專利名稱：一種煤粉燃燒器和具有該煤粉燃燒器的鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤粉燃燒設(shè)備，特別涉及一種煤粉燃燒器，還涉及具有該煤粉燃 燒器的鍋爐。
背景技術(shù)：
申請(qǐng)人:在另一件發(fā)明名稱為“一種煤粉燃燒器及具有該煤粉燃燒器的鍋爐”的專 利申請(qǐng)中，提供了一種煤粉燃燒器，請(qǐng)參考圖1、該圖示意上述發(fā)明提供的煤粉燃燒器的結(jié) 構(gòu)。該煤粉燃燒器包括熱源200和內(nèi)燃室100，內(nèi)燃室100具有進(jìn)口 101和出口 102，內(nèi)燃 室100形成一個(gè)適合的空間，以維持內(nèi)部煤粉氣流具有預(yù)定過量空氣系數(shù)。內(nèi)燃室100的 進(jìn)口 101與一次風(fēng)煤粉管道相通，煤粉氣流通過一次風(fēng)煤粉管道、進(jìn)口 101進(jìn)入內(nèi)燃室中。 熱源200從進(jìn)風(fēng)管300伸入內(nèi)燃室100中，以持續(xù)地將通過進(jìn)口 101進(jìn)入內(nèi)燃室100的煤 粉點(diǎn)燃。

在煤粉氣流流動(dòng)方向上，所述內(nèi)燃室100具有預(yù)定的長(zhǎng)度，并能夠維持煤粉氣流 中的過量空氣系數(shù)遠(yuǎn)小于1。這里的過量空氣系數(shù)是指，燃燒Ikg煤粉時(shí)實(shí)際供入內(nèi)燃 室100的空氣量與完全燃燒Ikg煤粉時(shí)所需的理論空氣量的比值。維持預(yù)定過量空氣系 數(shù)的方式可以是限制煤粉氣流中空氣與煤粉的比例，保持較高的一次風(fēng)煤粉濃度。過量 空氣系數(shù)與煤種有關(guān)煤的水分越大，過量空氣系數(shù)越大，煤的灰分越大，過量空氣系數(shù)越 小；反之，煤的水分越小，過量空氣系數(shù)越大，煤的灰分越小，過量空氣系數(shù)越大。通過簡(jiǎn) 單的試驗(yàn)，就可以確定適合的過量空氣系數(shù)，獲得最優(yōu)的技術(shù)效果。過量空氣系數(shù)優(yōu)選在 0. 15-0. 45之間，在該范圍內(nèi)煤粉燃燒器能夠維持穩(wěn)定燃燒，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)在煤粉著火的內(nèi) 燃室100內(nèi)形成強(qiáng)烈的還原性氣氛，從而有效地抑制氮氧化物的生成。該發(fā)明提供的煤粉燃燒器的工作過程是過量空氣系數(shù)為0. 15-0. 45的煤粉氣流 通過內(nèi)燃室100時(shí)，熱源200持續(xù)地將煤粉氣流中煤粉，煤粉在內(nèi)燃室100內(nèi)進(jìn)行不完全 的、還原性燃燒，還原性燃燒形成的火焰在內(nèi)燃室100中傳播，并釋放出熱量，在內(nèi)燃室100 中形成適當(dāng)高溫環(huán)境，煤粉氣流形成高溫煤粉燃燒火焰從出口 102噴出。在還原性燃燒過 程中，持續(xù)性熱源200和過量空氣系數(shù)遠(yuǎn)小于1的條件使內(nèi)燃室100內(nèi)維持一個(gè)還原性氣 氛。在該高溫環(huán)境下，還原性氣氛使煤粉中的氮元素首先被熱分解，并轉(zhuǎn)化成NHi (i = 0，1， 2)、HCN等還原性中間產(chǎn)物和氮氧化物。還原性中間產(chǎn)物與已生成的氮氧化物反應(yīng)生成氮 氣。煤粉氣流在內(nèi)燃室100內(nèi)燃燒，形成的高溫煤粉燃燒火焰通過出口 102噴到爐膛 中，這樣，煤粉就不依賴于爐膛內(nèi)的高溫?zé)煔庵?，從而為煤粉后續(xù)在爐膛內(nèi)的繼續(xù)燃燒提 供良好的著火基礎(chǔ)和條件，滿足鍋爐爐膛中，煤粉穩(wěn)定燃燒的需要。煤粉在內(nèi)燃室100內(nèi)進(jìn)行還原性燃燒過程中，相應(yīng)的氮元素轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，從而?夠減少進(jìn)入爐膛的煤粉中的氮元素含量，減少煤粉在爐膛中燃燒時(shí)產(chǎn)生的燃料型氮氧化物 的生成量；由于燃料型氮氧化物為煤粉燃燒的氮氧化物的主要組成部分，從而能夠減少爐 膛燃燒過程中氮氧化物的生成量，減少鍋爐運(yùn)行過程中氮氧化物的生成量。