用于固体燃料燃烧器的喷嘴组件和操作用于固体燃料燃烧器的喷嘴组件的方法与流程

用于固体燃料燃烧器的喷嘴组件和操作用于固体燃料燃烧器的喷嘴组件的方法

背景技术：

技术领域
1.本发明的实施方案大体上涉及用于与粉碎固体燃料燃烧器一起使用的燃烧系统，并且更具体地涉及用于此类燃烧系统的可调喷嘴组件。
2.领域的讨论
3.用于将粉碎固体燃料(例如，煤)输送到蒸汽发生器的系统通常包括多个喷嘴组件，煤粉通过这些喷嘴组件使用空气输送到蒸汽发生器的燃烧室中。喷嘴组件通常设置在风箱内，这些风箱可以位于蒸汽发生器的拐角附近。每个喷嘴组件包括喷嘴尖端，该喷嘴尖端突出到燃烧室中。每个喷嘴尖端将煤粉和空气的单个流或射流输送到燃烧室中。离开喷嘴尖端后，单个煤粉/空气射流分散在燃烧室中。
4.通常，喷嘴尖端被布置成向上和向下倾斜以调整火焰在燃烧室内的位置。在每个粉碎固体燃料喷嘴处产生的火焰通过全局传热和传质过程稳定。因此，居中位于炉中的单个旋转火焰包封(例如，“火球”)在整个炉中提供逐渐但彻底且均匀的粉碎固体燃料-空气混合。
5.尽管现有技术的粉碎固体燃料喷嘴尖端是出于其预期目的操作的，但是在现有技术中已经证明需要进一步改进此类粉碎固体燃料喷嘴尖端，特别是在可能燃烧的煤的品级方面追求更大的灵活性。特别地，典型的喷嘴尖端被构造成尽管它们可以向上或向下成角度，但喷嘴尖端的出口面积是不变的。这种无法改变喷嘴尖端出口面积意味着煤粉的出口速度同样不能改变，这限制了可以燃烧的煤类型的范围。这是因为具有不同挥发物含量的不同煤阶需要不同的煤粉出口速度才能达到最佳燃烧效果(即，高燃料转化效率和低nox排放)。特别地，作为设计规则，用于低煤阶煤的燃烧器被设计成具有比高煤阶煤更低的煤粉出口速度，反之亦然。因此，每个燃烧器的喷嘴尖端被设计成提供针对特定煤阶和挥发物含量特别定制的出口速度。因此，不同于设计煤的煤阶不能在不进行耗时且昂贵的改造的情况下燃烧，以提供具有对应于煤粉的期望出口速度的出口面积的喷嘴尖端。
6.鉴于上述情况，需要具有可变或可调出口面积的煤粉喷嘴尖端，其允许根据燃烧的煤的品级来调整煤粉的出口速度。

