一种用于煤粉锅炉的瓣式整体可调面积二次风喷口的制作方法

1.本实用新型涉及煤粉锅炉二次风喷口的出口风速控制技术领域，具体涉及一种用于煤粉锅炉的瓣式整体可调面积二次风喷口。


背景技术：

2.根据我国能源发展规划，未来将进一步降低火力发电的占比，大批火电机组将作为水电、风电、太阳能发电等新能源的调峰机组。这些机组的煤粉锅炉经常需要在超低负荷下稳定运行(低至15％bmcr)，在这些煤粉锅炉中(50-1000mw)，有超过半数的机组采用直流切圆燃烧方式，在燃用优质烟煤时，其不投油最低稳燃负荷多数仅达30％bmcr 左右。其燃烧系统不能适应机组超低负荷稳定运行，而投入助燃措施会大量增加电厂的运行成本。
3.直流燃烧器在超低负荷运行时，其二次风量将远小于高负荷设计值，二次风喷口流速会出现大幅下降，过低的二次风速会带来初期燃烧不稳、炉膛空气动力场组织困难、火焰发散过快甚至冲刷水冷壁等一系列问题。因此，开发一种可调面积的二次风喷口非常具有实际意义。申请人为湖南大唐节能科技有限公司、专利号为cn201620220268.0的中国实用新型专利公开了一种出口面积可调二次风喷口装置，该装置二次风管与主二次风喷口为一体式结构，二次风喷口的出口面积不变。该装置通过在主二次风喷口的进口处设置面积调节板来间接的控制二次风喷口的出口风速。然而，实际上由于面积调节板位于主二次风喷口的进口处，所以该装置实际是在喷口进口增加了一个可调风门，通过控制二次风喷口的进口风速来控制二次风喷口的出口风速，调速后的二次风在经过喷口后，仍然会扩散到整个喷口出口面积中，导致无法有效地控制二次风喷口的出口风速。
4.综上所述，现有出口面积可调二次风喷口装置由于二次风管与主二次风喷口为一体式结构，存在二次风喷口的出口面积不变，在主二次风喷口的进口处设置面积调节板来间接的控制二次风喷口的出口风速，调速后的二次风在经过喷口后，仍然会扩散到整个喷口出口面积中，导致无法有效地控制二次风喷口的出口风速的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决现有出口面积可调二次风喷口装置由于二次风管与主二次风喷口为一体式结构，存在二次风喷口的出口面积不变，在主二次风喷口的进口处设置面积调节板来间接的控制二次风喷口的出口风速，调速后的二次风在经过喷口后，仍然会扩散到整个喷口出口面积中，导致无法有效地控制二次风喷口的出口风速的问题，进而提供一种用于煤粉锅炉的瓣式整体可调面积二次风喷口。
6.本实用新型的技术方案是：
7.一种用于煤粉锅炉的瓣式整体可调面积二次风喷口，所述瓣式整体可调面积二次风喷口包括分瓣式二次风喷口、连杆执行机构4和连杆固定装置5，风箱隔舱6为切圆煤粉锅炉的二次风风室，分瓣式二次风喷口通过销轴可拆卸安装在风箱隔舱6的出口端，分瓣式二次风喷口包括喷口上瓣1、喷口下瓣2和两个固定轴3，喷口上瓣1和喷口下瓣2由上至下依次
设置在风箱隔舱6的出口端，喷口上瓣1的两侧上瓣侧板11分别位于喷口下瓣 2的两侧下瓣侧板21内侧，且两个上瓣侧板11底部靠近风箱隔舱6的一端分别通过两个固定轴3与两侧下瓣侧板21上部可转动连接，两个固定轴3远离下瓣侧板21的一端插装在风箱隔舱6的两侧轴孔内，连杆执行机构4沿轴向设置在风箱隔舱6内部，连杆固定装置5安装在风箱隔舱6内部，连杆固定装置5上加工有拉杆接口51，连杆执行机构4包括驱动机构41、水平连杆42、上瓣连杆43和下瓣连杆44，喷口上瓣1的一侧上瓣侧板 11内壁上部与上瓣连杆43一端可转动连接，喷口下瓣2的一侧下瓣侧板21内壁下部与下瓣连杆44一端可转动连接，上瓣连杆43的另一端和下瓣连杆44的另一端均与水平连杆42的一端转动连接，水平连杆42另一端穿过连杆固定装置5的拉杆接口51并与驱动机构41的内摆机构销轴连接，驱动机构41带动水平连杆42运动，水平连杆42拉动与喷口上瓣1和喷口下瓣2转动连接的上瓣连杆43和下瓣连杆44进而带动分瓣式二次风喷口实现开合，改变二次风喷口出口面积，在低负荷运行时控制分瓣式二次风喷口提高出口风速。