而且，在煤粉在鍋爐爐膛中進(jìn)行燃燒時(shí)，可以向鍋爐爐膛中供入足夠的空氣，以提高鍋爐的運(yùn)行效率，從而 兼顧了鍋爐的環(huán)保性能的運(yùn)行效率。為了保持鍋爐 的燃燒功率，需要向鍋爐內(nèi)以預(yù)定量供給煤粉，因此，要使煤粉氣流 以適當(dāng)?shù)牧魉偻ㄟ^煤粉燃燒器的內(nèi)燃室。但是，當(dāng)煤粉流速較高時(shí)，內(nèi)燃室中還原性燃燒 存在燃燒不充分、燃燒時(shí)間短，燃燒程度低的問題，不僅難以實(shí)現(xiàn)降低氮氧化物生成量的目 的，還會(huì)影響鍋爐的燃燒效率；另外，當(dāng)煤粉屬于難著火煤種時(shí)，也存在還原性燃燒程度低 的問題，甚至存在火源不能將煤粉點(diǎn)燃的情況，進(jìn)而影響鍋爐的正常燃燒。因此，如何在保證鍋爐燃燒效率的前提下，提高煤粉在煤粉燃燒器中還原性燃燒 的程度，降低氮氧化物生成量、促進(jìn)煤粉在爐膛中的穩(wěn)定燃燒是煤粉燃燒領(lǐng)域面臨的技術(shù) 難題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述技術(shù)難題，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于，提供一種煤粉燃燒器，以在保證鍋 爐的燃燒效率的前提下，提高煤粉在煤粉燃燒器中還原性燃燒的程度。本發(fā)明的第二個(gè)目的在于，提供一種具有上述煤粉燃燒器的鍋爐。為了實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)目的，本發(fā)明提供的煤粉燃燒器，包括熱源和維持內(nèi)部煤粉 氣流具有預(yù)定過量空氣系數(shù)的內(nèi)燃室，所述熱源位于內(nèi)燃室內(nèi)，所述內(nèi)燃室具有進(jìn)口和出 口 ；所述熱源能夠點(diǎn)燃通過內(nèi)燃室的煤粉，并使煤粉在內(nèi)燃室內(nèi)進(jìn)行還原性燃燒，所述內(nèi)燃 室包括第一進(jìn)口段和燃燒室，所述第一進(jìn)口段后端與燃燒室的燃料入口相通，前端與煤粉 燃燒器的進(jìn)風(fēng)管相接；所述第一進(jìn)口段后端的截面積不小于其前端的截面積，所述燃燒室 前端的截面積不小于第一進(jìn)口段后端的截面積，且大于所述第一進(jìn)口段前端的截面積。優(yōu)選的，所述第一進(jìn)口段內(nèi)表面與第一參照平面的兩個(gè)交線的夾角角度在10度 到55度之間，所述第一參照平面為通過所述第一進(jìn)口段中線的平面。優(yōu)選的，所述燃燒室前端的截面積與所述第一進(jìn)口段前端的截面積與的比值在 1. 2至Ij 5之間。優(yōu)選的，還包括前端與第一進(jìn)口段后端相接，后端與燃料入口相通的第二進(jìn)口段； 所述第二進(jìn)口段后端的截面積不小于其前端的截面積；所述第二進(jìn)口段前端的截面積不小 于第一進(jìn)口段后端的截面積，且大于所述第一進(jìn)口段前端的截面積，所述燃燒室前端的截 面積不小于第二進(jìn)口段后端的截面積，且大于所述第二進(jìn)口段前端的截面積。優(yōu)選的，還具有前后相接的第三進(jìn)口段和第四進(jìn)口段，所述第三進(jìn)口段前端與第 二進(jìn)口段后端相接，所述第四進(jìn)口段后端與所述燃料入口相接；所述第三進(jìn)口段后端的截 面積不小于其后端的截面積，所述第四進(jìn)口段后端的截面積不小于其前端的截面積；所述 第四進(jìn)口段前端的截面積不小于第三進(jìn)口段后端的截面積，且大于所述第三進(jìn)口段前端的 截面積，所述第三進(jìn)口段前端的截面積不小于所述第二進(jìn)口段后端的截面積，且大于第二 進(jìn)口段前端的截面積，所述燃燒室前端的截面積不小于第四進(jìn)口段后端的截面積，且大于 所述第四進(jìn)口段前端的截面積。優(yōu)選的，所述第二進(jìn)口段、第三進(jìn)口段和第四進(jìn)口段的內(nèi)表面分別與第二參照平 面、第三參照平面和第四參照平面分別相交形成的三對(duì)交線，每對(duì)所述交線夾角角度在10 度到90度之間，所述第二參照平面、第三參照平面和第四參照平面分別通過第二進(jìn)口段、第三進(jìn)口段和第四進(jìn)口段的中線。