CN110762839B - 一种防结渣l型煤粉直接加热热风炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防结渣L型煤粉直接加热热风炉，包括燃烧室、灰渣沉降室和混合室；燃烧室和灰渣沉降室呈L型布置，燃烧室远离灰渣沉降室一端端面设有烧嘴装置、第一冷却风通道、第二冷却风通道，烧嘴装置将煤粉送入燃烧室进行燃烧，第一冷却风通道将冷却风引至煤粉火焰周围，第二冷却风通道将冷却风引至燃烧室内壁表面，灰渣沉降室侧面与燃烧室另一端连通，灰渣沉降室下方设置排渣装置，混合室布置在灰渣沉降室上方，通过混合室将工艺循环风与热烟气混合，混合室顶部设有热风出口。本发明解决了水渣超细粉工程和高炉喷煤工程中用煤粉燃料直接加热热风炉易结渣的问题。

Description

一种防结渣L型煤粉直接加热热风炉

技术领域

本发明涉及一种水渣超细粉工程和高炉喷煤工程等领域制粉烘干用的L型防结渣煤粉直接加热热风炉。

背景技术

水渣超细粉工程和高炉喷煤工程等领域在制粉研磨过程中需要直接加热热风炉提供300度左右的热烟气，对原料进行烘干并提供携带粉体用的热烟气介质，目前工艺中，直接加热热风炉的燃料主要有重油、转炉煤气、合煤气、焦炉煤气、高炉煤气、天然气、煤矸石等，少量小型生产线使用煤粉。随着大型生产线的兴起，以煤粉为燃料的热风炉燃料成本优势愈发明显，但煤粉热风炉的结渣问题成为其推广的难题，虽然有个别大型生产线用煤粉热风炉，但都是纯立式或卧式，如CN 208059287U专利提到的多功能煤粉立式煤粉热风炉，但此种热风炉烧嘴位置处于燃烧室顶部，热量容易聚集在烧嘴附近，燃烧室位置高，燃烧室易于结渣，若有结渣，维护和清渣就很困难，含灰渣颗粒的热烟气向下运动到布置在下部的混合室时，在未去除灰渣颗粒的情况下就与干净的工艺循环烟气混合成300度左右的混合烟气，灰渣颗粒一直在烟气中很能难去除，随烟气运动过程中很容易沉降到管道或冲刷设备，并到磨机内部，使制粉成品含有灰渣成分，而卧式热风炉更容易结渣，而且占地面积大。

发明内容

发明目的：本发明目的是针对现有水渣超细粉工程和高炉喷煤工程中直接加热热风炉易结渣的问题，提供一种防结渣L型煤粉直接加热热风炉。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种防结渣L型煤粉直接加热热风炉，包括燃烧室，还包括灰渣沉降室和混合室；

燃烧室和灰渣沉降室呈L型布置，其中燃烧室水平设置，灰渣沉降室竖直设置，燃烧室远离沉降室的一端端面设有烧嘴装置、第一冷却风通道、第二冷却风通道，通过烧嘴装置将煤粉送入燃烧室进行燃烧，通过第一冷却风通道将冷却风引至煤粉火焰周围，通过第二冷却风通道将冷却风引至燃烧室内壁表面，灰渣沉降室侧面与燃烧室另一端连通，灰渣沉降室下方设置排渣装置，混合室布置在灰渣沉降室上方，通过混合室将工艺循环风与热烟气混合，混合室顶部设有热风出口。