技术实现要素：

7.在实施方案中，提供了一种用于粉碎固体燃料燃烧炉的粉碎固体燃料管道喷嘴的喷嘴尖端。喷嘴尖端包括一次护罩，该一次护罩具有入口端和出口端；以及位于出口端处的出口，该出口用于使粉碎固体燃料进入炉中。出口的面积能够选择性地调整以改变粉碎固体燃料从喷嘴尖端的出口速度。
8.在另一实施方案中，提供了一种操作燃烧器的方法。该方法包括以下步骤：通过至少一个具有喷嘴尖端的燃料喷嘴组件向燃烧室供应燃料流，并且根据燃料的性质和/或燃
烧器的操作要求中的至少一者改变燃料从喷嘴尖端的出口速度。
9.在又一实施方案中，提供了一种燃烧系统。燃烧系统包括燃烧室和喷嘴组件的喷嘴尖端，该喷嘴组件被构造成将燃料和一次空气的混合流引导到燃烧室中，该喷嘴尖端包括具有出口的一次护罩。出口的面积能够选择性地调整以改变燃料和一次空气的混合流从该喷嘴尖端的出口速度。
附图说明
10.通过参考附图阅读以下对非限制性实施方案的描述，将更好地理解本发明，其中：
11.图1是体现燃烧系统的粉碎固体燃料燃烧炉的垂直截面图的图解表示，其中可以利用根据本发明的固体燃料喷嘴尖端构造；
12.图2是根据本发明的实施方案的用于与图1的粉碎固体燃料燃烧炉一起使用的固体燃料喷嘴尖端的出口端透视图，示出了其中间出口面积位置。
13.图3是处于中间出口面积位置的图2的固体燃料喷嘴尖端的入口端透视图。
14.图4是处于中间出口面积位置的图2的固体燃料喷嘴尖端的前正视图。
15.图5是处于中间出口面积位置的图2的固体燃料喷嘴尖端的后正视图。
16.图6是处于中间出口面积位置的图2的固体燃料喷嘴尖端的另一透视正视图。
17.图7是图2的固体燃料喷嘴尖端的出口端透视图，示出了其闭合出口面积位置。
18.图8是处于闭合出口面积位置的图2的固体燃料喷嘴尖端的入口端透视图。
19.图9是处于闭合出口面积位置的图2的固体燃料喷嘴尖端的前正视图。
20.图10是处于闭合出口面积位置的图2的固体燃料喷嘴尖端的后正视图。
21.图11是处于开放出口面积位置的图2的固体燃料喷嘴尖端的另一透视正视图。
22.图12是图2的固体燃料喷嘴尖端的出口端透视图，示出了其开放出口面积位置。
23.图13是处于开放出口面积位置的图2的固体燃料喷嘴尖端的入口端透视图。
24.图14是处于开放出口面积位置的图2的固体燃料喷嘴尖端的前正视图。
25.图15是处于开放出口面积位置的图2的固体燃料喷嘴尖端的后正视图。
26.图16是处于开放出口面积位置的图2的固体燃料喷嘴尖端的另一透视正视图。
27.图17是图2的固体燃料喷嘴尖端的侧视剖视图，示出了其中间和非成角度位置。
28.图18是图2的固体燃料喷嘴尖端的侧视剖视图，示出了其中间和向上成角度位置。
29.图19是图2的固体燃料喷嘴尖端的侧视剖视图，示出了其中间和向下成角度位置。
30.图20是图2的固体燃料喷嘴尖端的侧视剖视图，示出了其开放和非成角度位置。
31.图21是图2的固体燃料喷嘴尖端的侧视剖视图，示出了其开放和向上成角度位置。
32.图22是图2的固体燃料喷嘴尖端的侧视剖视图，示出了其开放和向下成角度位置。
33.图23是图2的固体燃料喷嘴尖端的侧视剖视图，示出了其闭合和非成角度位置。
34.图24是图2的固体燃料喷嘴尖端的侧视剖视图，示出了其闭合和向上成角度位置。
35.图25是图2的固体燃料喷嘴尖端的侧视剖视图，示出了其闭合和向下成角度位置。
36.图26是根据本发明的另一实施方案的用于与图1的粉碎固体燃料燃烧炉一起使用的固体燃料喷嘴尖端的出口端透视图，示出了其中间出口面积位置。
37.图27是图26的固体燃料喷嘴尖端的出口端透视图，示出了其开放出口面积位置。
38.图28是图26的固体燃料喷嘴尖端的出口端透视图，示出了其闭合出口面积位置。
39.图29是图26的固体燃料喷嘴尖端的侧视剖视图，示出了其中间和非成角度位置。
