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低氮化物燃烧器系统中的双通调节器及燃烧器喷嘴

阅读:634发布:2023-03-05

专利汇可以提供低氮化物燃烧器系统中的双通调节器及燃烧器喷嘴专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 低氮 氧 化物 燃烧器 系统中的双通 风 调节器及燃烧器 喷嘴 涉及一种适用于工业炉和/或燃烧粉 煤 的 锅炉 的低氮氧化物燃烧器系统。所述 通风 调节器:包括一对支承板的悬挂架,将燃烧空气导入 外壳 构件的进口;每个进口包括至少一个挡风 门 ,挡风门包括一对平行边,枢轴结构,挡风门旋 转轴 。所述喷嘴包括:通向出口的环形通道,该出口与粉煤燃烧区互通;环形通道在内部圆柱形构件和外壳构件之间; 燃料 流区分装置,其包括:一次 叶片 构件,与一次叶片构件反向成一定 角 度的二次叶片构件;一次叶片构件确定贯穿内部圆柱形构件中线的虚平面的一次角度;二次叶片构件确定贯穿中心线假想基准面的二次角度,大于一次叶片安装角。,下面是低氮化物燃烧器系统中的双通调节器及燃烧器喷嘴专利的具体信息内容。

1.一种为燃烧器提供燃烧空气的通调节器,包括:
(a)通风调节器悬挂架,其包括一对以确定距离间隔、并与圆 周间隔安装的外壳构件相连的支承板,该悬挂架确定将燃烧空气导入 外壳构件的进口;
(b)每个进口包括至少安装一个呈平行四边形的挡风,用于 控制向通风调节器内部区域吸入燃烧空气;
(c)挡风门包括一对平行边,限定通风调节器轴的偏斜
(d)枢轴结构,适用于安放挡风门,限定沿对角线延伸的挡风 门旋转轴
2.一种为燃烧器提供燃烧空气的通风调节器,包括:
(a)通风调节器悬挂架,其包括一对以定距离间隔、并与圆周 间隔安装的外壳构件相连的支承板,该悬挂架确定将燃烧空气导入外 壳构件的进口;
(b)每个进口至少安装一个倾斜的,呈平行四边形的挡风门, 用于控制向通风调节器内部区域吸入燃烧空气;
(c)挡风门包括一对平行边,限定通风调节器轴的偏斜角;
(d)枢轴结构,适用于安放挡风门,限定沿挡风门对角线延伸 的旋转轴
(e)连接器包括湍流控制结构,用于减少通过进口导入的空气 湍流,预先决定挡风门的移动范围。
3.如权利要求2所述通风调节器,包括内部通风调节器,轴向 端口的燃烧空气轴向流径,燃烧区附近出口悬挂架内部安装有环形孔 口和漏斗状导引构件。
4.如权利要求3所述的通风调节器,其特征在于:通过通风调 节器的许多次级挡风门,控制通过内部通风调节器环形孔口吸入的空 气。
5.如权利要求4所述的通风调节器,其特征在于:二次挡风门 安装在孔口结构内部,风门在枢轴结构上移动,确定通风调节器中线 径向风门枢轴线。
6.一种为燃烧器提供燃烧空气的通风调节器,包括:
(a)内部和外部通风调节器,包括限定周围大多数开口将燃烧 空气导入通风调节器中线的构件;
(b)与每个开口相对应的内部和外部挡风门,挡风门可在闭合 位置移动,通过径向开口最小燃烧,在全开状态时,大量燃烧空气被 吸入通风调节器内部区域;
(c)每个挡风门包括一个倾斜的、呈平行四边形的构件,整个 曲率半径,可以确保挡风门定位在闭合位置,确定统一的柱面;
(d)挡风门设置应该确保一定的开口度,挡风门为进气提供旋 转和轴向,以便使空气旋转,移向与周边开口轴向间隔的燃烧区。