进一步的，所述烧嘴装置包括煤粉烧嘴，煤粉烧嘴设置在燃烧室端面中心，所述第一冷却风道沿圆周方向均布在煤粉烧嘴周围，所述第二冷却风道设置在燃烧室端面边缘。

进一步的，所述煤粉烧嘴含有助燃风道和送粉风通道，煤粉通过送粉风道水平送入燃烧室，助燃风道套装在煤粉烧嘴送粉风通道的外侧，助燃风道末端设置旋流装置。

进一步的，所述烧嘴装置还包括点火烧嘴和辅助烧嘴，点火烧嘴和辅助烧嘴均对称设置在煤粉烧嘴两侧。

进一步的，所述排渣装置包括锥形灰斗，锥形灰斗下端设有气动钟式翻板排渣阀。

进一步的，所述锥形灰斗含有至少一组灰斗冷却风道，灰斗冷却风道沿锥形灰斗内壁切线方向设置，锥形灰斗与气动钟式翻板排渣阀之间设有脉冲气通道。

进一步的，所述混合室包括筒形格栅板和套装在筒形格栅外侧的蜗壳，蜗壳设有工艺循环风入口，工艺循环风入口沿筒形格栅外侧壁切线方向设置。

进一步的，所述工艺循环风入口与制粉系统主风机后的废气管道相连。

进一步的，所述灰渣沉降室与混合室之间设有变径段，变径段的小径段与混合室内筒形格栅板相适配，变径段的大径段与灰渣沉降室上端相适配。

进一步的，所述灰渣沉降室中心位置设置第三冷却风通道。

有益效果：

1、炉体由燃烧室、灰渣沉降室、混合室三部分组成。燃烧室水平布置，灰渣沉降室竖直布置，两者成L型相交，混合室设置在沉降室顶部，燃烧后的热烟气在水平经过燃烧室后通过90度转向竖直方向的沉降室，之后向上运动，有效地增加了灰渣在沉降室的停留时间，灰渣能沉降到灰斗，并通过气动钟式翻板排渣阀排出，热烟气在到达顶部混合室时已经成干净的热烟气，再与制粉系统工艺循环烟气混合，达到有效排渣目的，并在出口形成干净的300度左右烟气，避免灰渣冲刷管道及到磨机内与成品混杂；

2、燃烧室水平布置，可以方便燃烧室的维护和烧嘴检修，即使有结渣现象，也可方便清渣和烧嘴检修。相对于卧式热风炉，本发明将燃烧室和沉降室成L型布置，节约了占地面积；

3、通过灰斗内壁布置的切向旋风，进一步将沉降室内的灰渣颗粒通过离心沉降到灰斗，同时对灰斗内的灰渣进行冷却，并通过脉冲气的冲击，阻止大块渣的形成；

4、灰斗下部设置气动钟式翻板排渣阀，能够在高温情况下自由开关，排渣更方便，并能作为兑冷风口，进一步降低结渣的概率；

5、在煤粉燃烧的各个阶段，通过沿烟气流动方向逐级多次供风，控制了燃烧过程中热烟气的温度，抑制煤粉燃烧过程中氮氧化物的产生和结渣现象，控制煤粉中灰份等难燃物质的存在形态，降低了煤粉燃烧的污染物排放；

6、在煤粉、煤气混烧或全煤气点火的情况下，本设备也能较好地控制燃烧过程烟气温度，提高燃烧效率，节约燃料消耗，抑制燃烧过程中氮氧化物的产生，具有不错的节能效益和环保效果。

附图说明

图1为本发明的的总体结构示意图；

图2为图1的A-A剖面示意图；

图3为图1的B-B剖面示意图；

图4为图1的C-C剖面示意图；

图5为图1的D-D剖面示意图；

图中：1-冷却用风箱，2-助燃风通道，3-送粉风通道，4-煤粉烧嘴；5-第一冷却风道，6-第二冷却风道，7-燃烧室，8-锥形灰斗，9-灰斗冷却风道，10-气动钟式翻板排渣阀，11-灰渣沉降室，12-变径段，13-筒形格栅，14-混合室，15-热风出口，16-点火烧嘴，17-辅助烧嘴，18-第三冷却风通道，19-工艺循环风入口。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1所示，本发明的一种防结渣L型煤粉直接加热热风炉，包括燃烧室7，还包括灰渣沉降室11和。燃烧室7和灰渣沉降室11呈L型布置，其中燃烧室7水平设置，灰渣沉降室11竖直设置。