優(yōu)選的，所述燃料入口偏離燃燒室的中線。為了實(shí)現(xiàn)上述第二個(gè)目的，本發(fā)明提供的鍋爐包括鍋爐體，鍋爐體內(nèi)形成爐膛，還 包括上述任一種煤粉燃燒器，所述煤粉燃燒器的內(nèi)燃室與鍋爐的爐膛相通。本發(fā)明提供的煤粉燃燒器，由于所述第一進(jìn)口段后端的截面積不小于第一進(jìn)口段 前端的截面積，所述燃燒室前端的截面積不小于第一進(jìn)口段后端的截面積，且大于所述第 一進(jìn)口段前端的截面積；因此，在流量保持不變的情況下，在煤粉氣流從進(jìn)風(fēng)管進(jìn)入燃燒室 中的過程中，由于通流截面的增加，其流速會(huì)相應(yīng)降低；這樣，一方面，在煤粉燃燒器長(zhǎng)度保 持不變的情況下，該煤粉燃燒器能夠延長(zhǎng)煤粉在內(nèi)燃室內(nèi)停留的時(shí)間，促進(jìn)煤粉在還原性 氣氛下的不完全的、還原性燃燒，使煤粉中更多的氮元素轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，降低氮氧化物的生?量；另一方面能夠延長(zhǎng)煤粉顆粒在火源附近停留的時(shí)間，從而有利于將煤粉點(diǎn)燃和保持煤 粉燃燒的穩(wěn)定性，提高煤粉的燃燒效率，同時(shí)，還有利于將難著火的煤種點(diǎn)燃，促進(jìn)煤粉在 爐膛中的穩(wěn)定燃燒，增強(qiáng)煤粉燃燒器的適應(yīng)能力，拓寬煤粉燃燒器可燃燒的煤粉種類。在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，一方面，在煤粉流動(dòng)方向上，第一進(jìn)口段的截面逐漸增 力口，在煤粉氣流流過第一進(jìn)口段時(shí)，可以使煤粉氣流的流動(dòng)速度以預(yù)定的速度逐漸降低，使 其流速保持相對(duì)的穩(wěn)定，進(jìn)而使煤粉氣流分布保持均勻；另一方面，將所述第一進(jìn)口段表面 與第一參考平面的兩個(gè)交線之間的夾角角度限制在預(yù)定范圍內(nèi)，可以防止煤粉氣流流動(dòng)速 度變化過快，進(jìn)一步地，防止煤粉顆粒脫離氣流，在內(nèi)燃室下壁面沉積，從而能夠減少煤粉 燃燒器的積粉現(xiàn)象。在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，將所述燃燒室前端與所述第一進(jìn)口段前端的截面積之比 限定在1. 2到5之間，可以避免煤粉氣流進(jìn)入燃燒室時(shí)，煤粉氣流流動(dòng)速度變化過大，這能 夠進(jìn)一步減少積粉現(xiàn)象。在經(jīng)過第一進(jìn)口段過程中，煤粉被火源點(diǎn)燃，釋放出熱量會(huì)煤粉氣流產(chǎn)生膨脹，煤 粉氣流的膨脹能夠使煤粉氣流的流速會(huì)進(jìn)一步提高；為了降低或保持煤粉氣流的流速，在 進(jìn)一步的技術(shù)方案中，內(nèi)燃室燃燒器還包括與第一進(jìn)口段相接的第二進(jìn)口段，以降低或保 持煤粉氣流的流動(dòng)速度，促進(jìn)煤粉在內(nèi)燃室內(nèi)進(jìn)行不完全的、還原性燃燒，降低氮氧化物的 生成量。在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述煤粉燃燒器還包括第三進(jìn)口段和第四進(jìn)口段；隨著 煤粉氣流燃燒程度加深，該結(jié)構(gòu)的煤粉燃燒器能夠使煤粉氣流的通流截面逐漸增加，使煤 粉氣流保持較低的流速，以進(jìn)一步增加煤粉在內(nèi)燃室內(nèi)停留的時(shí)間，促進(jìn)煤粉 在還原性氣 氛下的還原性燃燒，進(jìn)一步的減少氮氧化物的生成量。 在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，第一進(jìn)口段的錐度小于其之后的各進(jìn)口段的錐度，可以 適應(yīng)煤粉燃燒和濃度的需要，保持內(nèi)燃室中煤粉氣流流速的穩(wěn)定性。一方面，由于煤粉部分 的燃燒，煤粉濃度減小，煤粉氣流中的煤粉顆粒與氣流分離的可能性降低，錐度較大的進(jìn)口 段也不會(huì)造成煤粉顆粒的沉積；另一方面，隨著煤粉燃燒程度的加深，煤粉氣流膨脹率越來 越大，進(jìn)口段錐度的增加也有利于將煤粉氣流流動(dòng)速度控制在預(yù)定的范圍。