CN209763079U - 多通道双涡流煤气混烧燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于燃烧器技术领域，公开了一种多通道双涡流煤气混烧燃烧器，包括喷嘴部，喷嘴部从内到外依次设置点火通道、中心风通道、内旋流风通道、输送煤粉的煤粉通道、气体燃料通道、外旋流风通道及轴流风通道；轴流风通道、外旋流风通道及内旋流风通道上均设有出口截面积调节装置，轴流风通道、外旋流风通道、内旋流风通道及中心风通道的对应外管上均安装有压力表；外旋流风通道及内旋流风通道的截面积在远离出口端至出口端的方向上逐渐减小。本实用新型的多通道双涡流煤气混烧燃烧器可以有效改善煤粉、燃气在回转窑内与一次风、二次风的混合扩散，有效提高煤粉、燃气的燃烧速度，使回转窑的火焰强度达到要求，产量、质量均有明显改善。

Description

多通道双涡流煤气混烧燃烧器

技术领域

本实用新型属于燃烧器技术领域，具体涉及一种多通道双涡流煤气混烧燃烧器。

背景技术

目前，回转窑用燃烧器燃料品种很多，如煤粉、天然气、焦炉煤气、高炉煤气等等。回转窑所用煤气混烧燃烧器所用的煤粉一般为烟煤，而所用气体燃料则是由各个企业的气体燃料的来源所决定的，气体燃料的特性差别较大。

回转窑所用煤气混烧燃烧器对煤粉的煤质提出了较高的要求。在现有工业企业中部分企业采购的煤炭达不到回转窑对煤质的要求，或者制煤系统达不到回转窑对煤粉细度的要求和对煤粉含水量的要求，这使得企业的正常生产受到严重影响。

目前，国内回转窑所用煤气混烧燃烧器由于受到传统燃烧器结构的影响，受到成本价格的制约，煤气混烧燃烧器通常采用五通道结构。五通道煤气混烧燃烧器对于煤质和气体燃料的品质均较好的情况当然不存在任何问题，但对于某些企业来说，当采购的煤的质量较差，气体燃料的热值较低，或者窑系统配置不尽合理时，回转窑的产量、质量就会受到严重的影响；从而造成企业经济效益严重下滑，甚至导致企业不能正常生产甚至亏损倒闭。企业亟需解决这一生产难题。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种多通道双涡流煤气混烧燃烧器。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种多通道双涡流煤气混烧燃烧器包括喷嘴部，所述喷嘴部从内到外依次设置点火通道、中心风通道、内旋流风通道、输送煤粉的煤粉通道、气体燃料通道、外旋流风通道及轴流风通道；

所述中心风通道的外侧设有内旋流风旋流器、内旋流风螺纹管及内旋流风内管，所述内旋流风旋流器、所述内旋流风螺纹管及所述内旋流风内管连接的整体与所述点火通道外侧的雾化器导管之间形成所述中心风通道；

所述煤粉通道的内侧设有煤粉内喷头、煤粉内喷头螺纹管和煤风内管，所述煤粉内喷头、所述煤粉内喷头螺纹管及所述煤风内管连接的整体与所述内旋流风旋流器、所述内旋流风螺纹管及所述内旋流风内管连接的整体之间形成所述内旋流风通道；

所述煤粉通道的外侧设有气体燃料内喷头、气体燃料螺纹管、气体燃料内管，所述气体燃料内喷头、所述气体燃料螺纹管、所述气体燃料内管连接的整体与所述煤粉内喷头、所述煤粉内喷头螺纹管及所述煤风内管连接的整体之间形成所述煤粉通道；

所述气体燃料通道的外侧设有外旋流风旋流器、外旋流风螺纹管及外旋流风内管，所述外旋流风旋流器、外旋流风螺纹管及外旋流风内管连接的整体与所述气体燃料内喷头、所述气体燃料螺纹管、所述气体燃料内管连接的整体之间形成所述气体燃料通道；

