[0001] 本发明属于电站锅炉燃烧设备技术领域，特别涉及一种径向浓淡分离的双可调直流稳燃装置。

[0002] 隨着中国电力结构的调整，新能源技术的发展与应用，使得风电、太阳能发电等可再生能源发展迅速，新能源装机容量逐年增加。但可再生能源发展的同时，也存在着一些问题，由于风电和太阳能发电的间歇性、随机性较强，其很难消纳，在某些地区存在着弃风和弃光的现象。为了解决可再生能源消纳的问题，国家出台相关政策要求煤电机组加快能源技术创新，挖掘燃煤机组调峰能力，提升火电机组灵活性，全面提高系统调峰和新能源消纳能力。但在燃煤机组在调峰过程中，由于机组处于低负荷运行状态，会出现诸多问题，其中最主要的就是锅炉低负荷稳燃的问题。

[0003] 针对采用直流燃烧器的锅炉在深度调峰时，在低负荷条件下，主燃区域炉膛的温度水平降低，磨煤机出口煤粉浓度降低，助燃风量总量减少导致气流动量降低，刚性减弱，炉内风粉混合流场变差，燃烧器自持稳定燃烧困难。

[0004] 因此，为了适应新形式下低负荷稳燃能力，急需对燃煤锅炉的燃烧设备进行升级改造，提高强燃烧器的自稳燃能力，增强燃煤机组运行调整的灵活性。

[0029] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0030] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0031] 为获得更低的稳燃负荷，提升燃煤机组的调峰能力，本发明提供了一种径向浓淡分离的双可调直流稳燃装置。本发明主要采用径向浓淡分离技术、煤粉浓淡分离比调节技术和配风双可调技术等手段来实施。采用径向浓淡分离技术，即在一次风粉气流通道内设置梭型浓淡分离块4，使得经过它的一次风粉气流产生径向浓淡分离形成外浓内淡的环形风粉气流，靠外侧的风粉气流煤粉浓度高，靠内侧的风粉气流煤粉浓度低。采用浓淡分离比调节技术，即利用内一次风滚动调节装置调整内一次风组件3与梭型浓淡分离块4间的距离，实现调节内一次风粉和外一次风粉浓度的分离比例，适应锅炉机组高、低负荷运行切换的调节，以增强燃烧器的调节能力和适应性。采用配风双可调技术，即利用二次风滚动调节装置调整轴向旋流器5的位置，达到改变二次风旋流强度的目的，通过控制风门调节挡板83开度实现助燃二次风风量调节。通过合适的煤粉浓淡分离调节、调整中心回流区的大小、合理组织配风等技术，提升喷燃装置低负荷下的自稳燃能力，增强喷燃装置不同负荷段的燃烧适应性。

[0032] 本发明结合四角切圆燃烧布置方式，采用一、二次风相间布置的设计，能够进一步优化炉内燃烧组织工况，提升锅炉机组的调峰运行能力。

[0033] 如图1～图4所示，本实施例的径向浓淡分离的双可调直流稳燃装置，包括二次风组件1，二次风组件1内设置有外一次风组件2，外一次风组件2内设置有内一次风组件3，外一次风组件2内固定有梭型浓淡分离块4；所述二次风组件1与外一次风组件2之间设置有旋流器5，旋流器5与二次风组件1之间连接有用于移动旋流器5的旋流二次风调节机构6；所述内一次风组件3与外一次风组件2之间连接有用于移动内一次风组件3的内一次风调节机构7；所述二次风组件1上连接有二次风量调节机构8。

[0034] 本发明根据锅炉负荷运行需求，喷燃装置通过外一次风组件2、内一次风组件3、二次风组件1、内一次风调节机构7、旋流二次风调节机构6和二次风量调节机构8等部分协同调整，控制二次风与一次风粉的混合扰动，实现合理组织配风燃烧，以提高喷燃装置不同负荷的燃烧适应性和燃烧稳定性。

[0035] 具体地，所述二次风组件1包括相互连接的二次风喷口b11和二次风筒12，二次风量调节机构8连接于二次风筒12上。旋流器5使经过的热二次风产生旋转，再经过二次风喷口b11后旋转的气流进入炉膛形成回流区，卷吸高温烟气，为煤粉气流的着火提供能量。旋流器5的旋流度可通过设计选型进行调节，以适应不同煤燃料的燃烧特性。