7.如权利要求6所述的通风调节器,其特征在于:其进口构 件端口限定轴向开口。
8.一种为燃烧器提供燃烧空气的通风调节器,包括:
(a)该结构限定将燃烧空气导入通风调节器的大多数的径向进 口;
(b)该结构进一步限定将第一空气流从进口导入燃烧器区域的 流径;
(c)每个进口至少安装一个挡风门,控制通过进口吸入的空气 量;
(d)将通风调节器连接到燃烧工具;
(e)连接工具,其确定用于将燃烧空气源二次空气流导入通风 调节器出口附近区域的孔口,二次空气流作用于一次空气流,抑制离 开通风调节器的一次空气流的不良流型。
9.如权利要求8所述的通风调节器,其特征在于:每个挡风门 是非平面、倾斜平行四边形结构,使进入进口的空气呈轴向和旋转移 动。
10.如权利要求8所述的通风调节器,其特征在于:所述燃烧 空气源是风箱。
11.如权利要求8所述的通风调节器,其特征在于:还包括一 台内部通风调节器结构,用于将三次空气流导引到燃烧器区域,三次 空气流以轴向流动。
12.如权利要求11所述的通风调节器,其特征在于:内部通 风调节器结构包括大多数的轴向开口和关联的内部通风调节器挡风 门。
13.如权利要求9所述的通风调节器,其特征在于:其内部通 风调节器结构包括一漏斗形导布器,用于将第三空气流导引到燃烧器 区域,导引构件提供空气层流
14.如权利要求11所述的通风调节器,其特征在于:还包括 将内部通风调节器结构与燃料管工具互连的密封工具,该密封工具包 括一安装环和径向连接,重叠密封件,从内部通风调节器延伸到外围 的燃料管。
15.如权利要求14所述的通风调节器,其特征在于:在横断 面径向缩减。
16.一种用于燃烧粉的燃烧器喷嘴,包括:
a)所述结构为从气流传送粉煤源伸出通向出口的环形通道,该 出口与粉煤燃烧区互通;
b)该环形通道在内部圆柱形构件和外壳构件之间,环绕内部圆 柱形构件;
c)燃料流区分装置,接近出口,用于将粉煤流区分为富和贫 氧流,包括:
i)一次叶片构件,通常为辐射状,在装置突口上圆周间隔设置;
ii)二次叶片构件在内部圆柱形构件上圆周间隔设置,与一次 叶片构件反向,成一定角度;
iii)一次叶片构件,确定贯穿内部圆柱形构件中线的虚平面 的一次角度;
iv)二次叶片构件确定贯穿中心线假想基准面的二次角度,大 于一次叶片安装角,其角度应该可以确定一次叶片构件和邻近的二次 叶片构件之间的截面离散通道,在二次叶片构件和邻近的一次叶片构 件之间的截面聚合通道。
17.如权利要求16所述的燃烧器喷嘴,其特征在于:其突口部 分至少包括一个等厚部分。
18.如权利要求16所述的燃烧器喷嘴,其特征在于:其内部圆 柱形构件包括可移动接收燃料流区分装置的部分。
19.如权利要求16所述的燃烧器喷嘴,其特征在于:还包括抗 旋转结构,用于抑制燃料流区分装置和内部圆柱形构件之间的旋转。
20.如权利要求19所述的燃烧器喷嘴,其特征在于:抗旋转结 构包括状构件,形成该装置的一部分,与内部圆柱形构件支肋接合。
21.如权利要求20所述的燃烧器喷嘴,其特征在于:该喷嘴保 持在内部圆柱形构件和主要构件之间的位置,以支撑内部圆柱形构件 的结构。
22.一种用于燃烧粉煤的燃烧器喷嘴,包括:
a)外壳构件和内壳构件之间的环形通道延伸在入口端和出口之 间;
b)煤流区分装置位于出口附近,布置在燃料流路径,将粉煤流 区分为富氧和贫氧流;
c)该组件包括确定通道,具有一个展开的截面;
d)扩张管之间插入的通道,具有一个聚合截面,使通道出口侧 的截面小于通道进口端的截面;
