用于W形火焰锅炉上的高效低阻煤粉浓淡分离装置

摘要

用于W形火焰锅炉上的高效低阻煤粉浓淡分离装置，它涉及一种煤粉浓淡分离装置。本发明解决了现有的W形火焰锅炉双旋风筒式燃烧器的旋风筒存在的一次风阻力大，喷口磨损严重的问题。一～五块分离挡板由上至下设置在分离器主体内，隔板将分离器主体分成前后两个均等的腔室，即前腔室和后腔室，两个淡煤粉管道前后并列设置，位于前面的淡煤粉管道的上端与前腔室连通，位于后面的淡煤粉管道的上端与后腔室连通，两个淡煤粉管道前后并列设置，位于前面的淡煤粉管道的上端与前腔室连通，位于后面的淡煤粉管道的上端与后腔室连通。本发明降低了一次风的阻力，同时大大缓解了喷口磨损严重的问题；结构简单，成本仅为现有旋风筒的六分之一。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于W形火焰锅炉上的煤粉浓淡分离装置。

背景技术

W形火焰燃烧锅炉是一种专门为燃用无烟煤、贫煤而设计的锅炉。W形火焰燃烧技术通过延长火焰行程，即延长煤粉颗粒在炉内的停留时间，提高燃烧区温度来促进煤粉的燃尽。美国FW公司制造W形火焰锅炉(结构简图见图1)采用双拱形炉膛，采用双旋风筒式燃烧器(结构简图见图2、图3)与分级配风。下炉膛前后墙水冷壁向炉外弯曲呈八字形，燃烧器布置在前后墙拱上，煤粉气流往下喷射形成“W”火焰。在下炉膛内，W形火焰不仅具有较长的火焰行程，而且高温火焰能够回流卷吸到燃烧器火焰根部，有利于提高煤粉的快速着火与稳燃。从煤粉管道来的煤粉气流经过煤粉进口管及格栅均分器，切向进入两个旋风筒燃烧器。在离心力的作用下，煤粉颗粒被甩向外周，中心部分是煤粉浓度很稀、颗粒更细的混合物。在燃烧器中心部分被引出后，通过乏气管，在拱上的靠近炉膛中心的部位送入炉内高温区域。从燃烧器喷口下射的主煤粉气流的风粉比降低，实现了提高燃烧器主喷口煤粉浓度的目的。主喷口出口段装有消旋叶片，为了控制下炉膛的火焰形状，锅炉采用了二次风逐级送风方式。

虽然旋风筒的煤粉浓淡分离效率比较高，但它存在以下缺点：1、旋风筒阻力大。根据某电厂660MW机组配有美国FW公司制造的W形火焰锅炉实测结果，旋风筒的阻力为4206Pa。当一次风阻力达到一定值时，会导致磨煤机出力降低，进而导致锅炉无法满负荷运行。该厂由于旋风筒阻力大，没有在风(粉)调平装置对每根煤粉管道的煤粉量和风量进行调平，导致该厂锅炉的各个煤粉管道中的煤粉量和风量分配不均，锅炉效率降低；2、由于煤粉气流在旋风筒内强烈旋转，当一次风速较高时，喷口磨损严重。上述电厂的W形火焰锅炉发生过由于燃烧器喷口严重磨损导致二次风箱烧毁的事故。

发明内容

本发明为了解决现有的W形火焰锅炉双旋风筒式燃烧器的旋风筒存在的一次风阻力大，喷口磨损严重的问题，进而提供了一种用于W形火焰锅炉上的高效低阻煤粉浓淡分离装置。

本发明的技术方案是：一种用于W形火焰锅炉上的高效低阻煤粉浓淡分离装置，所述分离装置包括一次风管道、格栅均分器、两个浓煤粉管道和两个淡煤粉管道，所述一次风管道的下端与格栅均分器的上端连通，其特征在于：所述分离装置还包括煤粉浓淡分离器，所述格栅均分器的下端与煤粉浓淡分离器的上端连通，所述煤粉浓淡分离器包括分离器主体、隔板和一～五块分离挡板，所述隔板下端的一角处设有缺口，所述隔板沿竖直方向设置在分离器主体内，所述一～五块分离挡板由上至下设置在分离器主体内，隔板将分离器主体分成前后两个均等的腔室，即前腔室和后腔室，所述一～五块分离挡板均穿过缺口设置，两个浓煤粉管道前后并列设置，位于前面的浓煤粉管道的上端与前腔室连通，位于后面的浓煤粉管道的上端与后腔室连通，两个淡煤粉管道前后并列设置，位于前面的淡煤粉管道的上端与前腔室连通，位于后面的淡煤粉管道的上端与后腔室连通。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：一、本发明采用了分离挡板，使煤粉气流的方向变化不大，大大降低了一次风的阻力和系统阻力(现有的2026t/h W形火焰锅炉的旋风筒阻力为4206Pa，在相同的参数下，煤粉浓淡分离装置的阻力小于500Pa)，也降低了一次风机电耗，同时大大缓解了喷口磨损严重的问题；二、分离器设置在风箱外，维修方便；三、煤粉浓淡分离装置的结构简单，布置方便，成本仅为现有技术的六分之一(煤粉浓淡分离装置的费用为5万元，双旋风筒式燃烧器的费用为30万元)。