所述外旋流风通道的外侧设有轴流风内喷头、轴流风内筒螺纹管及轴流风内管，所述轴流风内喷头、所述轴流风内筒螺纹管及所述轴流风内管连接的整体与所述外旋流风旋流器、外旋流风螺纹管及外旋流风内管连接的整体之间形成外旋流风通道；

所述轴流风通道的外侧设有轴流风外筒及轴流风外管，所述轴流风外筒及所述轴流风外管连接的整体与所述轴流风内喷头、所述轴流风内筒螺纹管及所述轴流风内管连接的整体之间形成所述轴流风通道；

所述轴流风通道、所述外旋流风通道及所述内旋流风通道上均设有出口截面积调节装置，所述轴流风通道、所述外旋流风通道、所述内旋流风通道及所述中心风通道的对应外管上均安装有压力表；

所述外旋流风通道及所述内旋流风通道的截面积在远离出口端至出口端的方向上逐渐减小。

进一步地，所述出口截面积调节装置包括四个法兰和波纹补偿器，其中两个法兰密封连接在所述波纹补偿器的两端，另两个法兰分别通过螺杆平行设置在上述两个法兰的外侧，所述轴流风通道上的出口截面积调节装置是将对应的另两个法兰分别与轴流风外管及所述外旋流风通道的外旋流风外管连接；所述外旋流风通道上的出口截面积调节装置是将对应的另两个法兰分别与所述外旋流风通道的外旋流风外管和所述煤粉通道的煤风外管连接；所述内旋流风通道上的出口截面积调节装置是将对应的另两个法兰分别与所述煤粉通道的煤风外管及所述内旋流风通道的内旋流风外管连接。

进一步地，所述点火通道内设有点火装置，在所述点火装置的油管上套设所述雾化器导管，所述雾化器导管与所述中心风通道的出口处的中心风端盖板连接。

进一步地，所述内旋流风旋流器与所述内旋流风螺纹管螺纹连接。

进一步地，所述煤粉内喷头和煤粉内喷头螺纹管螺纹连接，所述煤粉内喷头螺纹管和所述煤风内管之间采用坡口焊接方式。

进一步地，所述气体燃料内喷头及所述气体燃料螺纹管螺纹连接。

进一步地，所述外旋流风旋流器与所述外旋流风螺纹管螺纹连接。

进一步地，所述轴流风外筒外侧的出口处设有拢焰罩。

本实用新型的有益效果为：

(1)外旋流风通道及所述内旋流风通道的截面积在远离出口端至出口端的方向上逐渐减小，可形成截面积逐渐收窄的出口使气流在喷出时气压增大，当煤风或气体燃料按一定的扩散角旋流向外喷出，有外邻的外旋流风和内邻的内旋流风传递给煤风或气体燃料相当高的动量和动量矩，使煤风(或气体燃料)分别同时与外旋流风及内旋流风进行混合并以高速度螺旋前进，保证了煤粉及气体燃料的两侧都能与空气混合，混合更为均匀彻底；设置的出口截面积调节装置可在操作中调节轴流风通道、外旋流风通道及内旋流风通道的出口风道的截面积，从而改变喷出速度，达到调节火焰形状和强弱的目的；对应外管上均安装有压力表，方便在现场间接获知各通道空气气流在燃烧器出口处的速度，从而更好地调整燃烧器的火焰形状；总之，本实用新型的多通道双涡流煤气混烧燃烧器在煤质、燃气的品质较差时也能满足回转窑的使用，可以有效改善煤粉、燃气在回转窑内与一次风、二次风的混合扩散，有效提高煤粉、燃气的燃烧速度，使回转窑的火焰强度达到要求，产量、质量均有明显改善。

(2)由于实用新型的多通道双涡流煤气混烧燃烧器的调节手段多，调节方便，能适应不同的煤质，不同的气体燃料，因而通用性强，可以放宽对煤粉、燃气的要求，可以避免企业以前因采购不到优质的煤粉和高品质的燃气而导致产量下降、产品质量不稳定或热耗高而带来不必要的经济损失。

