾部喷出的火焰偏斜或者偏离。

优选地，旋转燃烧风布风装置3包括：二次风室31和旋转燃烧风调风装置33；二次风室31通过沿二次风室31径向的第一径向风管32连通旋转燃烧风调风装置33。旋转燃烧风调风装置33可以为阀门、风门，或者其他可以控制气体流量的装置。旋转燃烧风调风装置33优选为可以通过自控系统控制的电气化风门。

优选地，射流燃烧风布风装置6包括：射流配风室61和射流燃烧风调风装置62；环状的射流配风室61通过沿射流配风室61径向的第二径向风管63连通射流燃烧风调风装置62。射流燃烧风调风装置62可以为阀门、风门，或者其他可以控制气体流量的装置。射流燃烧风调风装置62优选为可以通过自控系统控制的电气化风门。

本实施例的旋流燃烧器还可以包括自控系统，该自控系统可以与旋转燃烧风调风装置32、射流燃烧风调风装置62、包括炉膛温度传感器件在内的温度检测装置中的任一项或者多项电性连接。该自控系统用来实现各级布风可调，用于自动控制预燃室出口喷出的火焰的燃烧温度和含氧量。

实施例2

在本实施例2中提供了另一种旋流燃烧器，该旋流燃烧器与图1所示的结构基本相同，不同之处在于，在每个射流通道7中还设置有射流通道气流调节装置。

射流通道气流调节装置8，用来调节射流通道7中的气流。图2是根据本实用新型实施例2的旋流燃烧器的射流通道气流调节装置的示意图，如图2所示，射流通道气流调节装置8可以包括以下三种形式的调节器，81为气流方向调节器，用于调节气流方向，例如，通过改变安装在射流通道中的气流方向调节器的开口相对于气流方向调节器的中心轴向的圆周位置来调节气流方向；82为气流速度调节器，用于调节气流速度，例如，通过改变安装在射流通道中的气流方向调节器的开口大小来调节气流方向；83为气流旋流调节器，用于实现气流旋转，改变旋流器旋流角度，以及可改变旋流强度。将射流通道调节装置8固定在射流通道7中，就可以根据需要调节射流通道中的气流。

射流通道气流调节装置8中，可以单独地使用上述三种调节器中的任一种，有时也可以将上述三种调节器进行任意组合使用。例如，对于沿圆周设置的多个射流通道，间隔地采用上述三种调节器中两种或三种不同的调节器。

本实施例2中的射流通道气流调节装置8也可以应用在本实用新型其他实施例中的旋流流燃烧器中。

实施例3

在本实施例3中提供了一种旋流燃烧器，该旋流燃烧器与图1所示的结构基本相同，不同之处在于，该旋流燃烧器还包括中心管2。

图3是根据本实用新型实施例3的旋流燃烧器的剖面图，如图3所示，固体燃料粉末气力输送风管1为由主干管和支干管构成的分叉结构，中心管2贯穿主干管并伸入预燃室5。中心管2可选择地通入一次风或者不通入一次风。若从中心管2通入一次风，一次风可以为直流风，也可以为旋转风。

实施例4

在本实施例4中提供了一种旋流燃烧器，该旋流燃烧器与图3所示的旋流燃烧器结构基本相同，不同之处在于，该旋流燃烧器的中心管2的布置方式做了改进。

图4是根据本实用新型实施例4的旋流燃烧器的剖面图，如图4所示，该旋流燃烧器也包括中心管2，但中心管2套设在主干管上并伸入预燃室5。

实施例5

在本实施例5中提供了一种旋流燃烧器，该旋流燃烧器与图3所示的结构基本相同，不同之处在于，该旋流燃烧器的中心管2也为与固体燃料粉末气力输送风管1的分叉结构相似的分叉结构，包括中心主干管和中心支干管，其中，中心主干管为直管，中心支干管从中心主干管的侧面贯穿固体燃料粉末气力输送风管1并斜向伸入中心主干管。中心管2可选择地通入一次风或者不通入一次风。若从中心管2的中心管主干管通入一次风，一次风可以为直流风，也可以为旋转风。

图5是根据本实用新型实施例5的旋流燃烧器的剖面图，如图5所示，在中心主干管内，可以选择性地安装燃气喷送装置10，该燃气喷送装置10贯穿中心管2的中心主干管并伸入预燃室5。

燃气喷送装置10用于将燃气喷向预燃室5，旋转燃烧风布风装置3通过二次风室31的前口向预燃室喷入旋转气体，形成向炉膛方向旋转前进的旋转燃烧风；旋转燃烧风燃气在预燃室5内首先通过点火装置4点火启燃，随后依靠火焰自身燃烧的温度以及旋转燃烧火焰根部回流的高温气体维持燃烧。在旋流燃烧器的中心管2内安装燃气喷送装置10之后，可以实现单独燃气燃烧，也可以实现与固体燃料粉末同时燃烧。

实施例6

在本实施例6中提供了一种锅炉，包括旋流燃烧器，该旋流燃烧器是上述实施例1～5中的任一种旋流燃烧器，旋流燃烧器安装到锅炉的炉膛壁上，炉膛壁上设置有与燃烧器的多个射流通道7相贯通的炉膛壁射流通道。

综上所述，通过本实用新型的上述实施例或者实施方式，可以增大旋流燃烧器的燃烧温度的调节范围；在一些优选实施方式中，通过自控系统可以在保证燃尽率的前提下调整燃烧温度，降低NOx初始排放的浓度。本实用新型特别适用于不同种类的固体燃料粉末(例如煤粉)的燃烧；另外，加装燃气喷送装置，可单独成为气体燃烧器，可成为固体燃料粉末与燃气混烧燃烧器。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。