CN202938290U

CN202938290U - 一种内燃式兼多通道低氮燃烧器

Info

Publication number: CN202938290U
Application number: CN 201220574253
Authority: CN
Inventors: 孙昌栋; 高克迎; 张举乐; 雍占锋; 刘远平; 姚强; 周娜
Original assignee: XUZHOU COMBUSTION CONTROL RESEARCH INSTITUTE Co Ltd
Current assignee: XUZHOU COMBUSTION CONTROL RESEARCH INSTITUTE Co Ltd
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2022-11-05

Abstract

一种内燃式兼多通道低氮燃烧器，包括壳体壁上依次开有成环形分布的多个直流风通道、旋流风通道和主煤粉通道，直流风通道的出口处为缩径喷口，旋流风通道的出口处设有低阻值旋流叶片；主煤粉通道的出口处设有沿圆周均布的多个扰流挡块，壳体中部为内燃点火通道，内燃点火通道的入口处设有可前后移动的点火器，内燃点火通道的中部设有强回流驻窝卷吸装置，强回流驻窝卷吸装置与点火器之间为预热段，强回流驻窝卷吸装置和内燃点火通道出口之间为强化燃烧段；所述的强回流驻窝卷吸装置为一缩径套管，缩径套管的入口外壁圆周上开有多个通孔。适应于各类回转窑的内燃式兼多通道低氮燃烧器，整体结构紧凑、简单，易损件可拆卸更换，节约维护成本。

Description

一种内燃式兼多通道低氮燃烧器

技术领域

本发明涉及一种低氮燃烧器，尤其是一种适用于水泥行业、冶金化工行业和玻璃行业的内燃式兼多通道低氮燃烧器。

背景技术

水泥行业是能源、矿石资源消耗大的资源密集型产业，同时又受到资源不足、环境污染的严重制约。70年代中期国际上发展起来的水泥回转窑多通道煤粉燃烧器，使窑的一次风用量由传统的20%～30%下降至12%～15%，同时窑的操作及熟料煅烧情况得到明显改善。经过20多年的技术进步，目前窑的一次净风用量已降低到6%～8%，大大改进了窑的燃烧效率和热效率。但是水泥炉窑点火时，采用大容量油枪将炉膛加热或维持在燃煤的着火温度以上，之后再通过煤粉燃烧器向炉内投入煤粉燃烧，需要消耗大量的燃油。

经多年研究，节油点火技术也在水泥回转窑中有了一定的应用，例如专利号为ZL200720155544.0公开的一种应用于水泥窑炉的节油煤粉燃烧器，是利用在原有的多通道燃烧器的正下方或者左右侧下方，增设一个启动炉窑用的节油燃烧器，替代使用大容量油枪点火，达到节油的目的。但是该专利存在的问题是：1）点火系统比较复杂，增加了运行、维护的成本；2）不适应现在水泥窑“边点油边点煤”的点火方式，未达到良好的节能效果；3）所增设的节油燃烧器和原有的多通道燃烧器无法很好的相互配合，在燃烧条件恶劣时，会出现灭火现象。

申请号为200910175070.X，公开的一种煤粉燃烧器及其控制方法，是利用丝杠或汽缸带动所述点火装置和煤风通道轴向同步运动，形成一个内燃筒；控制点火装置在内燃筒中点燃所述煤风通道投射的煤粉。这种方式存在着：1）未形成一个煤粉的卷吸区，不利于煤粉的点燃；2）由于点火装置和煤风通道组成一个内燃筒，在燃烧器由点火过程到升负荷过程中，不容易实现，且运行时间较长。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种内燃式兼多通道低氮燃烧器，将回转窑的启动过程分为点火和升负荷两个阶段，从而使用原大油枪十分之一的油量即可点燃煤粉，节约大量燃油。

技术方案：本发明的内燃式兼多通道低氮燃烧器，包括壳体，壳体壁上依次开有成环形分布的多个直流风通道、旋流风通道和主煤粉通道，直流风通道的出口处为缩径喷口，旋流风通道的出口处设有低阻值旋流叶片；主煤粉通道的出口处设有沿圆周均布的多个扰流挡块，壳体中部为内燃点火通道，内燃点火通道的入口处设有可前后移动的点火器，内燃点火通道的中部设有强回流驻窝卷吸装置，强回流驻窝卷吸装置与点火器之间为预热段，强回流驻窝卷吸装置和内燃点火通道出口之间为强化燃烧段；所述的强回流驻窝卷吸装置为一缩径套管，缩径套管的入口外壁圆周上开有多个通孔。

