一种多火球富氧燃烧器 |
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| 申请号 | CN202311763835.8 | 申请日 | 2023-12-21 | 公开(公告)号 | CN117847518A | 公开(公告)日 | 2024-04-09 |
| 申请人 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司; | 发明人 | 梁钰; 杨章宁; 毛宇; 唐豪杰; 韦耿; 鲁佳易; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及 燃烧器 的技术领域，公开了一种多火球富 氧 燃烧器，包括点火枪、中心 风 通道、夹心风通道、 煤 粉 风通道、旋流风通道和轴流风通道，在喷口处由内到外按点火枪、中心风通道、 煤粉 风通道、旋流风通道和轴流风通道同轴布置，夹心风通道包括若干夹心风喷口装置，若干夹心风喷口装置将煤粉风通道在喷口处均匀分割，使燃烧的煤粉火焰形成多个火球，多个稳定的火焰中心有利于加强煤粉、一次净风、高温二次风混合，高温二次风有效加热分散均匀的煤粉颗粒，使更多的煤粉能迅速达到点燃和稳定燃烧所需的 温度 和氧浓度，极大提高了低品位劣质煤的燃烧性能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种多火球富氧燃烧器，其特征在于，包括点火枪、中心风通道、夹心风通道、煤粉风通道、旋流风通道和轴流风通道，在喷口处由内到外按所述点火枪、所述中心风通道、所述煤粉风通道、所述旋流风通道和所述轴流风通道同轴布置，所述夹心风通道包括若干夹心风喷口装置，若干所述夹心风喷口装置将所述煤粉风通道在喷口处均匀分割。 |
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| 说明书全文 | 一种多火球富氧燃烧器技术领域[0001] 本发明涉及燃烧器的技术领域，具体而言，涉及一种多火球富氧燃烧器。 背景技术[0002] 近三年我国水泥产量均超过20亿，作为八大耗能行业之一，水泥行业面临节能减排的重要挑战。常规回转窑采用优质煤稳定燃烧为水泥工艺提供热量，而利用富氧燃烧技术高效利用低品位劣质煤燃料可以拓宽回转窑用煤的煤质范围，有效实现节能，降低成本。 [0003] 燃用低品位劣质煤存在点火困难，燃烧不稳定，燃烧效率低等诸多问题。对此，提高氧浓度可以降低燃料点火温度，提高燃烧强度，缩短燃尽时间，提高燃烧效率，使燃料及时着火稳定燃烧。然而富氧燃烧的作用有限，一旦氧浓度提升到一定值时，先与氧气接触的煤粉在二次风的高温下瞬间燃烧，影响水泥煅烧工艺。而且中间的劣质煤在缺氧条件下难以着火燃烧，导致燃烧效率下降。 发明内容[0004] 本发明的目的是提供一种多火球富氧燃烧器，以解决现有煤粉燃烧器受煤粉品质影响大等问题。 [0005] 本发明的实施例通过以下技术方案实现： [0006] 一种多火球富氧燃烧器，包括点火枪、中心风通道、夹心风通道、煤粉风通道、旋流风通道和轴流风通道，在喷口处由内到外按点火枪、中心风通道、煤粉风通道、旋流风通道和轴流风通道同轴布置，夹心风通道包括若干夹心风喷口装置，若干夹心风喷口装置将煤粉风通道在喷口处均匀分割。 [0007] 在本发明的一实施例中，夹心风通道还包括夹心风上游通道以及连通孔，夹心风上游通道位于中心风通道与煤粉风通道之间，夹心风上游通道还包括靠近喷口处的风环，风环通过连通孔与夹心风喷口装置内部连通。 [0008] 在本发明的一实施例中，点火枪位于中心风通道之间，中心风通道在喷口处设有环形多孔板。 [0009] 在本发明的一实施例中，夹心风喷口装置靠近喷口的一侧设有扇形多孔板。 [0010] 在本发明的一实施例中，若干夹心风喷口装置将煤粉风通道分割为3～8个煤粉风喷口。 [0011] 在本发明的一实施例中，旋流风通道和轴流风通道共用一个上游通道。 [0012] 在本发明的一实施例中，夹心风通道、煤粉风通道、旋流风通道以及轴流风通道内的气体的流量和富氧浓度通过流量装置和富氧装置控制。 [0013] 在本发明的一实施例中，富氧调节装置通入的富氧浓度范围为21％‑40％。 [0014] 本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果： [0015] 1、本发明通过夹心风通道将煤粉风通道分割，使燃烧的煤粉火焰形成多个火球，多个稳定的火焰中心有利于加强煤粉、一次净风、高温二次风混合，高温二次风有效加热分散均匀的煤粉颗粒，使更多的煤粉能迅速达到点燃和稳定燃烧所需的温度和氧浓度，极大提高了低品位劣质煤的燃烧性能。 [0016] 2、本燃烧器设置夹心风，穿插布置在煤粉风中，增加与煤粉的接触面积，加强风粉混合，为送煤风通道中心聚集的煤粉的初期点燃提供足够的氧气，可以使劣质煤能及时点燃，稳定燃烧，充分燃尽。 [0017] 3、本燃烧器夹心风、煤粉风、旋流风、轴流风都可采用不同氧浓度的富氧空气，氧浓度的提高也有利于煤的燃烧，通过高效组织配风和流场实现高效燃烧，使低热值、成分复杂的燃料稳定燃烧提供水泥工艺所需热量，拓宽煤质使用范围，有效实现节能减排。 [0018] 4、本发明的夹心风通道能灵活开启和关闭，关闭后燃用热值高的煤粉可以避免该种煤粉与富氧空气的快速混合，防止该种煤粉在喷口处过早燃烧，火焰无法延伸，造成烧成带长度不够，既能使用低热值煤粉进行燃烧又能使用高热值煤粉进行燃烧，极大的拓展了煤粉的使用范围。 [0019] 5、采用若干夹心风喷口装置将煤粉风通道在喷口处均匀分割，分割出的各个煤粉风喷口喷出的煤粉浓度相同，燃烧产生的各火球温度相同，能使燃烧器降低火焰温差实现均匀加热，加热效果更好。 [0021] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。 [0022] 图1为本发明的结构示意图； [0023] 图2为本发明图1中A处放大图； [0024] 图3为本发明的半剖图； [0025] 图4为本发明喷口的主视图。 [0026] 图标：1‑点火枪，2‑中心风通道，3‑夹心风通道，301‑夹心风上游通道，302‑连通孔，303‑夹心风喷口装置，4‑煤粉风通道，5‑旋流风通道，6‑轴流风通道。 具体实施方式[0027] 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。 [0028] 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。 [0029] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。 [0030] 在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0031] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“配置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0032] 请参照图1‑图4，一种多火球富氧燃烧器，采用多火球套筒式结构，包括点火枪1、中心风通道2、夹心风通道3、煤粉风通道4、旋流风通道5和轴流风通道6，在喷口处由内到外按点火枪1、中心风通道2、煤粉风通道4、旋流风通道5和轴流风通道6同轴布置，夹心风通道3包括若干夹心风喷口装置303，若干夹心风喷口装置303将煤粉风通道4在喷口处均匀分割，夹心风穿插布置在煤粉风中，增加与煤粉的接触面积，加强风粉混合，为送煤风通道中心聚集的煤粉的初期点燃提供足够的氧气，使劣质煤能及时点燃。 [0033] 需要说明的是，喷口处或喷口即为本发明的多火球富氧燃烧器的最前端，参照图4。 [0034] 利用多路富氧风根据燃料特性组织燃烧富氧燃烧可以使低热值、成分复杂的劣质煤降低燃点温度和缩短燃尽时间，针对变化的煤质利用燃烧器结构提供不同浓度和不同风量的氧气，实现宽范围煤质的灵活燃烧，穿插在送煤风中间的夹心风可以加强中心煤粉与富氧空气的接触，提高燃料的可燃性和燃尽率，充分利用燃料热值。 [0035] 参照图2，在本实施例中，夹心风通道3还包括夹心风上游通道301以及连通孔302，夹心风上游通道301位于中心风通道2与煤粉风通道4之间，夹心风上游通道301还包括靠近喷口处的风环，风环通过连通孔302与夹心风喷口装置303内部连通。 [0036] 在本实施例中，中心风通道2置于点火枪1周围，中心风通道2在喷口处采用环形多孔板，环形多孔板用于冷却燃烧器喷头并防止火焰回流导致喷头烧损。 [0037] 在本实施例中，当燃用低品位劣质煤时，夹心风通道3、旋流风通道5以及轴流风通道6内同时输送富氧空气，可以利用间隔在煤粉风道中间的夹心风提供更易点燃的环境。 [0038] 在本实施例中，夹心风喷口装置303靠近喷口的一侧设有扇形多孔板，夹心风从上游通道301输入至接近喷口处的风环，在风环中稳流后通过连通孔302进入到夹心风喷口装置303中，然后通过夹心风喷口装置303中的扇形多孔板喷出。 [0039] 若干夹心风喷口装置303将煤粉风通道4分割为3～8个煤粉风喷口，煤粉风在进入回转窑后结合温度和氧气燃烧形成3～8个火球，每个火球拥有一个火焰中心，煤粉风喷口是通过夹心风喷口装置303分割而成，能很好的保证各煤粉风喷口出喷出的煤粉风的煤粉浓度相同，也使得不同火球的温度相同，使燃烧器燃烧的火焰温度更加稳定均衡，多火球有利于加强煤粉、一次风、高温二次风混合，迅速达到点燃和稳定燃烧所需的温度和氧浓度，此外多火球燃烧可以有效降低回转窑中的最高火焰温度，在满足水泥烧成工艺温度和热量的同时降低热力型NOx的生成，减少环境污染，同时在煤粉风出口端形成回流区，加大夹心风对燃烧的有利影响，混合和扰动更强烈，煤粉中析出的可燃物与一次风中氧极大化地混合，稳定煤粉的初步燃烧。参照图4，在本实施例中，具有4件煤粉风通道4，4件煤粉风通道4呈环形阵列分布。 [0040] 在本实施例中，夹心风通道3通入的夹心风可通过单独调节风量、风速和氧气浓度，极大的提高回转窑燃用煤为低品位劣质煤的燃烧效率，当燃用热值较高且易燃的煤粉时，关闭夹心风通道3，可以避免该种煤粉与富氧空气的快速混合，防止该种煤粉在喷口处过早燃烧，火焰无法延伸，造成烧成带长度不够的问题，同时加大旋流风和轴流风流量，利用高速轴流风增大火焰推力。 [0041] 参照图3，在本实施例中，旋流风通道5和轴流风通道6共用一个上游通道，即旋流风通道5和轴流风通道6的上游连接于同一个通道，能降低燃烧器结构复杂性和重量，轴流风通道6包括大小不同的轴流风出风口，大小不同的轴流风出风口相互间隔布置，形成两级轴流风，具有高动能高冲量的二级轴流风可吸卷高温二次风至烧成带中后段位置，解决烧成带后半段没有足够的热量的问题，形成足够长度的烧成带，并减少火焰扩散对窑皮的冲刷，旋流风可以增强煤粉与富氧空气的混合，轴流风具有较高的速度与冲量可以吸卷高温二次风，提高火焰长度和刚度，保证水泥煅烧工艺。 [0042] 在本实施例中，如上所诉针对不同的煤质，夹心风通道3、煤粉风通道4、旋流风通道5以及轴流风通道6内的气体的流量和富氧浓度通过流量装置和富氧装置控制，富氧调节装置通入的富氧浓度范围为21％‑40％，夹心风的风速范围为20‑100m/s，高效组织配风以保证回转窑高效稳定燃烧。 [0043] 本发明的使用方法： [0044] 根据燃用的煤粉品质选择通道的开启状态以及送入各通道内的氧气浓度，燃用低热值煤粉时夹心风通道3、旋流风通道5以及轴流风通道6同时输送富氧空气，通入煤粉风，通过点火枪1点燃煤粉，燃用热值较高且易燃的煤粉时，关闭夹心风通道3，加大旋流风通道5和轴流风通道6的流量，在煤粉风通道4内通入煤粉，通过点火枪1点燃煤粉，使煤粉稳定燃烧。 [0045] 以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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