一種帶有天然氣噴管和預(yù)燃室的雙蝸殼旋流式煤粉燃燒器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及低揮發(fā)分煤粉燃燒技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種帶有天然氣噴管和預(yù)燃室的雙蝸殼旋流式煤粉燃燒器。
【背景技術(shù)】
[0002]我國一次能源主要以煤炭為主，并且我國是世界上煤炭儲量最豐富的國家之一。我國一次性能源量的一大特點(diǎn)就是貧油、少氣、富煤炭，在這樣的能源結(jié)構(gòu)背景下，大力發(fā)展煤炭在工業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)便成了時(shí)代的趨勢，煤炭資源也將在現(xiàn)在以及未來的很長一段時(shí)間內(nèi)占據(jù)我國工業(yè)使用能源的主導(dǎo)地位。由于我國的煤炭資源與其它種類的能源相比，相對較為豐富，而國家目前又正處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時(shí)期，能源需求持續(xù)增長，有關(guān)專家對我國能源進(jìn)行長期預(yù)測認(rèn)為，在未來很長一段時(shí)期內(nèi)，我國煤炭在一次能源的消費(fèi)中所占比例不會低于60%。
[0003]我國貧煤、無煙煤等低揮發(fā)分煤廣泛分布于湖北、河南、山西、福建、山東等地，資源極其豐富，約占我國煤炭資源的16%以上。這些煤種由于揮發(fā)分釋放速率低，著火溫度高，可燃性能差，極不易著火與燃盡，調(diào)峰運(yùn)行更是十分困難。與其他煤種相比，無煙煤屬于埋藏年代久煤種。典型的無煙煤具有含碳量高、發(fā)熱量高、灰熔點(diǎn)高和低揮發(fā)分、低灰分、低含硫量的特點(diǎn)，即所謂的“三高三低”。
[0004]導(dǎo)致低揮發(fā)分煤著火困難、燃燒不穩(wěn)定的主要原因之一是其揮發(fā)分含量低，在煤粉著火和燃燒初期不能提供足夠的熱量。因此，設(shè)計(jì)出一種帶有天然氣噴管和預(yù)燃室的雙蝸殼旋流式煤粉燃燒器，通過補(bǔ)入天然氣的方法替代煤粉著火時(shí)析出的揮發(fā)分，變相增加低揮發(fā)分煤的揮發(fā)分含量。天然氣在中心風(fēng)管中與空氣預(yù)混噴入預(yù)燃室及時(shí)與一次風(fēng)中的煤粉混合，一次風(fēng)管擴(kuò)口設(shè)計(jì)的縮口可以濃縮一次風(fēng)中的煤粉，保證預(yù)燃室內(nèi)中心回流區(qū)具有較高的煤粉濃度，并能夠與預(yù)混著火的天然氣充分混合，使天然氣能起到更好的煤粉析出的揮發(fā)分的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種利用天然氣助燃煤粉的帶天然氣噴管和預(yù)燃室的雙蝸殼旋流式煤粉燃燒器，實(shí)現(xiàn)低揮發(fā)分煤粉及時(shí)著火、穩(wěn)定燃燒和高效燃盡。
[0006]本發(fā)明的上述目的是通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
一種帶有天然氣噴管和預(yù)燃室的雙蝸殼旋流式煤粉燃燒器，包括雙蝸殼燃燒器、天然氣噴管、中心風(fēng)管擴(kuò)口、一次風(fēng)管擴(kuò)口、天然氣-空氣噴嘴、預(yù)燃室和后二次風(fēng)筒，所述雙蝸殼燃燒器包括一次風(fēng)蝸殼、二次風(fēng)蝸殼、前二次風(fēng)管、前二次風(fēng)旋流葉片、一次風(fēng)管和中心風(fēng)管，前二次旋流葉片設(shè)置在前二次風(fēng)管出口處；所述天然氣噴管設(shè)置在雙蝸殼燃燒器中心風(fēng)管內(nèi)；所述天然氣-空氣噴嘴設(shè)置在中心風(fēng)管出口處；所述中心風(fēng)管擴(kuò)口設(shè)置在中心風(fēng)管出口處；所述一次風(fēng)擴(kuò)口設(shè)置在一次風(fēng)管出口處；所述預(yù)燃室與雙蝸殼燃燒器的前二次風(fēng)管出口相連接；所述后二次風(fēng)筒包在預(yù)燃室外側(cè)，其出口與爐膛相連接，出口處設(shè)置后二次風(fēng)旋流葉片。
[0007]采用雙蝸殼旋流式燃燒器進(jìn)行改造，前二次風(fēng)緊貼在一次風(fēng)外側(cè)，與以往帶有預(yù)燃室的燃燒器相比，結(jié)構(gòu)簡單，改造方便；前旋流二次風(fēng)與煤粉一次風(fēng)分開，一次風(fēng)設(shè)置較小的旋流強(qiáng)度，并通過減小前二次風(fēng)管直徑增大前二次風(fēng)速，既能保證預(yù)燃室形成穩(wěn)定、足夠大的高溫回流區(qū)，又能保證煤粉與預(yù)燃室內(nèi)壁被二次風(fēng)隔開，避免煤粉沖刷預(yù)燃室內(nèi)壁造成結(jié)渣；風(fēng)速較高的前二次風(fēng)還能夠吹掃預(yù)燃室內(nèi)壁，避免預(yù)燃室積粉；這種結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮了預(yù)燃室的作用，又避免了預(yù)燃室的缺點(diǎn)；純凈天然氣從天然氣噴管噴出，在天然氣-空氣預(yù)混段與空氣預(yù)混，既保證天然氣燃燒的安全性又保證天然氣及時(shí)著火。
