CN204187611U - 多通道水泥富氧低氮燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多通道水泥富氧低氮燃烧器，应用在水泥回转窑的煅烧工艺阶段。富氧空气压力储罐分别连接到直流风风机、中心风风机和旋流风风机的入口，各风机的出口又通过各自的管道分别连接到燃烧器多通道管道上。燃烧器多通道管道通往水泥回转窑中为其供风助燃，提高了火焰温度。本实用新型由于在燃烧过程中氮气的减少，可以提高燃烧温度和火焰传播速度，能量利用率提高，比普通空气助燃节省燃料。富氧低氮助燃比普通空气助燃节省燃料30％以上，可以减少烟尘、氮氧化物和硫氧化物的排放，从而减少大气污染，可提高熟料和水泥的质量，降低水泥的生产成本。

Description

多通道水泥富氧低氮燃烧器

技术领域

本实用新型是一种使用富氧空气助燃的多通道水泥富氧低氮燃烧器，用于新型干法水泥生产的回转窑中的熟料煅烧工艺阶段中。

背景技术

目前新型干法水泥的生产分别在窑外预热分解、回转窑熟料烧成过程中燃烧大量的煤，在燃烧过程使用普通空气含氧量21％，大多存在着局部缺氧、产生不完全燃烧，大量的可燃物质和废气大部分是氮氧化物变成烟尘排掉，浪费能源并造成大气污染。

发明内容

基于上述现有技术的不足，本实用新型提供一种多通道水泥富氧低氮燃烧器，其特点是在提高富氧浓度的同时大大减少了氮气的输入量，从而大幅提高热效率，极大地减少了排烟热损失，降低了有害物质尤其是氮氧化物的生成和排放，并可以使用价格低廉的劣质煤，降低了水泥生产的成本。

本实用新型的技术方案为：

一种多通道水泥富氧低氮燃烧器，主要由富氧气产生装置、直流风富氧空气压力储罐、旋流风富氧空气压力储罐、中心风富氧空气压力储罐、直流风风机、中心风风机、旋流风风机、煤风风机和燃烧器多通道管道组成；直流风富氧空气压力储罐、旋流风富氧空气压力储罐和中心风富氧空气压力储罐的入口与富氧气产生装置连接；直流风富氧空气压力储罐、旋流风富氧空气压力储罐和中心风富氧空气压力储罐分别连接到直流风风机、中心风风机和旋流风风机的入口；直流风风机、中心风风机和旋流风风机的出口又通过各自的管道-直流风管道、中心风管道和旋流风管道，分别连接到燃烧器多通道管道；同时，煤风风机也通过煤风管道连接到燃烧器多通道管道上；燃烧器多通道管道是一个套装在一起的多层管，各层管之间相互隔绝；直流风管道、中心风管道、旋流风管道和煤风管道分别连通到燃烧器多通道管道不同的层管中；燃烧器多通道管道通往水泥回转窑中为其供风助燃。

直流风管道通到燃烧器多通道管道最外层的直流风通道，旋流风管道通到燃烧器多通道管道外数第二层的旋流风通道，煤风管道通到燃烧器多通道管道外数第三层的煤风通道，中心风管道通到燃烧器多通道管道中心的中心风通道。

直流风富氧空气压力储罐、旋流风富氧空气压力储罐、中心风富氧空气压力储罐由各自连接的管道分别通过直流风富氧空气进气阀门、中心风富氧空气进气阀门和旋流风富氧空气进气阀门连接到直流风风机、中心风风机和旋流风风机的入口。

在直流风富氧空气进气阀门和直流风风机之间的管道上设有直流风普通空气进气阀门；在中心风富氧空气进气阀门和中心风风机之间的管道上设有中心风普通空气进气阀门；在旋流风富氧空气进气阀门和旋流风风机之间的管道上设有旋流风普通空气进气阀门。

