CN107559826B - 一种悬浮焙烧炉分级燃烧系统及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬浮焙烧炉分级燃烧系统及其应用，属于焙烧领域。包括主焙烧炉PO4、主燃烧管、助燃气管、一级燃烧器和二级燃烧器，所述主焙烧炉PO4、所述主燃烧管、所述助燃气管依次连通，所述的一级燃烧器与所述主燃烧管底部连通，所述一级燃烧器的中心轴线与所述主燃烧管的中心轴线重合，所述的二级燃烧器沿周向设置在所述主燃烧管上且与所述主燃烧管连通。它解决了现有悬浮焙烧炉存在的燃气和助燃气混合不充分导致燃料燃烧不充分、燃料利用率低、高温污染物生成量大的问题以及落料导致燃烧器熄火、燃烧系统不稳定的问题，它具有高效、稳定、低污染物排放量少的特点。

Description

一种悬浮焙烧炉分级燃烧系统及其应用

技术领域

本发明属于焙烧领域，更具体地说，涉及一种悬浮焙烧炉分级燃烧系统及其应用。

背景技术

悬浮焙烧炉在铝行业中主要用于氢氧化铝的焙烧，其目的是脱除氢氧化铝中的结晶水和化合水，同时完成晶相转变，生成适合电解铝使用的α-氧化铝。近年来，悬浮焙烧炉以产量高、能耗低的优势，在铝行业中得到了快速推广和应用，已成为铝行业中氧化铝焙烧的主要炉型。然而，随着能源和环保形势的日趋严峻，悬浮焙烧炉在生产过程中高污染以及燃料利用率不高的缺点也逐步凸显。

悬浮焙烧炉使用的燃料主要有天然气、高炉煤气、发生炉煤气等气体燃料，现有燃烧系统大都在PO4底部燃烧室直段设置两层燃烧器，这种布置方式由于燃烧器布置过于密集且布置形式不合理，导致局部富氧，燃料燃烧的能量过于集中，燃烧温度过高，因而容易产生大量氮氧化物等高温污染物；另一方面，由于燃料与空气混好效果不好，燃料利用率偏低；此外，上层燃烧器受进料颗粒的影响，运行过程中容易熄火，燃烧系统需要长明灯维持运行。燃烧系统的此种现状造成悬浮焙烧炉存在燃料燃烧不充分、高温污染物生成量大、燃烧系统不稳定的不足。

中国发明专利，公开号：CN105485670A，公开日：2016年4月13日，公开了一种氧化铝厂气态悬浮焙烧炉的优化燃烧方法和专用设备，该设备包括主焙烧炉PO4、氢氧化铝进口、主燃烧管、预热燃烧管、助燃空气管、主燃烧器、预热燃烧器和旋风冷却器CO1，具体结构如下：在主焙烧炉PO4底部至旋风冷却器CO1顶部出口之间通过S形管路连通，该S形管路上依次设置主燃烧管、预热燃烧管、助燃空气管，主燃烧管上设置主燃烧器，预热燃烧管上设置预热燃烧器；助燃空气管的一端与旋风冷却器CO1顶部出口相通，助燃空气管的另一端与预热燃烧管的进口端相通；预热燃烧管的出口端与主燃烧管的进口端连通，主燃烧管的出口端与主焙烧炉PO4的进口端连通，主焙烧炉PO4上设置氢氧化铝进口。助燃空气管为平底倒U形管，预热燃烧管为弯折结构的V形管，V形管的两边对称设置两级预热燃烧器，形成四级预热燃烧器，采用V形管和四级预热燃烧器，使燃气与助燃空气充分混合，通过逐级分阶段加热保证助燃空气从700℃～800℃达到设定的900℃～1000℃，并且使烟气量增加，以充分稀释助燃空气中的氧体积浓度2％～10％。该发明主焙烧炉PO4内燃烧区域分布均匀广泛，并且烟气中的氮氧化合物和一氧化碳等有害物质排放量降低。其不足之处是：(1)预热燃烧器垂直布置在预热管上时，气体沿着预热管轴线方向上的动量小，因而冲击力小，不能深入到主焙烧炉PO4中与固体颗粒接触；(2)固体颗粒经下料管进入主焙烧炉PO4后落料过程中，易导致燃烧器灭火；(3)燃气通过主燃烧器和预热燃烧器进入管道后，仅仅能够对流动的柱状空气的边缘部分造成扰动，发生空气和燃气的混合，而并不能深入到中心部分，因而，燃气和空气的混合不充分，发生局部富氧、局部富燃料的现象，一方面导致燃料燃烧不充分，另一方面导致局部高温进而产生大量的氮氧化物等高温污染物。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有悬浮焙烧炉燃烧过程中存在燃料燃烧不充分、高温污染物生成量大的问题，本发明提供一种悬浮焙烧炉分级燃烧系统及其应用。它通过合理的燃料分级布置，能够实现助燃气和燃气的均匀混合，避免燃烧室出现局部高温区，有利于提高燃料燃烧效率，同时燃烧稳定、温度均匀，高温污染物生成量少。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种悬浮焙烧炉分级燃烧系统，包括主焙烧炉PO4、主燃烧管、助燃气管、一级燃烧器和二级燃烧器，所述主焙烧炉PO4、所述主燃烧管、所述助燃气管依次连通，所述的一级燃烧器与所述主燃烧管底部连通，所述一级燃烧器的中心轴线与所述主燃烧管的中心轴线重合，所述的二级燃烧器沿周向设置在所述主燃烧管上且与所述主燃烧管连通。

