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1、10申请公布号CN102338376A43申请公布日20120201CN102338376ACN102338376A21申请号201010235038922申请日20100723F23D1/0020060171申请人烟台龙源电力技术股份有限公司地址264006山东省烟台市烟台开发区衡山路9号72发明人苗雨旺王新光张玉斌范景利张昀李平伊磊崔星源74专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038代理人赵培训54发明名称一种煤粉燃烧器57摘要本申请涉及一种带有扩锥状煤粉喷嘴的燃烧器，其具有布置在喷嘴上游的一次风通道及围绕一次风通道同轴布置的二次风通道，在二次风通道内布置有二次风旋流装置，。
2、其特征在于在一次风通道径向外侧邻近该一次风通道设置有与二次风通道相连通的一个环形气流通道，该环形气流通道设于扩锥状煤粉喷嘴的内侧。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页CN102338389A1/1页21一种带有扩锥状煤粉喷嘴的燃烧器，其具有沿着气流方向布置在喷嘴上游的一次风通道及围绕一次风通道同轴布置的二次风通道，其特征在于在一次风通道径向外侧邻近该一次风通道设置有与二次风通道相连通的一个环形气流通道，该环形气流通道的出口设于扩锥状煤粉喷嘴的内侧。2根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于所述环形气流通道的入口截面积大于其出口截面积。3根。
3、据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述环形气流通道的通流面积从其入口至出口逐渐减小。4根据权利要求13之一所述的燃烧器，其特征在于所述环形气流通道出口的倾斜角度与喷嘴的倾斜角度相同。5根据权利要求13之一所述的燃烧器，其特征在于在所述环形气流通道出口处布置有连接在一次风通道外壁和二次风通道内壁上的多个相间隔金属肋片。6根据权利要求4所述的燃烧器，其特征在于在所述环形气流通道出口处布置有连接在一次风通道外壁和二次风通道内壁上的多个相间隔金属肋片。权利要求书CN102338376ACN102338389A1/3页3一种煤粉燃烧器技术领域0001本发明涉及煤粉燃烧器领域，特别涉及一种带有扩锥状喷。
4、嘴的煤粉燃烧器。背景技术0002为获得良好的煤粉燃烧效果，煤粉燃烧器的喷嘴一次风喷口常采用扩锥形式，即喷口外形呈喇叭状，其内部通流面积逐渐扩大。在一次风通道的外侧布置二次风通道。其中，一次风是指用于携带煤粉，将其送入锅炉炉膛的煤粉、空气混合气流。0003此外形结构具备如下两个特点00041、使煤粉喷嘴外侧的二次风气流偏离燃烧器轴线向外射出，推迟其与一次风煤粉气流的混合时机，有利于降低煤粉燃烧过程中NOX的生成量，其中，二次风是指煤粉锅炉中，用于补充煤粉燃烧所需氧气的空气气流。00052、当煤粉喷嘴的外扩角度足够大时，可在进入炉膛后的一、二次风气流之间形成负压回流区。炉膛内的高温烟气在负压的作用。
5、下被卷吸进回流区，可加热煤粉气流，促进煤粉颗粒的着火，有利于稳定燃烧。0006但由于煤粉着火提前使高温火焰更接近燃烧器喷口，因而煤粉喷嘴很容易被烧损。另外，已经着火的煤粉颗粒在高温状态下呈熔融状态，其被卷吸至煤粉喷嘴附近后，会逐渐在煤粉喷嘴的金属壁面上粘结，形成较大的焦块。焦块堵塞了燃烧器的气流通道，影响燃烧器稳定运行；当焦块较大时，将在重力作用下脱落，使炉膛内产生负压波动，严重影响锅炉的安全运行。发明内容0007本发明的目的在于提供一种煤粉燃烧器，能够防止煤粉喷嘴的结焦、烧损。0008其具体技术方案如下0009带有扩锥状煤粉喷嘴的燃烧器通常具有沿气流方向布置在喷嘴上游的一次风通道及围绕一次风。
6、通道同轴布置的二次风通道。0010在本发明的燃烧器中，在一次风通道径向外侧设置有与二次风通道相连通的一个环形气流通道，该环形气流通道延伸至扩锥状喷嘴的内侧，即该环形气流通道的出口设于扩锥状喷嘴的内侧。所述环形气流通道引入少量二次风作为冷却风沿煤粉喷嘴内表面射入炉膛。该环形气流通道与二次风风箱相连通，使一部分二次风作为冷却风紧贴煤粉喷嘴的内表面高速射入炉膛。0011优选地，所述环形气流通道的入口面积大于出口面积，使冷却风总风量较小但出口风速较高。此环形气流通道的出口面积应控制得较小，避免大量二次风由煤粉喷嘴内侧进入炉膛，提前与一次风煤粉气流混合，防止破坏有利于低NOX燃烧的还原性反应气氛。同时，。
