【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及切圆锅炉燃烧，具体涉及一种通过叶片角度和风量协同改变回流区来适用于多煤种燃烧的燃烧器及燃烧方法。
技术介绍
1、近年来，随着国家“双碳”政策的全面推行，我国对新能源发电的支持和推动力度不断加大，新能源发电产业呈现出蓬勃发展的态势。然而，传统的火电行业，尤其是燃煤锅炉发电，面临着较大的挑战。火电机组利用小时数逐年下降，反映出能源结构的转型趋势。在这一背景下，为了推动电力行业朝着清洁低碳的方向顺利转型，电网运行的稳定性亟需得到保证。尤其是，新能源发电由于其自身随机性和不稳定性特点，对电力系统造成了复杂且难以预测的影响。因此，提高传统火电机组的深度灵活性调峰能力，成为确保电力系统稳定性并满足负荷调节需求的关键。
2、燃煤锅炉发电是目前我国能源结构中的主体。燃煤锅炉的燃烧方式主要采用在锅炉炉膛四角或八角上布置直流燃烧器，煤粉气流与二次风通过直流燃烧器射流喷入炉膛内，以切圆形式汇合，煤粉气流向火的一侧受到上游邻角高温火焰的直接撞击而被点燃，四角(或八角)射流相互支持，形成旋转燃烧火焰。四角(或八角)切圆煤粉燃烧锅炉是我国电站中应用最广泛、最成熟的炉型，大约占装机总容量的70％以上，但国内煤电机组不投油稳燃负荷仅可达到30％-40％。
3、利用直流燃烧器和旋流燃烧器协同燃烧方法及装置，在直流煤粉燃烧器的直流一次风喷口和直流煤粉燃烧器的直流二次风喷口之间的四角处布置四台自助稳燃燃烧器，自助稳燃燃烧器作为一种关键的燃烧设备，高负荷时，煤粉气流以直流形式喷入稳燃腔，其稳燃腔相较于炉膛截面具有较大的热负荷，燃烧
4、然而，市场经济条件下,煤炭价格波动却给锅炉用煤带来频繁变化，煤质多变是煤粉锅炉面临的一个重要挑战。煤质多变直接影响煤粉着火、稳定燃烧等特性。内二次风旋流使得燃烧器后部高温烟气回流至其根部，促进煤粉气流着火和后续稳定燃烧。煤质变差则需增大旋流强度，促进高温烟气卷吸并保证煤粉着火和稳定燃烧；煤质好则可适当降低旋流强度，防止喷嘴过热烧坏。因此，在煤质多变条件下，旋流强度可调可显著强化燃烧器的煤种适应性，保证锅炉效率和可靠性以及电厂经济性。
5、目前，现有的自助稳燃燃烧器在实际应用中存在一定的局限性。其旋流强度通常是固定的或者调节范围有限，无法适应不同种类煤粉、不同燃烧工况(如不同的负荷、不同的煤粉粒度和挥发分含量等)的需求。为实现可调节的旋流强度，提出调节内二次叶片角度改变回流区大小，进而改变旋流强度。但在叶片角度增大对气流所造成的阻力也随之增大，随着机组负荷的降低，二次风箱的风压随之减小，难以提供足够的内二次风量，无法在低负荷下形成稳定的中心回流区，造成燃烧不稳定。
6、为了解决自助稳燃燃烧器无法随着煤质多变灵活改变旋流强度，以及因叶片角度增大导致阻力增大，而二次风箱的风压不足，进而造成无法保证煤粉的充分燃烧、难以形成稳定的燃烧火焰等问题，本专利技术提出了一种通过叶片角度和风量协同改变回流区来适用于多煤种燃烧的燃烧器及燃烧方法。
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决自助稳燃燃烧器无法随着煤质多变灵活改变旋流强度，以及因叶片角度增大导致阻力增大，而二次风箱的风压不足，进而造成无法保证煤粉的充分燃烧、难以形成稳定的燃烧火焰等问题，进而提供一种通过叶片角度和风量协同改变回流区来适用于多煤种燃烧的燃烧器及燃烧方法；
2、一种通过叶片角度和风量协同改变回流区来适用于多煤种燃烧的燃烧器，燃烧器包括一次风管道、内二次风管道、稳燃腔、内二次风旋流组件和内二次风补风系统，内二次风管道同轴套设在一次风管道的外部，且一次风管道和内二次风管道的出风端均与稳燃腔的进风端连通设置，内二次风旋流组件安装在一次风管道和内二次风管道之间，且内二次风旋流组件的驱动端延伸至内二次风管道的外部，内二次风补风系统设置在燃烧器的外部，且内二次风补风系统的风量输出端与内二次风管道的进风端连通设置；
