本发明涉及一种宽负荷生物质旋流燃烧器，具体涉及适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器，属于锅炉燃烧装置及其燃烧系统布置技术领域。
背景技术：
农林生物质混燃发电是火电行业去煤化的重要过渡手段，国际上生物质混燃发电技术路线以生物质与燃煤锅炉直接混燃方式为主。生物质与燃煤燃烧特性相差巨大，混烧生物质必然会对燃煤锅炉产生一定的影响，且混烧生物质的种类、数量的不同，送入煤粉炉燃烧所需要的配风形式、位置也会有所差异。国内生物质混燃发电技术相对落后，混燃发电项目稀少，相关工程经验匮乏。
技术实现要素：
本发明为解决生物质与燃煤锅炉直接混燃发电系统中煤粉旋流燃烧器对生物质燃料种类适应性差，以及不能适应宽负荷调节生物质掺混量的问题，提出一种适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括宽负荷生物质旋流燃烧器主体、旋向浓缩器、旋流器、中心风筒、一次风筒、二次风筒和中心风引入管，中心风筒水平安装在燃烧器主体内，一次风筒套装在中心风筒上，二次风筒套装在一次风筒上，旋向浓缩器安装在中心风筒一端的外壁上，中心风筒的另一端与中心风引入管连接，旋流器安装在一次风筒的外壁和二次风筒的内壁之间。
进一步的，所述旋向浓缩器设有多个旋向浓缩叶片，多个旋向浓缩叶片沿旋向浓缩器的周向均布设置；所述旋流器设有多个旋流叶片，所述多个旋流叶片沿旋流器的周向均布设置。
进一步的，本发明还包括生物质粉入口弯头，生物质粉入口弯头安装在一次风筒的入口处。
进一步的，本发明还包括扰流导块，扰流导块安装在一次风筒的内壁上，与生物质粉入口弯头角度配合安装。
进一步的，本发明还包括稳燃环和温度监测装置，中心风筒的一端设有扩口，稳燃环套装在一次风筒的出口处，温度监测装置固定安装在中心风筒的一端内。
进一步的，本发明还包括第一旋流器定位块和第二旋流器定位块，第一旋流器定位块和第二旋流器定位块固定安装在一次风筒的外壁上。
进一步的，本发明还包括二次风量调节机构，二次风量调节机构固定安装在二次风筒的外壁上。
进一步的，本发明还包括旋流器调节拉杆，旋流器调节拉杆安装在中心风筒的外壁上。
进一步的，本发明还包括中心风挡板，中心挡板安装在中心风引入管内。
进一步的，本发明还包括两个风量测量装置，一个风量测量装置安装在二次风筒的外壁上，且风量测量装置的探头插入二次风筒内；另一个风量测量装置安装在中心风引入管的外壁上，且风量测量装置的探头插入中心风引入管内。
本发明的有益效果是：
本发明可用于草木、秸秆类生物质粉的燃烧，且对生物质粉粒径限制较低，直径1mm颗粒占比不小于80％，且2-3mm占比不大于5％的粒径范围，即可保证生物质旋流燃烧器稳定运行。根据实际工程混烧生物质量不同，本发明涉及的宽负荷生物质旋流燃烧器可进行比例缩放。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2为图1中旋流叶片的a-a剖视图；
图3是生物质与燃煤直混燃烧系统布置方法示意图，图3中22-锅炉侧墙，23-风门挡板，24-引自大风箱的热二次风，25-引自大风箱的热二次风，26-宽负荷生物质旋流燃烧器27-二次风箱。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器包括燃烧器主体1、旋向浓缩器4、旋流器7、中心风筒8、一次风筒9、二次风筒10和中心风引入管11，中心风筒8水平安装在燃烧器主体1内，一次风筒9套装在中心风筒8上，二次风筒10套装在一次风筒9上，旋向浓缩器4安装在中心风筒8一端的外壁上，中心风筒8的另一端与中心风引入管11连接，旋流器7安装在一次风筒9的外壁和二次风筒10的内壁之间。
具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述旋向浓缩器4设有多个旋向浓缩叶片21，多个旋向浓缩叶片21沿旋向浓缩器4的周向均布设置；所述旋流器7设有多个旋流叶片20，所述多个旋流叶片20沿旋流器7的周向均布设置。生物质粉经旋向浓缩叶片21分级浓缩后，具有更好的着火能力。二次风旋流叶片20的数量和相对位置与旋向浓缩叶片21保持一致。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器还包括生物质粉入口弯头2，生物质粉入口弯头2安装在一次风筒9的入口处。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器还包括扰流导块3，扰流导块3安装在一次风筒9的内壁上。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器还包括稳燃环6和温度监测装置14，中心风筒8的一端设有扩口5，稳燃环6套装在一次风筒9的出口处，温度监测装置14固定安装在中心风筒8的一端内。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器还包括第一旋流器定位块12和第二旋流器定位块13，第一旋流器定位块12和第二旋流器定位块13固定安装在一次风筒9的外壁上。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器还包括二次风量调节机构15，二次风量调节机构15固定安装在二次风筒10的外壁上。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器还包括旋流器调节拉杆16，旋流器调节拉杆16安装在中心风筒8的外壁上，旋流器调节拉杆16安装在旋流器7内层套筒上。