直流风风机出口和直流风管道之间设有直流风射速阀门；在中心风风机出口和中心风管道之间设有中心风射速阀门；在旋流风风机出口和旋流风管道之间设有直流风射速阀门。

在直流风管道的末端进入燃烧器多通道管道的入口处，设有直流风富氧浓度传感器；在中心风管道的末端进入燃烧器多通道管道的入口处，设有中心风富氧浓度传感器；在旋流风管道的末端进入燃烧器多通道管道的入口处，设有旋流风富氧浓度传感器。

富氧气产生装置为产生富氧气的气源。

使用多通道水泥富氧低氮燃烧器与原有的燃烧器相比有以下优点：

多通道水泥富氧低氮燃烧器燃烧过程中由于氮气的减少，可以提高燃烧温度和火焰传播速度，能量利用率提高，加之废气大量减少导致热损失减少，因而富氧低氮助燃比普通空气助燃节省燃料。据理论计算，若达到同样的燃烧温度，富氧低氮助燃比普通空气助燃节省燃料30％以上，可以减少烟尘、氮氧化物和硫氧化物的排放，减少废气排放量60％-70％，从而减少大气污染，是减少污染和有害物质排放的最好途径之一，富氧低氮燃烧提高了火焰温度，从而可提高熟料和水泥的质量，提高了3天、28天强度。具体为：

1减少了热损失：由于原有一次风中含有70％的无用氮气，在煅烧过程中要给这部分氮气加热至1400度左右，而绝大部分氮气不参加反映，随烟尘排出，所以浪费了大量的热能，使用富氧空气代替原有的一次风后，氧气含量提高到50％-80％，其中氮气含量大大减少，因此能减少这部分热损失。

2充分合理燃烧。针对3个通道有选择地增氧，使不同通道得到浓度、流量不同的富氧空气和喷射速度，使燃煤充分燃烧，火焰温度、辐射强度大幅提升，从而使热能的利用率大幅提高，降低消耗的同时又提高了质量。

3降低水泥生产成本：多通道水泥富氧低氮燃烧器可以大量使用劣质煤，调节各通道的氧气浓度可以加大使用劣质煤的比例，同时还可以煅烧工业垃圾和工业废料，生产出高品质的水泥产品。

4减少氮化物NOx的排放：由于增加了氧气、减少了氮气的输入量，可以减少烟尘、氮氧化物和硫氧化物的排放，从而减少大气污染，是减少污染和有害物质排放的最好的途径之一。

5结构简单安全可靠：本实用新型结构简单，占地面积小，噪音小，无二次污染，使用维修方便安全。

6具有远程控制系统：可根据不同原、燃料进行远程控制，系统中装有氧气浓度传感器，针对回转窑的运行实际情况，调整各通道的富氧空气的最佳比例，能发挥出回转窑的最佳运行水平。

附图说明

图1是本实用新型的组成示意图。

图2是燃烧器多通道管道的截面放大图。

图中标记：

1.富氧气产生装置；2.直流风富氧空气压力储罐；3.旋流风富氧空气压力储罐；4.中心风富氧空气压力储罐；5.直流风富氧空气进气阀门；6.中心风富氧空气进气阀门；7.旋流风富氧空气进气阀门；8.直流风普通空气进气阀门；9.中心风普通空气进气阀门；10.旋流风普通空气进气阀门；11.直流风风机；12.中心风风机；13.旋流风风机；14.直流风射速阀门；15.中心风射速阀门；16.旋流风射速阀门；17.直流风管道；18.中心风管道；19.旋流风管道；20.直流风富氧浓度传感器；21.中心风富氧浓度传感器；22.旋流风富氧浓度传感器；23.煤风风机；24.煤风管道；25.燃烧器多通道管道；26.直流风通道；27.旋流风通道；28.煤风通道；29.中心风通道。