在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述燃料入口偏離燃燒室的中線。該技術(shù)方案提供的煤 粉燃燒器由于其結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性，能在燃燒室前端部形成回旋渦流區(qū)，該回旋渦流區(qū)能夠 卷吸已著火的煤粉氣流，并能夠在局部形成高溫區(qū)域。因此，該煤粉燃燒器能夠強(qiáng)化煤粉的著火，促進(jìn)難著火煤種的著火，擴(kuò)大燃燒器對(duì)煤種的適用范圍。 在提供上述煤粉燃燒器的基礎(chǔ)上，提供的具有該煤粉燃燒器的鍋爐也具有相對(duì)應(yīng) 的技術(shù)效果；且由于在內(nèi)燃室內(nèi)煤粉進(jìn)行了更充分的還原性燃燒，使進(jìn)入爐膛進(jìn)行充分燃 燒燃盡的煤粉中的氮元素含量降低，能夠減少爐膛燃燒過程中產(chǎn)生氮氧化物的生成量及鍋 爐的排放量，提高鍋爐的環(huán)保性能。


圖1示意本申請(qǐng)人另一發(fā)明提供的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)；圖2示意了本發(fā)明實(shí)施例一提供的煤粉燃燒器的縱向結(jié)構(gòu)；圖3示意了本發(fā)明實(shí)施例一提供的煤粉燃燒器的另一種結(jié)構(gòu)；圖4示意了本發(fā)明實(shí)施例二提供了的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)；圖5示意了另一種結(jié)構(gòu)的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)；圖6示意了本發(fā)明實(shí)施例四提供的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)；圖7示意了本發(fā)明實(shí)施四提供的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng) 對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。實(shí)施例一請(qǐng)參考圖2，該圖示意了本發(fā)明實(shí)施例一提供的煤粉燃燒器的縱向結(jié)構(gòu)。該煤粉燃 燒器包括內(nèi)燃室100和火源200，為了描述的方便，圖中還示出了進(jìn)風(fēng)管300 ；火源200從進(jìn) 風(fēng)管300伸入到內(nèi)燃室100內(nèi)，進(jìn)風(fēng)管300與進(jìn)口 101相通。實(shí)施例一提供的煤粉燃燒器的工作原理是維持內(nèi)燃室100內(nèi)的還原性氣氛，煤 粉氣流通過進(jìn)風(fēng)管300和進(jìn)口 101進(jìn)入內(nèi)燃室100時(shí)，火源200持續(xù)地將進(jìn)入內(nèi)燃室100 的煤粉點(diǎn)燃，使煤粉在內(nèi)燃室100內(nèi)進(jìn)行不完全的，還原性燃燒，還原性燃燒能夠?qū)⒚悍壑?的氮元素轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑥亩鴾p少燃料型氮氧化物的生成量；在煤粉燃燒器中經(jīng)過還原性燃 燒的煤粉氣流再進(jìn)入鍋爐的爐膛進(jìn)行充分燃燒、燃盡，釋放出其全部熱量；在完全性燃燒過 程中，由于煤粉中的氮元素含量已經(jīng)降低，因此可以降低鍋爐的氮氧化物生成量及排放量。為了保證煤粉在內(nèi)燃室中的燃燒效果，本例中，所述內(nèi)燃室100包括筒狀的燃燒 室110和第一進(jìn)口段121，第一進(jìn)口段121為錐形，且后端截面積大于前端的截面積，燃燒室 110的前端通過燃料入口 111與第一進(jìn)口段121后端相接；這樣，燃燒室110前端的截面積 等于第一口段121后端的截面積，且大于第一進(jìn)口段121前端的截面積。本例結(jié)構(gòu)的益處在于，在煤粉氣流通過進(jìn)口 101進(jìn)入內(nèi)燃室100時(shí)，首先進(jìn)入第一 進(jìn)口段121，然后再通過燃料入口 111進(jìn)入燃燒室110內(nèi)。