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1、(10)申请公布号 CN 103807869 A (43)申请公布日 2014.05.21 CN 103807869 A (21)申请号 201210443684.3 (22)申请日 2012.11.08 F23L 9/00(2006.01) F23C 7/00(2006.01) (71)申请人 烟台龙源电力技术股份有限公司 地址 264006 山东省烟台市经济技术开发区 衡山路 9 号 (72)发明人 王志远 李明 孙树翁 林淑胜 刘欣 崔星源 王敏 蔡兴飞 姬亚 甄晓伟 (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 孙巍 (54) 发明名称 一种用于锅炉。
2、的燃尽风喷口及锅炉 (57) 摘要 本发明涉及一种用于锅炉的燃尽风喷口及锅 炉， 燃尽风喷口包括内外相互套接的直流风喷口 和旋流风喷口， 所述旋流风喷口为环形喷口， 且在 所述环形喷口上间隔设有旋流叶片 ； 所述直流风 喷口的横截面为所述旋流风喷口圆形截面的内接 四边形或多边形结构， 所述直流风喷口的纵向整 体呈棱柱型的筒状结构， 且所述旋流风喷口和所 述直流风喷口之间的区域设有冷却风风道， 形成 在直流风喷口的外周自内向外依次同心设置的直 流风风道、 冷却风风道和旋流风风道的三通道结 构。 本发明在相同燃尽风风量及风速的条件下， 有 效地增加了燃尽风直流风的射程且燃尽风直流风 的刚性也得到增。
3、强， 同时增强了燃尽的效果， 保证 了锅炉燃烧的效率。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)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4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103807869 A CN 103807869 A 1/1 页 2 1. 一种用于锅炉的燃尽风喷口， 包括内外相互套接的直流风喷口 （11） 和旋流风喷口 （2） ， 其特征在于 ： 所述旋流风喷口 （2） 为环形喷口， 且在所述环形喷口上间隔设有旋流叶 片 （3） ； 所述直流风喷口 （11） 的横截面为所述旋流风喷口 （2） 圆形截面的内。
4、接四边形或多 边形结构， 所述直流风喷口 （11） 的纵向整体呈棱柱型的筒状结构， 且所述旋流风喷口 （2） 和所述直流风喷口 （11） 之间的区域设有冷却风风道 （6） ， 形成在直流风喷口 （11） 的外周自 内向外依次同心设置的直流风风道 （4） 、 冷却风风道 （6） 和旋流风风道 （5） 的三通道结构。 2. 根据权利要求 1 所述的燃尽风喷口， 其特征在于 ： 所述直流风喷口 （11） 的横截面为 所述旋流风喷口 （2） 圆形截面的内接矩形结构。 3. 根据权利要求 2 所述的燃尽风喷口， 其特征在于 ： 在所述燃尽风喷口的端面上， 所述 旋流风喷口 （2） 内侧的圆形截面和该圆形。
5、截面内接的直流风喷口 （11） 矩形截面之间设有 挡板 （7） 。 4. 根据权利要求 3 所述的燃尽风喷口， 其特征在于 ： 所述挡板 （7） 上开有多个通风孔 （8） 。 5. 根据权利要求 3 或 4 所述的燃尽风喷口， 其特征在于 ： 所述挡板 （7） 由钢板制成。 6.根据权利要求1所述的燃尽风喷口， 其特征在于 ： 所述旋流叶片 （3） 上设有角度调节 机构。 7.根据权利要求1所述的燃尽风喷口， 其特征在于 ： 旋流风喷口 （2） 的内侧和外侧均为 圆筒型结构。 8. 一种锅炉， 其特征在于 ： 所述的锅炉具有上述任意一项权利要求所述的燃尽风喷 口。 权 利 要 求 书 CN 1。