7、由于此环形气流通道与二次风气流通道并联，为获得较高的出口风速，该环形气流通道的阻力不应过高，因此其入口面积及气流通道截面积应设计得较大，或构造成使环形气流通道的截面积从入口至其出口逐渐减小。说明书CN102338376ACN102338389A2/3页40012优选地，所述环形气流通道出口具有与扩锥状煤粉喷嘴相同的外扩角度。这使得冷却风可以平行于煤粉喷嘴射流，不会过早地进入一、二次风之间的负压区，从而避免对燃烧反应造成破坏。同时，通过环形气流通道出口产生的射流与二次风气流射流方向相同，只是中间隔了一层煤粉喷嘴，对燃烧器性能的影响较小。0013优选地，所述环形气流通道出口沿圆周方向设有与一次风通。
8、道外壁及二次风通道内壁相连接的多个金属肋片。该金属肋片一方面增大了出口处金属部件与环形气流通道内的二次风的接触面积，有利于冷却；另一方面减小了环形气流通道出口的面积，有利于提高风速；再者，金属肋片作为扰流元件，可提高燃烧器喷口处一、二次风的混合强度，有利于促进煤粉燃烧。0014本发明的积极效果如下00151、冷却煤粉喷嘴，防止其金属部件被烧损；00162、在煤粉喷嘴内表面形成气膜保护，隔离并冷却回流区卷吸的呈熔融状态的煤粉颗粒，防止其粘结在金属壁面上，造成结焦现象；00173、高速的冷却风对喷嘴外侧的风粉气流造成扰动，使其混合强度增加，有利于促进煤粉的着火与稳燃。附图说明0018图1为现有技术。
9、带有扩锥状煤粉喷嘴的燃烧器及其流场分布图；0019图2为一种带有本发明煤粉喷嘴的燃烧器及其流场分布图；0020图3为另一种带有本发明煤粉喷嘴的燃烧器及其流场分布图；0021图4示意性地显示了本发明中环形气流通道喷口中的肋片的布置形式。具体实施方式0022下面结合附图，对本发明的实施例进行详细介绍。0023图1为现有技术一种带有扩锥状煤粉喷嘴的燃烧器及其流场分布图。一次风煤粉气流经过煤粉气流通道101由煤粉喷嘴201内侧进入炉膛。煤粉喷嘴201呈扩锥状，沿煤粉气流方向的通流面积逐渐增大。煤粉气流通道一次风通道101周围布置有二次风通道102，用以将助燃空气送入炉膛。二次风通道102内通常设有二次。
10、风旋流装置202，用以使二次风气流产生旋转。二次风气流经过煤粉喷嘴201外表面时，射流方向发生偏斜，远离煤粉气流方向。当一、二次风气流之间的夹角足够大时，两者之间就形成了负压区域103，将炉膛内的高温烟气卷吸回来，加热并使煤粉气流的温度超过煤粉着火点，从而使煤粉在燃烧器喷口附近就快速发生燃烧反应。0024由于负压区103内是大量的高温烟气及着火后处于熔融状态的煤粉颗粒，当其距离煤粉喷嘴201过近时，容易导致煤粉喷嘴201的烧损、变形，并可能使熔融状态的煤粉颗粒粘结在煤粉喷嘴201上，导致结焦。0025图2为一种带有本发明煤粉喷嘴的燃烧器及其流场分布图。由图可见，煤粉喷嘴201的入口面积大于煤粉。
11、气流通道101的出口面积，使两者之间的连接处呈现扩锥状。在煤粉气流通道101的径向外侧增加了一个环形气流通道104，其用于输送起到冷却作用的部分二次风，该环形气流通道104与二次风通道102相连通，可将一部分二次风引入，并将说明书CN102338376ACN102338389A3/3页5该部分二次风从位于煤粉喷嘴201内侧的环形气流通道出口或称为冷却风喷口203送入炉膛。0026冷却风喷口203的面积小于冷却风通道104的通流面积，或者，冷却风通道14的通流面积从其入口至出口逐渐减小，使出口风速提高至较高的水平，且总风量不大。这样，一方面可以在煤粉喷嘴201的内表面形成气膜保护，避免负压区卷吸。
12、回来的熔融状煤粉颗粒在此粘结，导致结焦现象的发生；另一方面，可以冷却煤粉喷嘴201，避免其发生烧损、变形；同时，风速较高的冷却风可以在一、二次风气流之间产生较为强烈的扰动，增强其掺混程度，有利于促进煤粉的着火，且不会破坏有利于抑制NOX生成的还原性反应氛围。0027图3为另一种带有本发明煤粉喷嘴的燃烧器及其流场分布图。如图所示，冷却风喷口203设置成具有与煤粉喷嘴201相同的外扩角，这使得从冷却风喷出出来的冷却风射流可以平行于煤粉喷嘴201射流，不会过早地进入一、二次风之间的负压区，对燃烧反应造成破坏。同时，该冷却风喷口203产生的气流与二次风气流射流方向相同，只是中间隔了一层煤粉喷嘴201，。
13、对燃烧器性能的影响较小。0028图4为本发明中冷却风喷口中的肋片的布置形式，通过在冷却风喷口203中靠近煤粉喷嘴201设置沿周向间隔布置的金属肋片204，增大燃烧器喷嘴处金属结构与冷却风的接触面积，增强散热效果，有效避免煤粉喷嘴201的烧损。同时，由于肋片本身处于环形气流通道104中且与一次风通道的外壁及二次风通道的内壁相连，具有一定的扰流作用，可增强燃烧器出口负压区103内的湍流强度，促进煤粉的着火。此外，所述金属肋片还有助于增强一次风通道与二次风通道的结构强度。0029上述内容中已按照优选实施方案解释了本发明的某些方面。当然，很明显的是对本领域普通技术人员来说在不脱离本发明范围或实质的情形下，可以对本发明的结构或构造进行各种改进和变化。因此在所附权利要求及与其等效的范围内，本发明覆盖了所有这样的改进和变化。说明书CN102338376ACN102338389A1/2页6图1图2说明书附图CN102338376ACN102338389A2/2页7图3图4说明书附图CN102338376A。