3、进一步地，内二次风旋流组件包括可调叶片单元和n个驱动单元，n个为正整数，可调叶片单元设置在一次风管道和内二次风管道之间，且可调叶片单元与内二次风管道的内壁固定连接，可调叶片单元与一次风管道的外壁滑动连接，n个驱动单元沿周向等距环绕设置在一次风管道的外侧，且每个驱动单元的一端与可调叶片单元的相连，每个驱动单元的另一端延伸至内二次风管道的外部，通过n个驱动单元的同步动作实现可调叶片单元中叶片角度的改变；
4、进一步地，n的取值范围为2～4；
5、进一步地，可调叶片单元包括内二次风内套筒、外二次风外套筒和多个旋流叶片，内二次风内套筒套设在一次风管道上并与一次风管道的外壁滑动连接，外二次风外套筒插设在内二次风管道中并与内二次风管道的内壁固定连接，多个旋流叶片沿周向等距布置在内二次风内套筒和外二次风外套筒之间，且每个旋流叶片的一端通过滑动销与内二次风内套筒滑动连接，每个旋流叶片的另一端通过转动轴与外二次风外套筒转动连接，每个驱动单元的一端与内二次风内套筒远离稳燃腔一端的外壁固定连接；
6、进一步地，外二次风外套筒的外壁上沿周向等距加工有多个转动轴安装孔，且每个转动轴安装孔与一个旋流叶片对应设置，转动轴的一端与对应的旋流叶片固定连接，转动轴的另一端插设到对应的一个转动轴安装孔中并与外二次风外套筒转动连接：
7、进一步地，内二次风内套筒的外壁上沿周向等距加工有多个弧形导向槽，且每个弧形导向槽与一个旋流叶片对应设置，滑动销的一端与对应的旋流叶片固定连接，滑动销的另一端插设到对应的一个弧形导向槽中并与内二次风内套筒滑动连接；
8、进一步地，内二次风补风系统包括一次风机、冷一次风管、空气预热器、热一次风管、送风机、热二次风管和二次风箱，一次风机和送风机布置在空气预热器的一侧，且一次风机的出风端与送风机的出风端均通过管道与空气预热器的进风端相连，空气预热器的一号出风端通过热一次风管与内二次风管道的进风端相连，空气预热器的二号出风端通过热二次风管与二次风箱的进风端相连，二次风箱的出风端与内二次风管道的进风端相连，冷一次风管并联在空气预热器上，冷一次风管的一端与热一次风管相连，冷一次风管的另一端与一次风机的出风端相连；
9、冷一次风管上串联有冷一次风电动调节阀门；
10、热一次风管上串联有热一次风电动调节阀门，热一次风电动调节阀门位于冷一次风管和热一次风管的连接处与空气预热器之间；
11、内二次风管道上沿二次风的流向依次串联有内二次风电动调节阀门和风速测量装置；
12、进一步地，稳燃腔的进风端上还设有视频火检装置，视频火检装置由高温探头、摄像系统、冷却防护装置、推进器、电源本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种通过叶片角度和风量协同改变回流区来适用于多煤种燃烧的燃烧器，其特征在于：燃烧器包括一次风管道(1)、内二次风管道(2)、稳燃腔(7)、内二次风旋流组件和内二次风补风系统，内二次风管道(2)同轴套设在一次风管道(1)的外部，且一次风管道(1)和内二次风管道(2)的出风端均与稳燃腔(7)的进风端连通设置，内二次风旋流组件安装在一次风管道(1)和内二次风管道(2)之间，且内二次风旋流组件的驱动端延伸至内二次风管道(2)的外部，内二次风补风系统设置在燃烧器的外部，且内二次风补风系统的风量输出端与内二次风管道(2)的进风端连通设置。
