一種兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器及鍋爐燃燒系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及燃燒設(shè)備領(lǐng)域，公開(kāi)了一種兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器及鍋爐燃燒系統(tǒng)，該燃燒器包括一次風(fēng)管(10)、套設(shè)在一次風(fēng)管外的二次風(fēng)管(20)以及套設(shè)在二次風(fēng)管外的三次風(fēng)管(30)，三次風(fēng)管的進(jìn)風(fēng)口(31)能夠打開(kāi)和關(guān)閉。本方案可以通過(guò)關(guān)閉三次風(fēng)管的進(jìn)風(fēng)口而使燃燒器能夠順利地從空氣燃燒切換至富氧燃燒，此時(shí)富氧燃燒所需的風(fēng)量全部由一次風(fēng)管和二次風(fēng)管提供，以保證火焰的穩(wěn)定性。通常，空氣燃燒和富氧燃燒所需的一次風(fēng)量相差不多，而所需的二次風(fēng)量卻相差較大，因此在實(shí)際應(yīng)用中三次風(fēng)管的風(fēng)量和風(fēng)速可以按照空氣燃燒的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)然，也可以通過(guò)打開(kāi)三次風(fēng)管的進(jìn)風(fēng)口而使燃燒器能夠順利地從富氧燃燒切換至空氣燃燒。
【專利說(shuō)明】
一種兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器及鍋爐燃燒系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及燃燒設(shè)備，具體地，涉及一種兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器及鍋爐燃燒系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的發(fā)展，富氧燃燒技術(shù)作為一種重要的二氧化碳捕捉技術(shù)，受到了越來(lái)越多的關(guān)注(所謂富氧燃燒技術(shù)是在現(xiàn)有燃煤發(fā)電技術(shù)基礎(chǔ)上，用適當(dāng)比例的氧氣和二氧化碳混合物代替空氣，同時(shí)采用煙氣循環(huán)調(diào)節(jié)鍋爐的燃燒和傳熱特性，以獲得高濃度的二氧化碳煙氣，通過(guò)冷凝壓縮純化，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的二氧化碳富集和存儲(chǔ)的一種燃燒技術(shù))。
[0003]目前，由于富氧燃燒時(shí)需要利用循環(huán)煙氣，因此，一般地，鍋爐首先要進(jìn)行空氣氣氛下的燃燒(即空氣燃燒)產(chǎn)生一定的煙氣，然后切換到富氧燃燒。當(dāng)然，在富氧工況下，也可以從鄰臺(tái)鍋爐抽取循環(huán)煙氣。
[0004]然而，由于空氣燃燒中，只有21%的氧參與燃燒，其余79%的空氣并不參與燃燒，而是以煙氣的形式排出，而富氧燃燒中，由于氧氣的含量大于21 % ( —般地氧氣濃度〉26%)，因此，這樣富氧燃燒時(shí)所需的總風(fēng)量比空氣燃燒時(shí)所需要的總風(fēng)量少，這樣在從空氣燃燒切換到富氧燃燒后，主燃區(qū)的風(fēng)量以及風(fēng)速都會(huì)減小，從而會(huì)導(dǎo)致燃燒火焰不穩(wěn)定，火焰形狀和輻射傳熱效果將發(fā)生很大的變化，鍋爐難以安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器及鍋爐燃燒系統(tǒng)，以能夠在富氧燃燒工況和空氣燃燒工況之間快捷順利地切換。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，該燃燒器包括一次風(fēng)管、套設(shè)在所述一次風(fēng)管外的二次風(fēng)管以及套設(shè)在所述二次風(fēng)管外的三次風(fēng)管，所述三次風(fēng)管的進(jìn)風(fēng)口能夠打開(kāi)和關(guān)閉。
[0007]優(yōu)選地，所述三次風(fēng)管為變徑管，且沿著靠近所述燃燒器的噴口的方向，所述三次風(fēng)管的直徑逐漸增大。
[0008]優(yōu)選地，所述三次風(fēng)管的進(jìn)風(fēng)口的大小為可調(diào)節(jié)的。
[0009]優(yōu)選地，所述三次風(fēng)管的進(jìn)風(fēng)口為多個(gè)并分別沿所述三次風(fēng)管的外周壁周向設(shè)置。
[0010]優(yōu)選地，所述二次風(fēng)管中設(shè)置有能夠沿該二次風(fēng)管的中心軸線方向移動(dòng)的第一葉片旋流器。
[0011 ]優(yōu)選地，所述三次風(fēng)管中固定有第二葉片旋流器。
[0012]優(yōu)選地，所述一次風(fēng)管內(nèi)設(shè)置有用于裝設(shè)點(diǎn)火油槍的中心管，所述中心管的外周壁上設(shè)置有用于擾動(dòng)一次風(fēng)的擾流件。
