CN1153018C - 空冷式煤粉低尘液排渣燃烧器 - Google Patents

Abstract

空冷式煤粉低尘液排渣燃烧器，本发明的结构特点是沿燃烧室的周壁设置有作为氧化剂的二次风预热通道，并使二次风从燃烧室进口端面的环形轴流叶栅导入燃烧室，在燃烧室内形成环形旋流；在燃烧室筒壁尾部的下侧壁设置出渣口，该出渣口的方向与燃烧室的中轴线的下垂线成3°～85°的倾角α，出渣口下接带有水封结构的灰渣回收室。本发明较好地解决了现有液排渣燃烧器存在的排渣问题，为一种燃烧稳定、灰渣捕集率高、顺利排渣及满足工业用的洁净烟气的燃烧器。

Description

空冷式煤粉低尘液排渣燃烧器

本发明涉及一种燃烧煤粉的液排渣旋风燃烧器的结构改进。

传统的液排渣燃烧器的出渣口直接布置在液排渣燃烧器的底部，如CN86108138A、CN2051324U、CN2050929U和CN1271075A所公开的技术，液渣顺利排出大大依赖于燃烧器的布置倾角与开口大小，完全靠重力作用从渣口排出，温度场稍低，即可能堵塞排渣口，同时没有防止出渣口液渣由于冷却作用发生凝结的措施，例如高温烟气流通可以使液渣加热不发生凝结从而保证顺利排渣的措施，严重制约燃烧器的应用，这种排渣方式最大的缺点是在运行时发生渣口堵塞，无法打渣并清除。上述的前三种燃烧器还存在以下缺点：筒壁及端面采用水冷，由于水冷的散热量过大，导致燃烧室内的温度偏低，尤其在燃烧器启动时温度上升太慢，严重影响了燃烧器的顺利的排渣，同时冷却水被加热后所携带的热量排向大气空间造成热污染切降低热效率。

本发明的目的是针对现有液排渣旋风燃烧器普遍存在的排渣问题，提出一种能稳定燃烧、具有高灰渣捕集率、顺利排渣及满足工业用的洁净烟气的空冷式粉煤低尘液排渣燃烧器。

本发明采用以下的技术结构：它具有一个圆柱形的燃烧室，该燃烧室包括一个进口端面和一个出口端面，燃料进料管和点火烧嘴在进口端面或燃烧器侧壁上，燃烧室的进口端处设有一外径与燃烧室圆柱形内壁面的直径相同或稍小的环形轴流叶栅，燃烧室的出口端面中心设有中心出口管，出口端面的下部开有出渣口，燃烧室产生的气态燃烧产物从出口端面的中心出口管流出，其特征在于沿燃烧室的周壁设置有作为氧化剂的二次风预热通道，经预热通道预热的二次风从所说的环形轴流叶栅导入燃烧室，在燃烧室内形成环形旋流；所说的出渣口位于燃烧室筒壁的下侧壁，处于穿过燃烧室轴心线的纵向截面为界面的旋转气流方向的下游侧，该出渣口的方向与燃烧室的中轴线的下垂线成3°～85°的倾角α，出渣口下接带有水封结构的灰渣回收室。

本发明使二次风流经燃烧室周壁的二次风预热通道，再经环形轴流叶栅进入燃烧室。当二次风流经冷却通道时，既使自身受到预热，又冷却了燃烧器筒壁，保证其材料在容许的温度下工作，成为燃烧室的空冷系统。二次风经预热通道能被预热至300℃～1000℃，预热的二次风送入燃烧器使烟气的温度达到各种煤种所产生的灰熔点(T₃)之上，从而保证液渣的顺利排出。同时二次风对燃烧器的冷却量相对水冷时较小，利于燃烧器快速启动，使灰渣尽早形成熔融态从排渣口排出。

所说的二次风预热通道由燃烧室内筒壁与外筒壁构成，在内筒壁上设有翅片，翅片采用纵向(即翅片方向与燃烧器轴线相同)与旋向(即翅片旋转方向与燃烧器轴线有一定倾角)，翅片用来提高壁面冷却效率。

在燃烧器内，发现在烟气流强大的拖曳作用下，液渣可于倾角最大于10°时流出，本发明正是基于此现象，提出出渣口方向与燃烧器中轴线的下垂线成一定倾角α，α为3°～85°，最佳为5°～30°，与二次风旋转进入燃烧器所形成的旋流方向一致。本发明的渣口结构可以起到收集熔渣滴或灰颗粒的作用，提高渣的捕集率。实际运行时，熔融的液渣由于离心力作用而从渣口顺畅地分离出去，减少发生堵塞的情况；燃烧器侧壁具有一定倾角处布置出渣口，同时在灰渣回收室侧壁设计故障清渣孔，即使发生堵塞，容易在运行中打渣并进行疏通。

为进一步保证排渣顺畅，可在灰渣回收室设置一热渣烟气管通接到中心出口管的尾部或本燃烧器的终端应用设备。使少量高温烟气流经灰渣回收室和热渣烟气管直接进入终端应用设备，防止熔渣在灰渣回收室内流动过程中冷却而发生堵塞，保证运行正常。由于在燃烧器侧壁与中心出口管出口处存在着一定的压差，保证总有一部高温烟气流径热渣烟气管，这部分高温烟气流经灰渣回收室时，持续对其内熔渣加热，维持熔渣温度在熔化温度之上，保证出渣顺利，该部分烟气最后与尾部烟气合并或单独进入终端应用设备。

