CN107300170A - 一种冶炼窑炉上的粉煤全氧燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冶炼窑炉上的粉煤全氧燃烧装置，包括燃烧器，燃烧器安装在窑炉上，且燃烧器一侧固定在燃烧器固定板上，燃烧器外部设有燃烧器保护砖，燃烧器内设有煤粉通道和氧气通道，煤粉通道内安装有煤粉喷嘴头，氧气通道内安装有氧气喷嘴头，本发明结构原理简单，自动化程度高，提供一种煤粉全氧燃烧技术，在提高煤粉燃烧效率、降低燃烧污染物排放的同时，燃烧火焰稳定且均匀弥散，窑炉内无高温热点产生，温度分布均匀。
Description
技术领域
本发明涉及冶炼窑炉技术领域，具体为一种冶炼窑炉上的粉煤全氧燃烧装置。
背景技术
目前煤作为我国的主要能源，在一次生产消费中一直占70%以上，且在可预见的未来，煤在我国能源结构中的地位仍将是稳定和牢固的。煤在实际生产应用中存在大量的使用效率低下、污染物排放高等问题，在冶金工业生产，燃煤作为重要能源消耗之一，安全、高效、清洁利用尤为重要。
煤粉燃烧技术经过多年发展，在提高燃烧效率和减少污染物排放方面取得一定程度的发展，但目前常规的煤粉燃烧技术在冶金窑炉上的应用中，煤粉燃烧效率低、燃烧不稳定、燃烧污染物排放高等问题，极大地影响并制约冶金生产效率和成本。
富氧燃烧技术作为一种当前较为先进的提高燃烧效率的手段，在助燃空气中注入一定量的纯氧达到富氧助燃风的效果(通常富氧浓度22.5%~50%之间)，在热负荷不变的情况下，燃烧烟气量将明显降低，但在富氧氛围中煤粉的燃烧速度比在空气中快数倍，使得燃烧火焰小而密实，火焰温度超过2000℃，如此之高的温度严重影响窑炉的寿命，且因燃烧能量局部释放，窑炉内温度分布梯度大，不利于优化生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冶炼窑炉上的粉煤全氧燃烧装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种冶炼窑炉上的粉煤全氧燃烧装置, 包括燃烧器，所述燃烧器安装在窑炉上，且所述燃烧器一侧固定在燃烧器固定板上，所述燃烧器外部设有燃烧器保护砖，所述燃烧器内设有煤粉通道和氧气通道，所述煤粉通道内安装有煤粉喷嘴头，所述氧气通道内安装有氧气喷嘴头。
优选的，所述煤粉喷嘴头前端设有燃烧氧入口和煤粉入口，所述煤粉喷嘴头端部安装有点火电极，所述点火电极与煤粉入口之间依次安装有点火枪辅氧入口、点火枪燃气入口和点火枪主氧入口。
优选的，所述氧气喷嘴头端部安装有点火枪喷嘴，所述点火枪喷嘴上设有卷吸氧入口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构原理简单，自动化程度高，提供一种煤粉全氧燃烧技术，在提高煤粉燃烧效率、降低燃烧污染物排放的同时，燃烧火焰稳定且均匀弥散，窑炉内无高温热点产生，温度分布均匀；与现有技术相比，其显著优点在于，由于采用氧气代替了空气作为助燃剂，减少了氮气带走的热量损失，提高了热效率，大幅度节约燃料消耗，可减少燃料消耗40-50%；同时由于采用了独特的氧气和燃料喷枪设计以及对喷枪安装位置和角度的优化，提高了溜槽的加热速度和受热均匀性，减少了因清理熔体粘结和残留造成的停工损失，减少了工人劳动强度，提高了产品质量和生产效率；并且由于烟气量的大幅度减少和可控的NOx排放，大大改善了现场操作环境。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明的侧视图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种冶炼窑炉上的粉煤全氧燃烧装置,包括燃烧器，所述燃烧器安装在窑炉上，且所述燃烧器一侧固定在燃烧器固定板11上，所述燃烧器外部设有燃烧器保护砖10，所述燃烧器内设有煤粉通道和氧气通道，所述煤粉通道内安装有煤粉喷嘴头8，所述氧气通道内安装有氧气喷嘴头9。