e)内壳构件:包括可移动接收流区分装置的支撑肋线的支面和 将燃烧空气导引到支面外表面和流区分装置内表面之间区域的冷却 端口。
23.如权利要求22所述的燃烧器喷嘴,其特征在于:支面截面 为锥形,包括一只内部定位止环,装置紧件,允许在装置和支面之 间轻微轴向移动。
24.一种用于燃烧粉煤的燃烧器喷嘴,包括:
a)内支架构件确定统一壁厚的突口构件;
b)燃料流区分结构包括:
i)许多一次叶片构件,通常为辐射状,内支架构件圆周间隔设 置;
ii)二次叶片构件在内支架构件上圆周间隔设置,与一次叶片 构件交替运行;
iii)一次叶片构件,确定贯穿内支架构件中线的虚平面的一 次角度;
iv)二次叶片构件确定贯穿中心线假想基准面的二次角度,大 于一次叶片安装角,其角度应该可以确定一次叶片构件和邻近的二次 叶片构件之间的截面离散通道,在二次叶片构件和邻近的一次叶片构 件之间的截面聚合通道。
25.如权利要求24所述的燃烧器喷嘴,其特征在于:一次叶片 安装角为15~25度,二次叶片安装角为-15——25度。
26.一种燃烧器喷头内支架构件,圆柱形,包括用于接收燃料流 区分结构的锥形部分。
27.如权利要求24所述的燃烧器喷嘴,其特征在于:其内支架 构件的锥形部分,包括圆周间隔轴向肋线,用于支撑流区分结构与内 支架构件轴同轴对准。
28.如权利要求16所述的燃烧器喷嘴,其特征在于:燃料流区 分结构包括耳状构件,至少有一条支撑肋线,该支撑肋线抑制燃料流 区分结构和内支架构件之间的相对旋转。
29.一种燃烧器喷头,用于燃烧粉煤流,包括:
a)圆柱形支撑件装有入口端和出口端,用于将喷头装入燃烧器 的内部工作位置;
b)煤流区分装置位于支撑件出口端附近,用于将粉煤流区分为 富氧和贫氧流;
c)该组件包括确定通道,具有一个展开的截面;
d)扩张管之间插入的通道,具有一个聚合截面,使通道出口侧 的截面小于通道进口端的截面;
e)内支架构件可移动接收煤流区分组件。
30.如权利要求29所述的燃烧器喷嘴,其特征在于:展开截面 风道部分地通过风道出口侧附近斜板确定,风道将气流引向与支撑件 中线偏离的方向。
31.如权利要求29所述的燃烧器喷嘴,其特征在于:收敛槽部 分地通过与支撑件中线呈预定角度布置的第一炉壁确定,附加炉壁与 第一炉壁隔开,定位角度大于第一角度。
32.如权利要求29所述的燃烧器喷嘴,其特征在于:其内支架 构件渐缩,包括用于将煤流区分组件与内支架构件对准的支撑工具, 用于将燃料流区分组件设置在工作位置。
33.如权利要求31所述的燃烧器喷嘴,其特征在于:,次壁与穿 过支撑件中线的辐射线有预定的角度。
34.如权利要求32所述的燃烧器喷嘴,其特征在于:还包括用 于保持斜工作位置和将燃料流区分组件保持在内支架构件上的主 构件。
35.如权利要求32所述的燃烧器喷嘴,其特征在于:其主构件 安装在斜坡构件和支撑工具上。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种适用于工业炉和/或燃烧粉锅炉的低氮 化物燃烧器系统。该燃烧器系统包括一台用于控制燃烧空气流动的双 通调节器,和一台将环状粉煤流划分成富氧和贫氧粉煤流的燃烧器 喷头。本发明是关于熔炉和锅炉通风调节器,特别是为工业炉和锅炉 燃烧提供和调节必需空气的通风调节器设计。本发明是关于煤,油或 燃气蒸汽发电锅炉的通风调节器设计。

背景技术

