CN107869716A - 用于水泥窑的四风道煤粉燃烧器 - Google Patents

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Abstract

一种用于水泥窑的四风道煤粉燃烧器，主要为水泥熟料的烧制提供热能。喷头与风管相连接；喷头由从内至外同轴套装的旋流风内喷头、煤粉内喷头、轴流风外筒组成；风管由从内至外同轴套装的中心风风管、旋流风风管、煤风风管、轴流风风管组成；旋流风内喷头、煤粉内喷头、轴流风外筒分别与旋流风风管、煤风风管、轴流风风管通过连接管轴向密封连接，最内层设置中心风风管，逐层套装后分别形成轴流风风道、煤风风道、旋流风风道、中心风风道四风道。本发明火焰热力强度高，顶料能力强，喷头的使用寿命长，调节适应性能优越，煤粉与旋流风、轴流风混合速率高，能适应一定煤质的波动，包括劣质煤和高内水煤粉的燃烧，且燃烧完全，火焰完整有力。

Description

用于水泥窑的四风道煤粉燃烧器
技术领域
本发明涉及水泥行业热工设备技术领域，具体是一种为水泥熟料的烧制提供热能的水泥窑四风道煤粉燃烧器。
背景技术
从第一代用于水泥回转窑的燃烧器发明至今，随着燃料能源供给情况的变化，以及人们对环境保护的逐步重视，水泥窑燃烧器所要解决的问题随之改变，水泥行业对燃烧器提出了更高的技术要求。
目前，受燃料供应现状的影响，水泥窑所使用的燃料燃烧效率低，挥发分少，含水量高，颗粒大等，不能满足燃烧器综合性能的要求和环保的发展趋势。公知地，燃烧器的燃烧性能和环保性能在技术要求上存在矛盾，相互制约，要达到同时兼具优良的燃烧性能和环保性能的平衡，必然要通过合理的结构设计来实现。
现有的水泥窑燃烧器主流结构有两种：一种是旋流风设置于煤粉燃料通道的外层，另一种是在煤粉燃料通道的内层和外层同时设置旋流风。应用实践表明，上述两种结构并未取得预期的使用效果，水泥燃烧器寿命短，火焰力度不够，环保性能不达标，且各风道上分别设有调节装置，使燃烧器的调节操作复杂。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种用于水泥窑的四风道煤粉燃烧器，以保证燃烧器的火焰刚劲有力，火焰温度高，温度分布更适合水泥窑，且操作简便。
为实现上述发明的目的，本发明的喷头与风管相连接；所述喷头由从内至外同轴套装的旋流风内喷头、煤粉内喷头、轴流风外筒组成；风管由从内至外同轴套装的中心风风管、旋流风风管、煤风风管、轴流风风管组成；旋流风内喷头、煤粉内喷头、轴流风外筒分别与旋流风风管、煤风风管、轴流风风管通过连接管轴向密封连接，最内层设置中心风风管，逐层套装后分别形成轴流风风道、煤风风道、旋流风风道、中心风风道四风道。
所述喷头的一端面平齐，另一端面与风管连接后呈阶梯状；平齐的一端面为燃料及配风的喷出端，阶梯状一端为配风和燃料的输入端；所述轴流风风道的喷出口为圆孔状，所述的圆孔一沿喷出端的端面周向均匀分布，所述煤粉内喷头的喷出口为环型形状；所述旋流风风道的喷出口为锥形；所述中心风风道的喷出口设置有端盖板，端盖板上均匀分布有圆孔二。
所述的轴流风外筒喷出端设有防磨圈，防磨圈与轴流风外筒为一体式或分体式。
所述煤风风管上连接有煤风侧管；轴流风风管、旋流风风管、中心风风管上连接有净风侧管。
所述旋流风风管上沿轴向设置有用于调节旋流风喷出风量的补偿器三，旋流风风道内设有旋流器。
所述轴流风风管上设置有补偿器一，净风侧管上设置有用于调节轴向风量的蝶阀一、蝶阀二、蝶阀三和用于自动补偿管道形变的补偿器二。
所述中心风风道与旋流风风道、旋流风风道与煤风风道、煤风风道与轴流风风道之间分别设有定位支撑体。
所述中心风风道内配置有点火装置。
