專利名稱：用于燃燒器煤料噴嘴的擴散器的制作方法
通常用于燃燒器煤料噴嘴的錐形噴嘴，用來將煤料分配在四周。以往的經驗說明，如果煤料顆粒可以均勻地分布在煤料管道的內表面周圍，那么燃燒效率將提高。這表現為未燃燒碳的損失較低以及散發的一氧化二氮可能較少。
美國專利第4,380,202號示出了一種用于具有一擴散器的雙調風燃燒器的混合器，該混合器包括一稱作為“拉長—菱形塞頭”的表面縮小的錐體，以及同軸地包圍該塞頭的截頭錐形護罩。塞頭支架牢固地將塞頭固定到護罩的內部。塞頭支架被加工成形為使空氣攜帶的粉狀燃料的流動阻力最小。除了圖中所示的平行于擴散器的軸線的兩個塞頭架以外，對于塞頭架的數量沒再作進一步的揭示。
美國專利第4,479,442號是指一種用于粉狀煤料的文氏管噴嘴，它包括具有多個渦流葉片的擴張的分流器。
美國專利第2,912,942號示出了一種具有圓周方向隔開的多個葉片的粉狀燃料燃燒器。它們的橫截面都是三角形，它們的頂點都向著燃燒器軸線。葉片都位于截頭錐形護罩的內表面上。
本發明是提出一種用于錐形擴散器的支撐腿部結構，以改善粉狀煤料在煤料燃燒器中的煤料噴嘴周圍的分布情況。根據本發明，設計了一表面縮小的錐體，它具有四條均勻間隔在表面縮小的錐體周圍的支撐腿部，并且位于錐體和截頭錐形護罩之間。四條支撐腿部全部與燃燒器軸線成銳角，特別是10°角。
使用四條成角度的支撐腿部，由于它可形成很好的、出人意料的流動方式，使得其優于先前用兩條平行于噴嘴軸線的支撐腿部的設計。
因此，本發明的一個目的在于提供一種用于具有一軸線和一內表面的煤料噴嘴的煤料燃燒器的擴散器，該擴散器包括具有錐形上游和下游端的表面縮小的錐體，以定位在煤料噴嘴中的噴嘴軸線上；有一小直徑上游端和大直徑下游端的截頭錐形護罩，它位于表面縮小錐體的周圍；以及多個連接到表面縮小錐體上、并通過該護罩徑向向外延伸、以連接到煤料噴嘴上的支撐腿部，各個支撐腿部銳角地斜向煤料噴嘴的軸線，以將經煤料噴嘴輸送并通過擴散器的粉狀煤料均勻地噴出。
本發明的另一個目的在于采用四條各自成平板形、并各自以近似10°的角度斜向煤料噴嘴軸線的支撐腿部。
本發明的再一個目的在于提供一種用于煤料噴嘴的改進的擴散器，其設計簡單，結構牢固并且造價低。
構成本發明的新穎性的各個特征具體地在所附的并構成本說明文本一部分的權利要求書中指出。為了較好地理解本發明、通過使用所獲得的操作優點和特殊目的，涉及示出本發明一較佳實施例的敘述部分。
圖1是具有本發明的擴散器的煤料燃燒器的軸向截面圖；圖2是本發明的擴散器的后視圖；以及圖3是沿圖2線3-3的截面圖。
圖1示出了具有本發明錐形擴散器的一種典型的燃燒器。擴散器10靠近上游管彎14的出口端部12c，以重新分配煤料。一表面漸縮的錐體或截頭錐形護罩16截聚一些煤料，并將之推向煤料噴嘴20的內表面18。本發明的擴散器包括四條與噴嘴軸線24成角度的支撐腿部22。
研制本發明的煤料擴散器用來改善煤料噴嘴周圍的煤料分配情況。新的錐形擴散器10保留了原有設計的表面漸縮的錐體11，但又添加了另外的支撐腿部。請見圖2，所有四條支撐腿部22都傾斜成10°角度。這四條支撐腿部的使用可使這種擴散器優于任何已有的設計。
這種結構具有較好分配煤料的優點，并且更能承受噴嘴上游的煤料卷成繩狀。
本發明人采用現有的煤管結構以一典型的煤料與空氣的負荷比來定量測試這種新擴散器。對于本發明的擴散器，在燃燒器噴嘴的端部處的空氣速度分布顯示出煤料的均勻分配情況與已有技術相比有實質性改善。經擴散器向噴嘴端部的煤料顆粒速度也有提高。新設計與已有技術相比在邊緣周圍有好得多的分配情況，并且在中心有較低速的核心。對于這種結構和截荷，在獲得改善的分配情況下，新設計增加了三分之一英寸水位計風力損失。
煤料卷成繩狀發生在由空氣攜帶的顆粒(煤料)的傳送過程中。顆粒由流動介質所拖拉，由于管道，流動介質使顆粒在流動模式的變化中滯后。這使得煤料變得集中，并在管道橫截面的小部分中移動。這種煤料的“卷成繩狀”經管道移向燃燒器噴嘴。本發明的具有四條支撐腿部的擴散器有助于破壞這種集中的煤料繩狀，而提供較好的煤料分配。