(3)拢烟罩形成碗状效应使火焰中心形成回流，增大煤粉或气体燃料与高温火焰的接触时间，有利于煤粉或气体燃料与高温火焰的接触燃烧。

(4)利用轴流风、内旋流风及外旋流风使回转窑正常使用的煤粉或气体燃料能燃烧迅速，火焰强劲、形状完整；轴流风、外旋流风及及内旋流风的三层保护，燃烧器的火焰不会出现扫窑衬的现象。

(5)利用轴流风、内旋流风及外旋流风使劣质煤粉或气体燃料能充分与一次风、二次风混合扩散，提高煤粉及气体燃料的燃烧速度，提高火焰的强度，从而提高窑的产量并降低热耗；轴流风、内旋流风及外旋流风的联合作用给劣质煤粉的燃烧创造了有利的条件，使得燃烧得以顺利进行。

(6)有效抑制了CO和NO_X的生成。

(7)使用寿命长，喷嘴部采用了特殊材料，可在1200℃以上抗氧化，可在煤粉入口处设置耐磨陶瓷层保护，可防止煤粉对燃烧器的冲刷。

附图说明

图1是本实用新型的喷嘴部的剖视图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图中：1-喷嘴部；2-点火装置；3-中心风端盖板；4-内旋流风旋流器；5-煤粉内喷头；6-外旋流风旋流器；7-轴流风内喷头；8-拢焰罩；9-轴流风外筒；10-内旋流风螺纹管；11-煤粉内喷头螺纹管；12-外旋流风螺纹管；13-轴流风内筒螺纹管；14-轴流风外管；15-轴流风内管；16-外旋流风内管；17-煤风内管；18-内旋流风内管；19-雾化器导管；20-油管；21-气体燃料内管；22-气体燃料螺纹管；23-气体燃料内喷头；24-轴流风出口截面积调节装置；25-外旋流风出口截面积调节装置；26-内旋流风出口截面积调节装置；27-轴流风压力表；28-外旋流风压力表；29-内旋流风压力表；30-中心风压力表；31-侧风管；32-轴流风调节阀；33-外旋流风调节阀；34-内旋流风调节阀；35-中心风调节阀；A-点火通道；B-中心风通道；C-内旋流风通道；D-输送煤粉的煤粉通道；E-气体燃料通道；F-外旋流风通道；G-轴流风通道。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。

如图1所示，本实施例的一种多通道双涡流煤气混烧燃烧器包括喷嘴部1，所述喷嘴部从内到外依次设置点火通道A、中心风通道B、内旋流风通道C、输送煤粉的煤粉通道D、气体燃料通道E、外旋流风通道F及轴流风通道G；该多通道双涡流煤气混烧燃烧器一共设有七个通道，其中，点火通道只在燃烧器点火时才使用，对于正常生产时没有任何作用，故该多通道双涡流煤气混烧燃烧器又称为六通道双涡流煤气混烧燃烧器。

在所述点火通道内设有点火装置2，所述雾化器导管套在所述点火装置的油管20上。本实用新型的多通道双涡流煤气混烧燃烧器的最内侧是点火通道，点火装置2采用柴油雾化器喷头，置于中心风通道内。

所述中心风通道的外侧设有内旋流风旋流器4、内旋流风螺纹管10及内旋流风内管18，其中，所述内旋流风旋流器与所述内旋流风螺纹管螺纹连接。所述内旋流风旋流器、所述内旋流风螺纹管及所述内旋流风内管连接的整体与所述点火通道外侧的雾化器导管之间形成所述中心风通道；中心风通道的出口处设有中心风端盖板3，在中心风端盖板3上以焊接的方式联接雾化器导管19，所述雾化器导管19套在所述点火装置的油管20上。

所述煤粉通道的内侧设有煤粉内喷头5、煤粉内喷头螺纹管11和煤风内管17，所述煤粉内喷头、所述煤粉内喷头螺纹管及所述煤风内管连接的整体与所述内旋流风旋流器、所述内旋流风螺纹管及所述内旋流风内管连接的整体之间形成所述内旋流风通道；其中，所述煤粉内喷头和煤粉内喷头螺纹管螺纹连接，所述煤粉内喷头螺纹管和所述煤风内管之间采用坡口焊接方式。