本发明与现有技术相比，煤粉通过煤风输入煤风风管内喷出后，经分别相邻于内层和外层的旋流风、轴流风传给高倍的动量和动量矩，以高速螺旋状同步扩散与燃烧，在大速差、方向差和压力差形成的涡流回旋作用下，与窑内O2充分混合，快速燃烧；外层的轴流风卷吸高温二次风，形成刚劲有力的稳定火焰，配合各风道适当的风量分配，从而使火焰热力强度高，顶料能力强，并延长喷头的使用寿命。另外，燃烧器的旋流风在煤风的内侧，调节适应性能优越，煤粉与旋流风、轴流风的混合速率高，能适应一定煤质的波动，包括劣质煤和高内水煤粉的燃烧，且燃烧完全，火焰完整有力。
附图说明
图1是本发明的头部结构示意图。
图2是图1的侧视图。
图3是图1的端盖板结构示意图。
图4是图4的侧视图。
图5是本发明带防磨圈结构的头部示意图。
图6是本发明的总体结构示意图。
图7是本发明另一方向的总体结构示意图。
图中标注序号说明：1：轴流风外筒；11—圆孔一；12：防磨圈；2：煤粉内喷头；3：旋流风内喷头；31：旋流器；4：端盖板；41—圆孔二；5：中心风风管；6：点火装置；7：定位支撑体；8：轴流风风管；81：净风侧管；811：补偿器二；812：蝶阀一；813：蝶阀二；814：蝶阀三；82：补偿器一；9：煤风风管；91：煤风侧管；10：旋流风风管；101：补偿器三。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，本发明的喷头与风管相连接；所述喷头由从内至外同轴套装的旋流风内喷头3、煤粉内喷头2、轴流风外筒1组成；风管由从内至外同轴套装的中心风风管5、旋流风风管10、煤风风管9、轴流风风管8组成；旋流风内喷头3、煤粉内喷头2、轴流风外筒1分别与旋流风风管10、煤风风管9、轴流风风管8通过连接管以螺纹或者焊接的方式，轴向密封连接，最内层设置中心风风管5，逐层套装后分别形成轴流风风道、煤风风道、旋流风风道、中心风风道四风道。
喷头的一端面平齐，另一端面与风管连接后呈阶梯状；平齐的一端面为燃料及配风的喷出端，阶梯状一端为配风和燃料的输入端；所述轴流风风道的喷出口为圆孔状，所述的圆孔一11沿喷出端的端面周向均匀分布，轴流风风道内的净风从圆孔一11中喷出，根据水泥窑的现场工况需要，轴流风外筒1喷出端外缘设有防磨圈12，用于延长燃烧器的喷头寿命；所述煤粉内喷头2的喷出口为环状间隙型；所述旋流风风道的喷出口为锥形；所述中心风风道喷出口设置有端盖板4，端盖板4上均匀分布有圆孔二41。
煤风风道通过煤风侧管91连接于煤风机上，所输入的煤风用于将煤粉输送至窑内的燃烧区。轴流风风管8、旋流风风管10、中心风风管5通过净风侧管81连接于净风机上，作为净风输送至窑内的通道，净风侧管81上设置有蝶阀一812、蝶阀二813、蝶阀三814，可根据需要通过蝶阀一812、蝶阀二813、蝶阀三814在线调节各风道内风量的大小，轴流风风管8上设置有补偿器一82，净风侧管81上设置有补偿器二811，用于燃烧器使用过程中出现形变时的自动补偿调节。
旋流风风管10上沿轴向设置有补偿器三101，用于在线调节旋流风喷出风量；旋流风风道内设有旋流器31，使输入旋流风风道的净风呈螺旋状，强化风煤的混合。
中心风风道与旋流风风道、旋流风风道与煤风风道、煤风风道与轴流风风道之间分别设有定位支撑体7，用于相邻风道之间的定位和支撑。
中心风风道内可配置点火装置6，在窑炉点火使使用。
本发明结构的工作原理为：煤粉由送煤风携带从煤风风道按一定的动量向外喷出，由紧邻的旋流风及外邻的轴流风传给高倍的动量和动量矩，以高速螺旋状同步扩散及燃烧。在大速差形成的涡流回旋作用下，与窑内O2充分混合，快速燃烧。外层的轴流风卷吸高温二次风，形成刚劲有力的火焰。内层的旋流风束快速贴近煤风，强化风煤混合，通过中心风孔板提供的火焰内部回流通道，引入适量低速高温二次风回流，快速提高从燃烧器出口到烧成带之间的火焰温度。中心风的作用是调整射流中心回流区的负压，改变煤管头部高温区的位置和大小以及黑火头的长短，控制结焦速度和硬度，降低头部耐热钢温度，使火焰稳定性增强。由于这种燃烧机理和旋流风、轴流风具有的高速度，煤粉燃烧迅速、完全，火焰有力、顶料能力强，适合于水泥窑的应用。