众所周知,通风调节器可以调节多种燃烧空气源。现有技术的通 风调节器可以调节一次,二次和三次燃烧空气,并可以通过多种方式 将空气传送到锅炉。尽管每个通风调节器的发明家根据其背景和原 理,设计了多种通风调节器,但是,燃烧空气通常分成两大类。
一次空气,通常被理解为用作载体将燃料传送到熔炉的空气。粉 煤是燃料的一个很好的例子,通过单独的燃料管和空气流传送。由于 传送空气只能提供完全燃烧所需要的18%的空气,因此,必须从另 外源头,通过另外的工具为锅炉提供附加的空气。这种“补气”有时称 为“二次风”,可以提供另外的82%的空气量。然而,如果采用的是 燃油或燃气锅炉,通常几乎不需要附加的工具传送燃料,因为它们是 自传送型。实际上,一些空气源必须提供100%的燃烧空气。空气 源提供的空气是否为一次或二次空气,是一个语义学的问题。很显然, 通过粉煤燃烧锅炉通风调节器提供的空气源被称为“二次空气”。另一 方面,在燃油运行时,通过相同锅炉相同通风调节器提供的空气源被 称为一次空气。还有一种说法是,通过通风调节器的空气源,不论锅 炉是否烧煤,燃油或燃气,都可以成为二次空气。事实是:不管其称 号如何,空气功能都是相同的。
“菊花链”(daisy chain)型风通风调节器已经多 年广泛应用于能源发电工业。此类通风调节器的例子参见美国专利号 2,320,576和2,838,103。这类通风调节器风门位置接近锅炉的炉喉, 复杂的风门运转机构被称为菊花链,具有由于过热导致故障的历史记 录。短期运行后,菊花链链系会发生冻结,导致风门不能工作。因此, 运行人员在锅炉燃烧期间,会由于冻结在关闭位置的高概率,而害怕 关闭风门,从而导致通风调节器不能工作。因此,菊花链风门常常开 到最大位置,从而导致通风调节器不能有效获得和控制燃料燃烧。
另一方面,近来,人们越来越重视,并努减少燃料燃烧产生的 氮氧化物。特别是在以煤作为主要燃料源的电力公用事业使用的大型 熔炉或锅炉领域。在大型锅炉燃煤的典型布置中,若干燃烧器连接锅 炉内部,燃烧空气和粉煤混合物。用于此配置的燃烧器,通常采用燃 料-空气混合物,通过喷嘴连续注入,以形成单独,相对大的火焰。 火焰表面积比体积小,因此,平均火焰温度比较高。然而,在燃烧煤 时,由于助燃空气和氧气中存在的氮反应,而形成氮氧化物。一氧化 二氮的形成随火焰温度而变。当火焰温度超过2800oF时,助燃 空气产生的氮气量随着温度的增加而上升。最后燃烧产生的高氮氧化 物,对环境极为不利。
氮氧化物也会由于燃料氮而形成,它不受火焰温度变化的影响, 但是与燃烧过程中的有效含氧量有关。

发明内容

按照本发明的一个方面,本发明提供新的和改进的通风调节器, 用于控制和向锅炉等燃烧器输送燃烧空气。本通风调节器可以控制至 少一种空气流的流速和流动特性。
根据本发明,通风调节器包括外围安装的挡风门,限定通风调节 器的可调进气口。特别是,包括许多挡风门,每个挡风门可在关闭和 打开位置移动。当打开时,调风门出现径向开口,将空气吸入通风调 节器。
根据本发明的特性,挡风门设置为曲线、倾斜平行四边形,围绕 轴旋转,在平面图中,该轴沿平行四边形对线设置。安装时,挡风 门旋转轴与全部通风调节器中心线平行,轴向定位
采用这种挡风门配置,当挡风门部分打开,挡风门的形状和曲率 为通风调节器的空气提供旋转和轴向推力。当挡风门初始打开时,可 以为进入通风调节器的空气提供很大的自旋力。由于空气湍流可以增 加NOx排放量,湍流控制构件安装在通风调节器挡风门的下游,有 助于减少空气湍流。在建议的配备中,湍流控制构件包括:通风调节 器出口附近的环,通风调节器安装许多气流偏转叶片,向内径向延伸 到通风调节器中心线。