40.图30是图26的固体燃料喷嘴尖端的侧视剖视图，示出了其中间和向上成角度位置。
41.图31是图26的固体燃料喷嘴尖端的侧视剖视图，示出了其中间和向下成角度位置。
42.图32是图26的固体燃料喷嘴尖端的侧视剖视图，示出了其开放和非成角度位置。
43.图33是图26的固体燃料喷嘴尖端的侧视剖视图，示出了其开放和向上成角度位置。
44.图34是图26的固体燃料喷嘴尖端的侧视剖视图，示出了其开放和向下成角度位置。
45.图35是图26的固体燃料喷嘴尖端的侧视剖视图，示出了其闭合和非成角度位置。
46.图36是图26的固体燃料喷嘴尖端的侧视剖视图，示出了其闭合和向上成角度位置。
47.图37是图26的固体燃料喷嘴尖端的侧视剖视图，示出了其闭合和向下成角度位置。
具体实施方式
48.下面将详细参考本发明的示例性实施方案，其示例在附图中示出。只要有可能，在整个附图中使用的相同附图标记指的是相同或相似的部分。虽然本发明的实施方案涉及用于固体燃料燃烧炉的喷嘴尖端，但是本发明的实施方案还可以用于控制任何状态(即，固体、液体或气体)的燃料的速度。
49.现在参考附图，并且更具体地参考其中的图1，在其中描绘了粉碎固体燃料燃烧炉，其通常由附图标记10表示。由于本领域技术人员已知的粉碎固体燃料燃烧炉的构造和操作模式的性质，因此认为没有必要在本文中阐述图1中所示的粉碎固体燃料燃烧炉10的详细描述。相反，为了获得对燃烧系统中的粉碎固体燃料燃烧炉10的理解的目的，根据本发明构造的固体燃料喷嘴尖端适用于采用，被认为足够的是，在本文中仅呈现了粉碎固体燃料燃烧炉10的部件和燃烧系统的部件的性质的描述，其中粉碎固体燃料燃烧炉10适当地提供并且与固体燃料喷嘴尖端配合。
50.进一步参考图1，粉碎固体燃料燃烧炉10包括燃烧器区域14。正是在粉碎固体燃料燃烧炉10的燃烧器区域14内，以本领域技术人员已知的方式启动粉碎固体燃料和空气的燃烧。由粉碎固体燃料和空气的燃烧产生的热气在粉碎固体燃料燃烧炉10中向上上升。在其在粉碎固体燃料燃烧炉10中的向上移动期间，热气向穿过管(未示出)的流体提供热量，这些管以常规方式排列在粉碎固体燃料燃烧炉10的所有四个壁上。然后，热气通过水平通道16离开粉碎固体燃料燃烧炉10，该水平通道又通向后部气体通道18。水平通道16和后部气体通道18两者通常含有用于以本领域技术人员已知的方式产生和过热蒸汽的其他热交换器表面(未示出)。此后，通常使蒸汽流到涡轮(未示出)，该涡轮形成涡轮/发生器组(未示出)的一个部件，使得蒸汽提供动力以驱动涡轮(未示出)，并且由此还提供发生器(未示出)，其以已知方式与涡轮协作地相关联，使得电力因此由发生器(未示出)产生。
51.通过背景技术的前述方式，为了在本文中阐述的目的，再次参考图1，其中适当地
提供粉碎固体燃料燃烧炉10的构造的性质和操作模式的描述。如参考图1所见的主题燃烧系统包括呈主风箱20形式的壳体，该主风箱设置有多个空气隔室(未示出)，从其合适的源(未示出)供应的空气通过这些空气隔室被注入到粉碎固体燃料燃烧炉10的燃烧器区域14中。另外，风箱20设置有多个燃料隔室(未示出)，固体燃料通过这些燃料隔室注入到燃烧器区域14中。通过上述多个燃料隔室(未示出)注入的固体燃料通过粉碎固体燃料供应装置供应到该多个燃料隔室(未示出)，该粉碎固体燃料供应装置通常由图1中的附图标记22表示。为此，粉碎固体燃料供应装置22包括粉碎机，其通常由图1中的附图标记24表示，以及多个粉碎固体燃料管道26。粉碎固体燃料通过粉碎固体燃料管道26从粉碎机24传输，这些粉碎固体燃料管道26以流体流动关系连接到该粉碎机，这些粉碎固体燃料管道26也以流体流动关系连接到前面提到的多个燃料室(未示出)。尽管为了保持附图中的图示清晰而未示出，但是粉碎机24操作地连接到风扇(未示出)，风扇又以流体流动关系与前述多个空气隔室(未示出)操作地连接)，使得空气从风扇(未示出)不仅供应到上述多个空气隔室(未示出)而且还供应到粉碎机24，由此从粉碎机24供应到上述多个燃料隔室(未示出)的粉碎固体燃料以本领域已知的方式在空气流中输送通过粉碎固体燃料管道26。
