电站锅炉无烟煤粉燃烧设备.pdf

本发明是一种电站锅炉无烟煤粉燃烧设备，包括有锅炉炉膛(1)，其中锅炉炉膛(1)的后部安装有旋风燃烧筒(2)，旋风燃烧筒(2)的上方设有将无烟煤粉高速旋转喷入旋风燃烧筒(2)的燃烧室内的喷枪(3)，旋风燃烧筒(2)的顶部设有送入无烟煤粉燃烧所需空气的一次切向送风口(4)。上述旋风燃烧筒(2)的燃烧室炉壁设有送入确保无烟煤粉着火后能充分燃烧所需空气的二次切向送风口(5)。本发明由于采用将旋流燃烧器和直流燃烧器相结合的结构，故综合了旋流燃烧器和直流燃烧器的优点，不仅确保无烟煤粉能快速着火，且确保无烟煤粉能充分燃尽，从而能有效提高锅炉效率。本发明设计合理，结构简单，使用方便，是一种能使无烟煤粉直接燃尽的电站锅炉无烟煤粉燃烧设备，其社会效益及经济效益都较显著。

1、  一种电站锅炉无烟煤粉燃烧设备，包括有锅炉炉膛(1)，其特征在于锅炉炉膛(1)的后部安装有旋风燃烧筒(2)，旋风燃烧筒(2)的上方设有将无烟煤粉高速旋转喷入旋风燃烧筒(2)的燃烧室内的喷枪(3)，旋风燃烧筒(2)的顶部设有送入无烟煤粉燃烧所需空气的一次切向送风口(4)。

2、  根据权利要求1所述的电站锅炉无烟煤粉燃烧设备，其特征在于上述旋风燃烧筒(2)的燃烧室炉壁设有送入确保无烟煤粉着火后能充分燃烧所需空气的二次切向送风口(5)。

