CN102913903B - 高浓度煤粉燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明高浓度煤粉燃烧器，该燃烧器由煤粉喷枪和配风器构成；配风器包括外壳、旋流叶轮、拉杆、拉杆锁紧装置、内套管和后盖；煤粉喷枪包括煤粉喷管、煤粉喷头和喷管锁紧装置和喷管接头；其中，所述旋流叶轮的叶片为扭曲叶片，叶片从进风端至出风端扭曲的角度为90°，在进风端叶片面与轴向夹角为0，即与x轴线平行，然后沿着x轴线等弧度均匀逐渐过渡，过渡至出风端时，叶片与x轴线夹角为45°；本发明由煤粉喷枪和配风器两个独立的部分构成，因此，只需一套制粉输送系统，就可供数十个燃烧器的使用，可广泛应用于多供热点的热工设备。另外，高浓度煤粉燃烧器携带煤粉的空气量很少，将助燃空气预热到较高的温度后可以使燃烧温度大幅度提高。

Description

高浓度煤粉燃烧器
 技术领域：
本发明属于燃烧器技术领域，尤其涉及一种将浓度可达15～40kg/m3的高浓度煤粉气流直接用于工业炉窑的一种高浓度煤粉燃烧器。
背景技术：
常规的煤粉燃烧系统有直吹式和中间储仓式两类。前者是煤经磨煤机制粉后由气流携带直接进入煤粉燃烧器燃烧，后者则是先将煤经磨粉机制粉，然后经过收尘器储存在储仓中，再由给粉器和风粉混合器将煤粉携带至燃烧器燃烧。以上两种煤粉燃烧系统，无论是应用于电站锅炉、工业锅炉还是各种工业炉窑，其煤粉在携带气流中的比例都是很低的。一般来说，携带煤粉的空气（也称一次风）占煤粉燃烧所需空气量的20％～30％，大约每立方米空气只能携带0.55～0.85kg煤粉，所需其余燃烧所需空气由燃烧器的二次风甚至三次风来提供。这种燃烧系统的特点是每套系统燃烧器的数量不能太多，一般是1～6台燃烧器，否则无法保证均匀供粉。另外，为防止爆炸，不能对携带煤粉的空气进行预热。
另一种技术是高炉煤粉喷吹技术。煤粉经磨煤机制粉和收尘器收集后进入煤粉储罐，然后按操作周期将煤粉加入到带有流化装置的喷吹罐，喷吹罐加压后进入工作状态，煤粉再经混合器由高压气流携带经输粉总管到炉前分配器，然后再通过分出的数十个支管，煤粉被送到煤粉喷枪喷入高炉回旋区完成燃烧与气化。这种喷燃系统的特点，一是煤粉气流中煤粉的浓度很高，可达15～40kg/m3，比一般煤粉燃烧系统的高出几十倍，以避免较多冷空气进入回旋区而降低燃烧温度；二是每个系统的喷管数量可以很多，并且经分配器后各支管煤粉流量非常均匀。
发明内容：
本发明的目的是提供一种利用高炉喷吹系统的制粉及输送技术，将这种高浓度煤粉气流直接用于工业炉窑的燃烧装置。以适合于燃烧器数量多，供热区域大，供热量要求均匀的隧道窑等燃煤热工设备的高浓度煤粉燃烧器。
本发明的技术方案是：高浓度煤粉燃烧器，该燃烧器由煤粉喷枪和配风器构成；
该燃烧器由煤粉喷枪和配风器构成；
所述配风器包括外壳、旋流叶轮、拉杆、拉杆锁紧装置、内套管和后盖；
所述煤粉喷枪包括煤粉喷管、煤粉喷头和喷管锁紧装置和喷管接头；
其中，所述旋流叶轮的叶片为扭曲叶片，叶片的进风端与出风端扭曲的角度为90°，在进风端叶片面与轴向夹角为0，即与x轴线平行，然后等弧度均匀逐渐过渡，过渡至出风端时，叶片与x轴线夹角为45°；
所述外壳的前端设有出风口，所述壳体的后端设有所述后盖，所述后盖通过螺栓与所述壳体密封固定，所述壳体顶部设有用于进助燃空气的进风口，所述内套管置于所述外壳内的中心位置，所述内套管与所述后盖固定连接，所述旋流叶轮套接所述内套管的外壁上；所述拉杆上设有拉杆锁紧装置，所述拉杆穿过所述后盖插入所述壳体内，与安装套接在所述内套管上的所述旋流叶轮的轴套固接，通过所述拉杆可调节所述旋流叶轮在所述出风口和进风口之间的位置；所述煤粉喷管置于所述内套管内，通过所述喷管锁紧装置与所述内套管固接，所述煤粉喷头设置在所述出风口处与所述煤粉喷管前端螺纹连接，所述煤粉喷管的后端设有喷管接头。
本发明的有益效果是：本发明由煤粉喷枪和配风器两个独立的部分构成，由于采用高浓度输粉即燃烧技术，因此，只需一套制粉输送系统，就可供数十个燃烧器的使用，可广泛应用于多供热点的热工设备，如隧道窑、轧钢加热炉、热处理炉等。在系统输粉压力不变的情况下，可以通过更换不同口径的煤粉喷头来调整燃烧器的燃烧能力。另外，高浓度煤粉燃烧器携带煤粉的空气量很少，将助燃空气预热到较高的温度后可以使燃烧温度大幅度提高。
附图说明：
图1为本发明高浓度煤粉燃烧器的剖视示意图。
图2为本发明高浓度煤粉燃烧器的右视示意图。
图3为本发明旋流叶轮的立体示意图。
图4为本发明旋流叶轮的主视图。
图5为本发明旋流叶轮的后视图。
图中：
1－壳体 、2－旋流叶轮、  3－拉杆 、 4－拉杆锁紧装置 、 5－后盖 、6-内套管、 7－煤粉喷头 、 8－喷管锁紧装置、9、出风口、10-进风口、11－煤粉喷管、12-喷管接头、13-进风端、14出风端。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。
如图1和图2所示为本发明高浓度煤粉燃烧器的结构示意图，本发明高浓度煤粉燃烧器，该燃烧器由煤粉喷枪和配风器构成；
配风器包括外壳1、旋流叶轮2、拉杆3、拉杆锁紧装置4、内套管6和后盖5；
煤粉喷枪包括煤粉喷管11、煤粉喷头7和喷管锁紧装置8和喷管接头12；
其中，外壳1的前端设有出风口9，后端设有后盖5，后盖5通过螺栓与所述壳体1密封固定，壳体1顶部设有用于进助燃空气的进风口10，所述内套管6置于外壳1内的中心位置，内套管6与后盖5固定连接，旋流叶轮2套接所述内套管6的外壁上；拉杆3上设有拉杆锁紧装置4，拉杆3穿过后盖5插入壳体1内，与安装套接在所述内套管6上的所述旋流叶轮2的轴套固接，通过所述拉杆3可调节所述旋流叶轮2在出风口9和进风口10之间的位置；煤粉喷管11置于内套管6内，通过所述喷管锁紧装置8与所述内套管6固接，所述煤粉喷头设置在所述出风口处9与所述煤粉喷管11前端螺纹连接，所述煤粉喷管11的后端设有喷管接头12。
如图3-图5所示，旋流叶轮2的上等距设有若干叶片，叶片为扭曲叶片，扭曲叶片从进风端13至出风端14扭曲的角度为θ，且θ=90°，进风端13的叶片面与轴向夹角为0，即与x轴线平行，然后等弧度均匀逐渐过渡，过渡至出风端14时，叶片面与x轴线夹角为45°；
本发明的工作原理是：使用时，通过拉杆3将旋流叶轮2调整到预定位置，锁紧拉杆锁紧装置4，将旋流叶轮2固定，将高浓度煤粉气流经流量控制阀和喷管接头8与煤粉喷管11的连接，助燃空气管路进风口10连接，煤粉浓度为15～40kg/m3范围内的煤粉气流，即每立方米空气携带15～40公斤煤粉的煤粉气流进入煤粉喷管11，以一定速度从煤粉喷头7喷出，助燃空气从进风口10进入壳体1内，经过旋流叶轮2产生旋转射流后经出风口9喷出。喷出后煤粉与助燃空气混合，并受到烧嘴砖、炉膛的辐射和高温炉气对流加热，释出挥发分，在较高的温度下挥发分和炭粒着火燃烧。形成良好的空气动力场，从而形成理想的火焰形状，并完成稳定燃烧。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (1)