燃烧室7远离灰渣沉降室11的一端端面设有烧嘴装置、第一冷却通道5、第二冷却风道6，通过烧嘴装置将煤粉送入燃烧室7进行燃烧，通过第一冷却风道5将冷却风引至煤粉火焰周围，通过第二冷却风道6将冷却风引至燃烧室7内壁表面，灰渣沉降室11侧面与燃烧室7另一端连通。

如图2和3所示，所述烧嘴装置包括煤粉烧嘴4和点火烧嘴16、辅助烧嘴17，煤粉烧嘴4设置在燃烧室7端面中心，点火烧嘴16、辅助烧嘴17均对称设置在煤粉烧嘴4两侧。煤粉烧嘴4和辅助烧嘴17均水平设置。

所述煤粉烧嘴4含有助燃风通道2和送粉风通道3。送粉风通道3连接煤粉输送管路，煤粉输送管路采用气力输送，煤粉通过送粉风道3水平送入燃烧室。助燃风道2套装在煤粉烧嘴送粉风通道的3外侧，助燃风道2末端设置旋流装置。

辅助烧嘴17连接辅助燃料输送管路，辅助燃料可采用煤气、燃油、天然气中的至少一种。点火烧嘴16连接点火燃料输送管路，点火燃料可采用煤气、燃油、天然气中的至少一种。

热风炉工作时，先开启点火烧嘴内的高能点火器点燃点火烧嘴16燃料，在满足煤粉的点火能量后，煤粉通过煤粉烧嘴4的送粉风道3水平送入燃烧室，点然煤粉内的挥发分后，通过煤粉烧嘴4的助燃风道2将助燃风沿煤粉火焰直径切向旋流送入助燃风，为煤粉内部的其他碳成分或其他可燃成分提供充足的氧气，并使火焰形成旋流，进而使热烟气有一定的回流，保证煤粉的持续燃烧。

当点火烧嘴16所用燃料燃烧能量不足以点燃煤粉时，或当用户不使用煤粉燃料时，可启用辅助烧嘴17，先开启点火烧嘴16内的高能点火器点燃点火烧嘴16的燃料，再开启辅助烧嘴17，此时热风炉在不使用煤粉燃料下通过辅助烧嘴17提供的燃料也可正常满足生产使用要求，当辅助烧嘴17提供的燃料在燃烧室内燃烧并足以提供煤粉点火能量时，可随时启用煤粉烧嘴4送入煤粉燃料，煤粉燃料稳定燃烧后，此时辅助烧嘴可停止工作，或可继续工作，呈伴烧状态。

如图1所示，第一冷却风道5沿圆周方向均布在煤粉烧嘴4周围，第二冷却风道6设置在燃烧室7端面边缘。第一冷却风道5和第二冷却风道6均水平设置。冷却用风箱1连接第一冷却风道5和第二冷却风道6。通过冷却用风箱1向第一冷却风道5和第二冷却风道6提供冷却气流，冷却用风箱1内部通过隔板分割为两个相互独立的冷却风通道，通过两个冷却风通道分别向第一冷却风道5和第二冷却风道6提供冷却气流。每个冷却风通道通过调节阀对风量进行调节。

如图2所示，所述灰渣沉降室11中心位置设置第三冷却风通道18，通过第三冷却风通道18向灰渣沉降室11中心垂直喷入冷却风。

煤粉燃烧过程中，分布在煤粉烧嘴4周围的第一冷却风道5将冷却风通过沿水平方向送至煤粉火焰周围，使火焰周围的温度降到灰熔点以下，经第三冷却风通道18垂直喷入沉降室中心的冷却风进一步冷却了热烟气，抑制结渣现象，并进一步为未燃尽的煤粉提供氧气。通过第二冷却风道5沿水平方向将冷却风送至燃烧室7的内壁表面，进一步降低烟气温度，防止液态渣的形成，并将灰渣颗粒吹扫到灰渣沉降室11。

灰渣沉降室11下方设置排渣装置，所述排渣装置包括锥形灰斗8，所述锥形灰斗8含有至少一组灰斗冷却风道9，图1中所示为两组灰斗冷却风道9，如图4所示，每组灰斗冷却风道9的数量为4个，沿锥形灰斗8圆周方向均布，灰斗冷却风9沿锥形灰斗8内壁切线方向设置。锥形灰斗8下端设有气动钟式翻板排渣阀10。

