CN104748109A - 一种新型的粉煤燃烧器 - Google Patents

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刘自涛
陈杰
薛康
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Xian Aerospace Yuanzheng Fluid Control Co Ltd
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Xian Aerospace Yuanzheng Fluid Control Co Ltd
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
    • F23D1/02—Vortex burners, e.g. for cyclone-type combustion apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2201/00—Burners adapted for particulate solid or pulverulent fuels
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23D—BURNERS
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    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/30—Technologies for a more efficient combustion or heat usage

Abstract

本发明涉及一种新型粉煤燃烧器，烧嘴头部设有氧蒸汽入口，烧嘴内设有氧蒸汽通道和煤粉通道，氧蒸汽通道中设有旋流装置，煤粉入口通过煤粉入口通道与煤粉通道外壁相连，煤粉入口通道与煤粉通道轴线夹角为60～70°，煤粉通道内壁中设有螺旋线。本发明在粉煤通道和氧气通道分别设置旋流装置，以一定旋转角度均匀的输送进气化炉中，并保证两者的混合均匀；燃烧器头部涂有一层耐火材料，避免燃烧器头部直接与高温燃烧产物直接接触，对烧嘴形成一定的保护，延长烧嘴使用寿命；分别在氧气通道外壁和煤粉通道外壁设置一层冷却水，强化头部换热效果，增强对燃烧器头部的保护。

Description

一种新型的粉煤燃烧器
技术领域
本发明涉及一种煤化工领域中干粉加压煤气化工艺的粉煤燃烧器。
背景技术
在煤化工领域中干粉加压煤气化工艺以其煤种适应广、碳转化率高、氧耗低、热效率高、低污染等突出优点被广泛应用。该工艺在装置开车阶段由专门的点火开工系统进行升温、升压，待炉膛参数满足设计要求后粉煤烧嘴开始投煤运行。气化装置运行所应用的粉煤烧嘴也是多是多样，但是目的都是为了把粉煤和氧气输送进气化装置的炉膛，并保证两者混合均匀。现有粉煤燃烧器不足之处：
1）没有在煤粉通道和氧气通道设置旋流装置，导致煤粉和氧气的混合不均匀，燃烧效果不好。
2）燃烧器头部直接接触炉膛高温燃烧产物，导致头部经常被烧毁。
3）一般只有一层冷却水，头部换热效果差。
发明内容
本发明提供一种新型的粉煤燃烧器。
本发明的技术解决方案是：一种新型的粉煤燃烧器，包括烧嘴（1）、煤粉通道（8）、氧蒸汽通道（12）、煤粉入口（N2），内层冷却水通道（6）、外层冷却水通道（4），烧嘴（1）头部设有氧蒸汽入口（N1），烧嘴（1）内设有氧蒸汽通道（12）和煤粉通道（8），氧蒸汽通道（12）中设有旋流装置（3），旋流装置（3）包括3～8个旋流片（14），旋流片（14）与氧蒸汽通道（12）轴线夹角为30°～60°，煤粉入口（N2）通过煤粉入口通道（9）与煤粉通道（8）外壁相连，煤粉入口通道（9）与煤粉通道（8）轴线夹角为60～70°，煤粉通道（8）内壁中设有螺旋线（5），螺旋线（5）与煤粉通道（8）轴线夹角为30°～60°。
烧嘴（1）内部氧蒸汽通道（12）外设有内层冷却水通道（6），烧嘴（1）内中部煤粉通道（8）外设有内层冷却水通道（6）和外层冷却水通道（4），内层冷却水进口（N3）通过内层冷却水进口管（11）连接在内层冷却水通道（6）上，内层冷却水出口（N4）通过内层冷却水出口管（10）连接在内层冷却水通道（6）上，外层冷却水进口（N5）通过外层冷却水进口管（13）连接在外层冷却水通道（4）上，外层冷却水出口（N6）通过外层冷却水出口管（7）连接在外层冷却水通道（4）上。
烧嘴（1）头部设有耐火材料涂层（2）。
本发明氧气和蒸汽由烧嘴中心喷出，粉煤则在氧气外层喷出，为了提高氧气与粉煤的混成程度，在粉煤通道和氧气通道分别设置旋流装置，通过旋流装置使氧气和蒸汽以一定的旋流角度喷出，粉煤在N2的携带下进入烧嘴，也设置有旋流装置，将粉煤流体以一定的角度旋转流出，为了达到最佳混合，氧气和粉煤两股流体的旋转角度和方位都是相互配合的，使得两股流体在喷出烧嘴头部之后以一定旋转角度均匀的输送进气化炉中，并保证两者混合均匀，迅速混合开始燃烧和气化反应，燃烧器头部涂有一层耐火材料，避免燃烧器头部直接与高温燃烧产物直接接触，对烧嘴形成一定的保护，延长烧嘴使用寿命；分别在氧气通道外壁和煤粉通道外壁设置一层冷却水，强化头部换热效果，增强对燃烧器头部的保护。本发明通过自身的结构保障了煤粉和氧气的充分混合和燃烧，必将具有很强的市场竞争力。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
一种新型的粉煤燃烧器，包括烧嘴1、煤粉通道8、氧蒸汽通道12、煤粉入口N2，内层冷却水通道6、外层冷却水通道4，烧嘴1头部设有氧蒸汽入口N1，氧蒸汽入口N1位于烧嘴的中心，氧蒸汽由入口N1进入烧嘴，烧嘴1内设有氧蒸汽通道12和煤粉通道8，为了强化氧气+蒸汽的旋流在氧蒸汽通道12出口设置一个旋流装置3，此旋流装置通过焊接固定在氧蒸汽通道12中，距离出口约为300mm的位置。旋流装置3中设置6个旋流片14，旋流片14与氧蒸汽通道12轴线夹角为30°，氧蒸汽通过该旋流装置3后以一定角度旋转着从喷口喷出，进入气化炉内与煤粉发生燃烧反应。
煤粉入口N2通过煤粉入口通道9与煤粉通道8外壁相连，连接方式为焊接，煤粉入口通道9与煤粉通道8轴线夹角为68°，煤粉通道8内壁中设有螺旋线5，螺旋线5缠绕焊接在煤粉通道8内壁上，螺旋线5与煤粉通道8轴线夹角为30°～60°。煤粉由氮气从煤粉入口N2送入烧嘴，沿着设置在煤粉通道8中的螺旋线5以一定角度喷入入气化炉内与氧气充分混合燃烧。
为了有效冷却烧嘴头部，本发明设计了内、外两层冷却水回路：
烧嘴1内部氧蒸汽通道12外设有内层冷却水通道6，烧嘴1内中部煤粉通道8外设有内层冷却水通道6和外层冷却水通道4，内层冷却水进口N3通过内层冷却水进口管11连接在内层冷却水通道6上，内层冷却水出口N4通过内层冷却水出口管10连接在内层冷却水通道6上，外层冷却水进口N5通过外层冷却水进口管13连接在外层冷却水通道4上，外层冷却水出口N6通过外层冷却水出口管7连接在外层冷却水通道4上。
烧嘴1头部采用耐高温材料，为了增强头部的耐高温性能，又在头部涂一层厚度为20mm的耐火材料涂层2，以更加有效地保护头部免受高温侵蚀。耐火涂料涂层次与烧嘴1头部之间的固定结合由焊接在头部的三圈铆钉实现。

