CN1140719C - 燃烧器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种燃烧器(1)的描述，该燃烧器(1)用来把固体、液体和/或气体燃料加入到窑如旋转窑的燃烧区域内从而制造水泥熟料或者类似产品，该燃烧器(1)包括一个或者多个导引燃料和初始空气的、基本上同心的管子(2、3、4、7)，最外部的管子包括耐火衬套(12)，从而保护燃烧器免受热窑气体。该燃烧器的区别在于：它包括转动装置(21)，通过该转动装置(21)，至少最外部管子可以绕着燃烧器的纵向轴线进行旋转。因此可以实现：在工作期间可以避免在燃烧器上侧处形成沉积物，并且从生成物流动中引起的磨损和幅射热量均匀地分配在燃烧器的整个圆周上。

Description

燃烧器
本发明涉及一种燃烧器，它用来把固体、液体和/或气体燃烧加入到窑如回转窑的燃烧区内，从而制造出水泥熟料或者类似产品，该燃烧器包括一个或者许多引导燃料和初始空气的、基本上同心的管子，最外部的管子配置有耐火衬套，从而保护燃烧器免于受到热窑的气体。
在PCT/EP98/00145中公知了一种上面所提及的那种燃烧器，而PCT/EP98/00145由本申请的申请人所拥有，并且其内容被认为包括在本申请中。
例如在旋转窑内使用这种燃烧器来制造水泥时，在那里常常遇到含尘窑气体，已经显示在接近它尖端的燃烧器的外部管子的上侧处倾向于很频繁地形成沉积物。在大约数小时之内，这些沉积物可以形成锥形山-升高到几米高度-该锥形山基本上由局部熔化的熟料灰尘构成。这些沉积物引起一些操作问题，因为它们可以局部阻塞空气喷孔，因此改变火焰的形状和方向，而这必然引起在不利的环境下火焰可以碰撞窑内的内部衬套，可能导致衬套使用寿命的显著减少。在如上所述的大范围沉积物的情况下，燃烧器管子可以承受过量的应力负荷，而该负荷可以导致燃烧器损坏。
公知的事实是，通过定期地移走这些沉积物可以解决上述问题。达到这个时间点时，标准做法是通过人工使用较长的、管状喷枪移走这些沉积物，而该喷枪配置有以接近300bar的高压喷射水的喷嘴。通常通过一个窑外壳上的观察孔插入的喷枪一定得与沉积物产生紧密接触。当水流冲击这些沉积物时，高温引起蒸汽爆炸。正是这种蒸汽爆炸引起这些沉积物粉化。
上述方法具有许多缺点。就对操作人员的伤害而言，强烈的蒸汽爆炸造成事故。为此，必需要求操作者穿戴必要的保护装置。由于这些沉积物形成于燃烧器管子的尖端处，而该燃烧器管子的长度一般可以是8-10米，因此操纵该长喷枪通过该较小的观察孔不是容易的任务。在许多情况下，需要两个人来操作该喷枪。由于水流可能不小心会冲击衬套而不是沉积物，因此存在损害燃烧器管子的耐火衬套的各种危险。为了确保这种方法的有效性，因此一定得以2或者3个小时的间隔而经常、频繁地移走沉积物，这使本方法浪费了大量时间。
已经尝试过的另一种方法包括在燃烧器管子内永久设置喷水枪。这消除了危害并且省去了费时的人工操作。但是，如果水流冲击施加到扩大的区域内，这种方法表明是不合适的，因为它显示只有实现有效地移走这些沉积物才是有效的。
最后，在DE19628487A1描述了第三种方法。在所述公开出版物中所描述的燃烧器包括辅助的外部管子，该外部管子设置在它的尖端处并且在轴向和纵向上具有许多喷嘴开口。该管子连接到气动操作的空气喷气器上，并且通过以有规律的间隔驱动空气喷气器，从而试图移走这些沉积物。但是，这种方法移走所有沉积物是不可能的，只是可能移走位于紧紧接近喷嘴开口的沉积物。
本发明的目的是提供一种燃烧器，借助于该燃烧器可以移走沉积物而不会有上述的任何缺点。
根据本发明，通过在介绍中所提到的那种燃烧器来实现上述目的，其特征在于：它包括转动装置，通过该转动装置，至少最外部管子可以绕着燃烧器的纵向轴线进行旋转。
因此可以实现：在工作期间可以避免在燃烧器上侧处沉积物堆积，因为当管子旋转时，任何这种灰尘沉积物将被移走。本方法的另一个明显优点是，由于管子的旋转使得从生成物流动中引起的磨损和幅射热量均匀地分配在燃烧器的整个圆周方向上，而在正常情况下生成物流动对燃烧器的下侧衬套的影响也减少了。这延长了该燃烧器的使用寿命，因此提高了窑的运转系数。
该旋转装置可以由任何可以想象到的合适的装置构成，但是它最好应该属于机械结构，例如以齿轮的方式。该转动装置可以人工操作或者使用远程控制的电机来操作。
在给转动装置安装电机的情况下，电机应该合适地设置成给管子一个旋转速度，该旋转速度处于每小时0.25到5转的范围内，并且最好是每小时1转。
在它的最基本的结构中，燃烧器只包括一个管子，该管子用来引导燃料和初始空气。但是，优选的是燃烧器包括燃烧器管子，该燃烧器管子包括一个或者多个与该燃烧器管子同心地设置在一起的内部管子，所述这些管子形成许多环形导管，从而分别导引并喷射燃料和初始空气。在本发明燃烧器的这种实施例中，至少最外部管子绕着燃烧器的纵向轴线进行旋转是可能的，但是燃烧器还可以成形来允许整个燃烧器绕着它的纵向轴线进行旋转。
在优选实施例中，燃烧器包括套层管子(jacket pipe)，该套层管子绕着该燃烧器管子同心布置，并且在这个实施例中，至少套层管子可以绕着燃烧器的纵向轴线进行旋转。
在燃烧器包括套层管子的情况下，把一部分初始空气流引导通过一个设置在燃烧器管子和套层管子之间的间隙从而冷却套层管子是可能的。引导通过燃烧器管子和套层管子的空气流最好构成理论上所需要的燃烧空气流的2％和4％之间。
此外，套层管子可以配置有孔，从而使进来的空气流改变方向，而进来的空气流有利于限制沉积在燃烧器上的灰尘的程度。
该燃烧器还包括：一个或者许多燃烧器喷枪，用来引导和喷射液体或者气体燃料；及一个或者许多管子，用来引导和喷射辅助固体燃料。
现在参照附图进一步详细地描述本发明，其中：
图1是本发明的燃烧器的局部剖面侧视图，及
图2是上述燃烧器的前部剖视图。
图1和2示出了一种燃烧器1，该燃烧器用于在窑如旋转窑中混合燃烧油和粉煤，从而制造水泥熟料或者类似产品。燃烧器1基本上属于公知结构并且包括中心保护管子2，独立的喷枪(未示出)安装在该保护管子内，从而引导燃料油并且雾化燃料油。
两个管子3和4同心地绕着保护管子2进行布置，管子3和4在它们之间形成环形导管6，从而引导和喷射粉煤和空气的混合物。为了冷却未示出的喷油枪并使它不受到灰尘的影响，因此给小量的总初始空气流进行引导并且使之喷射通过管3和保护管子2之间的间隙。除了保护管子2之外，在管子3中插入一个或者许多管子从而供给辅助其它燃料是可能的。
燃烧器管子7同心地绕着管子4而布置，该燃烧器管子7与管子4结合形成环形导管9，从而引导初始空气流的剩余部分。所示燃烧器最外面包括套层管子11，该套层管子11在外部配置有耐火衬套12并且在它的最前端通过垫圈13来支撑。在套层管子的里面具有导向环15，该导向环15合适地靠在垫圈上。管子11的后端由滚子19来支撑。管子11借助于齿轮21来旋转。在套层管子插入通过窑壁32的位置上具有弹簧承载关闭板25。该关闭板防止了从窑炉各处缝隙吸入炉内的空气的漏泄，同时允许套层管子11进行旋转。还有，关闭板25的弹簧载荷将确保上述的导向环15靠在垫圈上，以致套层管子固定在轴向方向上，而与纵向热膨胀无关。
燃烧器管子7具有许多钻孔31，小部分初始空气流通过这些钻孔31可以导出到燃烧器管子和套层管子之间的间隙33中从而进行冷却。在正常情况下构成2-4％的理论燃烧空气流的冷却空气流应该基本上向后引导通过该间隙，从而使之最小化到进入窑中的冷空气中的流入量的可实行的范围。另一方面，套层管子11可以与许多孔35一起形成，从而通过耐火衬套来转移空气。
借助于通过人工或者连马达(built-on motor)(未示出)来使用齿轮21旋转管子，可以避免在套层管子上形成沉积物。所施加的旋转速度应该是这样的：该管子每小时至少旋转一个完整圈。可以以不变旋转速度或者以不连续速度产生旋转。