进一步地，所述二级燃烧器的中心轴线与所述主燃烧管的中心轴线垂直。

进一步地，所述二级燃烧器的数量至少为两个，且均匀设置在所述主燃烧管外壁上，所述二级燃烧器出口射流方向形成切圆，喷射出的燃气在所述主燃烧管内形成旋转流动。

进一步地，所述助燃气管为弯曲型。

进一步地，所述助燃气管为V型、U型或S型。

进一步地，还包括下料管和三级燃烧器，所述下料管设置在所述主焙烧炉PO4的外壁上且与所述主焙烧炉PO4连通，所述三级燃烧器出口向上倾斜的设置在所述主焙烧炉PO4的外壁上且与所述主焙烧炉PO4连通，所述下料管的正下方至少设有一个所述的三级燃烧器。

进一步地，所述主焙烧炉PO4的底部为渐扩反应段，所述渐扩反应段与所述主燃烧管连通，所述三级燃烧器设置在所述渐扩反应段的外壁上。

进一步地，所述三级燃烧器的中心轴线与水平方向的夹角α为20°～70°。

一种悬浮焙烧炉分级燃烧系统的应用，包括以下步骤：

A、构建所述的悬浮焙烧炉分级燃烧系统；

B、关闭下料管，打开助燃气管通入助燃气，打开点火装置；

C、当点火装置运行稳定后，打开一级燃烧器、二级燃烧器和三级燃烧器通入燃气，此时，燃气和助燃气在燃烧系统内形成分级燃烧，燃烧形成的高温烟气随气流进入主焙烧炉PO4内；其中，

一级燃烧：通过一级燃烧器喷入的燃气，在主燃烧管内形成高速射流型流场，燃气射流深入到主燃烧管内的助燃气主气流中心，与主气流中心的助燃气边混合边燃烧；

二级燃烧：通过二级燃烧器喷入的燃气，从边缘进入主燃烧管内的助燃气主气流，与边缘的助燃气充分混合并进行燃烧反应；

D、待主焙烧炉PO4内的温度达到设定值时，打开下料管，通过三级燃烧器喷出的燃气射流将通过下料管进入主焙烧炉PO4内的物料打散，分散开的物料在主焙烧炉PO4内与高温烟气混合进行焙烧反应。