。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器还包括中心风挡板17，中心挡板17安装在中心风引入管11内。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器还包括两个风量测量装置18，一个风量测量装置18安装在二次风筒10的外壁上，且风量测量装置18的探头插入二次风筒10内；另一个风量测量装置18安装在中心风引入管11的外壁上，且风量测量装置18的探头插入中心风引入管11内。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式十一：结合图3说明本实施方式，本实施方式所述适合于生物质耦合燃煤锅炉的直混燃烧系统布置方法，在锅炉两侧墙中心与上层煤粉燃烧器同一标高处，分别布置至少两只宽负荷生物质旋流燃烧器1，并配备独立的二次风箱27及风门挡板23。本实施方式中通过在主燃区与燃尽区之间合理布置生物质混入位置，最大程度避免了混烧生物质对燃煤锅炉带来的负面影响，同时对锅炉原有燃烧系统改动量较小。本发明可用于在大型燃煤锅炉上混烧生物质发电项目，混烧系统中生物质旋流燃烧器布置。布置如图3所示。
工作原理
生物质原料经干燥后，破碎至粒径小于10mm的颗粒，再经磨粉机研磨成生物质粉，通过气力输送由一次风携带至生物质旋流燃烧器入口弯头2，其中一次风粉混合物温度低于60℃，防止生物质粉在管道内着火，速度在20-25m/s范围内，既有一定的刚性，又不会造成脱火，可保证在较宽负荷范围内生物质旋流燃烧器的稳定运行。
一次风粉混合物流经生物质粉入口弯头2后，由于惯性作用形成弯头外侧浓内侧淡的颗粒分布状态，浓侧生物质粉再经扰流导块3打散后，生物质粉沿一次风管环向整体均匀分布。中心风筒8上设置旋向浓缩器4，旋向浓缩器4环向均布16个旋向浓缩叶片，叶片角度根据具体燃料种类确定在30°-50°之间，携带生物质粉的一次风流经旋向浓缩器4后，形成环向外侧浓内侧淡的旋转生物质粉气流，其中浓侧气流在喷出一次风筒9时被喷口处稳燃环6上的稳燃齿打散，形成回流区卷吸炉膛内高温烟气，迅速引燃生物质粉并强化生物质粉燃烧。中心风从中心风引入管11流入，中心风引入管11引自热二次风箱，并设置中心风挡板17及风量测量装置18，用于调节和测量中心风量。中心风管8喷口处设置扩口5结构，增大中心风与生物质粉接触面积，进一步强化燃烧。生物质旋流燃烧器喷口处布置温度监测装置14用于监测喷口温度，防止长时间超温烧损燃烧器喷口。热二次风从煤粉锅炉大风箱接入生物质旋流燃烧器二次风箱，二次风筒10设有二次风筒入口19，二次风箱中的风通过二次风筒入口19进入二次风筒10，二次风筒入口19设置有二次风量调节机构15，用于调节二次风量。二次风通道上设置有轴向可调节的旋流器7，旋流器7上环向均布16个旋流叶片，叶片角度根据具体燃料种类固定在30°-50°之间，旋流器7装有旋流器调节拉杆16，用于整体调节二次风旋流强度，并在一次风筒9外壁设置第一旋流器限位块12和第二旋流器限位块13，用于限制二次风旋流强度的最大、最小值。二次风流经旋流器7后形成旋流二次风，旋向与生物质风粉混合物旋向一致，二次风出口设置风量测量装置18，用于测量实际二次风流量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
技术特征：
1.适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器，其特征在于：所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器包括宽负荷生物质旋流燃烧器主体(1)、旋向浓缩器(4)、旋流器(7)、中心风筒(8)、一次风筒(9)、二次风筒(10)和中心风引入管(11)，中心风筒(8)水平安装在宽负荷生物质旋流燃烧器主体(1)内，一次风筒(9)套装在中心风筒(8)上，二次风筒(10)套装在一次风筒(9)上，旋向浓缩器(4)安装在中心风筒(8)一端的外壁上，中心风筒(8)的另一端与中心风引入管(11)连接，旋流器(7)安装在一次风筒(9)的外壁和二次风筒(10)的内壁之间。