气动钟式翻板排渣阀10用缓冲气缸驱动，阀板扣到阀体上，阀板和阀体密封为面接触，开关灵活，密封严密。

锥形灰斗8与气动钟式翻板排渣阀10之间设有脉冲气通道，脉冲气通道采用脉冲阀门控制，通过间歇脉冲气流冲击大块渣，防止可能形成的大块渣堵塞气动钟式翻板排渣阀10。

如图1和5所示，混合室14布置在灰渣沉降室11上方，所述混合室14包括筒形格栅板13和套装在筒形格栅13外侧的蜗壳，蜗壳设有工艺循环风入口19，工艺循环风入口19沿筒形格栅13外侧壁切线方向设置。工艺循环风沿切向进入混合室，沿筒形格栅13空隙进入筒形格栅13内部，从而与燃烧室形成的高温烟气充分混合后形成系统制粉所需300度左右热烟气。

所述工艺循环风入口19与制粉系统主风机后方100°左右的废气管道相连，通过制粉系统主风机向混合室14提供工艺循环风。

如图1所示，本实施例中，所述沉降室11与混合室之间设有变径段12，变径段12的小径段与混合室筒形格栅13内侧壁下端相适配，变径段12的大径段与沉降室11上端相适配。利用文丘里原理，燃烧室7内形成的热烟气通过变径段12加速后与工艺循环风强烈混合。

燃烧后形成的热烟气在水平经过燃烧室后通过90度转向垂直方向的灰渣沉降室，之后向上运动，而灰渣颗粒靠重力向下沉降到灰渣沉降室下部的气动钟式翻板排渣阀，，通过灰斗冷却风道9在锥形灰斗8侧壁形成的冷却风旋流，每组灰斗冷却风道9形成一层切向风，对锥形灰斗8处的灰渣进一步冷却，并经过气动钟式翻板排渣阀10及时排除，冷却风旋流还起到冷却灰斗和旋风离心除尘的作用。热烟气向上运动经过沉降室顶部的混合室时，已经成为干净的热烟气，工艺循环风沿混合室14的蜗壳切向进入混合室，沿筒形格栅13空隙进入筒形格栅13内部，从而与燃烧室形成的高温烟气充分混合后形成系统制粉所需300度左右干净热烟气，干净热烟气通过热风出口15输送至制粉系统。

本发明的工作原理为：

烧嘴装置先通过点火烧嘴高能点火器自动点燃点火燃料并产生煤粉点火能量，煤粉烧嘴通过送粉风通道将煤粉送入燃烧室，其挥发分首先燃烧，煤粉的固定碳及其他可燃成分在助燃风通道提供的氧气作用下随即燃烧，在助燃风旋流作用下，火焰形成回流，保证煤粉的燃烧温度，使得煤粉能够持续燃烧，在强烈燃烧情况下会形成1600度左右的热烟气，煤粉中的灰分会成熔融状态，若不采取措施就会成液滴散布到周围，遇到炉壁就会粘附在炉壁上，随着燃烧的持续进行，就会几何级增长，形成难以去除的焦块，渐渐堵塞燃烧室，使升温炉彻底失去作用。所以本发明沿烟气流动方向布置一次冷却风，第一冷却风道5提供的一次冷却风水平包围在火焰直径周围，降低火焰直径周围的温度，打散液滴，使液态渣迅速冷却相变成固态并阻止颗粒聚集，通过第二冷却风道6喷出二次冷却风冷却炉壁，防止灰渣粘附在炉壁上。烟气在运动过程中，方向从燃烧室到灰渣沉降室成90度L型转向，灰渣颗粒靠重力沉降落在灰斗处。而灰斗处布置一层或多层切向风，形成强大的旋风，进一步冷却、打散灰粒，灰渣颗粒在旋风的离心力作用下，被进一步分离到气动钟式翻板排渣阀处。而1000度左右的干净热烟气向上运动到混合室时，与外部沿蜗壳切向进入并经过格栅的循环工艺风均匀、强力混合，形成300度左右的干净热烟气。灰渣沉降室下部设置的气动钟式翻板排渣阀，开启灵活，能耐高温，并不受温度变化的影响，同时在开启时可以作为兑冷风阀门，灰渣可在线清除。