[0036] 具体地，所述旋流二次风调节机构6包括套筒61，旋流器5固定于套筒61上，套筒61套设于外一次风组件2上，套筒61上固定有肋板62，肋板62通过紧固件连接有第一连接夹套63，第一连接夹套63螺纹连接有短拉杆64。二次风筒12远离二次风喷口b11的一端封闭，短拉杆64的另一端从二次风筒12的封闭端面伸出。所述套筒61上安装有第一滚轮65，第一滚轮65搭接于外一次风组件2的外壁上。所述短拉杆64伸出二次风组件1的一端与二次风组件
1之间设置有第一密封压紧件66，主要起防止泄露作用。拉动短拉杆64时，旋流器5整体前后动作，实现调节二次风的旋流度强弱，匹配不同负荷运行的燃烧组织配风。

[0037] 具体地，所述外一次风组件2包括相互连接的外一次风喷口21和外一次风筒22。从上游煤粉管道来流的一次风煤粉气流进入一次风管，煤粉气流经过设置在外一次风筒22内的梭型浓淡分离块4后产生径向分离，形成外浓内淡的环形煤粉气流分布，浓侧煤粉气流靠近一次风管截面外侧，淡侧煤粉气流集中在外一次风筒22截面中心。浓侧煤粉气流靠近外一次风筒22内壁经过外一次风喷口21后喷入炉内燃烧。

[0038] 具体地，所述内一次风组件3包括相互连接的内一次风喷口31和内一次风筒32，内一次风调节机构7与内一次风筒32连接。经过固定式梭型浓淡分离块4后形成的淡侧煤粉气流较为集中于一次风管截面中心，进入内一次风筒32再经过内一次风喷口31喷入炉膛燃烧。内一次风喷口31是淡侧煤粉气流进入炉膛的最前端部位，由耐高温材质制成，结构设计为扩口型式喷口，可形成中心回流区，卷吸高温烟气强化煤粉着火燃烧。

[0039] 外一次风喷口21内设有稳燃齿9，且内一次风喷口31外壁也设有稳燃齿9，以增强浓侧煤粉气流的湍流度，促进煤粉气流进入炉膛内与二次风的混合均匀，促进煤粉气流的及时着火，提升燃烧器稳燃能力。

[0040] 具体地，所述内一次风调节机构7包括两组支撑件71，支撑件71固定于内一次风组件3上，远离内一次风喷口31的一组支撑件71上通过紧固件连接有第二连接夹套72，第二连接夹套72螺纹连接有长拉杆73，外一次风筒22远离外一次风喷口21的一端固定有连接法兰23，长拉杆73的另一端从连接法兰23伸出。两组支撑件71上均连接有第二滚轮74，第二滚轮
74搭接于外一次风组件2的内壁上。所述长拉杆73伸出外一次风组件2的一端与外一次风组件2之间设置有第二密封压紧件75，主要起防止泄漏作用。拉动长拉杆73时，内一次风组件3整体前后移动，调节内一次风筒32与梭型浓淡分离块4间的距离，可实现调节内一次风粉和外一次风粉浓度的分离比例，从而适应锅炉机组高、低负荷运行切换的调节，增强燃烧器的调节能力和适应性，获得最佳的燃烧工况。

[0041] 二次风量调节机构8包括连接于二次风筒12侧壁的二次进风筒81，二次进风筒81上安装有电动驱动装置82，电动驱动装置82的输出端连接有风门调节挡板83，风门调节挡板83覆盖二次进风筒81的开口。热二次风经过风门调节挡板83进入二次风组件1后送入炉膛助燃。可通过控制二次风门挡板的开度实现助燃二次风量的调节，达到合理的配风组织燃烧的效果，风门挡板开度由电动驱动装置82实现调节控制。