根据本发明的特性,在挡风门完全打开的情况下,进气湍流可以 大幅减少。因此,气流偏转叶片只能部分地延伸到流径,只有当空气 在通风调节器高湍流下传送时,才发生作用。
根据本发明,挡风门机械连接,这样,单个控制构件可以同时打 开和关闭挡风门。通过此配置,可以对进气流进行方便和连续的调整, 同时,还可以控制诺克斯和其它排放。本控制也可以使燃烧器对锅炉 要求的变化或燃烧/燃料特性的变化进行迅速调整。与其它传统的通 风调节器相比,本发明的通风调节器机械性能安全可靠,容易安装和 维护,同时提供改进的燃烧控制。
根据本发明的另一特性,通风调节器系统包括一台内部通风调节 器,安装在外部通风调节器的后面,外部和内部通风调节器结构如上 所述。在此配备中,一台漏斗状导布器安装在外部通风调节器内部中 心,确定穿过外部和内部通风调节器的轴向气流流径。运送粉煤流或 其它燃料的燃料管,从中心延伸穿过通风调节器,贯穿漏斗形导布器。
通过此项配备,可以完成精确的燃烧器控制。外部通风调节器提 供的轴向气流可用于控制火焰形状和构型。人们普遍相信,轴向气流 包围火焰可提供NOX控制。外部通风调节器,可以在燃料和燃烧空 气(内部通风调节器提供)之间提供层流。气流可用于控制火焰尺寸, 形状,长度,温度和燃料燃点。
根据本发明的特性,使用湍流控制构件可以将通风调节器组件与 熔炉开口互连。上述控制环包括锥形连接器,位于内部通风调节器空 气出口,内部通风调节器空气出口安装有气流偏转叶片。叶片从环内 部径向延伸。
本发明提供的通风调节器能够进行精确的燃烧控制,同时,还可 以减少和/或控制CO和NOX等污染排放。此发明可以在完成作业 的同时,保证硬件的可靠性或可维护性。
按照本发明的另一个方面,本发明还提供了一种燃烧器装置,以 大幅度减少燃料燃烧产生的氮氧化物。
更确切地讲,本发明的目的是提供一种改进的燃烧器,用于燃烧 粉煤-空气混合物的熔炉,设置有可调节内部燃烧器喷头,在燃烧器 出口提供适合的燃料流速。
此外,本发明希望进一步提供改进的燃烧器喷嘴,在可调喷嘴设 计有喷头,以不同的模式,传送复合流燃料,更具体地说,划分贫氧 和富氧区域,以产生级燃烧。
本发明提供新的和改进的粉煤烧嘴,以减少公用事业使用的大型 工业锅炉/熔炉的燃烧区域形成的氮氧化物(氮氧化物)。许多现存 锅炉的火焰筒无需经过大型修改,即可使用。
燃烧器的外部贫氧模式,可以生成适当的燃点,稳定产生的火焰, 并控制氮氧化物的形成。改进的燃烧器进一步产生内部富氧模式,通 过外部贫氧模式进行控制。从而产生级燃烧,能够控制尖峰火焰温度, 燃烧速度和氮氧化物形成。
当燃料品质和条件发生变化时,可以将燃烧器喷嘴调节到不同位 置,以改变贫氧和富氧火焰模式,维持最佳的诺克斯平和燃烧性能。 如图所示,燃烧器喷嘴可以从燃烧区外手动调整。
燃烧器用于粉煤加热炉,包括环形风道,装有一个进口用于接收 粉煤和空气,一个出口用于排放点燃混合物。许多叶片构件间隔径向 设置在出口。当混合物在出口排放时,构件的形状和布置应构成富氧 和贫氧区域。
在建议的配备中,叶片构件包括一组主要叶片和一组二次叶片, 与主叶片交替布置。主叶片和二次叶片与燃烧器纵轴呈一定角度。在 所述配备中,主叶片平坦形状,成一定角度布置,与二次叶片偏斜角 度相反。在图示中,主叶片的偏斜角度为15-25度。