3、  根据权利要求1所述的电站锅炉无烟煤粉燃烧设备，其特征在于上述二次切向送风口(5)与一次切向送风口(4)不在同一水平面上。

4、  根据权利要求1所述的电站锅炉无烟煤粉燃烧设备，其特征在于上述旋风燃烧筒(2)为圆筒状旋风燃烧筒。

5、  根据权利要求1至4任一项所述的电站锅炉无烟煤粉燃烧设备，其特征在于上述旋风燃烧筒(2)的底部设有承接无烟煤粉燃烧后排出的液态灰渣的灰渣斗(6)。

6、  根据权利要求5所述的电站锅炉无烟煤粉燃烧设备，其特征在于上述旋风燃烧筒(2)采用水冷方式。

7、  根据权利要求6所述的电站锅炉无烟煤粉燃烧设备，其特征在于上述旋风燃烧筒(2)与直流燃烧器的符合比例为70％∶30％。

电站锅炉无烟煤粉燃烧设备
技术领域：
本发明是一种电站锅炉无烟煤粉燃烧设备，属于电站锅炉无烟煤粉燃烧设备的创新技术。
背景技术：
随着燃油价格的不断上涨，燃煤价格也在急剧上升，特别是优质烟煤，价格更是高得离谱。同时，政府的环保力度也在不断加大，对燃烟煤电站锅炉改造的要求越来越紧迫。无烟煤粉具有含硫量低、挥发分低、热值高、污染物排放量少的优点。可广泛用于电站锅炉。但是无烟煤粉存在的缺点是挥发分低，极难着火，难燃尽，现有普通锅炉大多采用直流式煤粉燃烧器，其特性如下：1.不旋转，射流扩展角小，卷吸能力小，单只燃烧器的着火性能差，炉膛充满度差；2.射流衰减慢，射程远，后期混合好，有利于煤粉燃尽；3.采用四角布置，相互配合时，相互点燃，着火好，混合强烈；由于直流燃烧器出口回流区很小，着火条件很差，燃烧低挥发分的无烟煤很困难。虽然采用钝体燃烧技术后可以掺烧一部分无烟煤，但是想完全以无烟煤为燃料还是难上加难。若要彻底改烧无烟煤，必须对燃烧器的着火特性进行改进。改善无烟煤着火特性的技术有很多，应用最成功的是采用旋流燃烧技术。
采用旋流燃烧技术的旋流式燃烧器由圆形喷口组成，燃烧器中装有各种型式的旋流发生器(简称旋流器)。煤粉气流或热空气通过旋流器时，发生旋转，从喷口射出后即形成旋转射流。利用旋转射流，能形成有利于着火的高温烟气回流区，并使气流强烈混合。
射出喷口后在气流中心形成回流区，这个回流区叫内回流区。内回流区卷吸炉内的高温烟气来加热煤粉气流，当煤粉气流拥有了一定热量并达到着火温度后就开始着火，火焰从内回流区的内边缘向外传播。与此同时，在旋转气流的外围也形成回流区，这个回流区叫外回流区。外回流区也卷吸高温烟气来加热空气和煤粉气流。由于二次风也形成旋转气流，二次风与一次风的混合比较强烈，使燃烧过程连续进行，不断发展，直至燃尽。与直流射流相比，旋转气流同时具有向前运动的轴向速度和沿圆周运动的切向速度，这就使气流在流动方向上，沿轴向与切向的扰动能力增强，因而气流衰减速度比较快，射程短。在旋流火焰中，在火焰根部卷吸高温烟气，形成大范围回流区，这种火焰可卷吸火焰自身燃烧放出的热量，具有极强的自稳定着火能力，因回流量大，非常适合燃烧难燃的无烟煤。
虽然旋流燃烧器的着火性能极好，完全可以满足无烟煤的着火要求。但是其气流衰减速度比较快，射程短，后期混合不好，导致锅炉效率降低。
发明内容：
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种不仅确保无烟煤粉能快速着火，且确保无烟煤粉能充分燃尽的电站锅炉无烟煤粉燃烧设备。本发明将旋流燃烧器和直流燃烧器相结合，能使无烟煤粉直接燃尽，能有效提高锅炉效率。
本发明的技术方案是：本发明的电站锅炉无烟煤粉燃烧设备包括有锅炉炉膛，其中锅炉炉膛的后部安装有旋风燃烧筒，旋风燃烧筒的上方设有将无烟煤粉高速旋转喷入旋风燃烧筒的燃烧室内的喷枪，旋风燃烧筒的顶部设有送入无烟煤粉燃烧所需空气的一次切向送风口。
上述旋风燃烧筒的燃烧室炉壁设有送入确保无烟煤粉着火后能充分燃烧所需空气的二次切向送风口。
上述二次切向送风口与一次切向送风口不在同一水平面上。
上述旋风燃烧筒为圆筒状旋风燃烧筒。
上述旋风燃烧筒的底部设有承接无烟煤粉燃烧后排出的液态灰渣的灰渣斗。
上述旋风燃烧筒采用水冷方式。上述旋风燃烧筒与直流燃烧器的符合比例为70％∶30％。
本发明由于采用将旋流燃烧器和直流燃烧器相结合的结构，故综合了旋流燃烧器和直流燃烧器的优点，不仅确保无烟煤粉能快速着火，且确保无烟煤粉能充分燃尽，从而能有效提高锅炉效率。本发明设计合理，结构简单，使用方便，是一种能使无烟煤粉直接燃尽的电站锅炉无烟煤粉燃烧设备，其社会效益及经济效益都较显著。
附图说明：
图1为本发明电站锅炉无烟煤粉燃烧设备的结构示意图。
具体实施方式：
实施例：
本发明电站锅炉无烟煤粉燃烧设备的结构示意图如图1所示，包括有锅炉炉膛1，其中锅炉炉膛1的后部安装有旋风燃烧筒2，旋风燃烧筒2的上方设有将无烟煤粉高速旋转喷入旋风燃烧筒2的燃烧室内的喷枪3，旋风燃烧筒2的顶部设有送入无烟煤粉燃烧所需空气的一次切向送风口4。
为进一步确保着火后的无烟煤粉能充分燃烧，上述旋风燃烧筒2的燃烧室炉壁设有送入确保无烟煤粉着火后能充分燃烧所需空气的二次切向送风口5。上述二次切向送风口5与一次切向送风口4不在同一水平面上。
本实施例中，上述旋风燃烧筒2为圆筒状旋风燃烧筒。
此外，上述旋风燃烧筒2的底部设有承接无烟煤粉燃烧后排出的液态灰渣的灰渣斗6。
上述旋风燃烧筒(2)采用水冷方式。上述旋风燃烧筒2与直流燃烧器的符合比例为70％∶30％。
本发明在工作过程中，无烟煤粉由喷枪3高速旋转喷入旋风燃烧筒2的燃烧室，燃烧室的燃烧空间为高速旋转的火球，燃烧速度是普通锅炉的几十倍。燃烧无烟煤粉燃烧所需要的空气，将其分成几部分切向风，即一次切向风和二次切向风等，一次切向风从在喷枪3下游一定距离处的旋风燃烧筒2的顶部所设的一次切向送风口4切向进入旋风燃烧筒2的燃烧室，从一次切向送风口4进入的一次切向风作高速旋转，高速旋转的气流将旋风燃烧筒2的燃烧室内的高温烟气卷吸到旋风燃烧筒2的燃烧室的前端，保证了旋风燃烧筒2的燃烧室前端能够维持足够高的温度，使得无烟煤粉得以快速加热，稳定着火燃烧；着火后的无烟煤粉充分燃烧所需要的另一部分空气(即二次切向风等)通过旋风燃烧筒2炉壁设有的二次切向送风口5送入旋风燃烧筒2的燃烧室，高速旋转的气流使旋风燃烧筒2燃烧室内形成强烈的旋涡运动和复杂的轴向流动，燃烧过程更为炽烈，无烟煤粉燃烧产生的高温烟气进入燃烬室进一步燃尽后，进入锅炉炉膛1，无烟煤粉在旋风燃烧筒2的燃烧室及锅炉炉膛1内停留时间达10秒以上，确保无烟煤粉的燃烬率在99％以上。由于无烟煤粉在旋风燃烧筒2的燃烧室内燃烧强烈，温度高，可以实现液态排渣，液态灰渣排入灰渣斗6，使无烟煤粉灰分及其它有害成份在旋风燃烧筒2的燃烧室即可被排除，不会进入锅炉的锅炉炉膛1内，因此不会影响锅炉出力；同时，旋风燃烧筒2采用水冷方式，相当于增大锅炉蒸发受热面，有可能使锅炉出力进一步提高。
无烟煤粉在旋风燃烧筒2的燃烧室内燃烧后的烟气飘向锅炉炉膛1的上方，与锅炉炉膛1的四角切圆形成的高温火球强烈混合燃烧，确保了后期燃尽。同时，旋风燃烧筒2喷入的高温火焰又为直流燃烧器的着火提供了稳定的热源。