[0042] 如图5和图6所示，直流稳燃燃烧喷燃装置适用于四角切圆燃烧布置，布置方式采用煤粉气流喷口组件a、二次风喷口组件b、油二次风喷口组件c相间布置的设计。其中，煤粉气流喷口组件a为外一次风喷口21、内一次风喷口31和二次风喷口11组成的喷口组件；油二次风喷口c内可安装点火油枪。该布置方式可以更好的实现炉内燃料分级与空气分级混合燃烧，再通过控制直流稳燃喷燃装置的煤粉气流浓度分布和助燃风量调节，合理组织二次风的配合燃烧，能够有效增强喷燃装置的稳燃能力和燃烧适应性，实现煤粉气流离开燃烧器喷口后能够及时着火、稳定燃烧，优化炉内燃烧组织工况，提升锅炉机组的调峰运行能力。

[0043] 工作原理：

[0044] 锅炉机组低负荷运行时，通过长拉杆73拉动内一次风组件3整体向前动作，增大内一次风筒32与梭型浓淡分离块4之间的距离，增大内侧、外侧一次风粉浓度的分离比例。分离后外侧一次风粉的煤粉浓度升高，外一次风喷口21流通截面减小，提高外侧一次风粉射流速度，增加射流刚性，延长煤粉射流火焰长度。外一次风喷口21内设有稳燃齿9，且内一次风喷口31外壁也设有稳燃齿9，以增强浓侧煤粉气流的湍流度，促进煤粉气流进入炉膛内与二次风的混合均匀，促进煤粉气流的及时着火，提升燃烧器稳燃能力。分离后内侧一次风粉的煤粉浓度降低，经过内一次风喷口31进入炉内中心回流区，及时着火燃烧。同时控制风门调节档板开度，减少助燃二次风量。通过短拉杆64拉动旋流器5整体向后动作，降低二次风的旋流强度，增强二次风气流刚性，控制二次风与一次风粉的混合，获得最佳的燃烧工况。

[0045] 锅炉机组提高负荷运行时，通过长拉杆73拉动内一次风组件3整体向后动作，减小内一次风筒32与梭型浓淡分离块4之间的距离，减小内侧、外侧一次风粉浓度的分离比例。分离后外侧一次风量增加，一次风粉的煤粉浓度降低，外一次风喷口21流通截面增加，获得合适的一次风粉射流速度，减弱射流刚性，维持稳定的煤粉射流火焰长度。分离后内侧一次风量减少，一次风粉的煤粉浓度增加，经过内一次风喷口31进入炉内中心回流区，及时着火燃烧。同时控制风门调节档板开度，增加助燃二次风量。通过短拉杆64拉动旋流器515整体向前动作，提高二次风的旋流强度，降低二次风气流刚性，控制二次风与一次风粉的混合，获得最佳的燃烧工况。

[0046] 根据锅炉负荷运行需求，喷燃装置通过外一次风组件2、内一次风组件3、二次风组件1、内一次风调节机构7、旋流二次风调节机构6和二次风量调节机构8等部分协同调整，控制二次风与一次风粉的混合扰动，实现合理组织配风燃烧，以提高喷燃装置不同负荷的燃烧适应性和燃烧稳定性。

[0047] 锅炉机组低负荷运行时，煤粉细度以及煤粉均匀性对燃烧器稳燃特性具有重要影响。且大量实践和理论研究均表明，高浓度煤粉气流对浓淡分离燃烧器的着火和稳燃具有十分重要的作用。

[0048] 本发明以一种径向浓淡分离的双可调直流稳燃装置来实现煤粉气流径向浓淡分离和局部燃料分级，提高进入炉膛的煤粉气流浓度，加强燃烧器低负荷稳燃运行的能力。本发明采用径向浓淡分离技术、浓淡分离比调节技术和配风双可调技术等技术手段，通过合适的煤粉浓淡分离调节、调整中心回流区的大小、合理组织的助燃配风以及喷燃装置的喷口结构设计等，可以有效提高喷燃装置低负荷下的自稳燃能力和不同负荷段的燃烧适应性。

[0049] 本发明结合四角切圆燃烧布置方式，采用一、二次风相间布置的设计，优化炉内分级燃烧，通过控制直流稳燃喷燃装置的一次风粉浓度分布和二次风量调节，合理组织配风燃烧，实现煤粉气流离开燃烧器喷口后能够及时着火、稳定燃烧，优化炉内燃烧组织工况，提升锅炉机组的调峰运行能力。

[0050] 本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。