本发明热风炉，当使用煤粉燃料时，可有效防止结渣现象同时降低污染物排放。当使用其他燃料时，通过逐级配风，控制风温，也能有效阻止氮氧化物的形成，降低污染物排放。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种防结渣L型煤粉直接加热热风炉，包括燃烧室(7)，其特征在于：还包括灰渣沉降室(11)和混合室(14)；

燃烧室(7)和灰渣沉降室(11)呈L型布置，其中燃烧室(7)水平设置，灰渣沉降室(11)竖直设置，燃烧室(7)远离灰渣沉降室(11)的一端端面设有烧嘴装置、第一冷却风通道(5)、第二冷却风通道(6)，通过烧嘴装置将煤粉送入燃烧室(7)进行燃烧，通过第一冷却风通道(5)将冷却风引至煤粉火焰周围，通过第二冷却风通道(6)将冷却风引至燃烧室(7)内壁表面，灰渣沉降室(11)侧面与燃烧室(7)另一端连通，灰渣沉降室(11)下方设置排渣装置，混合室布置在灰渣沉降室(11)上方，通过混合室将工艺循环风与热烟气混合，混合室顶部设有热风出口(15)；

所述灰渣沉降室(11)中心位置设置第三冷却风通道(18)。

2.根据权利要求1所述的一种防结渣L型煤粉直接加热热风炉，其特征在于：所述烧嘴装置包括煤粉烧嘴(4)，煤粉烧嘴(4)设置在燃烧室(7)端面中心，所述第一冷却风道(5)沿圆周方向均布在煤粉烧嘴(4)周围，所述第二冷却风道(6)设置在燃烧室(7)端面边缘。

3.根据权利要求2所述的一种防结渣L型煤粉直接加热热风炉，其特征在于：所述煤粉烧嘴(4)含有助燃风道(2)和送粉风通道(3)，煤粉通过送粉风道(3)水平送入燃烧室，助燃风道(2)套装在煤粉烧嘴送粉风通道的(3)外侧，助燃风道(2)末端设置旋流装置。

4.根据权利要求2所述的一种防结渣L型煤粉直接加热热风炉，其特征在于：所述烧嘴装置还包括点火烧嘴(16)和辅助烧嘴(17)，点火烧嘴(16)和辅助烧嘴(17)均对称设置在煤粉烧嘴(4)两侧。

5.根据权利要求1所述的一种防结渣L型煤粉直接加热热风炉，其特征在于：所述排渣装置包括锥形灰斗(8)，锥形灰斗(8)下端设有气动钟式翻板排渣阀(10)。

6.根据权利要求5所述的一种防结渣L型煤粉直接加热热风炉，其特征在于：所述锥形灰斗(8)含有至少一组灰斗冷却风道(9)，灰斗冷却风道(9)沿锥形灰斗(8)内壁切线方向设置，锥形灰斗(8)与气动钟式翻板排渣阀(10)之间设有脉冲气通道。

7.根据权利要1所述的一种防结渣L型煤粉直接加热热风炉，其特征在于：所述混合室包括筒形格栅板(13)和套装在筒形格栅(13)外侧的蜗壳，蜗壳设有工艺循环风入口(19)，工艺循环风入口(19)沿筒形格栅(13)外侧壁切线方向设置。

8.根据权利要7所述的一种防结渣L型煤粉直接加热热风炉，其特征在于：所述工艺循环风入口(19)与制粉系统主风机后的废气管道相连。

9.根据权利要7所述的一种防结渣L型煤粉直接加热热风炉，其特征在于：所述灰渣沉降室(11)与混合室之间设有变径段(12)，变径段(12)的小径段与混合室内筒形格栅板相适配，变径段(12)的大径段与灰渣沉降室(11)上端相适配。

Images