CN101303122A - 组合式煤粉燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及组合式煤粉燃烧器。在按照本发明的在例如80bar(8MPa)的压力下和1200至1900℃的温度下在具有液体炉渣卸料用于氧气气化的反应器中用于使粉状燃料氧化剂气化的燃烧器中使各个煤粉输送部件(4)在燃烧器中这样构成，在保持输入管道横截面面积的条件下使该横截面对称地过渡到一个适配于环室的、弯曲的、面积等同的矩形通道(6)里面。在此使燃料驶入直接终结在氧化剂通道旁边并且使输送部件中存在的输送速度一直保持到出口。这个措施保证无干扰地输送粉状燃料并且使在不运行时用于冲洗输送部件所需的惰性气体量减少。

Description

组合式煤粉燃烧器

技术领域

本发明涉及一种组合式煤粉燃烧器，它用于在高压和高温下在具有液体炉渣卸料的反应器中使粉状燃料(褐煤和/或煤石或类似的粉状燃料)氧气气化。

本申请内容涉及一个用于使粉状燃料氧化剂气化的燃烧器。

背景技术

已知用于粉状燃料部分氧化的煤粉燃烧器，它具有一个圆柱形的水冷的外壳和位于内部的同轴设置的用于输送粉状燃料和氧化剂的环室。另一小的气体/氧气燃烧器位于这个燃烧器的中心，该气体/氧气燃烧器作为点火燃烧器或点燃燃烧器并且配备光学火焰监控器和高压点火装置。它用于使上述的煤粉燃烧器投入运行，如同在专利文献DE271038A3和DE 4306980C2中所示的那样。

在燃烧器的外部和内部通过一个管道或多个管道实现粉状燃料的输送。在燃烧器内部这样导引输送管道到燃烧器出口，使得它们围绕轴旋转至少一整圈，然后在燃烧器出口附近切向地终结。在煤粉管道的端部上煤粉切向地进入到圆柱形环室里面。

在从管道面过渡到环室里面时冲击式地导致面积加大并由此导致粉速下降。通过增加环室内部的粉管数量尽管可以减小面积突变，但是不能抵消。这个事实的结果是，导致粉流在环室内部的不均匀分布。由此可能导致具有单侧反应室负荷的不对称的形成火焰。

已知的燃烧器存在下列缺陷：

1.在燃烧器中管道在圆柱形环室内部的复杂结构。

2.在排出煤粉后不可避免的面积突变这导致粉速下降。

3.由于这种面积突变使下面的环室不均匀地由煤粉充满，因此与氧化剂的混合是不同的。

发明内容

本发明的目的是，实现一个煤粉燃烧器，它在煤粉气化的条件下在压力下可靠地工作。所述组合式煤粉燃烧器能够通过结构上的措施这样构成，使得一方面在粉状产品压力气化时保证均匀地形成火焰地可靠的运行。

这个目的对于一个通过前序部分特征概括的主题由此得以实现，在燃烧器中构成单个煤粉输送部件，从而在保持基本圆形的入口管道横截面面积的条件下使该横截面系统地(在输送方向上连续地)过渡到一个适配于环室的、弯曲的、面积等同的矩形通道。

通过这个按照本发明的用于粉状燃料的输送部件的形状使燃料输入紧邻氧化剂通道终结并且使在输送部件中存在的输送速度一直保持到出口。这个措施保证无干扰地输送粉状燃料并且使在不运行时用于冲洗输送部件所需的惰性气体量减少。

在从属权利要求中给出申请内容的有利改进方案。

附图说明

下面借助于附图作为实施例以理解所需的范畴详细描述申请内容。附图中：

图1以原理横截面图示出按照本发明的紧凑型燃烧器，

图2以原理纵向截面图示出按照本发明的紧凑型燃烧器。

在附图中相同的部件以相同的标记符号表示。

具体实施方式

按照本发明的组合式煤粉燃烧器具有一个在中心设置的点燃燃烧器部件1其具有燃气和氧化剂输入装置、一个火焰监控装置和一个电的高压点火器。围绕这个结构组件设置一个用于输送组合式煤粉燃烧器的氧化剂的环室2。在环形的出口上设置用于使氧气流形成涡流的螺旋叶片3。