[0013]優(yōu)選地，所述一次風(fēng)管、二次風(fēng)管、三次風(fēng)管以及中心管同心設(shè)置。
[0014]優(yōu)選地，所述一次風(fēng)管和二次風(fēng)管的靠近所述燃燒器的噴口的部分呈擴(kuò)口狀。
[0015]本實(shí)用新型還提供一種鍋爐燃燒系統(tǒng)，該鍋爐燃燒系統(tǒng)包括鍋爐和磨煤機(jī)，所述鍋爐燃燒系統(tǒng)包括所述兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，所述燃燒器設(shè)置于所述鍋爐的爐膛入口，所述磨煤機(jī)的出口與所述燃燒器的所述一次風(fēng)管連通。
[0016]在本實(shí)用新型中，可以通過(guò)關(guān)閉三次風(fēng)管的進(jìn)風(fēng)口而使燃燒器能夠順利地從空氣燃燒切換至富氧燃燒，此時(shí)富氧燃燒所需的風(fēng)量全部由一次風(fēng)管和二次風(fēng)管提供，從而保證了火焰的穩(wěn)定性。事實(shí)上，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，一般地，空氣燃燒和富氧燃燒所需的一次風(fēng)量相差不多，而所需的二次風(fēng)量卻相差比較大(富氧燃燒所需的二次風(fēng)量比空氣燃燒所需的二次風(fēng)量少很多)，因此在實(shí)際應(yīng)用中三次風(fēng)管的風(fēng)量和風(fēng)速可以按照空氣燃燒的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)然，也可以通過(guò)打開(kāi)三次風(fēng)管的進(jìn)風(fēng)口而使燃燒器能夠順利地從富氧燃燒切換至空氣燃燒，此時(shí)三次風(fēng)管中的三次風(fēng)可以作為燃燒器的燃盡風(fēng)使用。
[0017]本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0018]附圖是用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0019]圖1是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】提供的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0021]10:—次風(fēng)管；20: 二次風(fēng)管；
[0022]30:三次風(fēng)管；31:進(jìn)風(fēng)口；
[0023]40:中心管；50:第二葉片旋流器；
[0024]60:第一葉片旋流器；70:擾流件。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0026]在本實(shí)用新型中，在未作相反說(shuō)明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是指參考附圖所示的上、下、左、右；“內(nèi)、外”是指相對(duì)于各部件本身的輪廓的內(nèi)、外。
[0027]在鍋爐燃燒系統(tǒng)中，由于富氧燃燒和空氣燃燒所需的總風(fēng)量不同，從而致使現(xiàn)有技術(shù)中的燃燒器不能夠在富氧燃燒和空氣燃燒之間順利地切換，有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種能夠在富氧燃燒和空氣燃燒之間順利地切換的燃燒器，下文將參考附圖對(duì)本實(shí)用新型提供的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0028]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器包括一次風(fēng)管10、套設(shè)在一次風(fēng)管10外的二次風(fēng)管20以及套設(shè)在二次風(fēng)管20外的三次風(fēng)管30，所述三次風(fēng)管30的進(jìn)風(fēng)口31能夠打開(kāi)和關(guān)閉，例如，可以在進(jìn)風(fēng)口31附近設(shè)置閥門，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)風(fēng)口31的打開(kāi)和關(guān)閉。而進(jìn)風(fēng)口 31的中心軸線可以是垂直于三次風(fēng)管30的中心軸線，當(dāng)然也可以相對(duì)于三次風(fēng)管30的中心軸線傾斜設(shè)置。