所述煤粉通道的外侧设有气体燃料内喷头23、气体燃料螺纹管22、气体燃料内管21，所述气体燃料内喷头、所述气体燃料螺纹管、所述气体燃料内管连接的整体与所述煤粉内喷头、所述煤粉内喷头螺纹管及所述煤风内管连接的整体之间形成所述煤粉通道；其中，所述气体燃料内喷头及所述气体燃料螺纹管螺纹连接。

所述气体燃料通道的外侧设有外旋流风旋流器6、外旋流风螺纹管12及外旋流风内管16，其中，所述外旋流风旋流器与所述外旋流风螺纹管螺纹连接。所述外旋流风旋流器、外旋流风螺纹管及外旋流风内管连接的整体与所述气体燃料内喷头、所述气体燃料螺纹管、所述气体燃料内管连接的整体之间形成所述气体燃料通道；气体燃料通道和煤粉通道设在内旋流风通道和外旋流风通道之间，气体燃料通道和煤粉通道的内外两侧各设一个旋流器，分别是外旋流风旋流器和内旋流风旋流器，外旋流风旋流器和内旋流风旋流器的结构一样，都是由圆锥体前端和外表面上加工有螺旋沟槽的圆柱旋转体后端组成，所述圆锥体前端的小截面的一端与对应圆柱旋转体后端一体连接，所述圆锥体前端的大截面的一端靠近所述外旋流风通道的出口或内旋流风通道的出口设置。这样的设置使得所述外旋流风通道及所述内旋流风通道的截面积在远离出口端至出口端的方向上逐渐减小，便于在外旋流风通道和内旋流风通道的出口分别形成截面积逐渐减小的外旋风出口及内旋流风出口，形成截面积逐渐收窄的管道使气流在喷出时气压增大，当煤风按一定的扩散角旋流向外喷出，有外邻的外旋流风和内邻的内旋流风传递给煤风相当高的动量和动量矩，使煤风分别同时与外旋流风及内旋流风的混合并以高速度螺旋前进，保证了煤粉的两侧都能与空气混合，混合更为均匀彻底；同样地，当气体燃料按一定的扩散角旋流向外喷出，有外邻的外旋流风和内邻的内旋流风传递给气体燃料相当高的动量和动量矩，使气体燃料分别同时与外旋流风及内旋流风的混合并以高速度螺旋前进，保证了气体燃料的两侧都能与空气混合，混合更为均匀彻底；再继续径向扩散与高速射出的轴流风(所述轴流风通道的截面积在远离出口端至出口端的方向上逐渐减小)相遇，轴流风束的插入进一步增强了煤粉燃料与空气的混合，使燃烧更为充分，并起稳流的作用。中心风通道配合外旋流风通道、内旋流风通道及轴流风通道出口处的截面积逐渐收窄的管道，当气流在喷出时，周围气压高于内侧气压，可避免局部高温，有效抑制NO_x的生成。

所述外旋流风通道的外侧设有轴流风内喷头7、轴流风内筒螺纹管13及轴流风内管15，所述轴流风内喷头、所述轴流风内筒螺纹管及所述轴流风内管连接的整体与所述外旋流风旋流器、外旋流风螺纹管及外旋流风内管连接的整体之间形成外旋流风通道。

所述轴流风通道的外侧设有轴流风外筒9及轴流风外管14，所述轴流风外筒及所述轴流风外管连接的整体与所述轴流风内喷头、所述轴流风内筒螺纹管及所述轴流风内管连接的整体之间形成所述轴流风通道；可在所述轴流风外筒外侧的出口处设有拢焰罩8，使火焰中心形成回流，增大煤粉或气体燃料与高温火焰的接触时间，有利于煤粉与高温火焰的接触燃烧。

如图2所示，所述轴流风通道、所述外旋流风通道及所述内旋流风通道上均设有出口截面积调节装置(分别为轴流风出口截面积调节装置24、外旋流风出口截面积调节装置25及内旋流风出口截面积调节装置26)，所述轴流风通道、所述外旋流风通道、所述内旋流风通道及所述中心风通道的对应外管上均安装有压力表(分别为轴流风压力表27、外旋流风压力表28、内旋流风压力表29及中心风压力表30)；压力表的量程均为60KPa，安装的压力表方便在现场间接获知各通道的空气气流在燃烧器出口处的速度，从而更好地调整燃烧器的火焰形状。