2.根据权利要求1所述的一种通过叶片角度和风量协同改变回流区来适用于多煤种燃烧的燃烧器，其特征在于：内二次风旋流组件包括可调叶片单元和N个驱动单元，N个为正整数，可调叶片单元设置在一次风管道(1)和内二次风管道(2)之间，且可调叶片单元与内二次风管道(2)的内壁固定连接，可调叶片单元与一次风管道(1)的外壁滑动连接，N个驱动单元沿周向等距环绕设置在一次风管道(1)的外侧，且每个驱动单元的一端与可调叶片单元的相连，每个驱动单元的另一端延伸至内
3.根据权利要求2所述的一种通过叶片角度和风量协同改变回流区来适用于多煤种燃烧的燃烧器，其特征在于：N的取值范围为2～4。
4.根据权利要求3所述的一种通过叶片角度和风量协同改变回流区来适用于多煤种燃烧的燃烧器，其特征在于：可调叶片单元包括内二次风内套筒(3)、外二次风外套筒(4)和多个旋流叶片(5)，内二次风内套筒(3)套设在一次风管道(1)上并与一次风管道(1)的外壁滑动连接，外二次风外套筒(4)插设在内二次风管道(2)中并与内二次风管道(2)的内壁固定连接，多个旋流叶片(5)沿周向等距布置在内二次风内套筒(3)和外二次风外套筒(4)之间，且每个旋流叶片(5)的一端通过滑动销(18)与内二次风内套筒(3)滑动连接，每个旋流叶片(5)的另一端通过转动轴(17)与外二次风外套筒(4)转动连接，每个驱动单元的一端与内二次风内套筒(3)远离稳燃腔(7)一端的外壁固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种通过叶片角度和风量协同改变回流区来适用于多煤种燃烧的燃烧器，其特征在于：外二次风外套筒(4)的外壁上沿周向等距加工有多个转动轴安装孔(17-1)，且每个转动轴安装孔(17-1)与一个旋流叶片(5)对应设置，转动轴(17)的一端与对应的旋流叶片(5)固定连接，转动轴(17)的另一端插设到对应的一个转动轴安装孔(17-1)中并与外二次风外套筒(4)转动连接。
6.根据权利要求5所述的一种通过叶片角度和风量协同改变回流区来适用于多煤种燃烧的燃烧器，其特征在于：内二次风内套筒(3)的外壁上沿周向等距加工有多个弧形导向槽(19)，且每个弧形导向槽(19)与一个旋流叶片(5)对应设置，滑动销(18)的一端与对应的旋流叶片(5)固定连接，滑动销(18)的另一端插设到对应的一个弧形导向槽(19)中并与内二次风内套筒(3)滑动连接。
7.根据权利要求6所述的一种通过叶片角度和风量协同改变回流区来适用于多煤种燃烧的燃烧器，其特征在于：驱动单元包括标尺(9)、拉杆(10)、支架(15)和连接块(16)，支架(15)固定在内二次风管道(2)远离稳燃腔(7)的一端上，支架(15)中插设有拉杆套筒(11)，且拉杆套筒(11)布置在一次风管道(1)和内二次风管道(2)之间，拉杆套筒(11)的外圆面上加工有外螺纹，拉杆套筒(11)通过两个限位螺母(13)与支架(15)拆卸连接，每个限位螺母(13)与支架(15)之间设有一个垫片(14)，拉杆(10)插设在拉杆套管(11)中并与拉杆套管滑动连接，拉杆(10)的两端均延伸至拉杆套筒(11)的外部，且拉杆(10)的一端通过连接块(16)安装在内二次风内套筒(3)的外壁上，拉杆(10)的另一端作为驱动端用于拉动拉杆(10)在拉杆套管(11)中往复滑动，标尺(9)固定在支架(15)上，且标尺(9)的长度延伸方向与拉杆(10)的长度延伸方向相同，拉杆(10)的驱动端通过定位销(12)与标尺(9)上的限位孔定位。
8.根据权利要求7所述的一种通过叶片角度和风量协同改变回流区来适用于多煤种燃烧的燃烧器，其特征在于：内二次风补风系统包括一次风机(20)、冷一次风管(21)、空气预热器(22)、热一次风管(23)、送风机(24)、热二次风管(25)和二次风箱(26)，一次风机(20)和送风机(24)布置在空气预热器(22)的一侧，且一次风机(20)的出风端与送风机(24)的出风端均通过管道与空气预热器...