2.根据权利要求1所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器，其特征在于：所述旋向浓缩器(4)设有多个旋向浓缩叶片(21)，多个旋向浓缩叶片(21)沿旋向浓缩器(4)的周向均布设置；所述旋流器(7)设有多个旋流叶片(20)，所述多个旋流叶片(20)沿旋流器(7)的周向均布设置。
3.根据权利要求1所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器，其特征在于：所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器还包括生物质粉入口弯头(2)，生物质粉入口弯头(2)安装在一次风筒(9)的入口处。
4.根据权利要求1所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器，其特征在于：所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器还包括扰流导块(3)，扰流导块(3)安装在一次风筒(9)的内壁上，与生物质粉入口弯头(2)角度配合安装。
5.根据权利要求1所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器，其特征在于：所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器还包括稳燃环(6)和温度监测装置(14)，中心风筒(8)的一端设有扩口(5)，稳燃环(6)套装在一次风筒(9)的出口处，温度监测装置(14)固定安装在中心风筒(8)的一端内。
6.根据权利要求1所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器，其特征在于：所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器还包括第一旋流器定位块(12)和第二旋流器定位块(13)，第一旋流器定位块(12)和第二旋流器定位块(13)固定安装在一次风筒(9)的外壁上，且第一旋流器定位块(12)和第二旋流器定位块(13)分别径向对称布置，位于旋流器(7)的前、后两侧。
7.根据权利要求1所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器，其特征在于：所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器还包括二次风量调节机构(15)，二次风量调节机构(15)固定安装在二次风筒(10)的外壁上。
8.根据权利要求1所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器，其特征在于：所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器还包括旋流器调节拉杆(16)，旋流器调节拉杆(16)安装旋流器(7)上。
9.根据权利要求1所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器，其特征在于：所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器还包括中心风挡板(17)，中心挡板(17)安装在中心风引入管(11)内。
10.根据权利要求1所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器，其特征在于：所述适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器还包括两个风量测量装置(18)，一个风量测量装置(18)安装在二次风筒(10)的外壁上，且风量测量装置(18)的探头插入二次风筒(10)内；另一个风量测量装置(18)安装在中心风引入管(11)的外壁上，且风量测量装置(18)的探头插入中心风引入管(11)内。
技术总结
适用于生物质耦合燃煤锅炉的宽负荷生物质旋流燃烧器，本发明涉及宽负荷生物质旋流燃烧器，本发明为解决生物质与燃煤锅炉直接混燃发电系统中煤粉旋流燃烧器对生物质燃料种类适应性差，以及不能适应宽负荷调节生物质掺混量的问题，本发明包括宽负荷生物质旋流燃烧器主体、旋向浓缩器、旋流器、中心风筒、一次风筒、二次风筒和中心风引入管，中心风筒水平安装在燃烧器主体内，一次风筒套装在中心风筒上，二次风筒套装在一次风筒上，旋向浓缩器安装在中心风筒一端的外壁上，中心风筒的另一端与中心风引入管连接，旋流器安装在一次风筒的外壁和二次风筒的内壁之间。本发明应用于锅炉燃烧装置及其燃烧系统布置技术领域。
技术研发人员：于强;徐彦辉;于景泽;关靖宇;殷亚宁;韩升利;魏国华
受保护的技术使用者：哈尔滨锅炉厂有限责任公司
技术研发日：.11.26
技术公布日：.02.25