8.进一步地，连杆固定装置5为钢管框体结构，连杆固定装置5位于风箱隔舱6一侧，连杆固定装置5采用焊接的方式与风箱隔舱6内壁固定连接，连杆固定装置5上的拉杆接口51中心与两个固定轴3中心位于同一水平面上。
9.进一步地，喷口上瓣1与上瓣连杆43之间、上瓣连杆43与水平连杆42之间、喷口下瓣2与下瓣连杆44之间、下瓣连杆44与水平连杆42之间均采用销轴与销孔配合的方式转动连接。
10.进一步地，上瓣连杆43和下瓣连杆44结构相同，且上瓣连杆43与下瓣连杆44镜像对称设置在固定轴3的上下两侧。
11.进一步地，喷口上瓣1和喷口下瓣2靠近风箱隔舱6的一端上部均加工成圆弧形结构。
12.进一步地，驱动机构41的驱动方式为电动驱动、气动驱动或手动驱动。
13.进一步地，驱动机构41的气动驱动方式为气缸，气缸的活塞杆端部与驱动机构的外摆连杆47通过外摆连接销轴48转动连接，带动内摆连杆45转动，从而带动水平连杆42 运动，气缸的缸体通过固定架安装在风箱隔舱6外壁上。
14.本实用新型与现有技术相比具有以下效果：
15.1、本实用新型采用分瓣式二次风喷口，通过直接调节喷口出口面积控制二次风风速，驱动机构41带动水平连杆42运动，水平连杆42拉动与喷口上瓣1和喷口下瓣2转动连接的上瓣连杆43和下瓣连杆44进而带动分瓣式二次风喷口实现开合，改变二次风喷口出口面积，在低负荷运行时控制分瓣式二次风喷口提高出口风速，以达到调整二次风喷口面积的目的。
16.2、本实用新型采用电动、气动或手动控制调节的驱动机构41，使直流燃烧器二次风喷口面积实现可调，在高负荷时开大喷口面积，在燃烧器超低负荷运行时，关小喷口面积，可以确保二次风速在各种负荷下均处于合理的区间，能够保证一、二次风的合理动量比，加强着火初期的补风与扰动，并且可以保持足够的整体火焰刚性和切圆流场的稳定性，避免出现切圆过度放大带来的水冷壁结渣等问题，还能够有效避免喷口烧损。本实用新型可实现在超低负荷运行时提高二次风速，保证燃烧稳定性，提高电厂运行安全性，降低电厂低负荷投油成本。
17.3、本实用新型在风箱隔舱6内部设置连杆固定装置5，且连杆固定装置5上的拉杆接口51中心与两个固定轴3中心位于同一水平面上，保证调整过程中喷口水平。
18.4、本实用新型的瓣式整体可调面积二次风喷口无需特殊材料加工，可沿用原二次风喷口材料，即可在喷口面积可调的同时保证喷口防磨耐用。瓣式整体可调面积二次风喷口的调整方式使用连杆机构，连杆机构结构简单，精度要求不高，生产加工难度低，在锅炉运行过程中调节方便，可靠性高。
19.5、本实用新型主要用于低负荷下通过调整喷口面积提高二次风速。
附图说明
20.图1是本实用新型瓣式整体可调面积二次风喷口的主视图；
21.图2是本实用新型瓣式整体可调面积二次风喷口的侧视图。
具体实施方式
