[其他]霧化器及使用霧化器燒煤水漿的鍋爐

無效

• 申請號: 87103318
• 申請日: 1987-05-06
• 公開（公告）號: CN87103318A
• 公開（公告）日: 1987-12-02
• 發明（設計）人: 小林啟信;小豆畑茂;楢戶清;稻田徹;相馬憲一;嵐紀夫;宮寺博;高橋芳孝
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所;巴布考克日立株式會社
• 主分類號: F23D11/38
• 分類號: F23D11/38;F23C11/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王申

本發明涉及一種霧化器，這種霧化器利用諸如高壓空氣或蒸汽等霧化媒質的動能，使液體燃料霧化，更具體說，涉及用于霧化煤水漿（煤水混合物，以下稱之為“CWM”）的霧化器。本發明還涉及一種燒煤水漿的鍋爐，這種鍋爐具有適用于利用諸如高壓空氣或蒸汽等霧化媒質霧化煤水漿的一個霧化器和燃燒器。

流化煤的一個技術涉及煤水漿，它是用煤代替煤粉的一種新方法，并且目前在發電或工業用鍋爐中正日益廣泛應用，由于使用煤水漿可以通過泵將煤供給燃燒器，就象一般石油燃料那樣，所以，與空氣輸送煤粉相比，其燃料傳送方式更為有利，特別是，它有助于簡化流動控制系統，減小燃料供給管的直徑，在最近的煤水漿應用例中，其中煤的成份增至約占60-70%的重量比，以便使熱值增加到與其作為鍋爐燃料相當的水平。

煤水漿不像石油那樣容易燃燒，并且其中的氮含量很大。所以，煤水漿的霧化顆粒燒完的時間很長，以致難于形成穩定的火焰。而且，燃料燃燒時，由燃料中氮部分的氧化生成的氮的氧化物很高，為了造成煤水漿燃料的良好燃燒，通過促使燃料微細化，以減小霧化顆粒尺寸及因此增大相對其重量的表面積，來促進被霧化顆粒的加熱，同時減少被霧化顆粒的燃燒時間，這些是非常必要的。

為了減少氧化氮，有必要通過改進點火動作形成穩定的火焰，在燃燒空氣與之完全混合前除去煤水混合物中的氮組分，形成還原氣氛，并逐漸混合在燃燒空氣中。為了有良好燃燒而促進微細化，以及為了減少產生氧化氮而促進點火及穩定性能，二者交互作用。

使用一種應用高壓空氣或蒸汽造成微細化效果的雙流型霧化器，將煤水混合物霧化成細微顆粒，為了使燃燒性能低劣的燃料霧化，有必要降低霧化媒質的流動速率，以及，在減少被霧化顆粒尺寸的同時提高其速度，為了得到良好的燃料及霧化媒質混合，一種霧化器已經公開在某些已知的方案中，例如日本待審批專利第36811/1985號，所述霧化器有一個內混合室，用于將煤水漿與霧化媒質相混合，并且，在該混合室的壁上形成有多個小孔作為噴口，在這些已知方案中公開的霧化器中，一個用于將燃料與霧化媒質進行初步混合的腔室（下文稱為預混合室）形成在上述混合室的上游側，在這種布局下，已經變為細微顆粒的燃料供給混合室，并且，燃料與霧化媒質在混合室中的混合被促進，隨后它以被霧化的顆粒形式從噴口被噴出。

公開在這些已知方案中的霧化器能夠提供微細的被霧化的顆粒，這是由于，霧化媒質的質量流量比燃料的質量流量足夠高時可將燃料變成微細顆粒，在這種條件下，霧化媒質可在預混合室中被恰當地混合。

然而，當霧化媒質與液體質量之比較小時，燃料的動量比霧化媒質的動量大大增加，當霧化媒質在其要噴出的方向噴出后，它被燃料的動量偏轉向預混合室的下游側，即偏向混合室，對于預混合室的局部霧化媒質與液體質量之比而言，當霧化器中的流體流出現在預混合室壁旁時，上述比例比知道的要高;而一個比知道的比例低的霧化媒質與液體質量之比出現在預混合室中心區域。在這種情況下，燃料在預混合室的中心區變成大的顆粒，并在接近預混合室壁處變成細顆粒，結果，盡管有預混合室，大的顆粒還是供到了混合室，并且因此產生低劣的微細化性能。

為了限制產生大顆粒而減少預混合室斷面面積時，煤水漿會阻塞混合室，并因此阻礙了微細化作用。

合適的煤水漿燃燒形式是，燃料在空氣不足條件下噴出，燃燒空氣與燃料的混合將以積極的促進，由此改善了可引燃性并可防止火焰退縮，從而完成低氧化氮物的燃燒。日本待審專利第202402/1982號及19929/1983號公開了一些燃燒器的例子，其中促進了被霧化的燃料與燃燒空氣的混合，以便改進可引燃性。在這些例子中，一根燃料管位于燃燒器軸線上，一組空氣噴孔繞著燃料噴口成形，以便與之共面，燃料從燃料管來，通過該燃料噴口射出;燃料管和空氣發射孔設在燃燒器的一瓦壁中，該壁面向燃燒室側壁開口，這種類型的燃料器在可引燃性上有改進，這是由于，它們促進了燃料及空氣的混合過程，并且在下述條件下，即正如粉化燃燒那樣，燃料噴射速度較低，約在10-30米/秒時，它們還提高了燃燒器瓦內的溫度。然而，這種燃燒器的被霧化煤水漿速度有100～200或幾十米/秒，一般為粉化情形速度的5倍，所以，鄰近被霧化的煤水漿流體外圍，將引起一個負壓，因此，從燃燒器瓦管外側到其內側將產生反向流動的環流，由于沿被霧化的煤水漿流圓周的、呈多股射流形式的空氣流，高速流動的煤水漿流圓周附近的壓力分布是不均勻的，這樣，就引起了不穩定和不均勻的反向流動環流，因此，存在被霧化的煤水漿流對燃燒器瓦壁的碰撞間歇。