Claims (8)

1.一种用于水泥窑的四风道煤粉燃烧器，其特征在于：喷头与风管相连接；所述喷头由从内至外同轴套装的旋流风内喷头（3）、煤粉内喷头（2）、轴流风外筒（1）组成；风管由从内至外同轴套装的中心风风管（5）、旋流风风管（10）、煤风风管（9）、轴流风风管（8）组成；旋流风内喷头（3）、煤粉内喷头（2）、轴流风外筒（1）分别与旋流风风管（10）、煤风风管（9）、轴流风风管（8）通过连接管轴向密封连接，最内层设置中心风风管（5），逐层套装后分别形成轴流风风道、煤风风道、旋流风风道、中心风风道四风道。
2.根据权利要求1所述的用于水泥窑的四风道煤粉燃烧器，其特征在于：所述喷头的一端面平齐，另一端面与风管连接后呈阶梯状；平齐的一端面为燃料及配风的喷出端，阶梯状一端为配风和燃料的输入端；所述轴流风风道的喷出口为圆孔状，所述的圆孔一（11）沿喷出端的端面周向均匀分布，所述煤粉内喷头（2）的喷出口为环型形状；所述旋流风风道的喷出口为锥形；所述中心风风道的喷出口设置有端盖板（4），端盖板（4）上均匀分布有圆孔二（41）。
3.根据权利要求1所述的用于水泥窑的四风道煤粉燃烧器，其特征在于：所述的轴流风外筒（1）喷出端设有防磨圈（12），防磨圈（12）与轴流风外筒（1）为一体式或分体式。
4.根据权利要求1所述的用于水泥窑的四风道煤粉燃烧器，其特征在于：所述煤风风管（9）上连接有煤风侧管（91）；轴流风风管（8）、旋流风风管（10）、中心风风管（5）上连接有净风侧管（81）。
5.根据权利要求1所述的用于水泥窑的四风道煤粉燃烧器，其特征在于：所述旋流风风管（10）上沿轴向设置有用于调节旋流风喷出风量的补偿器三（101），旋流风风道内设有旋流器（31）。
6.根据权利要求1所述的用于水泥窑的四风道煤粉燃烧器，其特征在于：所述轴流风风管（8）上设置有补偿器一（82），净风侧管（81）上设置有用于调节轴向风量的蝶阀一（812）、蝶阀二（813）、蝶阀三（814）和用于自动补偿管道形变的补偿器二（811）。
7.根据权利要求1所述的用于水泥窑的四风道煤粉燃烧器，其特征在于：所述中心风风道与旋流风风道、旋流风风道与煤风风道、煤风风道与轴流风风道之间分别设有定位支撑体（7）。
8.根据权利要求1所述的用于水泥窑的四风道煤粉燃烧器，其特征在于：所述中心风风道内配置有点火装置（6）。
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