在本实施例中，所述出口截面积调节装置包括四个法兰和波纹补偿器，其中两个法兰密封连接在所述波纹补偿器的两端，另两个法兰分别通过螺杆平行设置在上述两个法兰的外侧，所述轴流风通道上的出口截面积调节装置是将对应的另两个法兰分别与轴流风外管及所述外旋流风通道的外旋流风外管连接；所述外旋流风通道上的出口截面积调节装置是将对应的另两个法兰分别与所述外旋流风通道的外旋流风外管和所述煤粉通道的煤风外管连接；所述内旋流风通道上的出口截面积调节装置是将对应的另两个法兰分别与所述煤粉通道的煤风外管及所述内旋流风通道的内旋流风外管连接。通过调节螺杆两端的螺母而调节对应的另两个法兰之间的间距，从而改变带动轴流风外管及所述外旋流风通道的外旋流风外管相对移动，从而改变轴流风通道和外旋流风通道出口处形成的截面，达到调节助燃轴流风出口速度的目的。同理，也可调节外旋流风出口速度及内旋流风出口速度。

本实施新型的多通道双涡流煤气混烧燃烧器还包括侧风管31，侧风管31分别与轴流风通道、外旋流风通道、内旋流风通道及中心风通道相连通，并在各自的连通管上设有对应的调节阀门(分别为轴流风调节阀32、外旋流风调节阀33、内旋流风调节阀34及中心风调节阀35)，可分别对轴流风通道、外旋流风通道、内旋流风通道及中心风通道进行风量的补偿调节，这四个调节阀门可以独立调节，也可联动调节，可以满足回转窑对火焰长短、强度的不同要求，保证了调节火焰形状的需求。另外在侧风管31上还设有侧风管补偿器，侧风管补偿器的结构与上述的出口截面积调节装置结构相同，在调节轴流风出口截面、旋流风出口截面和煤风出口截面时，可起到侧风管31上相对应的助燃风管起调节补偿作用。

总之，本实用新型的多通道双涡流煤气混烧燃烧器的喷嘴部从外到内依次设有：轴流风通道、外旋流风通道、气体燃料通道、煤粉通道、内旋流风通道、中心风通道以及通常不计算在燃烧器有效通道内的轻柴油点火通道或气体点火通道。该燃烧器喷嘴部的轴流风通道、外旋流风通道及内旋流风通道的出口截面积均可以通过出口截面积调节装置进行调节，另外在轴流风通道、外旋流风通道、内旋流风通道及中心风通道各自的连通管上均装有可调整风量的调节阀门(具体选用蝶阀)，两种调节火焰的方式很好地保证了调节火焰形状的需求。煤粉通道的煤风进口管道以一定角度斜插焊接在煤风外管上，在煤风外管的斜插口处有特殊高温胶粘贴的耐磨陶瓷片进行保护。

本实用新型的多通道双涡流煤气混烧燃烧器的核心创新点在于：巧妙地在煤粉、气体燃料的内外侧分别设置出口截面积逐渐收窄的内旋流风通道和外旋流风通道，在内旋流风通道和外旋流风通道相互配合形成的双涡流可以使煤粉、气体燃料的品质进行合理的调配，煤粉(或气体燃料)与一次风及二次风的扩散混合强度达到回转窑对火焰强度及火焰长短的要求，实现了回转窑对燃料品质要求的多样化。

本实用新型能为企业提供节能降耗、提高企业经济效益、通用性强、性能可靠及使用寿命长的回转窑配套装备。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多通道双涡流煤气混烧燃烧器，其特征在于：包括喷嘴部，所述喷嘴部从内到外依次设置点火通道、中心风通道、内旋流风通道、输送煤粉的煤粉通道、气体燃料通道、外旋流风通道及轴流风通道；