22.具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的一种用于煤粉锅炉的瓣式整体可调面积二次风喷口，所述瓣式整体可调面积二次风喷口包括分瓣式二次风喷口、连杆执行机构4和连杆固定装置5，风箱隔舱6为切圆煤粉锅炉的二次风风室，分瓣式二次风喷口通过销轴可拆卸安装在风箱隔舱6的出口端，分瓣式二次风喷口包括喷口上瓣1、喷口下瓣2和两个固定轴3，喷口上瓣1和喷口下瓣2由上至下依次设置在风箱隔舱6的出口端，组装后的喷口上瓣1和喷口下瓣2整体呈两端开口的空心不规则柱体，侧视图前端为梯形，后端为与前端相切的圆弧结构，喷口上瓣1的两侧上瓣侧板11分别位于喷口下瓣2的两侧下瓣侧板21内侧，且两个上瓣侧板11底部靠近风箱隔舱6的一端分别通过两个固定轴3与两侧下瓣侧板21上部可转动连接，两个固定轴3远离下瓣侧板21 的一端插装在风箱隔舱6的两侧轴孔内，连杆执行机构4沿轴向设置在风箱隔舱6内部，俯视方向根据风箱所在位置左右皆可，连杆固定装置5安装在风箱隔舱6内部，连杆固定装置5上加工有拉杆接口51，连杆执行机构4包括驱动机构41、水平连杆42、上瓣连杆 43和下瓣连杆44，喷口上瓣1的一侧上瓣侧板11内壁上部与上瓣连杆43一端可转动连接，喷口下瓣2的一侧下瓣侧板21内壁下部与下瓣连杆44一端可转动连接，上瓣连杆 43的另一端和下瓣连杆44的另一端均与水平连杆42的一端转动连接，水平连杆42另一端穿过连杆固定装置5的拉杆接口51并与驱动机构41的内摆连杆45通过内摆连接销轴 46转动连接，驱动机构41带动水平连杆42运动，水平连杆42拉动与喷口上瓣1和喷口下瓣2转动连接的上瓣连杆43和下瓣连杆44进而带动分瓣式二次风喷口实现开合，改变二次风喷口出口面积，在低负荷运行时控制分瓣式二次风喷口提高出口风速。
23.本实施方式的驱动机构41包括驱动装置、内摆连杆45、内摆连接销轴46、外摆连杆 47、外摆连接销轴48和定位轴49，定位轴49沿风箱隔舱6的宽度方向水平设置在水平连杆42远离上瓣连杆43和下瓣连杆44的一端下方，定位轴49的两端分别与风箱隔舱6 的两侧舱板可转动连接，内摆连杆45置于风箱隔舱6内部，内摆连杆45一端通过内摆连接销轴46与水平连杆42端部转动连接，内摆连杆45另一端通过平键与定位轴49连接，外摆连杆47置于风箱隔舱6外部，外摆连杆47一端通过平键与定位轴49伸出风箱隔舱 6部分连接，外摆连杆47另一端通过外摆连接销轴48与驱动机构41连接。
24.具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的连杆固定装置5 为钢管框体结构，连杆固定装置5位于风箱隔舱6一侧，连杆固定装置5采用焊接的方式与风箱隔舱6内壁固定连接，连杆固定装置5上的拉杆接口51中心与两个固定轴3中心位于同一水平面上。如此设置，连杆固定装置5上设置的拉杆接口51用于保证调整过程中喷口水平；连杆固定装置5位于风箱隔舱6一侧，保证连杆固定装置5不影响风箱隔舱6内气体的流通。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
25.具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的喷口上瓣1与上瓣连杆43之间、上瓣连杆43与水平连杆42之间、喷口下瓣2与下瓣连杆44之间、下瓣连杆44与水平连杆42之间均采用销轴与销孔配合的方式转动连接。如此设置，驱动机构 41带动水平连杆42运动，水平连杆42拉动与喷口上瓣1和喷口下瓣2转动连接的上瓣连杆43和下瓣连杆44进而带动分瓣式二次风喷口实现开合。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。
26.具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的上瓣连杆43和下瓣连杆44结构相同，且上瓣连杆43与下瓣连杆44镜像对称设置在固定轴3的上下两侧。如此设置，保证调整过程中喷口水平，使喷口出口气流集中在风箱隔舱6中心。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