附图说明

图1是美国FW公司制造的W形火焰锅炉的整体结构示意图，图2是图1的A向示意图，图3是图2的B向示意图，图4是本发明的整体结构示意图，图5是图4的C向示意图，图6是煤粉浓淡分离器的主视图，图7是图6的D-D剖视图，图8是图6的主剖视图。

具体实施方式：

具体实施方式一：如图4～8所示，本实施方式所述的用于W形火焰锅炉上的高效低阻煤粉浓淡分离装置包括一次风管道2、格栅均分器3、两个浓煤粉管道5和两个淡煤粉管道6，所述一次风管道2的下端与格栅均分器3的上端连通，所述分离装置还包括煤粉浓淡分离器4，所述格栅均分器3的下端与煤粉浓淡分离器4的上端连通，所述煤粉浓淡分离器4包括分离器主体4-1、隔板4-2和一～五块分离挡板4-4，所述隔板4-2下端的一角处设有缺口4-2-1，所述隔板4-2沿竖直方向设置在分离器主体4-1内，所述一～五块分离挡板4-4由上至下设置在分离器主体4-1内，隔板4-2将分离器主体4-1分成前后两个均等的腔室，即前腔室4-7和后腔室4-8，所述一～五块分离挡板4-4均穿过缺口4-2-1设置，两个浓煤粉管道5前后并列设置，位于前面的浓煤粉管道5的上端与前腔室4-7连通，位于后面的浓煤粉管道5的上端与后腔室4-8连通，两个淡煤粉管道6前后并列设置，位于前面的淡煤粉管道6的上端与前腔室4-7连通，位于后面的淡煤粉管道6的上端与后腔室4-8连通。所述煤粉浓淡分离装置对称设置在上炉膛1的两侧的炉拱9上。格栅均分器为现有技术。

具体实施方式二：如图6～8所示，本实施方式所述分离装置还包括一～五根轴4-3和一～五个调节手柄4-5，所述一～五根轴4-3和一～五个调节手柄4-5数量相同且与一～五块分离挡板4-4数量相一致设置，所述一～五根轴4-3的一端分别与相对应的分离挡板4-4的一端固接，一～五根轴4-3的另一端分别与对应的调节手柄4-5连接，所述一～五根轴4-3设置在分离器主体4-1的外部。如此设计，通过调整调节手柄的角度来改变分离挡板的角度，在不改变浓、淡煤粉管道内风量比的情况下，可以灵活调节浓、淡煤粉气流的粉风比。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：如图4～5所示，本实施方式所述淡煤粉管道6上安装有淡煤粉管道挡板6-1。如此设计，可以控制淡煤粉气流的流速。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

工作原理：

煤粉气流由一次风管道2通过格栅均分器3(使煤粉气流在炉膛宽度方向上分布均匀)进入煤粉浓淡分离器4内，煤粉颗粒会与分离挡板4-4发生碰撞，由于煤粉颗粒的惯性很大，碰撞后煤粉被集中到煤粉浓淡分离器的右侧，一次风中的空气惯性很小，分离挡板4-4对空气的影响很小，空气流经分离挡板4-4后，空气扩散到煤粉浓淡分离器4的整个流通截面，煤粉气流流经分离挡板4-4后，在煤粉浓淡分离器一侧形成浓煤粉气流区域，在另一侧形成淡煤粉气流区域；煤粉浓淡分离器4内的浓侧区域被隔板4-2均匀的分为两部分，从而保证两部分浓侧区域的煤粉气流不相互干扰。在格栅均分器3(使进入分离器的煤粉左右均匀)和隔板4-2的作用下，浓煤粉管道内的煤粉量和风量偏差很小，浓煤粉气流进入浓煤粉管道5，并经由浓煤粉喷口8喷入下炉膛10；淡煤粉气流进入淡煤粉管道6，并经由乏气喷口7喷入下炉膛10。