52.进一步关于燃烧系统的性质，在粉碎固体燃料燃烧炉10的每个拐角中并入分离过燃空气的两个或更多个离散位，以便位于主风箱20的顶部和炉出口平面28之间。为此，适当地设置有粉碎固体燃料燃烧炉10的燃烧系统包括分离过燃空气的两个或更多个离散位，即图1中通常由附图标记30表示的分离过燃空气的低位和图1中通常由附图标记32表示的分离过燃空气的高位。通过使用适合用于粉碎固体燃料燃烧炉10的燃烧器区域14内的这种目的的任何常规形式的支撑装置(未示出)来适当地支撑分离过燃空气的低位30，以便适当地与风箱20的顶部间隔开，并且因此与主风箱20的纵轴基本上对准。类似地，通过使用适合用于粉碎固体燃料燃烧炉10的燃烧器区域14内的这种目的的任何常规形式的支撑装置(未示出)来适当地支撑分离过燃空气的高位32，以便适当地与分离过燃空气的低位30间隔开，并且因此与主风箱20的纵轴基本上对准。分离过燃空气的低位30和分离过燃空气的高位32适当地位于主风箱20的顶部和炉出口平面28之间，使得其使由粉碎固体燃料的燃烧产生的气体经过预先设定的时间量从主风箱20的顶部行进到分离过燃空气的高位32的顶部。
53.虽然在图1中未示出，但是各自具有固体燃料喷嘴尖端的粉碎固体燃料喷嘴以安装关系适当地支撑在多个燃料隔室(未示出)中的每个燃料隔室内，这些燃料隔室已经在上文进行了参考。安装喷嘴和其喷嘴尖端以便将粉碎固体燃料(例如，固体燃料，诸如煤和生物质或煤)和空气引导到炉的燃烧器区域14中。如下所示，根据本发明的实施方案，一个或多个喷嘴的喷嘴尖端被构造成允许喷嘴尖端的垂直和/或水平角度调整，以及喷嘴尖端出口的横截面积的调整。
54.现在参考图2至图16，示出了根据本发明的一个实施方案的用于固体燃料燃烧器/炉(例如，炉10)的固体燃料喷嘴的喷嘴尖端100。如其中所示，喷嘴尖端100具有入口端102(限定入口)和出口端104(限定出口)，并且包括二次护罩106和封闭在其中的一次护罩108。在实施方案中，一次护罩108和二次护罩106彼此机械地互连。在实施方案中，一次护罩108和二次护罩106彼此固定地连接。
55.如图2至图6中最佳所示，一次护罩108包括顶板110、底板112和相对的侧板114、116，这些侧板限定供夹带的燃料(例如，一次空气中夹带的煤粉)从入口端102流向出口端
104的管道118。如将理解的，一次护罩108的顶板110、底板112和相对侧板114、116在出口端104处限定喷嘴尖端100的出口面积。二次护罩106就其本身而言包括顶板120和底板122。二次护罩106和一次护罩108在二次空气管道124之间形成，用于将二次或周边空气从入口端102传递到出口端104。具体地，二次空气管道124大体上围绕一次护罩108并且包括形成于二次护罩106的顶板120与一次护罩108的顶板110之间的空间，以及二次护罩106的底板122与一次护罩108的底板112之间的空间。
56.如图2和图3最佳所示，一次护罩108和二次护罩106的顶板110、120分别能够围绕延伸穿过枢轴点126、128的轴线旋转，该轴线相邻于喷嘴尖端100的入口端102，并且一次护罩108和二次护罩106的底板112、122分别可围绕延伸穿过与喷嘴尖端100的入口端102相邻的枢轴点130、132的轴线旋转，用于下文公开的目的。在实施方案中，一个或多个致动器(未示出)可以操作地连接到顶板110、120中的一者或多者和/或底板112、122中的一者或多者，用于实现顶板110、120和/或底板112、122围绕这些轴线的旋转。在实施方案中，可以使用单个致动器来旋转顶板110、120和底板112、122两者。虽然已经公开顶板110、120可围绕在枢轴点126、128之间延伸的轴线旋转，并且底板112、122可围绕在枢轴点130、132之间延伸的轴线旋转，在一些实施方案中，顶板或底板中的仅一者可旋转(而顶板或底板中的另一者保持在固定位置)。