进一步地，所述一级燃烧器中通入总燃气量的30％-35％，且所述一级燃烧器出口射流速度大于100m/s，射流方向与助燃气流动方向相同，以保证出口燃气具有较大的动量，能深入到助燃气主流中心；所述二级燃烧器中通入总燃气量的50-55％，所述二级燃烧器出口喷射的燃气在所述主燃烧管内形成旋转撞击型流场。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的悬浮焙烧炉分级燃烧系统，通过一级燃烧器喷入的燃气具有较大的动量，在主燃烧管内形成高速射流型流场，从而能够快速深入到主燃烧管内的助燃气主气流中心，并随助燃气向上流动，此时主气流中心的助燃气和燃气混合效果较好；而通过沿周向布置在主燃烧管上的二级燃烧器喷入的燃气，从边缘进入助燃气主气流，与边缘的助燃气充分混合，基于以上两种布置形式的燃烧器，本系统中助燃气与燃气充分混合，燃料燃烧充分，燃料利用率高，并且也避免了燃料燃烧能量过于集中导致局部高温、氮氧化物生成量高的问题；

(2)本发明提供的悬浮焙烧炉分级燃烧系统，二级燃烧器的中心轴线垂直于主燃烧管的中心轴线时，从二级燃烧器喷出的燃气对主燃烧管内助燃气主气流的冲击扰动最大，在主燃烧管内的停留时间也较长，因而这部分燃气与主气流边缘的助燃气混合效果也较好；

(3)本发明提供的悬浮焙烧炉分级燃烧系统，通过在主燃烧管周向呈切圆布置的二级燃烧器喷入的燃气在主燃烧管内形成了旋转撞击式的流动，从而延长了燃气在主燃烧管的停留时间，也强化了燃气和助燃气间的扰动，促进了燃气和助燃气的混合，因而，通过二级燃烧器将燃气从边缘送入助燃气主气流促进了燃气与边缘助燃气的混合；

(4)本发明提供的悬浮焙烧炉分级燃烧系统，弯曲型的助燃气管，例如V型、U型或S型的助燃气管，有助于缓冲助燃气的流速，使得助燃气平稳的进入主燃烧管内，与燃气充分混合；

(5)本发明提供的悬浮焙烧炉分级燃烧系统，三级燃烧器出口向上倾斜，因而通过三级燃烧器喷入的燃气在下料管的下方形成一个保护层，避免由于下料管落料而造成燃烧器熄火，进而保证燃烧系统稳定运行；

(6)本发明提供的悬浮焙烧炉分级燃烧系统，燃气与助燃气在主燃烧管内混合燃烧后温度升高，烟气体积变大，渐扩反应段的设置一方面适应了烟气体积变大的需要，另一方面缓冲烟气的速度，使燃烧产生的高温烟气进入渐扩反应段与从下料管进入的固体物料充分接触，对固体物料进行充分的加热和干燥；

(7)本发明提供的悬浮焙烧炉分级燃烧系统，三级燃烧器的中心轴线与水平方向的夹角在20°～70°时，三级燃烧器的出口射流能够有效的打散下料管下落的物料，从而避免下落物料过于集中造成燃烧器熄火；

(8)本发明提供的悬浮焙烧炉分级燃烧系统的应用，通过布置在PO4底部斜管段的一级燃烧器喷入的燃气具有较大的动量，在主燃烧管内形成高速射流型流场，从而能够快速深入到助燃气主气流中心，并随助燃气向上流动，此时主气流中心的混合效果较好；而通过在主燃烧管周向呈切圆布置的二级燃烧器喷入的燃气从边缘进入助燃气主气流，在主燃烧管内形成旋转撞击型流场，从而延长了燃气在主燃烧管的停留时间，也强化了燃气和助燃气间的扰动，促进了燃气和助燃气的混合，因而，由二级燃烧器将燃气从边缘送入主气流促进了燃气与边缘助燃气的混合，基于以上两种布置形式的燃烧器，本系统中燃气与助燃气充分混合，燃料燃烧充分，燃料利用率高，并且也避免了燃料燃烧能量过于集中导致局部高温的问题；

(9)本发明提供的悬浮焙烧炉分级燃烧系统的应用，分级分阶段通入燃气，并按照一级燃烧器中通入总燃气量的30％-35％、二级燃烧器中通入总燃气量的50-55％的方式，使得燃气与助燃气混合均匀并充分燃烧，主焙烧炉PO4内温度分布均匀。