具体实施方式

本实用新型的目的是利用富氧燃烧技术发明了一种新的水泥生产中应用的多通道水泥富氧低氮燃烧器。

参照图1，本实用新型主要由富氧气产生装置1、直流风富氧空气压力储罐2、旋流风富氧空气压力储罐3、中心风富氧空气压力储罐4、直流风风机11、中心风风机12、旋流风风机13、煤风风机23和燃烧器多通道管道25组成。富氧气产生装置1为产生富氧气的气源，直流风富氧空气压力储罐2、旋流风富氧空气压力储罐3、中心风富氧空气压力储罐4的入口分别与富氧气产生装置1连接，储存由富氧气产生装置1送入的富氧空气，可将富氧气产生装置1产生的50％-80％的高浓度富氧气体存储在储罐中。直流风富氧空气压力储罐2、旋流风富氧空气压力储罐3、中心风富氧空气压力储罐4由各自连接的管道分别通过直流风富氧空气进气阀门5、中心风富氧空气进气阀门6、旋流风富氧空气进气阀门7连接到直流风风机11、中心风风机12和旋流风风机13的入口。直流风风机11、中心风风机12和旋流风风机13的出口又通过各自的管道--直流风管道17、中心风管道18和旋流风管道19，分别连接到燃烧器多通道管道25。同时，煤风风机23也通过煤风管道24连接到燃烧器多通道管道25上。燃烧器多通道管道25是一个套装在一起的多层管，各层管之间相互隔绝。直流风管道17通到燃烧器多通道管道25最外层的直流风通道26，旋流风管道19通到燃烧器多通道管道25外数第二层的旋流风通道27，煤风管道24通到燃烧器多通道管道25外数第三层的煤风通道28，中心风管道18通到燃烧器多通道管道25中心的中心风通道29。燃烧器多通道管道25通往本燃烧器后面的水泥回转窑中为其供风助燃。

为控制各通道中进风气体的氧气浓度，在直流风富氧空气进气阀门5和直流风风机11之间的管道上设有直流风普通空气进气阀门8，可将空气混入到直流风富氧空气中；在中心风富氧空气进气阀门6和中心风风机12之间的管道上设有中心风普通空气进气阀门9，可将空气混入到中心风富氧空气中；在旋流风富氧空气进气阀门7和旋流风风机13之间的管道上设有旋流风普通空气进气阀门10，可将空气混入到直流风富氧空气中。为控制各管道进入燃烧器多通道管道25气体的射流量和射流速度，在直流风风机11出口与直流风管道17之间设置直流风射速阀门14，在中心风风机12出口与中心风管道18之间设置中心风射速阀门15，在旋流风风机13出口与旋流风管道19之间设置旋流风射速阀门16。

为监控各进风气体的氧气浓度，在直流风管道17的末端进入燃烧器多通道管道25的入口处，设有直流风富氧浓度传感器20；在中心风管道18的末端进入燃烧器多通道管道25的入口处，设有中心风富氧浓度传感器21；在旋流风管道19的末端进入燃烧器多通道管道25的入口处，设有旋流风富氧浓度传感器22。

本实用新型可远程控制9个阀门，即直流风富氧空气进气阀门5、直流风普通空气进气阀门8和直流风射速阀门14；中心风富氧空气进气阀门6、中心风普通空气进气阀门9和中心风射速阀门15；旋流风富氧空气进气阀门7、旋流风普通空气进气阀门10和旋流风射速阀门16。

本实用新型可远程采集三个传感器数据，即直流风富氧浓度传感器20、中心风富氧浓度传感器21和旋流风富氧浓度传感器22的数据。

本实用新型的工作过程是：

由富氧气产生装置1生产的浓度为50％-80％富氧空气，分别送入直流风富氧空气压力储罐2、旋流风富氧空气压力储罐3、中心风富氧空气压力储罐4中，直流风富氧空气压力储罐2通过直流风富氧进气阀门5与直流风普通空气进气阀门8、旋流风富氧空气压力储罐3通过中心风富氧空气进气阀门6与中心风普通空气进气阀门9、中心风富氧空气压力储罐4通过旋流风富氧空气进气阀门7与旋流风普通空气进气阀门10的相互配合，分别将富氧空气混配成一定的浓度。调整各风机的转数，使富氧空气具有不同的流量，再分别调整直流风射速阀门14、中心风射速阀门15、旋流风射速阀门16，使富氧空气具有不同的速度。所产生的不同浓度、流量和速度的富氧空气通过燃烧器多通道管道25输送到水泥回转窑中助燃，从而调整回转窑窑头火焰的形状，使其达到最佳的燃烧状态。本实用新型由三个阀门控制直流风、中心风和旋流风的富氧空气进气量，由三个阀门控制普通空气的进气量，通过阀门混合成不同浓度的富气气体，由三个阀门控制富氧空气喷射速度，取消装置中原有的一次风机，用富氧空气取代原有一次风的普通空气。在运行过程中采集各富氧空气浓度和其它主要工况参数，远程控制6个进气阀、3个射速阀，改变各通道的富氧浓度、流量和喷射速度。