在煤粉氣流流量保持不變的情況 下，煤粉氣流通過第一進(jìn)口段121時(shí)，隨著通流截面的逐漸增加，煤粉氣流的流動(dòng)速度會(huì)逐 漸降低；這樣，在煤粉燃燒器長(zhǎng)度保持不變的情況下，煤粉氣流中的煤粉顆粒在內(nèi)燃室100 內(nèi)停留時(shí)間就會(huì)增加。一方面，由于內(nèi)燃室100內(nèi)維持還原性氣氛，這就能夠延長(zhǎng)煤粉進(jìn)行 還原性燃燒的時(shí)間，使煤粉中較多的氮元素進(jìn)行轉(zhuǎn)化，減少氮氧化物的生成量，強(qiáng)化煤粉燃 燒器降低氮氧化物的作用；另一方面，還可以延長(zhǎng)煤粉在火源200附近的停留時(shí)間，從面能夠?yàn)閷⒚悍埸c(diǎn)燃提供了便利條件，不僅能夠保持品質(zhì)高的煤粉的還原性燃燒，還能夠促進(jìn) 煤粉在爐膛中的穩(wěn)定燃燒，將品質(zhì)低的煤粉點(diǎn)燃和保持品質(zhì)低的煤粉的燃燒，進(jìn)一步地，這 不僅也有利于提高煤粉的燃燒效率，還有利于提高煤粉燃燒器對(duì)煤種的適應(yīng)能力?？梢岳斫?，當(dāng)煤粉氣流的通流截面積變化過快時(shí)，煤粉氣流的流動(dòng)速度就會(huì)過快 降低，進(jìn)而會(huì)使部分煤粉顆粒與氣流分離，并沉積在內(nèi)燃室100內(nèi)壁的下表面，進(jìn)而產(chǎn)生積 粉現(xiàn)象。因此，為了避免煤粉氣流的流動(dòng)速度變化過快，還可以對(duì)實(shí)施例一中的第一進(jìn)口段 121錐度進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，本例中，第一進(jìn)口段121優(yōu)選圓錐形，并使其錐度a大于或等于10 度，以保證煤粉氣流流速的逐漸降低；且使其錐度a小于或等于55度以限制煤粉氣流流速 變化的速度，防止煤粉氣流流速變化過快。在第一進(jìn)口段121為其他錐形結(jié)構(gòu)時(shí)，也可以對(duì) 通流截面進(jìn)行設(shè)定；為了描述的方便，以通過第一進(jìn)口段121中線的第一參照平面為參照， 此處，中線的延伸方向與煤粉氣流流動(dòng)方向平行；可以使第一進(jìn)口段121內(nèi)表面與第一參 照平面的兩個(gè)交線的夾角角度a在10度到55度之間，從而對(duì)其截面積的變化進(jìn)行設(shè)定。當(dāng)煤粉氣流的通流截面積變化過大時(shí)，煤粉氣流速度的變化也會(huì)使部分煤粉顆粒 與氣流分離，進(jìn)而產(chǎn)生積粉現(xiàn)象，因此，為了避免煤粉氣流在通過第一進(jìn)口段121時(shí)，流動(dòng) 速度變化過大，還對(duì)第一進(jìn)口段121前端截面積和后端截面積的關(guān)系進(jìn)行了限定，本例中， 第一進(jìn)口段121后端的截面積大于其前端截面積的1. 2倍，小于其前端截面積的5倍，以將 燃燒室110前端的截面積與第一進(jìn)口段121前端的截面積的比值限制在1. 2到5之間，使 煤粉氣流流速保持在合適的范圍之內(nèi)。可以理解，第一進(jìn)口段121的不限于為錐形，如圖3，該圖示意了本發(fā)明實(shí)施例一 提供的煤粉燃燒器的另一種結(jié)構(gòu)，第一進(jìn)口段121為筒形，使燃燒室110前端的截面積大于 第一進(jìn)口段121后端的截面積，也能夠?qū)崿F(xiàn)上述兩方面的目的。根據(jù)上述描述，可以理解， 只要燃燒室110前端的截面積大于第一進(jìn)口段121前端的截面積就可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目 的。
