用于低负荷稳燃煤粉内加热电热式旋流燃烧器及加热方法
技术领域：
本发明涉及电站锅炉燃烧设备技术领域，具体涉及一种用于低负荷稳燃煤粉内加热电热式旋流燃烧器及加热方法。
背景技术：
目前锅炉侧最主要的问题是低负荷下，炉内燃煤量低，炉膛温度较低，会出现燃烧不稳定的情况。近年来，风电和光伏等清洁能源发展越来越快，装机规模也迅猛增长，然而，风电和光伏等清洁能源在提供大量清洁电力的同时，还存在着间歇性、波动性、随机性、无功供给性能低、短时提供短路电流能力弱等特点，无法被我国电力系统完全消纳，给电力系统的安全稳定性带来了巨大的挑战；
为此，国家发改委、国家能源局要求对火电机组进行灵活性改造，释放其潜在的深度调峰能力，以提高我国电力系统的调节能力，促进可再生能源的消纳，然而，当燃煤机组进行深度调峰时，由于机组处于与设计负荷相差巨大的低负荷运行状态，将会发生许多问题，为了缓解这一问题，提高火电机组低负荷稳燃能力，亟待开发一种适用于锅炉低负荷条件下稳定燃烧的燃烧器，以适应燃煤机组深度调峰的需求。
发明内容：
本发明的目的是提供一种用于低负荷稳燃煤粉内加热电热式旋流燃烧器及加热方法，该结构及方法具有极强的稳燃能力和便于加热量调节的效果，在火电灵活性改造方面具有广阔的应用前景。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种用于低负荷稳燃煤粉内加热电热式旋流燃烧器，其组成包括：旋流燃烧器，所述的旋流燃烧器包括中心风通道，所述的中心风通道位于整个燃烧器的最内层，其左端为喷口，右端与输送中心风的管道相连，所述的中心风通道的管径上缠绕电加热丝，所述的电加热丝位于一次风通道的内部，所述的一次风通道位于所述的中心风通道外层，左端靠近喷口的位置布置稳燃齿，右端与一次风供给管道相连，所述的一次风通道外侧依次布置二次风通道、三次风通道、四次风通道，所述的二次风通道、所述的三次风通道右端均与风箱相连，左端为喷口，所述的四次风通道的管壁右端与所述的风箱连接，左端与锥形喷口连接。
所述的用于低负荷稳燃煤粉内加热电热式旋流燃烧器，所述的电加热丝覆盖在稳燃齿后方的整个所述的中心风通道的管壁表面上，所述的中心风通道、电加热丝、稳燃齿采用耐磨耐热合金或陶瓷，所述的四次风管道与所述的风箱之间的连接方式为焊接、法兰连接、整体铸造。
一种用于低负荷稳燃煤粉内加热电热式旋流燃烧器及加热方法，该方法包括如下步骤：
首先将电加热丝绕在中心风通道管壁的外侧，在一次风通道的内部对煤粉气流进行加热，使所述的电热丝发出能热量能够被煤粉气流充分吸收，其中所述的电加热丝的长度覆盖整个旋流燃烧器的轴向长度，能够使煤粉气流获得足够的热量，保证煤粉气流进入锅炉炉膛时温度接近煤粉的着火点，从而降低煤粉气流在锅炉炉膛中的着火难度，提高锅炉的稳燃性能；
将加热元件采用电热丝，以电作为能量来源，能够控制电热丝的温度，调节方便灵活，可以将喷口位置煤粉气流温度控制在要求的参数，达到稳燃的效果；
所述的中心风通道、所述的电加热丝、稳燃齿采用耐磨耐热合金或陶瓷，以保证燃烧器在应用过程中的安全稳定，不会出现因为高温而烧毁旋流燃烧器的情况发生。
有益效果：
1.本发明是一种适用于低负荷稳燃的煤粉内加热电热式旋流燃烧器及其加热方法，该结构将电加热丝绕在中心风通道外侧，在一次风通道的内部对煤粉气流进行加热，使电热丝发出能热量能够被煤粉气流充分吸收，同时所述的电加热丝几乎覆盖整个燃烧器的轴向长度，加热段长，煤粉受热时间长，挥发份析出充分，能够使煤粉气流获得足够的热量，保证煤粉气流进入锅炉炉膛时温度接近煤粉的着火点，从而降低煤粉气流在锅炉炉膛中的着火难度，提高锅炉的稳燃性能。
本发明加热元件采用电热丝，以电作为能量来源，具有温度控制性好，调节方便灵活等优点，可以将喷口位置煤粉气流温度控制在要求的参数，更好的达到稳燃的效果。