所述的直流风通道出口处设置的缩径喷口为分段渐缩形喷口；所述的缩径喷口沿圆周方向两两相对集中布置，相对集中两孔之间的圆心角度为相对分离两孔之间角度的1/2~2/3；所述的直流风通道和旋流风通道之间设有一个可前后移动的隔离壁；所述的扰流挡块为方形、拱形或弧形；所述扰流挡块的迎风面仰角的角度为5~10°；所述的扰流挡块经螺钉或销钉固定；所述的强回流驻窝卷吸装置外端根部沿圆周均匀设置多个防结焦清扫孔，多个防结焦清扫孔间隔的角度为15~45°，孔径为5~10mm。

有益效果：本发明采用将内燃式点火技术、低氮燃烧技术及多通道燃烧技术相结合的方式，将回转窑的启动过程分为点火和升负荷两个阶段。点火阶段利用内燃式点火技术，使用原大油枪十分之一的油量即可点燃煤粉，节约大量燃油。升负荷阶段利用低氮燃烧技术和多通道燃烧技术，保证煤粉火焰对回转窑的适应性的同时，兼顾火焰的富燃特性，降低氮氧化物的生成。实现高节油率和高燃尽率，同时降低了氮氧化物的生成，整体结构紧凑、简单，易损件可拆卸更换，节约维护成本，具有广泛的实用性。

附图说明

图1为本发明的内燃式兼多通道低氮燃烧器的主视结构示意图；

图2为本发明的内燃式兼多通道低氮燃烧器的右视结构示意图；

图3为本发明的内燃式兼多通道低氮燃烧器弱旋流风隔离壁结构一示意图；

图4为本发明的内燃式兼多通道低氮燃烧器强旋流风隔离壁结构二示意图。

图中：1－直流风通道，2－旋流风通道，3－主煤粉通道，4－点火器，5－点火通道预热段，6－强回流驻窝卷吸装置，7－点火通道外壁，8－旋流叶片，9－隔离壁，10－低速主煤粉通道外壁，11－缩径喷口，12－扰流挡块，13－点火通道强化燃烧段，14—内燃点火通道

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述：

如图1和图2所示，本发明的内燃式兼多通道低氮燃烧器，包括壳体，壳体壁上由外向内依次开有成环形分布的多个直流风通道1、旋流风通道2和主煤粉通道3，直流风通道1的前端出口处为缩径喷口11，缩径喷口11为分段渐缩形喷口，直流风通道1的出口处设有沿圆周方向两两相对集中布置分段渐缩形的缩径喷口11，以获得最佳的压力—速度性能，其中相对集中两孔之间的角度为相对分离两孔之间角度的1/2~2/3；旋流风通道2的前端出口处设有低阻值旋流叶片8；以获得最佳的压力—旋流度性能；所述的直流风通道1和旋流风通道2之间设有一个可前后移动的隔离壁9，图3所示中的隔离壁9伸出通道外部，图4所示的隔离壁9缩在通道内。主煤粉通道3的前端出口处设有沿圆周均布经螺钉固定有可拆卸的多个扰流挡块12，以利于局部变换，以获得最佳的稳定火焰和局部浓淡效果，扰流挡块12为方形、拱形或弧形，流挡块12的迎风面仰角为较小的角度，以减小风粉气流对扰流挡块12的磨损，优选迎风面仰角的角度为5~10°；壳体中部为内燃点火通道14，内燃点火通道14的入口处设有可前后移动的点火器4，当燃料为无烟煤时，高温点火源4距离加速喷头11设置较长的距离，优选的距离L为2.5~4m；当燃料为烟煤时，高温点火源4距离加速喷口11设置较短的距离L，优选的距离L为1~2.5m。内燃点火通道14的中部设有强回流驻窝卷吸装置6，所述的强回流驻窝卷吸装置6为一缩径套管，缩径套管的入口外壁圆周上开有多个通孔；强回流驻窝卷吸装置6的有效高度H根据燃料不同设计不同的数值，当燃料为无烟煤时，优选的H值为120~180mm；当燃料为烟煤时，优选的H值为50~120mm。强回流驻窝卷吸装置6外端根部沿圆周均匀设置多个沿圆周分布的防结焦清扫孔7，多个防结焦清扫孔7间隔的角度为15~45°，孔径为5~10mm。强回流驻窝卷吸装置6与点火器4之间为预热段5，强回流驻窝卷吸装置6和内燃点火通道出口之间为强化燃烧段13。