附图说明

图1为悬浮焙烧炉分级燃烧系统示意图；

图2为悬浮焙烧炉分级燃烧系统流动示意图；

图3为二级燃烧器周向布置示意图。

图中：1、一级燃烧器；2、助燃空气管；3、二级燃烧器；4、主燃烧管；5、三级燃烧器；6、渐扩反应段；7、下料管；a、上层保护燃气；b、边缘混合旋流燃气；c、中心混合直射流燃气。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图1和图2所示，一种悬浮焙烧炉分级燃烧系统，包括主焙烧炉PO4、主燃烧管4、助燃气管2、一级燃烧器1和二级燃烧器3，所述主焙烧炉PO4、所述主燃烧管4、所述助燃气管2依次连通，所述的一级燃烧器1与所述主燃烧管4底部连通，所述一级燃烧器1的中心轴线与所述主燃烧管4的中心轴线重合，所述的二级燃烧器3沿周向设置在所述主燃烧管4上且与所述主燃烧管4连通。

现有技术中的燃烧器一般是布置在与主焙烧炉PO4连通的助燃气管道上，燃烧器喷出的燃气射流只能从边缘进入助燃气主气流，因而大部分燃气只能与边缘的助燃气充分混合，而并不能快速深入到助燃气主气流中心，因而燃气和助燃气不能均匀混合，容易出现主气流中心富氧、边缘富燃气的问题，这一方面导致燃料燃烧不充分、燃料利用率低，另一方面导致局部高温进而产生大量的氮氧化物等高温污染物。

在本实施例中，旋风冷却器CO1通过助燃气管2为主焙烧炉PO4供给助燃气体，通过布置在主燃烧管4上的一级燃烧器1喷入的燃气具有较大的动量，在主燃烧管4内形成高速射流型流场，能够快速深入到主燃烧管4内的助燃气主气流中心，与主气流中心的助燃气直接混合后向上流动，另一方面燃气射流对燃气流股旁边的助燃气形成卷吸，进而促进助燃气和燃气的混合，因而此时主气流中心的助燃气和燃气混合效果较好，而主气流边缘仍有较多的助燃气未参与混合；但是，通过沿周向布置在主燃烧管4上的二级燃烧器3喷入的燃气，从边缘进入主燃烧管4内的助燃气主气流，与主气流边缘的助燃气充分混合，这正好消耗了一级燃烧器1喷入的燃气未能混合的边缘助燃气，基于以上两种布置形式的燃烧器，本系统中燃气与助燃气能够充分、均匀的混合，燃料燃烧充分，燃料利用率高，从而解决了现有技术中燃气和助燃气混合过程中出现局部富氧、局部富燃气的问题，避免了燃料燃烧能量过于集中导致局部高温、氮氧化物生成量高的问题。

实施例2

如图1和图2所示，一种悬浮焙烧炉分级燃烧系统，其结构与实施例1相比，所不同的是：为了使二级燃烧器3喷出的燃气对主燃烧管4内助燃气主气流的冲击扰动最大，在主燃烧管4内的停留时间也较长，采用所述二级燃烧器3的中心轴线与所述主燃烧管4的中心轴线垂直的方式设置所述二级燃烧器3，这种设置方式下二级燃烧器3喷出的燃气与主气流边缘的助燃气混合效果也较好。

实施例3

如图1、图2和图3所示，一种悬浮焙烧炉分级燃烧系统，其结构与实施例1相比，所不同的是：所述二级燃烧器3的数量至少为两个，且均匀设置在所述主燃烧管4外壁上，所述二级燃烧器3出口射流方向形成切圆，实际应用时所述二级燃烧器3的数量可以是两个、三个、四个、五个、六个等等，本实施例中设置四个所述的二级燃烧器3，并且该四个所述的二级燃烧器3的出口射流方向形成切圆，燃气通过所述二级燃烧器3喷射出并在所述主燃烧管4内形成旋转流动，旋流状态下的燃气有助于一方面延长了燃气在主燃烧管4内的停留时间，另一方面也强化了燃气和助燃气间的扰动，促进了燃气和助燃气的均匀混合。