這些改進將在燃煤鍋爐中顯露出來，即降低未燃燒碳的損失，降低一氧化二氮的散發。
參見圖1，安裝有本發明的擴散器10的燃燒器由總體標號10指出，裝在一形成在爐體的內壁32和外壁34之間的風箱30內。彎頭14連接至初級空氣和粉狀的或其它顆粒狀的煤料源上。煤料沿煤料噴嘴20輸送，并生成火焰，在圖1中該火焰標記為不同的部分A，B，C和D。
在煤料噴嘴20的出口或下游端部周圍形成一環形的、內部次級空氣空間36，并且在火焰基部周圍輸送次級空氣，以形成高溫一燃料的充足脫去揮發份作用區A。在標號35處，一些內部次級空氣再循環到火焰的基部。
一外部次級空氣區38形成在內部區的周圍以輸送與火焰混合的外部次級空氣混合物39，從而在區域B中形成還原類，區域C中的NOx分解，區域D中的炭氧化。滑動擋板42調節流到次級區的空氣流，它通過一空氣測量裝置44測定。可調節的旋轉葉片46設置在內部和外部次級空氣區中。一空氣分離板48設置在次級空氣區的內部和外部之間，并且也設置在用來使火焰成形為指向空氣流的煤料噴嘴20的出口端處。旋轉葉片50也可設置在外部次級空氣區的上游端，以進一步改變火焰的特征。
雖然為了說明本發明的原理的應用，已經詳細示出和描述了本發明的一個具體實施例，但是可以理解，只要不脫離這些原理還可用其它方法體現本發明。
權利要求
1.一種用于煤料燃燒器的擴散器，它具有含一軸線和一內表面的煤料噴嘴，所述擴散器包括有錐形的上游和下游端的表面漸縮的錐體，以定位在煤料噴嘴軸線上的煤料噴嘴中；具有一小直徑上游端和一較大直徑下游端的一截頭錐形護罩，它位于表面漸縮的錐體周圍；以及多個連接至所述表面漸縮錐體上并經所述護罩徑向向外延伸以連接至所述煤料噴嘴上的支撐腿部，所述各個支撐腿部以銳角斜向所述煤料噴嘴的軸線，而均勻地噴射經所述煤料噴嘴輸送的粉狀煤料，并通過擴散器。
2.如權利要求1所述的擴散器，其特征在于，所述銳角近似10°。
3.如權利要求2所述的擴散器，其特征在于，包括四條連接至所述表面漸縮錐體并在所述煤料噴嘴軸線周圍等距隔開的支撐腿部。
4.如權利要求3所述的擴散器，其特征在于，所述各條支撐腿部是一塊平板。
5.一種燃燒顆粒狀煤的燃燒器，它包括；形成一風箱的裝置；沿一噴嘴軸線經風箱延伸的煤料噴嘴；在噴嘴中的一擴散器，所述擴散器包括一表面漸縮的錐體，該錐體具有錐形的上游端和下游端，以定位在煤料噴嘴軸線上的煤料噴嘴中；具有一小直徑上游端和一較大直徑下游端的一截頭錐形護罩，它位于所述表面漸縮的錐體的周圍；多個連接至所述表面漸縮的錐體、并經所述護罩徑向向外延伸、以連接至所述煤料噴嘴上的支撐腿部，各個所述支撐腿部以一銳角斜向所述煤料噴嘴的所述軸線以均勻地噴射由所述煤料噴嘴輸送的粉狀煤料，并通過該擴散器；在所述煤料噴嘴的出口端周圍形成內部和外部次級空氣區的裝置，以將次級空氣從所述風箱輸送到圍繞所述噴嘴的一出口端的區域中；以及用來向所述煤料噴嘴提供顆粒狀煤料和初級空氣的裝置。
6.如權利要求5所述的燃燒器，其特征在于，包括多個在所述各個內部和外部次級空氣區中的旋轉葉片。
7.如權利要求6所述的燃燒器，其特征在于，所述銳角近似10°。
8.如權利要求7所述的燃燒器，其特征在于，它包括四條連接至所述表面漸縮的錐體并在所述煤料噴嘴軸線周圍等距隔開的支撐腿部。
9.如權利要求8所述的燃燒器，其特征在于，所述各個支撐腿部是一塊平板。
全文摘要
一種用于煤料燃燒器的擴散器具有含一軸線和一內表面的煤料噴嘴，所述擴散器包括有錐形的上游和下游端的一表面漸縮的錐體，以定位在煤料噴嘴軸線上的煤料噴嘴中；具有一小直徑上游端和較大直徑下游端的截頭錐形護罩位于表面漸縮的錐體周圍；以及多個連接至所述表面漸縮錐體上并經護罩徑向向外延伸以連接至煤料噴嘴上的支撐腿部，各支撐腿部以銳角斜向所述煤料噴嘴的軸線，而均勻噴射經所述煤料噴嘴輸送的粉狀煤料，并通過擴散器。
文檔編號F23D1/00GK1162717SQ9610666
公開日1997年10月22日 申請日期1996年5月22日 優先權日1996年5月22日
發明者杰弗雷A·拉羅斯 申請人:巴布考克及威爾考克斯公司