所述中心风通道的外侧设有内旋流风旋流器、内旋流风螺纹管及内旋流风内管，所述内旋流风旋流器、所述内旋流风螺纹管及所述内旋流风内管连接的整体与所述点火通道外侧的雾化器导管之间形成所述中心风通道；

所述煤粉通道的内侧设有煤粉内喷头、煤粉内喷头螺纹管和煤风内管，所述煤粉内喷头、所述煤粉内喷头螺纹管及所述煤风内管连接的整体与所述内旋流风旋流器、所述内旋流风螺纹管及所述内旋流风内管连接的整体之间形成所述内旋流风通道；

所述煤粉通道的外侧设有气体燃料内喷头、气体燃料螺纹管、气体燃料内管，所述气体燃料内喷头、所述气体燃料螺纹管、所述气体燃料内管连接的整体与所述煤粉内喷头、所述煤粉内喷头螺纹管及所述煤风内管连接的整体之间形成所述煤粉通道；

所述气体燃料通道的外侧设有外旋流风旋流器、外旋流风螺纹管及外旋流风内管，所述外旋流风旋流器、外旋流风螺纹管及外旋流风内管连接的整体与所述气体燃料内喷头、所述气体燃料螺纹管、所述气体燃料内管连接的整体之间形成所述气体燃料通道；

所述外旋流风通道的外侧设有轴流风内喷头、轴流风内筒螺纹管及轴流风内管，所述轴流风内喷头、所述轴流风内筒螺纹管及所述轴流风内管连接的整体与所述外旋流风旋流器、外旋流风螺纹管及外旋流风内管连接的整体之间形成外旋流风通道；

所述轴流风通道的外侧设有轴流风外筒及轴流风外管，所述轴流风外筒及所述轴流风外管连接的整体与所述轴流风内喷头、所述轴流风内筒螺纹管及所述轴流风内管连接的整体之间形成所述轴流风通道；

所述轴流风通道、所述外旋流风通道及所述内旋流风通道上均设有出口截面积调节装置，所述轴流风通道、所述外旋流风通道、所述内旋流风通道及所述中心风通道的对应外管上均安装有压力表；

所述外旋流风通道及所述内旋流风通道的截面积在远离出口端至出口端的方向上逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的多通道双涡流煤气混烧燃烧器，其特征在于：所述出口截面积调节装置包括四个法兰和波纹补偿器，其中两个法兰密封连接在所述波纹补偿器的两端，另两个法兰分别通过螺杆平行设置在上述两个法兰的外侧，所述轴流风通道上的出口截面积调节装置是将对应的另两个法兰分别与轴流风外管及所述外旋流风通道的外旋流风外管连接；所述外旋流风通道上的出口截面积调节装置是将对应的另两个法兰分别与所述外旋流风通道的外旋流风外管和所述煤粉通道的煤风外管连接；所述内旋流风通道上的出口截面积调节装置是将对应的另两个法兰分别与所述煤粉通道的煤风外管及所述内旋流风通道的内旋流风外管连接。

3.根据权利要求2所述的多通道双涡流煤气混烧燃烧器，其特征在于：所述点火通道内设有点火装置，在所述点火装置的油管上套设所述雾化器导管，所述雾化器导管与所述中心风通道的出口处的中心风端盖板连接。

4.根据权利要求3所述的多通道双涡流煤气混烧燃烧器，其特征在于：所述内旋流风旋流器与所述内旋流风螺纹管螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的多通道双涡流煤气混烧燃烧器，其特征在于：所述煤粉内喷头和煤粉内喷头螺纹管螺纹连接，所述煤粉内喷头螺纹管和所述煤风内管之间采用坡口焊接方式。

6.根据权利要求5所述的多通道双涡流煤气混烧燃烧器，其特征在于：所述气体燃料内喷头及所述气体燃料螺纹管螺纹连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的多通道双涡流煤气混烧燃烧器，其特征在于：所述外旋流风旋流器与所述外旋流风螺纹管螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的多通道双涡流煤气混烧燃烧器，其特征在于：所述轴流风外筒外侧的出口处设有拢焰罩。