另外，根据现场应用效果，也可以在主燃烧管4上相间隔的设置两层以上的二级燃烧器3，例如，设置两层二级燃烧器3，每层的二级燃烧器3的出口射流方向均形成切圆，这种情况下，主燃烧管4内主气流边缘的助燃气能够被燃气充分的混合。

实施例4

如图1和图2所示，一种悬浮焙烧炉分级燃烧系统，其结构与实施例1相比，所不同的是：所述助燃气管2为弯曲型，具体应用时所述助燃气管2可以是V型、U型或S型，本实施例中采用V型的助燃气管2，这种结构的助燃气管2有助于缓冲助燃气的流速，使得助燃气平稳的进入主燃烧管4内，与燃气充分混合后再进入主焙烧炉PO4。

实施例5

如图1和图2所示，一种悬浮焙烧炉分级燃烧系统，其结构与实施例1相比，所不同的是：包括下料管7和三级燃烧器5，所述下料管7设置在所述主焙烧炉PO4的外壁且与所述主焙烧炉PO4连通，并且每间隔一段时间供料系统(属于现有技术，本实施例中不做改进)将一定体积和重量的物料通过下料管7通入到主焙烧炉PO4中，但是集中下落的物料流股容易造成燃烧器熄火，因而本实施例中将所述三级燃烧器5出口向上倾斜的设置在所述主焙烧炉PO4的外壁上且与所述主焙烧炉PO4连通，所述下料管7的正下方少有一个所述的三级燃烧器5，实际应用时，三级燃烧器5的数量可以是一个、两个或多个，本实施例采用四个三级燃烧器5，四个所述的燃烧器5均匀的布置在主焙烧炉PO4的外周，并且其中一个三级燃烧器5设置在所述下料管7的正下方，在这种布置方式下，通过三级燃烧器5喷入的燃气将通过下料管7下落的物料打散，从而避免集中落料而造成燃烧器熄火，另一方面通过三级燃烧器5喷入的燃气在下料管7的下方形成一个锥形保护层，这个保护层使打散的物料处于悬浮状态不易下落，从而将物料无燃烧器隔离开。本实施例的分级燃烧系统在合理的分配一级燃烧器1、二级燃烧器3、三级燃烧器5通入的燃气量以及助燃气管2通入的助燃气量的情况下，在主燃烧管4中未与一级燃烧器1、二级燃烧器3通入的燃气混合燃烧的助燃气在进入主焙烧炉PO4后，与三级燃烧器5通入的燃气充分混合并燃烧，从而提高主焙烧炉PO4内的温度。

实施例6

如图1和图2所示，一种悬浮焙烧炉分级燃烧系统，其结构与实施例5相比，所不同的是：所述主焙烧炉PO4的底部为渐扩反应段6，所述渐扩反应段6与所述主燃烧管4连通，所述三级燃烧器5设置在所述渐扩反应段6的外壁上，所述三级燃烧器5的中心轴线与水平方向的夹角α为20°～70°，例如，可以是20°、30°、40°、50°、60°、70°等等，以确保三级燃烧器5喷出的燃气射流能够打散物料，并在渐扩反应段6形成一层伞状的保护层，防止固体物料颗粒落料导致燃烧器熄灭，具体应用时所述三级燃烧器5中心轴线与水平方向的夹角根据需要调整，在本实施例中所述三级燃烧器5的中心轴线垂直于所述渐扩反应段6的外壁，燃气与助燃气在主燃烧管内混合燃烧后温度升高，烟气体积变大，渐扩反应段6的设置一方面适应了烟气体积变大的需要，另一方面缓冲烟气的速度，使燃烧产生的高温烟气进入渐扩反应段6与从下料管7进入的固体物料充分接触，对固体物料进行充分的加热和干燥。