次级叶片对角倾斜设置,如图所示,为-15-25度。通 过上述结构,可以确定主叶片和次叶片之间的富氧聚合通道,主叶片 和另外邻近的次级叶片构成贫氧通道。
在交错配置中,燃烧器喷头可移动安装到核心构件的锥形段。锥 形段包括许多径向肋线,燃烧器喷头在上滑动。燃烧器喷头通过止环 定位,键焊在径向肋线的出口端。主次叶片从突口部分向外延伸,厚 度相等。燃烧器喷头的热感应伸缩在燃烧器喷头的突口部分不会产生 过大的应力梯级
本发明还具有其他明显的附加特性,读者通过阅读以下详细说明 和附图,可以充分理解这些特性。

附图说明

图1是根据本发明最优方案制作的锅炉安装通风调节器断面图;
图2是根据本发明优选实施例的通风调节器的侧视立视图;
图3是图2线3-3标明平面的前视立视图;
图4是图2线4-4标明平面的后视立视图;
图5-7枢轴管安装于挡风门外侧的示意图;
图8是根据被发明优选实施例的通风调节器的半视图;
图9是沿图8中A-A线的截面图;
图10是根据优选实施例的燃烧器构造透视图,其中部分有移动,以 显示内部细节;
图11是图10所示燃烧器的剖面图;
图12是图11燃烧器的组成部分-燃烧器喷嘴的侧视图;
图13是根据优选实施例的燃烧器喷嘴构造侧视图;
图14是图13燃烧器喷嘴的前视图;
图15是根据优选实施例的燃烧器喷嘴交替运行透视图;
图16:双通风调节器前视图;
图17:双通风调节器侧视图;
图18:燃烧器后视图。
具体实施例
图1显示根据本发明最优方案构造的通风调节器组件。图中显示 了与炉壁燃烧器口对准、与锅炉壁14连接、在”风箱”12内部安 装的通风调节器组件10。燃料管件20从外部风箱炉壁22外侧伸 出。在此配置中,燃料管组件20包括外部燃料管22a,环绕内部 空气或燃料管70,并使它们轴向对齐。外部燃料管22a将空气和 燃料输送到附图标记26标明的燃烧区域。燃料可以包括粉煤,在燃 料管70和外部燃料管22a之间通过进口24接收。在这类配置 中,可以将一台燃油炉(未显示)装在内管70上。燃烧器组件可以 燃烧煤或油或混合使用,主要取决于应用和/或锅炉状况。燃料管组 件属于传统组件,不是本发明的一部分。
通风调节器10以传统方式安装在锅炉壁14上,可以包括环形 安装板28,通过夹板结构30,夹装到炉壁。
提供给风箱12的热空气源是负压热空气源。通常,风箱围绕多 台通风调节器10(只能显示一台),风箱为全部通风调节器提供共 用燃烧空气源,燃烧器与通风调节器连接在一起。
图1显示的发明配备的特性是:“双通风调节器”,它包括一台附 图标记32标明的外部通风调节器和附图标记34标明的内部通风 调节器。
如图2-4所示,外部通风调节器32装配一对以特定距离间隔 的、八角形支承板32a  和32b,与90度间隔的支撑通道36 互连。支承板32a和32b与槽式构件36焊合,共同构成外部通 风调节器的刚架。内部通风调节器进气口与外部通风调节器(如上所 述)相同,支撑在位于外部通风调节器后面的两个支板32b和32 c之间。
曲线型、倾斜平行四边形外壳构件38(如图2、3和4所示) 焊接在每个槽式构件36下方的支承板32a和32b之间。外壳构 件38确定附图标记40标明的四个径向开口,通过四个径向开口, 燃烧空气被吸入外部通风调节器。
外部挡风门42,最后设置3个,移动安装在开口40,通过开 启或关闭外部挡风门,可以控制通过进口40吸收的空气量。