實(shí)施例二請(qǐng)參考圖4，該圖示意了本發(fā)明實(shí)施例二提供了的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)。實(shí)施例二中，內(nèi)燃室100還包括第二進(jìn)口段122，本例中，第一進(jìn)口段121為圓錐形 結(jié)構(gòu)；第二進(jìn)口段122也優(yōu)選圓錐形結(jié)構(gòu)，其前端與第一進(jìn)口段121后端相接，后端與燃燒 室110的燃料入口 111相通，且其后端的截面積大于其前端的截面積；且使第二進(jìn)口段122 前端的截面積與第一進(jìn)口段121后端的截面積相等，且大于所述第一進(jìn)口段121前端的截 面積。該結(jié)構(gòu)的益處在于，通過第一進(jìn)口段121和第二進(jìn)口段122將煤粉氣流的通流截面 逐級(jí)放大。這樣，煤粉氣流經(jīng)過第一進(jìn)口段121后，通過第二進(jìn)口段122時(shí)，第二進(jìn)口段122 通流截面逐漸增加；同時(shí)，煤粉燃燒產(chǎn)生的熱量使煤粉氣流膨脹，煤粉氣流流速具有增加的 趨勢(shì)，此時(shí)，第二進(jìn)口段122通流截面積增加能夠吸收煤粉氣流的膨脹，降低煤粉氣流的流 動(dòng)速度，或保持煤粉氣流以預(yù)定的流速流動(dòng)。本例中，設(shè)置多級(jí)截面積逐漸增加的進(jìn)口段有兩方面的目的。一方面的目的是，能 夠通過增加煤粉氣流的通流截面保持或降低煤粉氣流的流動(dòng)速度，另一方面的目的是，多 個(gè)進(jìn)口段的配合還能夠適應(yīng)由于煤粉氣流膨脹而造成的流速增加的需要，保持煤粉氣流流 動(dòng)速度的相對(duì)穩(wěn)定，進(jìn)而保持煤粉氣流燃燒速度的相對(duì)穩(wěn)定。另外，隨著溫度升高，煤粉燃燒的速度有逐漸增加的趨勢(shì)，因此，煤粉氣流的膨脹率也有增加趨勢(shì)，為了適應(yīng)煤粉氣流的這種變化，還可以使第二進(jìn)口段122錐度b較大，其 范圍可以在10度到90度之間；如圖4所示，優(yōu)選的技術(shù)方案是使第二進(jìn)口段122錐度b大 于第一進(jìn)口段121的錐度a，在第二進(jìn)口段122為其他錐形結(jié)構(gòu)時(shí)，也可以根據(jù)通過第二進(jìn) 口段122中線的第二參照平面與第二進(jìn)口段122內(nèi)表面的兩個(gè)交線的夾角角度b對(duì)第二進(jìn) 口段122進(jìn)行限定，從而對(duì)其截面積的變化進(jìn)行設(shè)定。同樣，為了避免煤粉氣流在通過第二 進(jìn)口段122時(shí)，流動(dòng)速度變化過大，還可以將第二進(jìn)口段122前端截面積和后端截面積的比 值限定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)；同時(shí)使燃燒室110前端的截面積與第一進(jìn)口段121前端的截面積 的比值保持在1.2到5之間。
為了使煤粉流速穩(wěn)定地變化，本例中，第一進(jìn)口段121后端的截面積與第二進(jìn)口 段122前端的截面積相等，以實(shí)現(xiàn)第一進(jìn)口段與第二進(jìn)口段122的平穩(wěn)過渡；還可以將第二 進(jìn)口段122設(shè)置為筒狀結(jié)構(gòu)；如圖5示意的另一種結(jié)構(gòu)的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)，還可以將第一 進(jìn)口段121和第二進(jìn)口段122均設(shè)置為筒狀結(jié)構(gòu)，并使第二進(jìn)口段122前端的截面積大于 第一進(jìn)口段121后端的截面積，使二者之間通過突變結(jié)構(gòu)相接。
實(shí)施例三
請(qǐng)參考圖6，該圖示意了本發(fā)明實(shí)施例四提供的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)。在實(shí)施例二的 基礎(chǔ)上，本例中，煤粉燃燒器還包括前后相接的第三進(jìn)口段123和第四進(jìn)口段124，第三進(jìn) 口段123前端與第二進(jìn)口段122后端相接，第四進(jìn)口段IM后端與燃燒室110的燃料入口 1 11相接；第三進(jìn)口段123后端的截面積大于其后端的截面積，所述第四進(jìn)口段IM后端的 截面積大于其前端的截面積；所述第四進(jìn)口段1 前端的截面積與所述第三進(jìn)口段123后 端的截面積相等，且大于第三進(jìn)口段123前端的截面積；第三進(jìn)口段123前端的截面積大于 所述第二進(jìn)口段1 后端的截面積，同時(shí)也大于第二進(jìn)口段122前端的截面積；燃燒室110 前端的截面積與第四進(jìn)口段1 后端的截面積相等，且大于第四進(jìn)口段1 前端的截面積。 