【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃烧器及燃烧器应用，具体涉及一种回流区形态可调节的旋流煤粉燃烧器及其使用方法。
技术介绍
1、随着我国新能源的发展，风电和光伏等间歇式新能源装机容量持续上升，新能源的并网消纳对电力系统灵活性和安全稳定运行的要求越来越高。中国的能源结构仍以煤炭为主的火力发电为主。当火电机组参与深度调峰时，稳燃负荷需要在30％～20％之间。动力用煤分类中，贫煤的干燥无灰基挥发分(vdaf)含量为10％～20％，贫煤属于反应性能较差的煤类。中国是世界上少数贫煤储量丰富的国家之一，贫煤在中国电站锅炉燃用煤量中所占比例高达40％。然而，目前中国燃用贫煤锅炉的最低稳燃负荷率仅能达到50％左右，无法满足深度调峰的要求。
2、燃烧器是燃煤锅炉的核心设备。当锅炉处于低负荷运行时，主燃区温度降低，若燃烧器出口没有回流区或回流区尺寸较小，会导致回流的高温烟气量难以点燃燃烧器出口附近的煤粉，造成锅炉低负荷稳燃性能变差。因此，锅炉在低负荷运行时，需要燃烧器出口存在较大的中心回流区以保证煤粉稳燃。然而，当锅炉处于较高负荷运行时，炉膛温度较高，若燃烧器出口回流区较大，则会导致煤粉在燃烧器喷口附近燃烧，长时间运行会出现喷口烧损及结渣问题。因此，锅炉在高负荷运行时，就需要改变回流区的形态，使其变为环形回流区，以减小回流区的高度或宽度。
3、《一种多通道旋流煤粉燃烧器》(申请(专利)号：cn201110181144.8)开发了一种多通道旋流煤粉燃烧器，在燃烧器设置多个二次风通道，以期在燃烧器二次风风量变化时稳定煤粉燃烧。但实际应用表明，应用该
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有燃用贫煤锅炉低负荷稳燃性能差和喷口结渣的问题，进而提出一种回流区形态可调节的旋流煤粉燃烧器及其使用方法；
2、一种回流区形态可调节的旋流煤粉燃烧器，所述旋流煤粉燃烧器包括一次风管道、内二次风第一管道、内二次风第二管道、外二次风管道和多个锥形分离环，所述内二次风第一管道套设在一次风管道上，内二次风第二管道套设在内二次风第一管道上，外二次风管道套设在内二次风第二管道上，且一次风管道、内二次风第一管道、内二次风第二管道和外二次风管道同轴设置，多个锥形分离环沿一次风管道的长度延伸方向依次等距设置在一次风管道内；
3、进一步地，所述内二次风第一管道中设置有内二次风一号叶片，在内二次风一号叶片处连接有一号叶片角度调节机构，内二次风第一管道内安装一号风门，一号风门设置在一次风管道与内二次风第一管道之间，内二次风第二管道中设置有内二次风二号叶片，在内二次风二号叶片处连接有二号叶片角度调节机构，内二次风第二管道内安装有二号风门，二号风门设置在内二次风第一管道与内二次风第二管道之间，外二次风管道中设置有外二次风叶片，在外二次风叶片处连接有三号叶片角度调节机构，外二次风管道内设置有三号风门，三号风门设置在内二次风第二管道与外二次风管道之间；
4、进一步地，所述内二次风第一管道完全设置在内二次风第二管道内，且内二次风第一管道设置在靠近燃烧器出口的位置，在在远离燃烧器出口的位置，内二次风第二管道和一次风管道之间构成燃烧器内二次风通道，在内二次风通道上安装有四号风门，四号风门设置在一次风管道与内二次风第二管道之间；
5、进一步地，所述内二次风第一管道远离燃烧器出口的一端与蜗壳连通设置，在蜗壳入口处安装有舌形挡板，内二次风第二管道中设置有内二次风二号叶片，在内二次风二号叶片处连接有二号叶片角度调节机构，内二次风第二管道内安装有二号风门，二号风门设置在内二次风第一管道与内二次风第二管道之间，外二次风管道中设置有外二次风叶片，在外二次风叶片处连接有三号叶片角度调节机构，外二次风管道内设置有三号风门，三号风门设置在内二次风第二管道与外二次风管道之间；
6、进一步地，所述多个锥形分离环的直径沿烟气流动方向依次减小；