57.如上文所指示，并且参考图6，一次护罩108的顶板110、底板112和相对侧板114、116在出口端104处限定喷嘴尖端100的出口面积a1。如下文所讨论的，喷嘴尖端100的出口面积a1可以通过调整或改变顶板110、120和/或底板112、122的角取向、通过使顶板和/或底板围绕其相应轴线旋转以选择性地增加或减小出口的面积来改变。
58.例如，特别参考图7至图11，一次护罩108的顶板110、120和底板112、122两者分别可以围绕延伸穿过点126、128和点130、132的轴线朝向闭合位置旋转，使得由一次护罩的顶板110和底板112限定的管道118朝向喷嘴尖端100的出口端104会聚。如图11中最佳所示，在这个位置，喷嘴尖端100的出口面积a2与喷嘴尖端100在其中间位置(图6)时的出口面积a1相比减小。
59.类似地，特别参考图12至图16，一次护罩108的顶板110、120和底板112、122两者分别可以围绕延伸穿过点126、128和点130、132的轴线朝向开放位置旋转，使得由一次护罩的顶板110和底板112限定的管道118朝向喷嘴尖端100的出口端104分散。如图16中最佳所示，在这个位置，喷嘴尖端100的出口面积a3与喷嘴尖端100在其中间位置(图6)时的出口面积a1相比增加。
60.因此，本发明的喷嘴尖端100能够调整以改变喷嘴尖端出口的横截面积。具体地说，一次护罩108的顶板110和/或底板112(并且因此，二次护罩106的顶板120和底板122借助于其机械联接)可以旋转以使顶板110和底板112的前边缘彼此更靠近(以减小喷嘴尖端的出口面积-图7至图11)或移动顶板110和底板112的前边缘彼此远离(以增加喷嘴尖端的出口面积-图12至图16)。如将理解的，选择性地增加或减小喷嘴尖端100的出口面积因此可用于选择性地减小或增加从喷嘴尖端100的出口端104流出的粉碎燃料的流速。特别地，减小喷嘴尖端100的横截面积(图11)实现了从喷嘴尖端100的出口端流出的粉状燃料的速度的对应增加。类似地，增加喷嘴尖端100的横截面积(图16)实现了从喷嘴尖端100的出口端流出的粉状燃料的速度的对应增加。
61.因此，可以利用本发明的可调喷嘴尖端100来相当容易地调整离开喷嘴尖端100的固体燃料的速度，以实现不同品级的煤的燃烧(具有不同的挥发物含量)，而无需改造。结果，本发明的喷嘴尖端100使得燃烧器能够服务于多种挥发物含量的多种煤类型或品级，从而简单地通过选择性地调整喷嘴尖端出口的横截面积以将固体燃料出口速度设置为与所利用的特定煤阶/类型的最佳燃烧相关的点来实现最佳燃烧结果。在这方面，本发明的喷嘴尖端100根据燃烧的煤的品级提供了对煤粉的出口速度的简单和快速的调整。例如，在希望使用较低的煤阶的情况下，喷嘴尖端100可以朝向其开放出口面积位置移动(增加出口面积)，以便减小煤粉的出口速度以确保最佳燃烧。类似地，在希望使用高煤阶的情况下，喷嘴尖端100可以朝向其闭合出口面积位置移动(减小出口面积)，以便增加煤粉的出口速度以确保最佳燃烧。
62.现在参考图17至图25，除了提供调整出口面积以允许改变固体燃料的出口速度的能力之外，本发明的喷嘴尖端100被构造成允许喷嘴尖端100的角度调整。特别地，在实施方案中，喷嘴尖端100可以在任何出口位置(即，中间、打开或关闭)在竖直方向上(向上或向下成角度)和/或在水平方向上(左和右)调整。这种角度调整可以使用本领域已知的任何装置或机构进行。例如，图17至图19示出，对于中间/默认出口面积位置，喷嘴尖端100分别处于非倾斜/非成角度位置、向上成角度位置和向下成角度位置。类似地，图20至图22示出，对于开放(较大)出口面积位置，喷嘴尖端100分别处于非倾斜/非成角度位置、向上成角度位置和向下成角度位置。图23至图25示出，对于闭合(较小)出口面积位置，喷嘴尖端100分别处于非倾斜/非成角度位置、向上成角度位置和向下成角度位置。