【技术特征摘要】
1.一种通过叶片角度和风量协同改变回流区来适用于多煤种燃烧的燃烧器，其特征在于：燃烧器包括一次风管道(1)、内二次风管道(2)、稳燃腔(7)、内二次风旋流组件和内二次风补风系统，内二次风管道(2)同轴套设在一次风管道(1)的外部，且一次风管道(1)和内二次风管道(2)的出风端均与稳燃腔(7)的进风端连通设置，内二次风旋流组件安装在一次风管道(1)和内二次风管道(2)之间，且内二次风旋流组件的驱动端延伸至内二次风管道(2)的外部，内二次风补风系统设置在燃烧器的外部，且内二次风补风系统的风量输出端与内二次风管道(2)的进风端连通设置。
2.根据权利要求1所述的一种通过叶片角度和风量协同改变回流区来适用于多煤种燃烧的燃烧器，其特征在于：内二次风旋流组件包括可调叶片单元和n个驱动单元，n个为正整数，可调叶片单元设置在一次风管道(1)和内二次风管道(2)之间，且可调叶片单元与内二次风管道(2)的内壁固定连接，可调叶片单元与一次风管道(1)的外壁滑动连接，n个驱动单元沿周向等距环绕设置在一次风管道(1)的外侧，且每个驱动单元的一端与可调叶片单元的相连，每个驱动单元的另一端延伸至内二次风管道(2)的外部，通过n个驱动单元的同步动作实现可调叶片单元中叶片角度的改变。
3.根据权利要求2所述的一种通过叶片角度和风量协同改变回流区来适用于多煤种燃烧的燃烧器，其特征在于：n的取值范围为2～4。
4.根据权利要求3所述的一种通过叶片角度和风量协同改变回流区来适用于多煤种燃烧的燃烧器，其特征在于：可调叶片单元包括内二次风内套筒(3)、外二次风外套筒(4)和多个旋流叶片(5)，内二次风内套筒(3)套设在一次风管道(1)上并与一次风管道(1)的外壁滑动连接，外二次风外套筒(4)插设在内二次风管道(2)中并与内二次风管道(2)的内壁固定连接，多个旋流叶片(5)沿周向等距布置在内二次风内套筒(3)和外二次风外套筒(4)之间，且每个旋流叶片(5)的一端通过滑动销(18)与内二次风内套筒(3)滑动连接，每个旋流叶片(5)的另一端通过转动轴(17)与外二次风外套筒(4)转动连接，每个驱动单元的一端与内二次风内套筒(3)远离稳燃腔(7)一端的外壁固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种通过叶片角度和风量协同改变回流区来适用于多煤种燃烧的燃烧器，其特征在于：外二次风外套筒(4)的外壁上沿周向等距加工有多个转动轴安装孔(17-1)，且每个转动轴安装孔(17-1)与一个旋流叶片(5)对应设置，转动轴(17)的一端与对应的旋流叶片(5)固定连接，转动轴(17)的另一端插设到对应的一个转动轴安装孔(17-1)中并与外二次风外套筒(4)转动连接。
6.根据权利要求5所述的一种通过叶片角度和风量协同改变回流区来适用于多煤种燃烧的燃烧器，其特征在于：内二次风内套筒(3)的外壁上沿周向等距...
【专利技术属性】
技术研发人员：李争起，陈震，张鑫，冯勇，邓雷凯，刘新港，王伟宇，
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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