1. 高浓度煤粉燃烧器，其特征在于，该燃烧器由煤粉喷枪和配风器构成；
其中，所述配风器包括外壳（1）、旋流叶轮（2）、拉杆（3）、拉杆锁紧装置（4）、内套管（6）和后盖（5）；
所述煤粉喷枪包括煤粉喷管（11）、煤粉喷头（7）和喷管锁紧装置（8）和喷管接头（12）；
其中，所述旋流叶轮（2）的叶片为扭曲叶片，叶片从进风端至出风端扭曲的角度为90°，在进风端叶片面与煤粉管轴线平行，然后等弧度均匀逐渐过渡，过渡至出风端时，叶片面与煤粉管轴线夹角为45°；
所述外壳（1）的前端设有出风口（9），所述壳体（1）的后端设有所述后盖（5），所述后盖（5）通过螺栓与所述壳体（1）密封固定，所述壳体（1）顶部设有用于进助燃空气的进风口（10），所述内套管（6）置于所述外壳（1）内的中心位置，所述内套管（6）与所述后盖（5）固定连接，所述旋流叶轮（2）套接所述内套管（6）的外壁上；所述拉杆（3）上设有拉杆锁紧装置（4），所述拉杆（3）穿过所述后盖（5）插入所述壳体（1）内，与安装套接在所述内套管（6）上的所述旋流叶轮（2）的轴套固接，通过所述拉杆（3）可调节所述旋流叶轮（2）在所述出风口（9）和进风口（10）之间的位置；所述煤粉喷管（11）置于所述内套管（6）内，通过所述喷管锁紧装置（8）与所述内套管（6）固接，所述煤粉喷头设置在所述出风口处与所述煤粉喷管（11）前端螺纹连接，所述煤粉喷管（11）的后端设有喷管接头（12）。
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