[0029]在本實(shí)用新型中，可以通過(guò)關(guān)閉三次風(fēng)管30的進(jìn)風(fēng)口31而使燃燒器能夠順利地從空氣燃燒切換至富氧燃燒，此時(shí)富氧燃燒所需的風(fēng)量全部由一次風(fēng)管10和二次風(fēng)管20提供，從而保證了火焰的穩(wěn)定性。事實(shí)上，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，一般地，空氣燃燒和富氧燃燒所需的一次風(fēng)量相差不多，而所需的二次風(fēng)量卻相差比較大(富氧燃燒所需的二次風(fēng)量比空氣燃燒所需的二次風(fēng)量少很多)，因此在實(shí)際應(yīng)用中三次風(fēng)管30的風(fēng)量和風(fēng)速可以按照空氣燃燒的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)然，也可以通過(guò)打開(kāi)三次風(fēng)管30的進(jìn)風(fēng)口 31而使燃燒器能夠順利地從富氧燃燒切換至空氣燃燒，此時(shí)三次風(fēng)管30中的三次風(fēng)可以作為燃燒器的燃盡風(fēng)使用。
[0030]其中，所述三次風(fēng)管30為變徑管，且沿著靠近燃燒器的噴口的方向，所述三次風(fēng)管30的直徑逐漸增大。具體地，由于三次風(fēng)管30作用是在空氣燃燒的模式下使用，因此三次風(fēng)管30的尺寸可以按照空氣燃燒時(shí)的風(fēng)量和風(fēng)速等參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0031]為了使所述燃燒器能夠適應(yīng)不同的情況，所述三次風(fēng)管30的進(jìn)風(fēng)口31的大小為可調(diào)節(jié)的。當(dāng)空氣燃燒工況需要的二次風(fēng)量較多時(shí)，該進(jìn)風(fēng)口 31可以調(diào)節(jié)的相應(yīng)大些，當(dāng)空氣燃燒工況需要的二次風(fēng)量較少時(shí)，可以相應(yīng)的將進(jìn)風(fēng)口 31調(diào)小，以保證爐膛內(nèi)燃燒火焰穩(wěn)定。
[0032]當(dāng)然，所述三次風(fēng)管30的進(jìn)風(fēng)口31可以為多個(gè)，該多個(gè)進(jìn)風(fēng)口 31分別沿三次風(fēng)管30的外周壁周向設(shè)置，優(yōu)選地，多個(gè)進(jìn)風(fēng)口 31均勻地設(shè)置在三次風(fēng)管30的外周壁上。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)實(shí)際情況，使多個(gè)進(jìn)風(fēng)口31中的一部分打開(kāi)，另一部分關(guān)閉，從而可以調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量，當(dāng)然，也可以使多個(gè)進(jìn)風(fēng)口 31都打開(kāi)，通過(guò)控制設(shè)置在進(jìn)風(fēng)口 31附近的閥門的開(kāi)度，從而調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量。另外，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本，三次風(fēng)管3優(yōu)選地設(shè)置于燃燒器的噴口附近。
[0033]進(jìn)一步地，所述二次風(fēng)管20中設(shè)置有能夠沿該二次風(fēng)管20的中心軸線方向移動(dòng)的第一葉片旋流器60，從而能夠在二次風(fēng)管20中產(chǎn)生旋流二次風(fēng)，同時(shí)在火焰中心產(chǎn)生回流區(qū)，以加強(qiáng)煤粉的燃燒和補(bǔ)充氧量。當(dāng)然，也可以通過(guò)改變上述第一葉片旋流器60的移動(dòng)方向，從而改變第一葉片旋流器60的葉片的旋流強(qiáng)度，具體地，當(dāng)需要旋流強(qiáng)度較小時(shí)，使第一葉片旋流器60向遠(yuǎn)離燃燒器噴口的方向移動(dòng)；當(dāng)需要旋流強(qiáng)度較大時(shí)，使第一葉片旋流器60向靠近燃燒器噴口的方向移動(dòng)。當(dāng)然，也可以在三次風(fēng)管30中固定第二葉片旋流器50，從而能夠在三次風(fēng)管30中產(chǎn)生旋流。
[0034]為了加速一次風(fēng)管10中氣體的擾動(dòng)，所述一次風(fēng)管10內(nèi)設(shè)置有用于裝設(shè)點(diǎn)火油槍的中心管40，所述中心管40的外周壁上設(shè)置有擾流件70，從而能夠使一次風(fēng)管10中的煤粉形成“外濃內(nèi)淡”的分布形式。具體地，當(dāng)一次風(fēng)攜帶煤粉進(jìn)入一次風(fēng)管10后遇到擾流件70時(shí)，會(huì)改變一部分一次風(fēng)的流動(dòng)方向，即，使這部分一次風(fēng)繞過(guò)擾流件70后再繼續(xù)向燃燒器的噴口流動(dòng)，從而使一次風(fēng)管10中的靠近擾流件70的位置的煤粉濃度小于遠(yuǎn)離擾流件70位置的濃度。
[0035]其中，所述一次風(fēng)管10、二次風(fēng)管20、三次風(fēng)管30以及中心管40可以同心設(shè)置。另夕卜，可以通過(guò)將一次風(fēng)管10和二次風(fēng)管20的靠近燃燒器的噴口的部分設(shè)置為擴(kuò)口狀，從而控制火焰的形狀。