63.在实施方案中，可以在控制器(未示出)的控制下执行出口面积大小的调整(以改变固体燃料通过管道118的出口速度)以及喷嘴尖端的角取向(以改变固体燃料注入到炉10中的方向)。例如，在实施方案中，用户可以将所用煤的品级、所用煤的挥发物含量等输入到控制器(经由合适的界面)，并且控制器可以自动调整喷嘴尖端100的出口面积和/或角取向，以针对所利用的特定煤阶/类型实现最佳燃烧结果。在又其他实施方案中，控制器可以基于燃烧器10的所测量或所感测的操作参数(例如，温度、排放水平等)实时或接近实时调整喷嘴尖端100的出口面积大小和/或角取向。
64.现在参考图26，示出了根据本发明的另一实施方案的喷嘴尖端200。如其中所示，喷嘴尖端200在构造上基本上类似于喷嘴尖端100，其中相同的附图标记指示相同的部件。然而，如其中所示，顶板和底板的构造略微不同，并且一次护罩108和二次护罩108的相应顶板110、120和底板112、122可围绕延伸穿过枢轴点226的共同单一轴线旋转。与上述喷嘴尖端100一样，可以选择性地调整图26的喷嘴尖端200以改变喷嘴尖端200的出口端104处的横截面出口面积。
65.特别地，图26示出了处于中间位置并具有第一出口面积的喷嘴尖端200。图27示出了处于打开位置的喷嘴尖端200，其具有大于第一出口面积的第二出口面积(这有效地减小了固体燃料在离开喷嘴头200时的出口速度)。图28示出了处于闭合位置的喷嘴尖端200，其具有小于第一出口面积的第三出口面积(这有效地增加了固体燃料在离开喷嘴头200时的出口速度)。
66.现在转向图29至图37，与喷嘴尖端100类似，除了提供调整出口面积以允许改变固体燃料的出口速度的能力之外，喷嘴尖端200被类似地构造成允许喷嘴尖端200的角度调
整。特别地，在实施方案中，喷嘴尖端200可以在任何出口位置(即，中间、打开或关闭)在竖直方向上(向上或向下成角度)和/或在水平方向上(左和右)调整。这种角度调整可以使用本领域已知的任何装置或机构进行。例如，图29至图31示出，对于中间/默认出口面积位置，喷嘴尖端200分别处于非倾斜/非成角度位置、向上成角度位置和向下成角度位置。类似地，图32至图34示出，对于开放(较大)出口面积位置，喷嘴尖端200分别处于非倾斜/非成角度位置、向上成角度位置和向下成角度位置。图35至图37示出，对于闭合(较小)出口面积位置，喷嘴尖端200分别处于非倾斜/非成角度位置、向上成角度位置和向下成角度位置。
67.如上所述，本发明的实施方案提供了一种粉碎燃料炉/燃烧器10，其采用具有喷嘴尖端100的喷嘴，该喷嘴尖端的横截面出口面积是可变的或可调整的。出口面积的可调整性为燃烧器提供根据使用中的煤的类型增加或减小煤粉的出口速度以获得最佳燃烧结果(即，高燃料转化效率和超低nox排放)的能力。这与现有的煤粉燃烧器相反，现有的煤粉燃烧器被设计成以固定喷嘴尖端横截面积操作，其中煤粉的出口速度是固定的。因此，本发明的喷嘴尖端允许燃烧不同的煤阶(包括不同于设计煤的煤阶)以实现最佳燃烧结果，在确保稳定且安全的火焰的同时避免火焰提升和回火，实现最佳燃料转化速率，并且实现较低的一次排放水平(nox和co)，所有这些都不需要改装喷嘴、喷嘴尖端或其他燃烧器部件。进而，本文所描述的本发明使得单个燃烧器能够服务于多种挥发物含量的多种煤类型或品级，从而简单地通过选择性地调整煤粉喷嘴尖端的横截面积以将出口速度设置在正确的点来实现最佳燃烧结果。在这方面，喷嘴尖端100可以用于本领域的任何燃烧器中以提供柔性燃料燃烧器。