本发明的中心风通道、电加热丝、稳燃齿均采用耐磨耐热合金或陶瓷，选用该材质，能够保证燃烧器在实际应用过程中的安全稳定，不会出现因为高温而烧毁燃烧器的情况，提高了旋流燃烧器使用寿命。
本发明采用法兰连接或者焊接的方式与固体燃料输送管道的连接，可以是直管连接或者弯头连接，其适用范围广，结构紧凑，便于燃烧器的安装、拆卸与运行维护。
本发明将一次风管道，中心风管道采用支架固定位置，以保证同轴度，使风道设置均匀。
附图说明：
附图1是本发明的结构示意图。
附图2是本申请的连接煤粉管道为弯头、中心风为直管的结构示意图。
附图3是本申请的连接煤粉管道为直管、中心风为弯头的结构示意图。
附图4是本申请的连接煤粉管道为弯头、中心风为弯头的结构示意图
其中：1、中心风通道，2、电加热丝，3、一次风通道，4、风箱，5、二次风通道，6、三次风通道，7、四次风通道，8、稳燃齿，9、锥形喷口。
具体实施方式：
实施例1：
一种用于低负荷稳燃煤粉内加热电热式旋流燃烧器，其组成包括：旋流燃烧器，所述的旋流燃烧器包括中心风通道1，所述的中心风通道位于整个燃烧器的最内层，其左端为喷口，右端与输送中心风的管道相连，所述的中心风通道的管径上缠绕电加热丝2，所述的电加热丝位于一次风通道3的内部，所述的一次风通道位于所述的中心风通道外层，左端靠近喷口的位置布置稳燃齿8，右端与一次风供给管道相连，所述的一次风通道外侧依次布置二次风通道5、三次风通道6、四次风通道7，所述的二次风通道、所述的三次风通道右端均与风箱4相连，左端为喷口，所述的四次风通道的管壁右端与所述的风箱连接，左端与锥形喷口9连接。
实施例2：
根据实施例1所述的用于低负荷稳燃煤粉内加热电热式旋流燃烧器，所述的电加热丝覆盖在稳燃齿后方的整个所述的中心风通道的管壁表面上，所述的中心风通道、电加热丝、稳燃齿采用耐磨耐热合金或陶瓷，所述的四次风管道与所述的风箱之间的连接方式为焊接、法兰连接、整体铸造。
实施例3：
根据实施例1-2所述的用于低负荷稳燃煤粉内加热电热式旋流燃烧器及加热方法，该方法包括如下步骤：
首先将电加热丝绕在中心风通道管壁的外侧，在一次风通道的内部对煤粉气流进行加热，使所述的电热丝发出能热量能够被煤粉气流充分吸收，其中所述的电加热丝的长度覆盖整个旋流燃烧器的轴向长度，能够使煤粉气流获得足够的热量，保证煤粉气流进入锅炉炉膛时温度接近煤粉的着火点，从而降低煤粉气流在锅炉炉膛中的着火难度，提高锅炉的稳燃性能；
将加热元件采用电热丝，以电作为能量来源，能够控制电热丝的温度，调节方便灵活，可以将喷口位置煤粉气流温度控制在要求的参数，达到稳燃的效果；
所述的中心风通道、所述的电加热丝、稳燃齿采用耐磨耐热合金或陶瓷，以保证燃烧器在应用过程中的安全稳定，不会出现因为高温而烧毁旋流燃烧器的情况发生；
本申请的电加热丝绕在中心风通道外侧，风箱仅设置在该燃烧器的后侧部分，所述的电加热丝位于一次风通道的内部，这样的结构能够保证电加热丝所散发的热量被一次风通道中的煤粉气流充分吸收；所述的电加热丝覆盖在稳燃齿后方的整个中心风通道表面上，使煤粉气流在燃烧器中能够被充分加热；所述的电加热丝依靠电能发热，具有温度控制性强，控制灵活的优点，四次风喷口外沿设置锥形喷口；
在实际工程应用过程中，由于安装位置不同，煤粉管道和中心风管道的位置都是随机的，本发明适用于所有情况的煤粉管道和中心风管道位置，下面结合图1对本发明连接煤粉弯头与直管、中心风弯头与直管的四种情况进行举例说明；
（1）连接煤粉管道直管、中心风直管，此时煤粉和中心风均由直管送入燃烧器；附图1所示；
（2）连接煤粉管道弯头、中心风直管此时煤粉由弯头送入燃烧器，中心风由直管送入燃烧器；附图2所示；
（3）连接煤粉管道直管、中心风弯头，此时煤粉由直管送入燃烧器，中心风由弯头送入燃烧器；附图3所示；
（4）连接煤粉管道弯头、中心风弯头，此时煤粉由弯头送入燃烧器，中心风由弯头送入燃烧器，附图4所示。