6、03807869 A 2 1/4 页 3 一种用于锅炉的燃尽风喷口及锅炉 技术领域 0001 本发明涉及一种锅炉燃烧技术领域的设备， 特别是涉及一种用于锅炉的燃尽风喷 口及锅炉。 背景技术 0002 空气分级技术最早是由美国在上世纪 50 年代发展起来的。其原理是将燃料的燃 烧过程分阶段完成。在第一阶段， 将从主燃烧器供入炉膛的空气量减少到总燃烧空气量的 70 75% （相当于理论空气量的 80%） ， 使燃料先在缺氧的富燃料燃烧条件下燃烧。此时， 主 燃烧区内过量空气系数 1 的条件下完成全部燃烧过程。 0003 该技术的关键在于 ： 燃尽风风量和燃尽风喷口的设计。 当燃尽风风量选取过低时，。
7、 主燃烧器内的二次风风量就难以降低至空气分级燃烧所需数值， 使燃烧器区域内的过量空 气系数仍旧接近 1， 不能达到良好的抑制氮氧化物生成的效果。当燃尽风风量足够时， 炉膛 内主燃烧器对应的区域处于欠氧状态， 煤粉在这种条件下燃烧可大幅度抑制氮氧化物的生 成。但是， 由于没有足够的氧气， 燃料不能完全燃烧， 使得飞灰可燃物含量增加。如果燃尽 风喷口设计不当， 主燃烧器区域内生成的未燃尽碳和 CO 气体在炉膛燃尽区内不能与燃尽 风充分掺混， 从而影响了燃料的燃尽程度， 致使未完全燃烧热损失增加， 最终导致锅炉整体 燃烧效率的降低。 0004 目前， 300MW 600MW 级别墙式燃烧煤粉锅炉燃尽。
8、风喷口均为圆型喷口， 燃尽风射 入炉膛后， 随着温度的提高， 气流的粘性增大， 燃尽风动量降低， 穿透力减弱， 炉膛充满度不 强。主燃烧器区域生成的烟气在向上运动过程中， 由于燃尽风气流穿透力不强， 到达不了 炉膛中心而使烟气从炉膛中心 “溜走” ， 致使燃尽风气流与烟气中未燃尽物质的混合程度下 降， 影响了锅炉的燃烧效率。 0005 图1为常规燃尽风喷口， 分为直流风， 旋流风 （内二次风， 外二次风） ， 其中直流风通 过中间圆形喷口 1 直接吹入炉膛。前、 后墙直流燃尽风经对冲后， 充满炉膛中部。旋流风经 过外围环形喷口 2 吹入炉膛， 并通过调节旋流叶片 3 角度来调节燃尽风覆盖面。 。
9、0006 在整体空气分级燃烧技术中， 需要增加燃尽风来降低主燃区过量空气系数， 控制 NOx排放， 燃尽风在燃烧后期起到了可燃物燃尽的作用。 0007 实际使用时， 在墙式对冲旋流锅炉中， 发现圆形燃尽风喷口射流刚性不足， 穿透力 较差， 致使飞灰含碳量及烟气中可燃物含量增高 ； 而椭圆型喷口刚性强于圆形喷口燃烧器 刚性， 穿透力较好， 但制作工艺复杂， 成本较高。 0008 由于燃尽风刚性不足， 所以在锅炉运行过程中， 容易造成以下问题 ： 第一， 由于燃 尽风刚性不足会造成燃尽风炉膛充满度不够， 燃尽效果差， 导致飞灰含碳量增加， 影响锅炉 效率。第二， 烟气中 CO 增加， 导致未完全燃。
10、烧热损失增加， 锅炉效率下降。 说 明 书 CN 103807869 A 3 2/4 页 4 0009 现有技术中为了提高燃尽风刚性， 主要采用的方案是调节风门挡板， 提高燃尽风 量， 通过增加喷口流速使燃尽风获得较大动量 ； 或者增大喷口面积使出口获得较大的动量。 0010 但是， 上述现有技术当中提高喷口流速的方案还存在有如下的缺点 ： 0011 1、 燃尽风风量的提高受到风箱风道流动阻力的限制， 并且， 会增加送风机电耗 ； 0012 2、 燃尽风喷口流速增加到一定程度后， 受到燃尽风流通通道阻力的限制， 很难进 一步增大。 0013 而增大喷口面积会导致在实际运行的过程中燃尽风率较小的。