实施例7

如图1、图2和图3所示，一种悬浮焙烧炉分级燃烧系统的应用，包括以下步骤：

A、构建实施例6中所述的悬浮焙烧炉分级燃烧系统；

B、关闭下料管7，打开助燃气管2通入助燃气，打开点火装置；

C、当点火装置运行稳定后，打开一级燃烧器1、二级燃烧器3和三级燃烧器5通入燃气，此时，燃气和助燃气在燃烧系统内形成分级燃烧，燃烧形成的高温烟气随气流进入主焙烧炉PO4内；其中，

一级燃烧：通过一级燃烧器1喷入的燃气，在主燃烧管4内形成高速射流型流场，燃气射流深入到主燃烧管4内的助燃气主气流中心，与主气流中心的助燃气边混合边燃烧；

二级燃烧：通过二级燃烧器3喷入的燃气，从边缘进入助燃气主气流，与边缘的助燃气充分混合并进行燃烧反应；

D、待主焙烧炉PO4内的温度达到设定值时，打开下料管7，通过三级燃烧器5喷出的燃气射流将通过下料管7进入主焙烧炉PO4内的物料打散，分散开的物料在主焙烧炉PO4内与高温烟气混合进行焙烧反应。

在本实施例中，先使燃烧系统充满助燃气再通入燃气并点火，防止爆鸣或爆炸现象，从而提高了燃烧系统的安全性能。在本实施例中采用分级分阶段通入燃气的方法，使得燃气与助燃气混合均匀并充分燃烧，一级燃烧器1喷入的中心混合直射流燃气c具有较大的动量，在主燃烧管4内形成能够快速深入到主燃烧管4内的助燃气主气流中心的高速射流，并与主气流中心的助燃气边混合边燃烧后，因而主气流中心的助燃气和燃气混合效果较好，而此时主气流边缘仍有较多的助燃气未参与混合；二级燃烧器3喷入的边缘混合旋流燃气b，从边缘进入主燃烧管4内的助燃气主气流，与主气流边缘的助燃气充分混合，这正好消耗了一级燃烧器1喷入的燃气未能混合的边缘助燃气，因此，在本实施例的悬浮焙烧炉分级燃烧系统的应用中燃气与助燃气能够充分、均匀的混合，燃料燃烧充分，燃料利用率高，从而解决了现有技术中燃气和助燃气混合过程中出现局部富氧、局部富燃气的问题，避免了燃料燃烧能量过于集中导致局部高温、氮氧化物生成量高的问题。另外，位于下料管7正下方的三级燃烧器5喷出的上层保护燃气a能够有效的打散下料管7下落的物料，从而避免下落物料过于集中造成燃烧器熄火，保证了燃烧系统稳定运行。

实施例8

如图1、图2和图3所示，一种悬浮焙烧炉分级燃烧系统的应用，与实施例7相比，所不同的是：所述一级燃烧器1中通入总燃气量的30％-35％，具体实施时，可以通入总燃气量的30％、31％、32％、33％、34％、35％等，本实施例中通入总燃气量的30％，且所述一级燃烧器1出口射流速度大于100m/s，具体实施时，根据实际需要，可以将一级燃烧器1出口射流速度设定为101m/s、102m/s、110m/s、115m/s等，本实施例中，一级燃烧器1出口射流速度为120m/s，射流方向与助燃气流动方向相同，以保证出口燃气具有较大的动量，能深入到助燃气主流中心；所述二级燃烧器3中通入总燃气量的50-55％，具体实施时，可以通入总燃气量的50％、51％、52％、53％、54％、55％等，本实施例中通入总燃气量的50％，所述二级燃烧器3出口喷射的燃气在所述主燃烧管4内形成旋转撞击型流场。

本实施例中通过一级燃烧器1通入的中心混合直射流燃气c速度较高，因而能够快速深入到主燃烧管4内的助燃气主气流中心，与主气流中心的助燃气混合燃烧。另外，本实施例采用分级分阶段通入燃气的方式，先利用一级燃烧器1通入的中心混合直射流燃气c与主燃烧管4内的助燃气主气流中心的助燃气混合，再通过二级燃烧器3喷入的边缘混合旋流燃气b与助燃气主气流边缘的助燃气混合，按照本实施例中的比例通过各级燃烧器通入燃气后，燃气与助燃气混合均匀，燃料燃烧充分，并且温度均匀分布。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；将官参照前述各实施例对本发明进行详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种悬浮焙烧炉分级燃烧系统的应用方法，包括以下步骤 ：