本发明中，煤粉喷嘴头8前端设有燃烧氧入口2和煤粉入口1，所述煤粉喷嘴头8端部安装有点火电极7，所述点火电极7与煤粉入口1之间依次安装有点火枪辅氧入口6、点火枪燃气入口4和点火枪主氧入口5；氧气喷嘴头9端部安装有点火枪喷嘴12，所述点火枪喷嘴12上设有卷吸氧入口3。
工作原理：将煤粉和两路氧气分别输送至安装在窑炉上的燃烧器喷入炉内，在两者部分预混合后，与炉内烟气二次混合的同时，进行燃烧。在煤粉喷嘴头中心安装一支纯氧助燃的天然气超高温烧嘴，启动该高温烧嘴时，可快速引燃煤粉，以获得稳定的火焰结构。
煤粉由一台可变输出量的固体料输送机输出，在离开输送机后，由一路压力和流量均可调节的洁净压缩空气作为喷吹载气，根据煤粉输出量的不同，调节载气流量以及压力，确保煤粉进入燃烧器前，在载气中密度分布均匀且流速稳定。
纯氧作为助燃剂，浓度为80%~99%，由氧气流量控制调节阀组，经气体过滤、稳压、压力温度检测后，通过两路流量控制管线：其中一路氧气作为燃烧氧进入煤粉喷嘴头，另一路氧气作为卷吸氧进入氧气喷嘴头。纯氧助燃的天然气超高温烧嘴的特点是火焰集中、细长且温度高达2000℃以上，本体从煤粉烧嘴中心通过，烧嘴启动时，可使煤粉快速被引燃。采用纯氧代替常规空气或富氧空气助燃，去除了助燃空气中30%-70%的无效气体，在减少了烟气总量的同时，避免了大量烟气带走燃煤燃烧反应热量，
本发明中的燃料和氧气可以通过一支或多支同心的两个金属套管喷枪分别喷入溜槽进行混合燃烧，也可以通过具有一定间距的单独的燃料喷枪和氧气喷枪喷入溜槽进行混合燃烧，或者两者的结合。喷枪前端有螺纹连接的喷枪头，用于控制气流的速度和方向。喷枪的数量取决于加热溜槽的长度。燃料和氧气喷枪一般安置于溜槽盖板中央，并且和溜槽长度方向成一定倾斜角度，倾斜角度的选择将根据溜槽的尺寸、流过的熔体深度，以及溜槽盖板的高度进行优化调节。由于采用氧气作为助燃剂对操作安全性提出了更高的要求，为了确保混合燃烧的安全，配置有自动点火和火焰检测系统，并且有独立的阀组和PLC自动控制系统进行氧气和燃料的流量、压力，以及安全连锁控制。
本发明结构原理简单，自动化程度高，提供一种煤粉全氧燃烧技术，在提高煤粉燃烧效率、降低燃烧污染物排放的同时，燃烧火焰稳定且均匀弥散，窑炉内无高温热点产生，温度分布均匀；与现有技术相比，其显著优点在于，由于采用氧气代替了空气作为助燃剂，减少了氮气带走的热量损失，提高了热效率，大幅度节约燃料消耗，可减少燃料消耗40-50%；同时由于采用了独特的氧气和燃料喷枪设计以及对喷枪安装位置和角度的优化，提高了溜槽的加热速度和受热均匀性，减少了因清理熔体粘结和残留造成的停工损失，减少了工人劳动强度，提高了产品质量和生产效率；并且由于烟气量的大幅度减少和可控的NOx排放，大大改善了现场操作环境。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种冶炼窑炉上的粉煤全氧燃烧装置, 包括燃烧器，其特征在于：所述燃烧器安装在窑炉上，且所述燃烧器一侧固定在燃烧器固定板（11）上，所述燃烧器外部设有燃烧器保护砖（10），所述燃烧器内设有煤粉通道和氧气通道，所述煤粉通道内安装有煤粉喷嘴头（8），所述氧气通道内安装有氧气喷嘴头（9）。
2.根据权利要求1所述的一种冶炼窑炉上的粉煤全氧燃烧装置，其特征在于：所述煤粉喷嘴头（8）前端设有燃烧氧入口（2）和煤粉入口（1），所述煤粉喷嘴头（8）端部安装有点火电极（7），所述点火电极（7）与煤粉入口（1）之间依次安装有点火枪辅氧入口（6）、点火枪燃气入口（4）和点火枪主氧入口（5）。
3.根据权利要求1所述的一种冶炼窑炉上的粉煤全氧燃烧装置，其特征在于：所述氧气喷嘴头（9）端部安装有点火枪喷嘴（12），所述点火枪喷嘴（12）上设有卷吸氧入口（3）。
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