各進(jìn)口段均為圓錐形結(jié)構(gòu)，且各進(jìn)口段同中線；為了適應(yīng)由于煤粉燃燒而產(chǎn)生流速增加，在 煤粉流動(dòng)方向上，進(jìn)口段的錐度不斷增加，即第二進(jìn)口段122錐度大于第一進(jìn)口段121的錐 度，第三進(jìn)口段123錐度大于第二進(jìn)口段122的錐度，第四進(jìn)口段IM錐度大于第三進(jìn)口段 123的錐度。
當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際需要，也可以將各進(jìn)口段設(shè)置為其他結(jié)構(gòu)，并根據(jù)分別通過各進(jìn)口 段中線的平面為各進(jìn)口段的參照平面，和各進(jìn)口段的參照平面與各進(jìn)口段內(nèi)表面分別相交 形成多對(duì)交線對(duì)各進(jìn)口段的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置；可以使各對(duì)交線之間夾角角度在預(yù)定范圍內(nèi)， 優(yōu)選的，各對(duì)交線之間夾角角度在10度到90度之間，并可以將各進(jìn)口段按該夾角角度遞增 的方式布置，使增加的通流截面吸收因煤粉燃燒而產(chǎn)生的膨脹量，也能夠?qū)崿F(xiàn)降低煤粉氣 流流速的目的；各進(jìn)口段中線的延長(zhǎng)線可以交錯(cuò)，以滿足實(shí)際需要；同時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際需 要，使各進(jìn)口段之間通過適當(dāng)?shù)姆绞较嘟?，如第四進(jìn)口段1 前端的截面也可以大于第三 進(jìn)口段123后端的截面積，第三進(jìn)口段123前端的截面積也可以大于第二進(jìn)口段122后端 的截面積。
實(shí)施例四
請(qǐng)參考圖7，該圖示意了本發(fā)明實(shí)施四提供的煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)。
如圖所示，本例中，燃燒室110的中線01與第四進(jìn)口段124的中線02相錯(cuò)，且01 與02之間的距離為T，即燃料入口 111偏離燃燒室100的中線；其他與實(shí)施三中的煤粉燃燒8器的結(jié)構(gòu)相同。該結(jié)構(gòu)的意義在于，能夠在煤粉氣流通過燃料入口 111進(jìn)入燃燒室110后， 在燃燒室110的前端部形成回旋渦流區(qū)P，回旋渦流區(qū)P能夠卷吸已著火的煤粉氣流，并在 該區(qū)域形成高溫區(qū)域，將未燃燒的煤粉顆粒點(diǎn)燃。因此，能夠促進(jìn)難著火煤種的著火，進(jìn)一 步地?cái)U(kuò)大燃燒器對(duì)煤種的適用范圍。
在提供上述煤粉燃燒器的基礎(chǔ)上，還提供了一種具有該煤粉燃燒器的鍋爐，并使 上述煤粉燃燒器的內(nèi)燃室與鍋爐的爐膛相通，使已經(jīng)點(diǎn)燃的煤粉進(jìn)入鍋爐的爐膛內(nèi)，并在 爐膛內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行燃燒。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種煤粉燃燒器，其特征在于，包括熱源和維持內(nèi)部煤粉氣流具有預(yù)定過量空氣系 數(shù)的內(nèi)燃室，所述熱源位于內(nèi)燃室內(nèi)，所述內(nèi)燃室具有進(jìn)口和出口 ；所述熱源能夠點(diǎn)燃通過 內(nèi)燃室的煤粉，并使煤粉在內(nèi)燃室內(nèi)進(jìn)行還原性燃燒，所述內(nèi)燃室包括第一進(jìn)口段和燃燒 室，所述第一進(jìn)口段后端與燃燒室的燃料入口相通，前端與煤粉燃燒器的進(jìn)風(fēng)管相接；所述 第一進(jìn)口段后端的截面積不小于其前端的截面積，所述燃燒室前端的截面積不小于第一進(jìn) 口段后端的截面積，且大于所述第一進(jìn)口段前端的截面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤粉燃燒器，其特征在于，所述第一進(jìn)口段內(nèi)表面與第一參 照平面的兩個(gè)交線的夾角角度在10度到55度之間，所述第一參照平面為通過所述第一進(jìn) 口段中線的平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤粉燃燒器，其特征在于，所述燃燒室前端的截面積與所 述第一進(jìn)口段前端的截面積與的比值在1. 