本实用新型中的6个进气阀、3个射速阀可以独立控制，也可以连接到DCS系统，由中控来统一控制，煤风风机23也可由DCS系统进行控制。

Claims (7)

1.一种多通道水泥富氧低氮燃烧器，其特征在于：主要由富氧气产生装置(1)、直流风富氧空气压力储罐(2)、旋流风富氧空气压力储罐(3)、中心风富氧空气压力储罐(4)、直流风风机(11)、中心风风机(12)、旋流风风机(13)、煤风风机(23)和燃烧器多通道管道(25)组成；直流风富氧空气压力储罐(2)、旋流风富氧空气压力储罐(3)和中心风富氧空气压力储罐(4)的入口与富氧气产生装置(1)连接；直流风富氧空气压力储罐(2)、旋流风富氧空气压力储罐(3)和中心风富氧空气压力储罐(4)分别连接到直流风风机(11)、中心风风机(12)和旋流风风机(13)的入口；直流风风机(11)、中心风风机(12)和旋流风风机(13)的出口又通过各自的管道-直流风管道(17)、中心风管道(18)和旋流风管道(19)，分别连接到燃烧器多通道管道(25)；同时，煤风风机(23)也通过煤风管道(24)连接到燃烧器多通道管道(25)上；燃烧器多通道管道(25)是一个套装在一起的多层管，各层管之间相互隔绝；直流风管道(17)、中心风管道(18)、旋流风管道(19)和煤风管道(24)分别连通到燃烧器多通道管道(25)不同的层管中；燃烧器多通道管道(25)通往水泥回转窑中为其供风助燃。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于：直流风管道(17)通到燃烧器多通道管道(25)最外层的直流风通道(26)，旋流风管道(19)通到燃烧器多通道管道(25)外数第二层的旋流风通道(27)，煤风管道(24)通到燃烧器多通道管道(25)外数第三层的煤风通道(28)，中心风管道(18)通到燃烧器多通道管道(25)中心的中心风通道(29)。

3.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于：直流风富氧空气压力储罐(2)、旋流风富氧空气压力储罐(3)、中心风富氧空气压力储罐(4)由各自连接的管道分别通过直流风富氧空气进气阀门(5)、中心风富氧空气进气阀门(6)和旋流风富氧空气进气阀门(7)连接到直流风风机(11)、中心风风机(12)和旋流风风机(13)的入口。

4.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于：在直流风富氧空气进气阀门(5)和直流风风机(11)之间的管道上设有直流风普通空气进气阀门(8)；在中心风富氧空气进气阀门(6)和中心风风机(12)之间的管道上设有中心风普通空气进气阀门(9)；在旋流风富氧空气进气阀门(7)和旋流风风机(13)之间的管道上设有旋流风普通空气进气阀门(10)。

5.根据权利要求1、3或4所述的燃烧器，其特征在于：直流风风机(11)出口和直流风管道(17)之间设有直流风射速阀门(14)；在中心风风机(12)出口和中心风管道(18)之间设有中心风射速阀门(15)；在旋流风风机(13)出口和旋流风管道(19)之间设有直流风射速阀门(16)。

6.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于：在直流风管道(17)的末端进入燃烧器多通道管道(25)的入口处，设有直流风富氧浓度传感器(20)；在中心风管道(18)的末端进入燃烧器多通道管道(25)的入口处，设有中心风富氧浓度传感器(21)；在旋流风管道(19)的末端进入燃烧器多通道管道(25)的入口处，设有旋流风富氧浓度传感器(22)。

7.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于：富氧气产生装置(1)为产生富氧气的气源。