11、情况下喷口流速过 低， 动量不足， 穿透力较差， 燃尽效果不佳， 锅炉效率下降。 发明内容 0014 本发明的目的是提出一种能够有效地提高燃尽风刚性、 提高燃尽风炉膛充满度、 增强燃尽效果的用于锅炉的燃尽风喷口。 0015 为实现上述目的， 本发明提供了一种用于锅炉的燃尽风喷口， 包括内外相互套接 的直流风喷口和旋流风喷口， 所述旋流风喷口为环形喷口， 且在所述环形喷口上间隔设有 旋流叶片 ； 所述直流风喷口的横截面为所述旋流风喷口圆形截面的内接四边形或多边形结 构， 所述直流风喷口的纵向整体呈棱柱型的筒状结构， 且所述旋流风喷口和所述直流风喷 口之间的区域设有冷却风风道， 形成在直流风喷口的。
12、外周自内向外依次同心设置的直流风 风道、 冷却风风道和旋流风风道的三通道结构。 0016 优选地， 所述直流风喷口的横截面为所述旋流风喷口圆形截面的内接矩形结构。 0017 优选地， 在所述燃尽风喷口的端面上， 所述旋流风喷口内侧的圆形截面和该圆形 截面内接的直流风喷口矩形截面之间设有挡板。 0018 优选地， 所述挡板上开有多个通风孔。 0019 优选地， 所述挡板由钢板制成。 0020 优选地， 所述旋流叶片上设有角度调节机构。 0021 优选地， 旋流风喷口的内侧和外侧均为圆筒型结构。 0022 本发明的另一目的在于提供一种锅炉， 该锅炉具有上述的燃尽风喷口。 0023 基于上述技术方案。
13、， 本发明的优点是 ： 0024 本发明在相同燃尽风风量及风速的条件下， 有效地增加了燃尽风直流风的射程且 燃尽风直流风的刚性也得到增强， 同时增强了燃尽的效果， 保证了锅炉燃烧的效率。同时， 在直流风风道外围布置了冷却风通道， 可以直接用来冷却燃尽风喷口， 因此也大大地延长 了燃尽风喷口的寿命。 附图说明 0025 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本申请的一部分， 本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。在附图中 ： 0026 图 1 为现有技术中常规燃尽风喷口的结构示意图 ； 0027 图 2 为本发明一种实施例的结构示意图 ； 00。
14、28 图 3 为本发明另一种实施例的侧视剖面图 ； 0029 图 4 为图 3 中 A-A 向的剖面示意图 ； 说 明 书 CN 103807869 A 4 3/4 页 5 0030 图 5 为本发明又一种实施例的结构示意图。 具体实施方式 0031 下面通过附图和实施例， 对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 0032 参见图 2 图 4， 其中示出本发明一种用于锅炉的燃尽风喷口的优选实施例， 包括 内外相互套接的直流风喷口 11 和旋流风喷口 2， 所述旋流风喷口 2 为环形喷口， 优选地， 旋 流风喷口2的内侧和外侧均为圆筒型结构， 如图2所示 ； 并且在所述环形喷口上间隔设有旋 流叶。
15、片 3， 如图 2 所示 ； 本发明所述直流风喷口 11 的横截面为所述旋流风喷口 2 圆形截面 的内接四边形或多边形结构， 在本实施例中， 所述直流风喷口 11 的横截面优选为所述旋流 风喷口 2 圆形截面的内接矩形结构 （例如可以为正方形结构） ， 所述直流风喷口 11 的纵向整 体呈棱柱型的筒状结构， 如图3所示， 在本实施例中， 直流风喷口11的纵向整体呈四棱柱型 的方筒状结构， 且所述旋流风喷口2和所述直流风喷口11之间的区域设有冷却风风道6， 该 冷却风风道 6 内部的冷却风可以直接用来冷却燃尽风喷口， 所以， 此种结构能够大大地延 长了燃尽风喷口的寿命。由此， 本发明形成了在直流。