27.具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的喷口上瓣1和喷口下瓣2靠近风箱隔舱6的一端上部均加工成圆弧形结构。如此设置，避免喷口上瓣1和喷口下瓣2在开合过程中与风箱隔舱6发生干涉。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
28.具体实施方式六：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的驱动机构41的驱动方式为电动驱动、气动驱动或手动驱动。如此设置，采用电动、启动或手动控制调节的驱动机构41，可根据实际情况选择合适的驱动方式，具有较好的通用性。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
29.本实施方式的驱动机构41的电动驱动方式可以为电动执行机构，电动执行机构固定在风箱外侧，带动驱动机构41的内摆连杆45和外摆连杆47旋转，进而带动分瓣式二次风喷口实现开启。
30.具体实施方式七：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的驱动机构41的气动驱动方式为气缸，气缸的活塞杆端部与驱动机构的外摆连杆47通过外摆连接销轴48 转动连接，带动内摆连杆45转动，从而带动水平连杆42运动，气缸的缸体通过固定架安装在风箱隔舱6外壁上。如此设置，当气缸的伸缩杆做收回动作时，伸缩杆带动驱动机构 41的内摆连杆45和外摆连杆47顺时针旋转，进而带动水平连杆42沿水平方向向右运动，水平连杆42拉动与喷口上瓣1和喷口下瓣2转动连接的上瓣连杆43和下瓣连杆44进而带动分瓣式二次风喷口实现开启；当气缸的伸缩杆做伸出动作时，伸缩杆带动驱动机构 41的内摆连杆45和外摆连杆47逆时针旋转，进而带动水平连杆42沿水平方向向左运动，水平连杆42推动与喷口上瓣1和喷口下瓣2转动连接的上瓣连杆43和下瓣连杆44进而带动分瓣式二次风喷口实现合并。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。
31.工作原理
32.结合图1和图2说明本实用新型瓣式整体可调面积二次风喷口的工作原理：工作
时，驱动机构41带动水平连杆42沿水平方向向右或者向左运动，水平连杆42带动与喷口上瓣1和喷口下瓣2转动连接的上瓣连杆43和下瓣连杆44进而带动分瓣式二次风喷口实现开合，在低负荷运行时控制分瓣式二次风喷口的出口面积，以达到调整二次风喷口风速的目的。
33.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种用于煤粉锅炉的瓣式整体可调面积二次风喷口，其特征在于：所述瓣式整体可调面积二次风喷口包括分瓣式二次风喷口、连杆执行机构(4)和连杆固定装置(5)，风箱隔舱(6)为切圆煤粉锅炉的二次风风室，分瓣式二次风喷口通过销轴可拆卸安装在风箱隔舱(6)的出口端，分瓣式二次风喷口包括喷口上瓣(1)、喷口下瓣(2)和两个固定轴(3)，喷口上瓣(1)和喷口下瓣(2)由上至下依次设置在风箱隔舱(6)的出口端，喷口上瓣(1)的两侧上瓣侧板(11)分别位于喷口下瓣(2)的两侧下瓣侧板(21)内侧，且两个上瓣侧板(11)底部靠近风箱隔舱(6)的一端分别通过两个固定轴(3)与两侧下瓣侧板(21)上部可转动连接，两个固定轴(3)远离下瓣侧板(21)的一端