68.进一步设想，喷嘴尖端横截面积同样可以根据锅炉负载而改变。例如，在低/部分负载操作下，可以增加出口面积以减小粉碎固体燃料的出口速度，以便在此类低负载条件下维持最佳燃烧。在高/完全负载操作下，可以减小出口面积以增加粉碎固体燃料的出口速度，以便满足需求并在此类低负载条件下维持最佳燃烧。在实施方案中，一次护罩和二次护罩可以是能够单独调整的(不相对于另一个)，在这种情况下，一次护罩和二次护罩可能不会机械地联接。
69.在实施方案中，提供了一种用于粉碎固体燃料燃烧炉的粉碎固体燃料管道喷嘴的喷嘴尖端。喷嘴尖端包括一次护罩，该一次护罩具有入口端和出口端；以及位于出口端处的出口，该出口用于使粉碎固体燃料进入炉中。出口的面积能够选择性地调整以改变粉碎固体燃料从喷嘴尖端的出口速度。在实施方案中，一次护罩的至少一部分的位置是能够移动的，以便减小出口的面积并增加粉碎固体燃料的出口速度。在实施方案中，一次护罩的至少一部分的位置是能够移动的，以便增加出口的面积并减小粉碎固体燃料的出口速度。在实施方案中，一次护罩包括顶板和底板，以及至少部分地限定出口的相对侧面，其中顶板和/或底板中的至少一者是能够调整的，以选择性地增加或减小出口的面积。在实施方案中，顶板和底板都是可调整的。在实施方案中，喷嘴尖端包括围绕一次护罩的二次护罩和位于一次护罩与二次护罩之间的供空气通过的通道。在实施方案中，一次护罩和二次护罩机械地互连。在实施方案中，喷嘴尖端相对于炉的取向角度在水平方向上是可调整的。在实施方案中，喷嘴尖端相对于炉的取向角度在竖直方向上是可调整的。在实施方案中，粉碎固体燃料是煤粉。
70.在另一实施方案中，提供了一种操作燃烧器的方法。该方法包括以下步骤：通过至
少一个具有喷嘴尖端的燃料喷嘴组件向燃烧室供应燃料流，并且根据燃料的性质和/或燃烧器的操作要求中的至少一者改变燃料从喷嘴尖端的出口速度。在实施方案中，改变燃料的出口速度包括调整喷嘴尖端的出口的面积。在实施方案中，燃料是煤粉，并且燃料的至少一种性质是煤粉的挥发物含量。在实施方案中，该方法还可以包括减小出口面积以增加出口速度的步骤，其中燃料是高煤阶煤。在实施方案中，该方法还可以包括增加出口面积以减小出口速度的步骤，其中燃料是高煤阶煤。在实施方案中，该方法包括调整喷嘴尖端在水平方向上的取向角度的步骤。在实施方案中，该方法还包括调整喷嘴尖端在竖直方向上的取向角度的步骤。
71.在又一实施方案中，提供了一种燃烧系统。燃烧系统包括燃烧室和喷嘴组件的喷嘴尖端，该喷嘴组件被构造成将燃料和一次空气的混合流引导到燃烧室中，该喷嘴尖端包括具有出口的一次护罩。出口的面积能够选择性地调整以改变燃料和一次空气的混合流从该喷嘴尖端的出口速度。在实施方案中，一次护罩的至少一部分的位置是能够移动的，以便减小出口的面积并增加燃料和一次空气的混合流的出口速度。在实施方案中，一次护罩的至少一部分的位置是能够移动的，以便增加出口的面积并减小燃料和一次空气的混合流的出口速度。
72.如本文所用，以单数形式列举并且以词语“一个”或“一种”开头的元件或步骤应该被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明这种排除。此外，对本发明的“一个实施方案”的提及不旨在被解释为排除也包含所列举特征的其他实施方案的存在。此外，除非明确相反说明，否则“包括”、“包含”或“具有”具有特定属性的一个元件或多个元件的实施方案可包括不具有该属性的其他此类元件。
73.该书面描述使用示例来公开本发明的若干实施方案，包括最佳模式，并且还使得本领域普通技术人员能够实践本发明的实施方案，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有与权利要求书的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差别的等效结构元件，则此类其他示例预期在权利要求书的范围内。