如图5-7所示,外部挡风门42设计为倾斜的平行四边形。
如图5所示,枢轴管46被安装-焊接在挡风门外侧。在优选的 图示中,枢轴管对角穿过挡风门42。然而,其定位应该确保枢轴管 46的轴54穿过调风门对角线56。轴54与侧边55a,55b 直交(如图所示),并确定侧边57a,57b的偏斜角。如图6所 示,从边55a看,挡风门42曲率半径为R,当进口40的三个门 42关闭时,柱面延伸在外壳构件38之间。
根据此特性,侧边55a,55b具有相同的半径R,前边和后 边56a和56b具有相同的半径R′,与半径R不同。挡风门结构 为进气提供旋转力,使通过进口40进入通风调节器的气流产生旋 转,同时,为气流提供轴向推力,使其流向燃烧区域26。
如图1所示,枢销58在安装板32a,32b和32c之间延 伸,支撑挡风门。开口销59可用于保持枢销的位置。
如图1所示,控制环60安装在外部和内部记录器的内部,通过 机械曲柄与门互连。通过此项配置,旋转控制环60可以同时开关外 部挡风门42。通过连杆(未显示),可以移动控制环,通过风箱1 2外的控制可以移动控制环。
参见图1、2、3和4,通过径向开口40吸入的燃烧空气进入 外部和内部通风调节器的内部区域68。由于挡风门42的形状和曲 率,可以为空气提供自旋运动和轴向推力,从而使进气旋转并轴向移 动到燃烧器口16。通过挡风门打开度可以控制进气度或旋转程度。 当门只能部分开启时,即:小于50%时,可以为气流提供大的旋转 力。由于强湍流无助于低氮氧化物排放,本发明提供湍流控制构件7 0,与外部通风调节器32和锅炉壁14互连。湍流控制构件70, 参见图示说明。
通风调节器结构,可以实现精确的燃烧空气控制。外部挡风门4 2可用于精确控制进入燃烧器区域的燃烧空气量,同时,使气流旋转, 与燃料管20排放的燃料完全混合。在完成作业的同时,可以兼顾排 放控制。所述通风调节器,同菊花链型通风调节器和其它传统技术的 通风调节器相比,能够完成低氮氧化物排放作业。
上述图中通风调节器采用″双通风调节器配置″。上述通风调节 器的特性是外部和内部通风调节器,将燃烧空气径向吸入本装置,使 用旋转组件,将气流轴向送入燃烧器。
如图1、2、3和4所示,通风调节器也可以包括附图标记34 标明的内部通风调节器组件。内部通风调节器将来自风箱12的燃烧 空气吸入烟道导管,提供空气直流,流向燃烧器,包围火焰。在最优 方案中,通过内部通风调节器的空气流是旋转空气流。
两个进气口部分(内部和外部)的结构和组件完全相同。通过上 述双通风调节器结构,外部通风调节器吸入的预燃空气,与内部通风 调节器吸入的燃烧空气可以实现单独控制。两个通风调节器可以从完 全关闭状态调节到全开状态,以实现对火焰强度、长度、燃点和其它 火焰特性的精确调整。此外,可以对燃烧空气湍流进行精确控制,以 便进行低排放标准的燃烧器作业。内部通风调节器减少了对燃料管2 0燃料/排气的调节需要,以补偿燃烧条件的变化。内部通风调节器 可以在一次燃料/气流未改变的情况下,进行所需要的改变。外部通 风调节器挡风门42和内部通风调节器挡风门42的操作连杆机构 安全可靠,易于维护,同时,可以遥动通风调节器(风箱12外侧)。
漏斗形导布器136从进口区域40轴向延伸,使空气对内流向 燃烧器区域26。此外,当使用内部通风调节器时,漏斗形导布器1 36设置在外部通风调节器68a的展开断面68a,68b。