16、风喷口 11 的外周自内向外依次同心设 置的直流风风道 4、 冷却风风道 5 和旋流风风道 5 的三通道结构， 如图 3 所示。 0033 参见图 3， 优选地， 在所述燃尽风喷口的端面上， 所述旋流风喷口 2 内侧的圆形截 面和该圆形截面内接的直流风喷口 11 矩形截面之间设有挡板 7。 0034 进一步参见图4所示的实施例， 在该实施例中， 所述挡板7上优选地开有多个通风 孔 8， 此种结构可以保证冷却风风道 6 内有足够的冷却风用以冷却燃尽风喷口。优选地， 所 述的挡板 7 由钢板制成， 即挡板 7 为在钢板上开具多个通风孔 8 的结构。 0035 如图 2 所示， 所述旋流叶片 3 上。
17、设有角度调节机构 （图中未示出） ， 通过该角度调节 机构来调节旋流叶片 3 的角度， 进而调节燃尽风的覆盖面。 0036 具体地， 本发明的工作原理和工作过程为 ： 0037 参见图 2， 本发明的燃尽风直流风经矩形的直流风喷口 11 吹入炉膛， 外围环形的 喷口为旋流风喷口 2， 通过角度调节机构 （图中未示出） 来调节旋流叶片 3 的角度， 进而来调 节燃尽风覆盖面。 如图3、 图4所示， 燃尽风直流风入口为圆筒型， 直流风风道4为截面呈矩 形的风道 ； 矩形的直流风风道 4 与其外接圆之间的间隙在距离喷口一段距离处， 用钢板制 成的挡板 7 进行封堵， 并在钢板上开具适量通风孔 8， 。
18、保证喷口有足够的冷却风 ； 冷却风风 道 6 的外表面为旋流风风道 5 的内壁面。 0038 根据锅炉实际运行工况， 可通过改变矩形喷口的长宽比及外接圆直径来调节矩形 喷口的面积， 提供燃尽所需燃尽风量， 达到最佳燃尽效果， 如图 5 所示。在图 5 所示的实施 例中， 直流风喷口 11 的横截面为所述旋流风喷口 2 圆形截面的内接长方形结构。 0039 本发明的另一目的还在于提供一种具有上述燃尽风喷口的锅炉， 在使用上述燃尽 风喷口的锅炉是， 发明人经过大量的实验和结构改型后测得 ： 在相同风量和同等流速条件 下， 本发明矩形直流风喷口的刚性要明显强于圆形喷口， 由此使得本发明燃尽风直流风的。
19、 射程更远 ； 在实际使用中， 经过锅炉前后墙燃尽风的对冲， 便会形成强烈的碰撞及扰动， 从 而能够有效地增强炉膛中心区域未燃尽烟气与燃尽风的混合。 这样在同等燃尽风率的条件 下， 本发明既能使直流风的射程得到增强， 还能在保证锅炉效率的前提下不增加风机的压 头。 说 明 书 CN 103807869 A 5 4/4 页 6 0040 所以， 本发明优化的燃尽风喷口及锅炉设计可以达到以下技术目的 ： 0041 1、 本发明既能实现深度的空气分级燃烧 ； 又能保证燃尽效果和锅炉效率 ； 0042 2、 在不改变燃尽风风量的情况下， 提高燃尽风直流风刚性， 使燃尽风与未燃尽烟 气充分混合， 且不增加送风机电耗。 0043 最后应当说明的是 ： 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制 ； 尽 管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明， 所属领域的普通技术人员应当理解 ： 依然 可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换 ； 而不脱离本发 明技术方案的精神， 其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。 说 明 书 CN 103807869 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103807869 A 7 2/2 页 8 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103807869 A 8 。