Claims (3)

1.一种新型的粉煤燃烧器，包括烧嘴（1）、煤粉通道（8）、氧蒸汽通道（12）、煤粉入口（N2），内层冷却水通道（6）、外层冷却水通道（4），其特征在于：烧嘴（1）头部设有氧蒸汽入口（N1），烧嘴（1）内设有氧蒸汽通道（12）和煤粉通道（8），氧蒸汽通道（12）中设有旋流装置（3），旋流装置（3）包括3～8个旋流片（14），旋流片（14）与氧蒸汽通道（12）轴线夹角为30°～60°，煤粉入口（N2）通过煤粉入口通道（9）与煤粉通道（8）外壁相连，煤粉入口通道（9）与煤粉通道（8）轴线夹角为60～70°，煤粉通道（8）内壁中设有螺旋线（5），螺旋线（5）与煤粉通道（8）轴线夹角为30°～60°。
2.如权利要求1所述的新型的粉煤燃烧器，其特征在于：烧嘴（1）内部氧蒸汽通道（12）外设有内层冷却水通道（6），烧嘴（1）内中部煤粉通道（8）外设有内层冷却水通道（6）和外层冷却水通道（4），内层冷却水进口（N3）通过内层冷却水进口管（11）连接在内层冷却水通道（6）上，内层冷却水出口（N4）通过内层冷却水出口管（10）连接在内层冷却水通道（6）上，外层冷却水进口（N5）通过外层冷却水进口管（13）连接在外层冷却水通道（4）上，外层冷却水出口（N6）通过外层冷却水出口管（7）连接在外层冷却水通道（4）上。
3.如权利要求1所述的新型的粉煤燃烧器，其特征在于：烧嘴（1）头部设有耐火材料涂层（2）。
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PB01 Publication
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