工作原理及工作过程：经过旋流叶片8的风为旋流风，经过隔离壁9与旋流叶片8之间缝隙的风为直流风，隔离壁9向加速喷口11方向移动，旋流叶片8与隔离壁9之间缝隙增大，直流风份额增大，导致整体旋流强度变弱；隔离壁9向相反方向移动，旋流叶片8与隔离壁9之间缝隙减小，直流风份额减小，导致整体旋流强度变强；隔离壁9移动至极限位置与旋流叶片8外端重合，直流风份额为零，此时整体旋流强度最大。

点火阶段，将内燃式兼多通道低氮燃烧器插入到回转窑中，高温点火源4推进到合适的位置，保证点火通道预热段5的长度。主煤粉通道3中通入煤粉风，经高温点火源4引燃，经过点火通道预热段5、强回流驻窝卷吸装置6及点火通道强化燃烧段13进行强化燃烧。同时，中速旋流风通道2和低速主煤粉通道3内通入净风，保证主煤粉通道3内燃料喷出后完全燃烧。

升负荷阶段，根据回转窑的升温曲线，低速主煤粉通道3内通入煤粉风，同时，高速直流风通道1和中速旋流风通道2内通风，随着低速主煤粉通道3内通入煤粉量的变化，调整风量的大小。当回转窑温度升高到投料温度后，开始投料，等回转窑二次风温达到工艺要求时，先停止高温点火源4，再停止主煤粉通道3内供煤粉，回转窑进入正常运行。

图3与图4是内燃式兼多通道低氮燃烧器整体旋流强度变弱与变强时隔离壁的位置示意图，高速直流风通道1和中速旋流风通道2之间设置一个可以前后移动的隔离壁9，经过旋流叶片8的风为旋流风，经过隔离壁9与旋流叶片8之间缝隙的风为直流风，隔离壁9的移动可以改变旋流叶片8与隔离壁9的缝隙，来决定整体旋流强度的强弱，具体为隔离壁9向加速喷头11方向移动，旋流叶片8与隔离壁9之间缝隙增大，直流风份额增大，导致整体旋流强度变弱，隔离壁9此时的位置如图3所示；隔离壁9向相反方向移动，旋流叶片8与隔离壁9之间缝隙减小，直流风份额减小，导致整体旋流强度变强，隔离壁9此时的位置如图4所示；隔离壁9移动至极限位置与旋流叶片8外端重合，直流风份额为零，此时整体旋流强度最大。

Claims

1.一种内燃式兼多通道低氮燃烧器，其特征在于：它包括壳体，壳体壁上依次开有成环形分布的多个直流风通道（1）、旋流风通道（2）和主煤粉通道（3），直流风通道（1）的出口处为缩径喷口（11），旋流风通道（2）的出口处设有低阻值旋流叶片（8）；主煤粉通道（3）的出口处设有沿圆周均布的多个扰流挡块（12），壳体中部为内燃点火通道（14），内燃点火通道（14）的入口处设有可前后移动的点火器（4），内燃点火通道（14）的中部设有强回流驻窝卷吸装置（6），强回流驻窝卷吸装置（6）与点火器（4）之间为预热段（5），强回流驻窝卷吸装置（6）和内燃点火通道出口之间为强化燃烧段（13）；所述的强回流驻窝卷吸装置（6）为一缩径套管，缩径套管的入口外壁圆周上开有多个通孔。

2.根据权利要求1所述的内燃式兼多通道低氮燃烧器，其特征在于：所述的直流风通道（1）出口处设置的缩径喷口（11）为分段渐缩形喷口。

3.根据权利要求1或2所述内燃式兼多通道低氮燃烧器，其特征在于：所述的缩径喷口（11）沿圆周方向两两相对集中布置，相对集中两孔之间的圆心角度为相对分离两孔之间角度的1/2~2/3。

4.根据权利要求1所述的内燃式兼多通道低氮燃烧器，其特征在于：所述的直流风通道（1）和旋流风通道（2）之间设有一个可前后移动的隔离壁（9）。

5.根据权利要求1所述的内燃式兼多通道低氮燃烧器，其特征在于：所述的扰流挡块（12）为方形、拱形或弧形。

6.根据权利要求1或5所述的内燃式兼多通道低氮燃烧器，其特征在于：所述扰流挡块（12）的迎风面仰角的角度为5~10°。

7.根据权利要求1或5所述的内燃式兼多通道低氮燃烧器，其特征在于：所述的扰流挡块（12）经螺钉或销钉固定。

8.根据权利要求1所述的内燃式兼多通道低氮燃烧器，其特征在于：所述的强回流驻窝卷吸装置（6）外端根部沿圆周均匀设置多个防结焦清扫孔（7），多个防结焦清扫孔（7）间隔的角度为15~45°，孔径为5~10mm。