2到5之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的煤粉燃燒器，其特征在于，還包括前端與第一進(jìn)口段后 端相接，后端與燃料入口相通的第二進(jìn)口段；所述第二進(jìn)口段后端的截面積不小于其前端 的截面積；所述第二進(jìn)口段前端的截面積不小于第一進(jìn)口段后端的截面積，且大于所述第 一進(jìn)口段前端的截面積，所述燃燒室前端的截面積不小于第二進(jìn)口段后端的截面積，且大 于所述第二進(jìn)口段前端的截面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤粉燃燒器，其特征在于，還具有前后相接的第三進(jìn)口段和 第四進(jìn)口段，所述第三進(jìn)口段前端與第二進(jìn)口段后端相接，所述第四進(jìn)口段后端與所述燃 料入口相接；所述第三進(jìn)口段后端的截面積不小于其后端的截面積，所述第四進(jìn)口段后端的截面積 不小于其前端的截面積；所述第四進(jìn)口段前端的截面積不小于第三進(jìn)口段后端的截面積， 且大于所述第三進(jìn)口段前端的截面積，所述第三進(jìn)口段前端的截面積不小于所述第二進(jìn)口 段后端的截面積，且大于第二進(jìn)口段前端的截面積，所述燃燒室前端的截面積不小于第四 進(jìn)口段后端的截面積，且大于所述第四進(jìn)口段前端的截面積。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤粉燃燒器，其特征在于，所述第二進(jìn)口段、第三進(jìn)口段和第 四進(jìn)口段的內(nèi)表面分別與第二參照平面、第三參照平面和第四參照平面分別相交形成的三 對(duì)交線，每對(duì)所述交線夾角角度在10度到90度之間，所述第二參照平面、第三參照平面和 第四參照平面分別通過第二進(jìn)口段、第三進(jìn)口段和第四進(jìn)口段的中線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的煤粉燃燒器，其特征在于，所述燃料入口偏離燃燒 室的中線。
8.一種鍋爐，包括爐膛，其特征在于，還包括權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的煤粉燃燒 器，所述煤粉燃燒器的內(nèi)燃室與鍋爐的爐膛相通。
全文摘要
本發(fā)明公開一種煤粉燃燒器和具有該煤粉燃燒器的鍋爐，公開的煤粉燃燒器包括熱源和內(nèi)燃室，熱源位于內(nèi)燃室內(nèi)，內(nèi)燃室具有進(jìn)口和出口；熱源點(diǎn)燃通過內(nèi)燃室的煤粉，使煤粉在內(nèi)燃室內(nèi)進(jìn)行還原性燃燒，內(nèi)燃室包括第一進(jìn)口段和燃燒室，第一進(jìn)口段后端與燃燒室的燃料入口相通；第一進(jìn)口段后端的截面積不小于其前端的截面積，燃燒室前端的截面積大于第一進(jìn)口段前端的截面積。在煤粉氣流流量保持不變的情況下，由于通流截面的增加，本發(fā)明提供的煤粉燃燒器使煤粉氣流的流速相應(yīng)降低，能夠延長(zhǎng)煤粉在內(nèi)燃室內(nèi)停留的時(shí)間，促進(jìn)煤粉在還原性氣氛下進(jìn)行還原性燃燒；另一方面能夠延長(zhǎng)煤粉顆粒在火源附近停留的時(shí)間，提高煤粉的燃燒效率。
文檔編號(hào)F23D1/00GK102032566SQ20091017507
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者崔星源, 張孝勇, 張超群, 程昌業(yè), 龔澤儒 申請(qǐng)人:煙臺(tái)龍?jiān)措娏夹g(shù)股份有限公司