插装在风箱隔舱(6)的两侧轴孔内，连杆执行机构(4)沿轴向设置在风箱隔舱(6)内部，连杆固定装置(5)安装在风箱隔舱(6)内部，连杆固定装置(5)上加工有拉杆接口(51)，连杆执行机构(4)包括驱动机构(41)、水平连杆(42)、上瓣连杆(43)和下瓣连杆(44)，喷口上瓣(1)的一侧上瓣侧板(11)内壁上部与上瓣连杆(43)一端可转动连接，喷口下瓣(2)的一侧下瓣侧板(21)内壁下部与下瓣连杆(44)一端可转动连接，上瓣连杆(43)的另一端和下瓣连杆(44)的另一端均与水平连杆(42)的一端转动连接，水平连杆(42)另一端穿过连杆固定装置(5)的拉杆接口(51)并与驱动机构(41)的内摆连杆(45)通过内摆连接销轴(46)转动连接，驱动机构(41)带动水平连杆(42)运动，水平连杆(42)拉动与喷口上瓣(1)和喷口下瓣(2)转动连接的上瓣连杆(43)和下瓣连杆(44)进而带动分瓣式二次风喷口实现开合，改变二次风喷口出口面积，在低负荷运行时控制分瓣式二次风喷口提高出口风速。2.根据权利要求1所述的一种用于煤粉锅炉的瓣式整体可调面积二次风喷口，其特征在于：连杆固定装置(5)为钢管框体结构，连杆固定装置(5)位于风箱隔舱(6)一侧，连杆固定装置(5)采用焊接的方式与风箱隔舱(6)内壁固定连接，连杆固定装置(5)上的拉杆接口(51)中心与两个固定轴(3)中心位于同一水平面上。3.根据权利要求2所述的一种用于煤粉锅炉的瓣式整体可调面积二次风喷口，其特征在于：喷口上瓣(1)与上瓣连杆(43)之间、上瓣连杆(43)与水平连杆(42)之间、喷口下瓣(2)与下瓣连杆(44)之间、下瓣连杆(44)与水平连杆(42)之间均采用销轴与销孔配合的方式转动连接。4.根据权利要求3所述的一种用于煤粉锅炉的瓣式整体可调面积二次风喷口，其特征在于：上瓣连杆(43)和下瓣连杆(44)结构相同，且上瓣连杆(43)与下瓣连杆(44)镜像对称设置在固定轴(3)的上下两侧。5.根据权利要求4所述的一种用于煤粉锅炉的瓣式整体可调面积二次风喷口，其特征在于：喷口上瓣(1)和喷口下瓣(2)靠近风箱隔舱(6)的一端上部均加工成圆弧形结构。6.根据权利要求1或5所述的一种用于煤粉锅炉的瓣式整体可调面积二次风喷口，其特征在于：驱动机构(41)的驱动方式为电动驱动、气动驱动或手动驱动。7.根据权利要求6所述的一种用于煤粉锅炉的瓣式整体可调面积二次风喷口，其特征在于：驱动机构(41)的气动驱动方式为气缸，气缸的活塞杆端部与驱动机构的外摆连杆(47)通过外摆连接销轴(48)转动连接，带动内摆连杆(45)转动，从而带动水平连杆(42)运动，气缸的缸体通过固定架安装在风箱隔舱(6)外壁上。

技术总结
一种用于煤粉锅炉的瓣式整体可调面积二次风喷口，它涉及煤粉锅炉二次风喷口的出口风速控制技术领域。本实用新型解决了现有出口面积可调二次风喷口装置由于二次风管与主二次风喷口为一体式结构，存在二次风喷口的出口面积不变，在主二次风喷口的进口处设置面积调节板来间接的控制二次风喷口的出口风速，调速后的二次风在经过喷口后，仍然会扩散到整个喷口出口面积中，导致无法有效地控制二次风喷口的出口风速的问题。本实用新型的驱动机构带动水平连杆水平运动，水平连杆带动与喷口上瓣和喷口下瓣转动连接的上瓣连杆和下瓣连杆进而带动分瓣式二次风喷口实现开合，改变二次风喷口出口面积，在低负荷运行时控制分瓣式二次风喷口提高出口风速。口提高出口风速。口提高出口风速。


技术研发人员：宋健哲 张明杰 杨秀军 宋国军 张天武 陶林 杨佰清
受保护的技术使用者：华电新疆哈密煤电开发有限公司
技术研发日：2021.11.19
技术公布日：2022/5/25