技术特征：

1.一种用于粉碎固体燃料燃烧炉的粉碎固体燃料管道喷嘴的喷嘴尖端，所述喷嘴尖端包括：一次护罩，所述一次护罩具有入口端和出口端；以及位于所述出口端处的出口，所述出口用于使粉碎固体燃料进入所述炉中；其中所述出口的面积能够选择性地调整以改变所述粉碎固体燃料从所述喷嘴尖端的出口速度。2.根据权利要求1所述的喷嘴尖端，其中：所述一次护罩的至少一部分的位置是能够移动的，以便减小所述出口的所述面积并增加所述粉碎固体燃料的所述出口速度。3.根据权利要求1所述的喷嘴尖端，其中：所述一次护罩的至少一部分的位置是能够移动的，以便增加所述出口的所述面积并减小所述粉碎固体燃料的所述出口速度。4.根据权利要求1所述的喷嘴尖端，其中：所述一次护罩包括顶板和底板，以及至少部分地限定所述出口的相对侧面；其中所述顶板和/或所述底板中的至少一者是可调整的，以选择性地增加或减小所述出口的所述面积。5.根据权利要求4所述的喷嘴尖端，其中：所述顶板和所述底板都是可调整的。6.根据权利要求1所述的喷嘴尖端，还包括：二次护罩，所述二次护罩围绕所述一次护罩；和通道，所述通道位于所述一次护罩与所述二次护罩之间，用于供空气通过。7.根据权利要求6所述的喷嘴尖端，其中：一次护罩和所述二次护罩机械地互连。8.根据权利要求1所述的喷嘴尖端，其中：所述喷嘴尖端相对于所述炉的取向角度在水平方向上是可调整的。9.根据权利要求1所述的喷嘴尖端，其中：所述喷嘴尖端相对于所述炉的取向角度在竖直方向上是可调整的。10.根据权利要求1所述的喷嘴尖端，其中：粉碎固体燃料是煤粉。11.一种操作燃烧器的方法，包括以下步骤：通过至少一个具有喷嘴尖端的燃料喷嘴组件向燃烧室供应燃料流；以及根据所述燃料的性质和/或所述燃烧器的操作要求中的至少一者来改变所述燃料从所述喷嘴尖端的出口速度。12.根据权利要求11所述的方法，其中：改变所述燃料的所述出口速度包括调整所述喷嘴尖端的出口的面积。13.根据权利要求12所述的方法，其中：所述燃料是煤粉；并且所述燃料的所述至少一种性质是所述煤粉的挥发物含量。14.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：
减小所述出口面积以增加所述出口速度，其中所述燃料是高煤阶煤。15.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：增加所述出口面积以减小所述出口速度，其中所述燃料是高煤阶煤。16.根据权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：调整所述喷嘴尖端在水平方向上的取向角度。17.根据权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：调整所述喷嘴尖端在竖直方向上的取向角度。18.一种燃烧系统，包括：燃烧室；和喷嘴组件的喷嘴尖端，所述喷嘴组件被构造成将燃料和一次空气的混合流引导到所述燃烧室中，所述喷嘴尖端包括具有出口的一次护罩；其中所述出口的面积能够选择性地调整以改变燃料和一次空气的混合流从所述喷嘴尖端的出口速度。19.根据权利要求18所述的燃烧系统，其中；所述一次护罩的至少一部分的位置是能够移动的，以便减小所述出口的所述面积并增加燃料和一次空气的所述混合流的所述出口速度。20.根据权利要求18所述的燃烧系统，其中：所述一次护罩的至少一部分的位置是能够移动的，以便增加所述出口的所述面积并减小燃料和一次空气的混合流的所述出口速度。

技术总结

提供了一种用于粉碎固体燃料燃烧炉的粉碎固体燃料管道喷嘴的喷嘴尖端。喷嘴尖端包括一次护罩，该一次护罩具有入口端和出口端；以及位于出口端处的出口，该出口用于使粉碎固体燃料进入炉中。该出口的面积能够选择性地调整以改变该粉碎固体燃料从该喷嘴尖端的出口速度。度。度。

技术研发人员：

G

受保护的技术使用者：

通用电气公司

技术研发日：

2021.01.14

技术公布日：

2022/8/19