Claims (10)

1.一种燃烧器(1)，它用来把固体、液体和/或气体燃料加入到窑如旋转窑的燃烧区域内从而制造水泥熟料或者类似产品，该燃烧器(1)包括一个或者多个导引燃料和初始空气的、基本上同心的管子(2、3、4、7)，最外部的管子配置有耐火衬套(12)，从而保护燃烧器免受热窑气体，其特征在于：它包括转动装置(21)，通过该转动装置(21)，至少最外部管子可以绕着燃烧器的纵向轴线进行旋转。
2.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于：所述旋转装置是机械装置如以齿轮(21)的方式，并且可以人工操作或者使用远程控制的电机来操作。
3.如权利要求2所述的燃烧器，其特征在于：所述电机设置成给管子一个旋转速度，该旋转速度处于每小时0.25到5转的范围内，并且最好是每小时1转左右。
4.如权利要求3所述的燃烧器，其特征在于：它包括燃烧器管子(7)，该燃烧器管子(7)包括一个或者多个同心地与该燃烧器管子设置在一起的内部管子(2、3、4)，所述这些管子形成许多环形导管，从而分别导引并喷射燃料和初始空气。
5.如权利要求4所述的燃烧器，其特征在于：它构造成整个燃烧器绕着它的纵向轴线进行旋转。
6.如权利要求1-5任一所述的燃烧器，其特征在于：它包括套层管子(11)，该套层管子绕着所述燃烧器管子(7)同心布置，并且至少该套层管子可以绕着燃烧器的纵向轴线进行旋转。
7.如权利要求6所述的燃烧器，其特征在于：它包括位于燃烧器管子(7)和套层管子(11)之间的间隙(33)，通过该间隙来给一部分初始空气流导向，从而冷却该套层管子。
8.如权利要求7所述的燃烧器，其特征在于：引导上述空气流通过燃烧器管子和套层管子之间的间隙(33)该空气流构成理论上所需要的燃烧空气流的2％和4％之间。
9.如权利要求8所述的燃烧器，其特征在于：上述套层管子(11)形成有孔(35)，从而使进来的空气流改变方向。
10.如权利要求9所述的燃烧器，其特征在于它包括：一个或者多个燃烧器喷枪，用来引导和喷射液体或者气体燃料；及一个或者许多管子，用来引导和喷射辅助固体燃料。
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