[0036]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，本實(shí)用新型還提供一種鍋爐燃燒系統(tǒng)，該鍋爐燃燒系統(tǒng)包括鍋爐和磨煤機(jī)，其中，所述鍋爐燃燒系統(tǒng)包括上述兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，所述燃燒器設(shè)置于所述鍋爐的爐膛入口，所述磨煤機(jī)的出口與所述燃燒器的一次風(fēng)管10連通，從而使一次風(fēng)管I中的一次風(fēng)能夠攜帶著煤粉進(jìn)入到爐膛內(nèi)?？梢岳斫獾厥?，一次風(fēng)管10、二次風(fēng)管20和三次風(fēng)管30都與鍋爐的爐膛連通，以能夠?qū)⒁淮物L(fēng)管10中的一次風(fēng)、二次風(fēng)管20中的二次風(fēng)以及三次風(fēng)管30中的三次風(fēng)送入爐膛內(nèi)。
[0037]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0038]另外需要說(shuō)明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
[0039]此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開(kāi)的內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，其特征在于，該燃燒器包括一次風(fēng)管(10)、套設(shè)在所述一次風(fēng)管(10)外的二次風(fēng)管(20)以及套設(shè)在所述二次風(fēng)管(20)外的三次風(fēng)管(30),所述三次風(fēng)管(30)的進(jìn)風(fēng)口(31)能夠打開(kāi)和關(guān)閉； 所述一次風(fēng)管(10)內(nèi)設(shè)置有用于裝設(shè)點(diǎn)火油槍的中心管(40)，所述中心管(40)的外周壁上設(shè)置有用于擾動(dòng)一次風(fēng)的擾流件(70)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，其特征在于，所述三次風(fēng)管(30)為變徑管，且沿著靠近所述燃燒器的噴口的方向，所述三次風(fēng)管(30)的直徑逐漸增大。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，其特征在于，所述三次風(fēng)管(30)的進(jìn)風(fēng)口(31)的大小為可調(diào)節(jié)的。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，其特征在于，所述三次風(fēng)管(30)的進(jìn)風(fēng)口(31)為多個(gè)并分別沿所述三次風(fēng)管(30)的外周壁周向設(shè)置。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，其特征在于，所述二次風(fēng)管(20)中設(shè)置有能夠沿該二次風(fēng)管(20)的中心軸線方向移動(dòng)的第一葉片旋流器(60)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，其特征在于，所述三次風(fēng)管(30)中固定有第二葉片旋流器(50)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，其特征在于，所述一次風(fēng)管(10)、二次風(fēng)管(20)、三次風(fēng)管(30)以及中心管(40)同心設(shè)置。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，其特征在于，所述一次風(fēng)管(10)和二次風(fēng)管(20)的靠近所述燃燒器的噴口的部分呈擴(kuò)口狀。9.一種鍋爐燃燒系統(tǒng)，該鍋爐燃燒系統(tǒng)包括鍋爐和磨煤機(jī)，其特征在于，所述鍋爐燃燒系統(tǒng)包括權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的兼顧富氧燃燒和空氣燃燒的燃燒器，所述燃燒器設(shè)置于所述鍋爐的爐膛入口，所述磨煤機(jī)的出口與所述燃燒器的所述一次風(fēng)管(10)連通。
【文檔編號(hào)】F23D1/02GK205678667SQ201620223205
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年3月22日 公開(kāi)號(hào)201620223205.0, CN 201620223205, CN 205678667 U, CN 205678667U, CN-U-205678667, CN201620223205, CN201620223205.0, CN205678667 U, CN205678667U
【發(fā)明人】陳寅彪, 孔紅兵, 王鵬, 陳燦, 毛宇, 王軍偉, 張山鷹, 謝佳, 李曼麗, 胡修奎
【申請(qǐng)人】中國(guó)神華能源股份有限公司, 北京國(guó)華電力有限責(zé)任公司, 神華國(guó)華（北京）電力研究院有限公司, 東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司