所说的出渣口的形状可以为圆管、方管、锥形管以及不规则形状。

所说的燃烧室端部进口的点火烧嘴可采用燃油烧嘴或燃气烧嘴，可用以预热燃烧室或加强燃烧；点火烧嘴可以垂直燃烧器侧壁进入，也可以垂直燃烧器端面进入。最佳点火口选在环形轴流叶栅间。

本发明不论从结构上或性能上看均不同于传统的液排渣旋风燃烧器。本发明具有传统的液排渣旋风燃烧器所不可能有的高捕渣率和简单、紧凑的结构。本燃烧器的灰渣捕集率可达85％～98％，为一种空冷式煤粉低尘洁净燃烧器。这是一项符合我国能源资源情况，适合我国经济技术发展水平的以煤代油的实用新技术。

图1为本发明的结构示意图(该图为图3的A-A向剖视图)；

图2为图1的C-C向剖视图；

图3为图1的B-B向剖视图；

图4为图3筒壁的I处局部放大图；

图5为环形轴流叶栅的叶栅节圆展开图。

以下结合附图对本发明的实施方式作进一步的详细说明：

本实施例为某化工产品加热炉用的空冷式煤粉低尘液排渣燃烧器，其基本结构如图1所示，1为观察孔，2为点火燃油烧嘴，3为燃料(一次风粉)进料管，6为本燃烧器的燃烧室，其圆柱形的内壁面直径为0.85米，长度为1.53米，在燃烧室出口端面中心设有内径为0.42米的中心出口管11，燃烧室产生的高温半煤气化烟气从中心出口管12输出到终端应用设备燃烧。在燃烧室的进口端面5处设有环形轴流叶栅4，该环形轴流叶栅节圆直径为0.825米，叶高为4厘米(如图2所示)，其叶栅叶片的出气角β为10°(如图5所示)，在燃烧室的外周壁设有二次风预热通道7，二次风入口9设于燃烧室的出口端面处，预热通道由内筒壁19与外筒壁21构成，在内筒壁上装有翅片12(如图4所示)，二次风由入口9输入，流经翅片12和筒壁19、21组成的通道7的预热，经环形轴流叶栅4导入燃烧室，在燃烧室形成环形旋流，使燃料在燃烧室中进行旋风悬浮燃烧和附壁燃烧。燃烧室的出口端面8的下部设有出渣口16，出渣口的方向与燃烧器中轴线的下垂线的倾角α为15°(如图3所示)，液渣通过出渣口流入带有水封结构14的灰渣回收室15，在灰渣回收室15的下部设有热渣烟气管13连接通到燃烧室的中心出口管11的未端处，少量高温烟气流经灰渣回收室和热渣烟气管13直接进入终端应用设备，高温烟气的加热可以防止熔渣在灰渣回收室内冷却而发生堵塞；在灰渣回收室的侧壁还设有一故障清渣孔17，以便如果出渣口16在运行时发生意外堵塞，可以通过故障清渣孔17进行清除，确保其正常运行。燃烧器内筒壁19为耐热钢，焊接于耐火材料层21中的耐热销钉18(如图4所示)，在运行一定时间后，耐火材料部分剥蚀，由熔渣壳修复，重新形成完整的燃烧器内表面。本燃烧器每小时可燃煤粉800公斤，燃烧器的捕渣率可达90％以上。

Claims (5)

1.一种空冷式煤粉低尘液排渣燃烧器，它具有一个圆柱形的燃烧室，该燃烧室包括一个进口端面和一个出口端面，燃料进料管和点火烧嘴在进口端面或燃烧器侧壁上，燃烧室的进口端处设有一外径与燃烧室圆柱形内壁面的直径相同或稍小的环形轴流叶栅，燃烧室的出口端面中心设有中心出口管，出口端面的下部开有出渣口，燃烧室产生的气态燃烧产物从出口端面的中心出口管流出，其特征在于沿燃烧室(6)的周壁设置有作为氧化剂的二次风预热通道(7)，二次风经所说的环形轴流叶栅导入燃烧室，所说的出渣口位于燃烧室筒壁的下侧壁，处于穿过燃烧室轴心线的纵向截面为界面的旋转气流方向的下游侧，出渣口的方向与燃烧室(6)的中轴线的下垂线成3°～85°的倾角α，出渣口下接带有水封结构(14)的灰渣回收室(15)。

2.根据权利要求1所述的空冷式煤粉低尘液排渣燃烧器，其特征在于所说的灰渣回收室(15)设有一热渣烟气管(13)通接到中心出口管(11)的尾部或本燃烧器的终端应用设备。

3.根据权利要求1所述的空冷式煤粉低尘液排渣燃烧器，其特征在于所说的二次风通道(7)由燃烧室内筒壁(19)与外筒壁(21)构成，在内筒壁(19)上设有翅片(12)。

4.根据权利要求1所述的空冷式煤粉低尘液排渣燃烧器，其特征在于的灰渣回收室(15)的侧壁设有一故障清渣口(17)。

5.根据权利要求1所述的空冷式煤粉低尘液排渣燃烧器，其特征在于所说的燃烧室端部进口的点火烧嘴为燃油烧嘴或燃气烧嘴，点火烧嘴的点火口设在环形轴流叶栅间。

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