7、一种回流区形态可调节的旋流煤粉燃烧器的使用方法，所述方法是通过改变燃烧器回流区形态来实现对燃用贫煤锅炉进行灵活性调峰，具体步骤如下：
8、当锅炉在30％及更低负荷运行时，调节内二次风第一管道内的一号叶片角度调节机构，将内二次风一号叶片与燃烧器中心轴线所呈夹角调节为45°～60°，增大该管道气流的旋流强度；同时调节一号风门的开度，使内二次风第一管道内的二次风量占到燃烧器总二次风量的20％～30％，平均风速为13～15m/s，调节内二次风第二管道内的二号叶片角度调节机构，调节外二次风管道内的三号叶片角度调节机构，将内二次风二号叶片和外二次风叶片的角度均调节至45°～55°，并调节二号风门和三号风门开度，将内二次风第二管道和外二次风管道的风量比控制在4:6～5:5之间，内二次风第二管道出口平均风速为13～15m/s，外二次风管道出口的平均风速为17～20m/s。此时燃烧器出口为“椭圆形”中心回流区，回流区起点位置距离出口0～0.15d，回流区的长度为1.5～2.0d，直径为0.5～0.8d，d为外二次风扩口的直径；
9、当锅炉在30％～50％负荷运行时，调节内二次风第一管道内的一号叶片角度调节机构，将内二次风一号叶片与燃烧器中心轴线所呈夹角调节为30°～45°，降低出口气流旋流强度，并扳动内二次风第一管道内的一号风门，使内二次风第一管道内的二次风量占到燃烧器总二次风量的15％～20％，此时该管道出口风速为10～13m/s，调节内二次风第二管道内的二号叶片角度调节机构，调节外二次风管道内的三号叶片角度调节机构，将内二次风二号叶片和外二次风叶片角度调节为30°～40°，降低旋流强度；调小二号风门和三号风门开度，增加进入内二次风第二管道和外二次风管道的二次风量，以保证总二次风量不变，并控制两通道风量比在4:6～5:5之间，内二次风第二管道出口平均风速为14～17m/s，外二次风管道出口的平均风速为18～22m/s。此时燃烧器出口回流区为“心形”中心回流区，回流区起点位置距离出口0.15～0.25d，回流区的长度为1.0～1.5d，直径为0.35～0.5d；
10、当锅炉在50％及以上负荷运行时，调节内二次风第一管道内的一号叶片角度调节机构，将内二次风一号叶片与燃烧器中心轴线所呈夹角调节为0°～30°，并扳动内二次风第一管道内的一号风门，控制该风道二次风风率为0％～15％；调节内二次风第二管道内的二号叶片角度调节机构，调节外二次风管道内的三号叶片角度调节机构，将内二次风本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种回流区形态可调节的旋流煤粉燃烧器，其特征在于；所述旋流煤粉燃烧器包括一次风管道(2)、内二次风第一管道(3)、内二次风第二管道(4)、外二次风管道(5)和多个锥形分离环(1)，所述内二次风第一管道(3)套设在一次风管道(2)上，内二次风第二管道(4)套设在内二次风第一管道(3)上，外二次风管道(5)套设在内二次风第二管道(4)上，且一次风管道(2)、内二次风第一管道(3)、内二次风第二管道(4)和外二次风管道(5)同轴设置，多个锥形分离环(1)沿一次风管道(2)的长度延伸方向依次等距设置在一次风管道(2)内。
2.根据权利要求1所述的一种回流区形态可调节的旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述内二次风第一管道(3)中设置有内二次风一号叶片(3-1)，在内二次风一号叶片(3-1)处连接有一号叶片角度调节机构(3-2)，内二次风第一管道(3)内安装一号风门(3-3)，一号风门(3-3)设置在一次风管道(2)与内二次风第一管道(3)之间，内二次风第二管道(4)中设置有内二次风二号叶片(4-1)，在内二次风二号叶片(4-1)处连接有二号叶片角度调节机构(4-2)，内二次风第