在燃烧器的外部和内部通过一个或多个管道、在本实施例中三个管道实现粉状燃料的输送。在燃烧器中构造单个管道，在保持基本圆形的入口管道横截面面积()的条件下使横截面系统地(在输送方向上连续地)过渡到适配于环通道的、弯曲的、面积等同的矩形通道。该矩形通道在燃烧器嘴上也通过两个间隔的、例如25mm的圆弧段以围绕中心轴线相同的角度α、例如80度给出。

在此有利的是，矩形宽度与矩形或圆弧段长度的比例约为1∶5.3。为了避免在煤粉流输送中的停顿应该使矩形宽度不小于25mm。管横截面积到最终的矩形面积的过渡在环通道内部(在燃烧器内部在到燃烧器嘴的方向上)设计，使得在燃烧器出口上达到最终的矩形面积。

在本发明的另一结构中环室4壁的延长线在燃烧器嘴的方向上与中心轴线相交。通过这个措施实现有利的火焰几何形状。

按照规定的输送部件数量在矩形出口之间保留的不需要的空间可以直接在出口上封闭并且加入到冷却循环里面。

通过具有螺旋叶片3的氧化剂输入装置的结构使排出的氧气流强烈地置于旋转，在氧气流中吸入通过专门构成的输送部件排出的煤粉流。

通过煤粉输送部件直到燃烧器嘴和立刻进入到旋转的氧气流里面的结构在煤粉出口上不再存在不同粉速的面积突变。由此实现形成均匀和稳定的火焰。同时可以通过不同地调整螺旋叶片3影响火焰的宽度和长度。

本发明包括一个在例如80bar(8MPa)的压力下和1200至1900℃的温度下在具有液体炉渣卸料的用于氧气气化的反应器中用于使粉状燃料气化的组合式燃烧器，其包括冷却外壳7，其用于容纳在中心设置的用于使组合式煤粉燃烧器单元投入运行的点燃燃烧器1以及一个围绕这个点燃燃烧器1设置的用于输送氧化剂的环通道2和另一围绕氧化剂环通道设置的环通道，该环通道具有组合的用于输送粉状燃料的输送部件4，点燃燃烧器具有燃气和氧化剂输入装置、一个组合的火焰监控装置和高压点火器，其特征在于，存在多个输送部件4并且这些输送部件4在燃烧器内部从一个圆形横截面5在面积等同的条件下系统地直到燃烧器出口过渡到一个适配于环通道半径的弯曲的矩形横截面6，其宽/长比例约为1∶5.3，其中矩形横截面的宽度不小于25mm，并且在出口上紧邻氧化剂输入的环通道终止，在氧化剂输入通道的出口上存在螺旋装置3，它们使氧化剂流置于强烈的旋转运动并由此通过相应的形状能够影响火焰的几何形状。

附图标记清单

1点燃燃烧器，具有燃气和氧气输入装置和组合的火焰监控器和高压点火装置

2用于粉状燃料的氧化剂输入装置

3用于使氧化剂产生涡流的螺旋叶片

4用于粉状燃料的输入管

5用于粉状燃料输入管的横截面(圆形)

6用于粉状燃料输入管的横截面(矩形)

7外部的水冷部件

Claims (5)

1.用于粉状燃料的氧化剂气化的燃烧器，具有在中心设置的点燃燃烧器部分(1)、同轴的用于输送氧化剂的环通道(2)、同轴地围绕环通道(2)设置的环室，在其中设置多个煤粉输送部件(4)，其特征在于，在燃烧器中构造单个煤粉输送部件，在保持入口管道横截面面积的情况下使该横截面系统地过渡到适配于环室的、弯曲的、面积等同的矩形通道(6)。

2.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述矩形通道的矩形宽度不小于25mm。

3.如上述权利要求中任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述矩形宽度与矩形长度的比例约为1∶5.3。

4.如上述权利要求中任一项所述的燃烧器，其特征在于，按照规定的粉输送部件数量在矩形出口之间保留的不需要的空间可以紧邻出口封闭并且加入到冷却循环里面。

5.如上述权利要求中任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述环室(4)的壁的延长线在燃烧器嘴的方向上与中心轴线相交。

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