[0008]所述天然氣噴管設(shè)置在中心風(fēng)管內(nèi)，天然氣噴管與天然氣-空氣噴嘴有SOO-1OOOmm的天然氣-空氣預(yù)混段，既保證天然氣燃燒的安全性又保證天然氣及時(shí)著火；所述天然氣-空氣噴嘴結(jié)構(gòu)為錐形圓臺，其側(cè)壁開有數(shù)個相同尺寸的通氣孔并與中心風(fēng)管擴(kuò)口以一定的角度配合，既能保證天然氣與煤粉充分混合，又能保證天然氣不會將煤粉吹散。
[0009]所述天然氣-空氣噴嘴側(cè)壁與中心風(fēng)管擴(kuò)口夾角α為60° ~100° (優(yōu)選夾角α為72~75° );中心風(fēng)管擴(kuò)口與軸線夾角β O和一次風(fēng)擴(kuò)口與軸線夾角β I選擇30° ~70°
(其中，β O優(yōu)選40°，β I優(yōu)選45° )，一次風(fēng)擴(kuò)口帶有環(huán)形縮口，其縮口與軸線夾角Θ0大于或等于0°，優(yōu)選夾角0^2° ~15°，這樣既能保證煤粉集中在預(yù)燃室高溫回流區(qū)內(nèi)，又不至于過分減小煤粉與回流區(qū)高溫?zé)煔獾慕佑|周界；所述預(yù)燃室入口與軸線夾角β 2為35° -90° (優(yōu)選β2為50° ~55° )，預(yù)燃室筒壁與軸線夾角Θ3為大于或等于0° (優(yōu)選夾角Θ3為5° )，預(yù)燃室出口處帶有縮口，其縮口與軸線有適當(dāng)夾角Θ I ;所述的后二次風(fēng)筒出口與軸線的夾角Θ2大于或等于預(yù)燃室出口處縮口側(cè)壁與軸向的夾角Θ1 (優(yōu)選后二次風(fēng)筒7出口與軸線夾角Θ2比Θ1大5° )，預(yù)燃室出口帶有縮口，既有利于預(yù)燃室內(nèi)形成穩(wěn)定的高溫回流區(qū)又能保證燃燒的煤粉進(jìn)入爐膛內(nèi)的回流區(qū)而不被后二次風(fēng)吹散。后二次風(fēng)出口在預(yù)燃室出口外側(cè)，其傾斜角度與預(yù)燃室縮口角度有適當(dāng)?shù)慕嵌炔?，使?fàn)t膛內(nèi)回流區(qū)更穩(wěn)定，并有利于從預(yù)燃室出來的煤粉不被吹散。
[0010]所述天然氣-空氣噴嘴、中心風(fēng)管擴(kuò)口和一次風(fēng)管擴(kuò)口的向火側(cè)覆蓋耐火材料。
[0011]所述預(yù)燃室由耐熱鋼卷制而成，內(nèi)襯耐火材料。
[0012]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是:能夠利用天然氣變相增加煤粉燃燒所需要的揮發(fā)分量，并通過預(yù)燃室和其他裝置，實(shí)現(xiàn)低揮發(fā)分煤的及時(shí)著火、穩(wěn)定燃燒和高效燃盡；改造簡單，適合安裝在小型工業(yè)鍋爐上燃用低揮發(fā)分煤粉。
【附圖說明】
[0013]圖1是帶有天然氣噴口和預(yù)燃室的雙蝸殼旋流燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是雙蝸殼燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是天然氣-空氣噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是燃燒器角度參數(shù)示意圖；
主要構(gòu)件符號說明
1、雙蝸殼燃燒器101、一次風(fēng)蝸殼
102、二次風(fēng)蝸殼103、一次風(fēng)管 104、前二次風(fēng)管105、中心風(fēng)管
106、前二次風(fēng)旋流葉片2、天然氣噴管
3、中心風(fēng)管擴(kuò)口4、一次風(fēng)管擴(kuò)口
5、天然氣-空氣噴嘴501、通氣孔
6、預(yù)燃室7、后二次風(fēng)筒
8、爐膛壁9、天然氣-空氣預(yù)混段。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0015]實(shí)施例:一種帶有天然氣噴管和預(yù)燃室的雙蝸殼旋流式煤粉燃燒器，如圖所示，包括雙蝸殼燃燒器1、天然氣噴管2、中心風(fēng)管擴(kuò)口 3、一次風(fēng)管擴(kuò)口 4、天然氣-空氣噴嘴5、預(yù)燃室6和后二次風(fēng)筒7。雙蝸殼燃燒器I包括一次風(fēng)蝸殼101、二次風(fēng)蝸殼102、前二次風(fēng)管104、前二次風(fēng)旋流葉片106、一次風(fēng)管103和中心風(fēng)管105，前二次旋流葉片106設(shè)置在前二次風(fēng)管104出口處。天然氣噴管2設(shè)置在雙蝸殼燃燒器I中心風(fēng)管105內(nèi)。天然氣-空氣噴嘴5設(shè)置在中心風(fēng)管105出口處；所述中心風(fēng)管擴(kuò)口 3設(shè)置在中心風(fēng)管105出口處。一次風(fēng)擴(kuò)口 4設(shè)置在一次風(fēng)管103出口處