内部通风调节器进口板32c通过柔性气封160密封在外部 燃料管22a上,这样,可以适应由于燃烧器温度改变导致的燃料管 的膨胀和收缩。
另一方面,图10是根据发明最优方案制造的,粉煤燃烧器装置 的整体结构示图。该装置包括一圆柱形构件10,与外部圆柱形外壳 构件12同轴。构件10、12之间的环形通道通常由图标记14确 定,并形成由附图标记16确定的进口和出口18之间的粉煤流流 径。设备运行时,出口18通向燃烧室,成为锅炉的一部分。在大型 工业锅炉中,许多燃烧器可以贯穿锅炉壁(未显示)并扩展到燃烧室。 众所周知,当粉煤流退出出口18,点火发生,粉煤燃烧以在锅炉中 产生热能
根据本发明,附图标记24标明的流区分燃烧器喷嘴,位于出口 18附近,将粉煤流区分为富氧和贫氧燃料流。在建议图中,燃烧器 喷嘴规定有许多风道26、28,围绕核心构件10定位。在燃烧器 运行期间,风道26,、28分别产生富氧和贫氧流。风道26,2 8偏离环形风道14的全部流向,从而为退出喷嘴的流提供旋转力。
如附图所示,风道26、28由从核心构件10向外径向延伸的 主次叶片构件40和42确定。在图11和12中,主叶片40,包 括与贯穿核心构件110的中线56径向方向对齐的前边40b(与 喷嘴进口16最接近的边)。
在最优方案中,二次叶片42的扭曲度大于主叶片40。次级叶 片包括前边42b,与径向方向对齐,后边42a与另外的径向方向 对齐。全部二次叶片与主叶片正交
为了确定收敛和发散风道截面,叶片40、42定位在与环形风 道全部流向的两个不同的角度。二次叶片定位与主叶片呈对角。风道 26在叶片40和邻近的叶片42之间装有一个收敛截面,风道28 在叶片40和邻近的叶片42之间装有一个发散截面。
在图中,发散截面风道28产生贫氧流。如图10所示,流尽管 包括旋转分量,但是不能向外传送到中线56。在燃烧器运行期间, 富氧流形成的富氧燃烧区域周围向外延伸的贫氧流产生贫氧区域。富 氧区域和周边的贫氧区域可以减少氮氧化物的形成。
此外,从进口到出口的粉煤流截面风道26将增加粉煤流的速 度。另一方面,贫氧风道28的发散截面会降低贫氧流的速度。因此, 为富氧流提供的旋转力大于为贫氧流提供的旋转力。
如图1所示,燃烧器通过安装构件70和10支撑,定位在外壳 12内部的中心,喷头24可以移向或移离燃烧区域,可以延伸,喷 头24的出口端不可以露出外壳构件12的端部。喷头24可以缩 回,通过外壳构件12完全封闭。
可选则的,参见图13、14和燃烧器喷嘴说明。在此发明中, 流区分燃烧器喷嘴24可以移动支撑在汽缸构件10,如图11所 示。并可以滑动支撑在安装构件102、103、104a和104 b(图示)内部。
流区分燃烧器喷嘴24包括叶片延伸的突口部分110。如图1 3、14和15所示,其突口部分厚度相等。
燃烧器的结构易于维护。流区分喷头24′,可以通过简单移动 键140a替代,然后,将装置24滑离核心构件10。
将装置24滑到组合型芯10的末端,可以适应本装置中的热膨 胀,因为它牢固地连接或焊接在核心构件上。单独组件的斜板表面, 流区分燃烧器喷嘴24突口部分110厚度相等。由于等厚,突口部 分的热感应膨胀和收缩也是相等的,从而可以减少燃烧器喷嘴24的 热应力或应力梯级。
尽管本文已经对发明做出了一定程度的说明,但是,在不脱离以 下发明宗旨和范围的情况,可以对发明进行一些改进。
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