A、构建悬浮焙烧炉分级燃烧系统；

所述悬浮焙烧炉分级燃烧系统，包括主焙烧炉PO4、主燃烧管（4）和助燃气管（2），所述主焙烧炉PO4、所述主燃烧管（4）、所述助燃气管（2）依次连通，其特征在于：还包括一级燃烧器（1）和二级燃烧器（3），所述一级燃烧器（1）与所述主燃烧管（4）底部连通，所述一级燃烧器（1）的中心轴线与所述主燃烧管（4）中心轴线重合，所述的二级燃烧器（3）沿周向设置在所述主燃烧管（4）上且与所述主燃烧管（4）连通；

所述二级燃烧器（3）的数量至少为两个，且均匀设置在所述主燃烧管（4）外壁上 ，所述二级燃烧器（3）出口射流方向形成切圆；

还包括下料管（7）和三级燃烧器（5），所述下料管（7）设置在所述主焙烧炉PO4外壁上且与所述主焙烧炉PO4连通，所述三级燃烧器（5）出口向上倾斜的设置在所述主焙烧炉PO4的外壁上且与所述主焙烧炉PO4连通，所述下料管（7）的正下方至少设有一个所述的三级燃烧器（5）；

所述三级燃烧器（5）的中心轴线与水平方向的夹角α为20°~70°；

B、关闭下料管（7），打开助燃气管（2）通入助燃气，打开点火装置；

C、当点火装置运行稳定后，打开一级燃烧器（1）、二级燃烧器（3）和三级燃烧器（5）通入燃气，此时，燃气和助燃气在燃烧系统内形成分级燃烧，燃烧形成的高温烟气随气流进入主焙烧炉PO4内；其中，

一级燃烧：通过一级燃烧器（1）喷入的燃气，在主燃烧管（4）内形成高速射流型流场，燃气射流深入到主燃烧管（4）内的助燃气主气流中心，与主气流中心的助燃气边混合边燃烧；

二级燃烧：通过二级燃烧器（3）喷入的燃气，从边缘进入主燃烧管（4）内的助燃气主气流，与边缘的助燃气充分混合并进行燃烧反应；

D、待主焙烧炉PO4内的温度达到设定值时，打开下料管（7），通过三级燃烧器（5）喷出的燃气射流将通过下料管（7）进入主焙烧炉PO4内的物料打散，分散开的物料在主焙烧炉PO4内与高温烟气混合进行焙烧反应。

2.根据权利要求1所述的悬浮焙烧炉分级燃烧系统的应用方法，其特征在于：所述一级燃烧器（1）中通入总燃气量的30%-35%，且所述一级燃烧器（1）出口射流速度大于100m/s，射流方向与助燃气流动方向相同，以保证出口燃气具有较大的动量，能深入到助燃气主流中心；所述二级燃烧器（3）中通入总燃气量的50-55%，所述二级燃烧器（3）出口喷射的燃气在所述主燃烧管（4）内形成旋转撞击型流场。

3.根据权利要求1所述的悬浮焙烧炉分级燃烧系统的应用方法，其特征在于：所述二级燃烧器（3）的中心轴线与所述主燃烧管（4）的中心轴线垂直。

4.根据权利要求1所述的悬浮焙烧炉分级燃烧系统的应用方法，其特征在于：所述助燃气管（2）为弯曲型。

5.根据权利要求1所述的悬浮焙烧炉分级燃烧系统的应用方法，其特征在于：所述助燃气管（2）为V型、U型或S型。

6.根据权利要求1所述的悬浮焙烧炉分级燃烧系统的应用方法，其特征在于：所述主焙烧炉PO4的底部为渐扩反应段（6），所述渐扩反应段（6）与所述主燃烧管（4）连通，所述三级燃烧器（5）设置在所述渐扩反应段（6）的外壁上。