3.根据权利要求2所述的一种回流区形态可调节的旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述内二次风第一管道(3)完全设置在内二次风第二管道(4)内，且内二次风第一管道(3)设置在靠近燃烧器出口的位置，在在远离燃烧器出口的位置，内二次风第二管道(4)和一次风管道(2)之间构成燃烧器内二次风通道(6)，在内二次风通道(6)上安装有四号风门(6-1)，四号风门(6-1)设置在一次风管道(2)与内二次风第二管道(4)之间。
4.根据权利要求1所述的一种回流区形态可调节的旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述内二次风第一管道(3)远离燃烧器出口的一端与蜗壳(3-1')连通设置，在蜗壳入口处安装有舌形挡板(3-2')，内二次风第二管道(4)中设置有内二次风二号叶片(4-1)，在内二次风二号叶片(4-1)处连接有二号叶片角度调节机构(4-2)，内二次风第二管道(4)内安装有二号风门(4-3)，二号风门(4-3)设置在内二次风第一管道(3)与内二次风第二管道(4)之间，外二次风管道(5)中设置有外二次风叶片(5-1)，在外二次风叶片(5-1)处连接有三号叶片角度调节机构(5-2)，外二次风管道(5)内设置有三号风门(5-3)，三号风门(5-3)设置在内二次风第二管道(4)与外二次风管道(5)之间。
5.根据权利要求2、3或4所述的一种回流区形态可调节的旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述多个锥形分离环(1)的直径沿烟气流动方向依次减小。
6.一种利用权利要求2或3中所述的回流区形态可调节的旋流煤粉燃烧器的使用方法，其特征在于：所述方法是通过改变燃烧器回流区形态来实现对燃用贫煤锅炉进行灵活性调峰，具体步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种回流区形态可调节的旋流煤粉燃烧器，其特征在于；所述旋流煤粉燃烧器包括一次风管道(2)、内二次风第一管道(3)、内二次风第二管道(4)、外二次风管道(5)和多个锥形分离环(1)，所述内二次风第一管道(3)套设在一次风管道(2)上，内二次风第二管道(4)套设在内二次风第一管道(3)上，外二次风管道(5)套设在内二次风第二管道(4)上，且一次风管道(2)、内二次风第一管道(3)、内二次风第二管道(4)和外二次风管道(5)同轴设置，多个锥形分离环(1)沿一次风管道(2)的长度延伸方向依次等距设置在一次风管道(2)内。
2.根据权利要求1所述的一种回流区形态可调节的旋流煤粉燃烧器，其特征在于：所述内二次风第一管道(3)中设置有内二次风一号叶片(3-1)，在内二次风一号叶片(3-1)处连接有一号叶片角度调节机构(3-2)，内二次风第一管道(3)内安装一号风门(3-3)，一号风门(3-3)设置在一次风管道(2)与内二次风第一管道(3)之间，内二次风第二管道(4)中设置有内二次风二号叶片(4-1)，在内二次风二号叶片(4-1)处连接有二号叶片角度调节机构(4-2)，内二次风第二管道(4)内安装有二号风门(4-3)，二号风门(4-3)设置在内二次风第一管道(3)与内二次风第二管道(4)之间，外二次风管道(5)中设置有外二次风叶片(5-1)，在外二次风叶片(5-1)处连接有三号叶片角度调节机构(5-2)，外二次风管道(5)内设置有三号风门(5-3)，三号风门(5-3)设置在内二次风第二管道(4)与外二次风管道(5)之间。
3.根据权利要求2所述的一种回流区形态...
【专利技术属性】
技术研发人员：李争起，黄椿朝，王誉霏，黄浩麟，刘政，陈智超，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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