CN216662900U - 一种双膛石灰窑用煤粉喷枪系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双膛石灰窑用煤粉喷枪系统，包括安装在窑膛上的中心喷管和多个环绕喷管组，中心喷管的出口的中心线与窑膛的中心线重合，环绕喷管组中包括多个环绕喷管，且环绕喷管组中的环绕喷管均以中心喷管为中心环形阵列设置。中心喷管的出口连接有中心喷嘴，中心喷嘴的横截面由靠近中心喷管的一端向另一端组件增大，中心喷嘴的出口的端面为圆形。环绕喷管的出口连接有环绕喷嘴，环绕喷嘴的横截面由靠近环绕喷管的一端向另一端组件增大，环绕喷嘴的出口的端面为扇形。

Description

一种双膛石灰窑用煤粉喷枪系统

技术领域

本实用新型涉及冶金领域，尤其涉及一种双膛石灰窑用煤粉喷枪系统。

背景技术

石灰(CaO)是重要的工业原料，在冶金、化工和建材等行业中都有广泛应用，据统计2019年国内石灰产量在2.6亿吨以上，产业规模庞大。石灰的生产工艺主要为石灰石(主要含量CaCO₃)高温煅烧分解生成CaO 和CO₂，石灰石加热至分解温度和石灰石分解等过程均需要吸收大量热，现阶段石灰生产的平均工艺热耗在1200kcal/kg石灰左右。

双膛石灰窑是目前最先进的石灰生产用窑型之一，它的主体由两个相互镜像的竖式窑膛组成，煅烧膛烟气先经过预热膛，预热常温料后再排出窑膛，因此具有很高的热能利用效率，其单位产品热耗在同类产品中最低，是目前新建石灰窑中应用较多的窑型。双膛窑生产所需的燃料 (煤粉或煤气)通过设置在窑身中部的燃料喷枪送入。但是现有的双膛石灰窑中喷枪设置不合理导致燃料在窑膛截面上的分布不均匀，会直接导致截面上温度不均匀，燃料分布多的位置温度偏高，形成过烧，而燃料少的位置温度偏低，导致石灰石内部达不到分解温度，造成生烧，生烧或过烧均会影响石灰窑产质量。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型提供了一种双膛石灰窑用煤粉喷枪系统，旨在解决现有技术中喷枪设置不合理进而造成的燃料在窑膛截面上的分布不均匀的问题。

(二)技术方案

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种双膛石灰窑用煤粉喷枪系统，所述双膛石灰窑用煤粉喷枪系统包括安装在窑膛上的中心喷管和多个环绕喷管组，所述中心喷管的出口的中心线与所述窑膛的中心线重合，所述环绕喷管组中包括多个环绕喷管，且所述环绕喷管组中的所述环形喷管均以所述中心喷管为中心环形阵列设置；

所述中心喷管的出口连接有中心喷嘴，所述中心喷嘴的横截面由靠近所述中心喷管的一端向另一端逐渐增大，所述中心喷嘴的出口的端面为圆形；

所述环绕喷管的出口连接有环绕喷嘴，所述环绕喷嘴的横截面由靠近所述环绕喷管的一端向另一端逐渐增大，所述环绕喷嘴的出口的端面为扇形。

优选地，所述环绕喷嘴的出口的端面包括依次首尾连接的第一弧形边、第一连接边、第二弧形边和第二连接边；

所述第一弧形边和第二弧形边相对设置，且所述第一弧形边和第二弧形边的圆心均在所述窑膛的中心线上。

优选地，所述窑膛上安装有两个所述环绕喷嘴管组。

优选地，靠近所述中心喷嘴管的所述环绕喷管组包括8个所述环绕喷管，另外一个所述环绕喷管组包括16个环绕喷管。

优选地，所述中心喷嘴管和所述环绕喷管均呈L型设置。

优选地，所述中心喷嘴管和所述环绕喷管的横截面均为圆形。

(三)有益效果

本实用新型中煤粉由高压输送风从中心喷嘴和环绕喷嘴送出，由于中心喷嘴和环绕喷嘴均是渐扩管的形式，且环绕喷嘴的出口的端面为扇形，这就使得中心喷嘴和环绕喷嘴喷出的煤粉能够均匀的分布在窑膛内，进而使得燃烧均匀，降低各处的温差，从而减少生烧或过烧的几率，提高石灰窑产质量。

附图说明

图1为本实用新型双膛石灰窑用煤粉喷枪系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型中心喷嘴和环绕喷嘴的出口处的截面图。

【附图标记说明】

1：窑膛；2：中心喷管；21：中心喷嘴；3：环绕喷管；31：环绕喷嘴；311：第一弧形边；312：第一连接边；313：第二弧形边；314：第二连接边。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在石灰窑工况下，物料颗粒在窑膛内形成多孔介质空间，煤粉由高压输送风从喷嘴端口喷出后，在多空介质中穿行，多数煤粉(95％)在离开喷嘴出口后垂直运行的最大距离D称为喷嘴的渗透深度。现有技术喷嘴的内壁与窑膛截面垂直，煤粉由高压输送风从喷嘴送出后，速度方向为竖直向下，绝大部分煤粉最终落在喷嘴出口圆截面在渗透深度处水平截面的圆形投影区域内，投影区直径与喷嘴内径相等。窑膛内径一般在 3-5m左右，喷嘴尺寸一般在40-80mm之间，两者相差2个数量级，因此，单个喷嘴煤粉分布范围仅为自身内径大小的圆形区域，而喷嘴面积较窑膛面积相比非常小，导致窑膛截面上大部分面积没有煤粉分布，煤粉分布均匀性较差。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种双膛石灰窑用煤粉喷枪系统，双膛石灰窑用煤粉喷枪系统包括安装在窑膛1上的中心喷管2和多个环绕喷管组，中心喷管2的出口的中心线与窑膛1的中心线重合，环绕喷管组中包括多个环绕喷管3，且环绕喷管组中的环形喷管均以中心喷管2为中心环形阵列设置。中心喷管2的出口连接有中心喷嘴21，中心喷嘴21的横截面由靠近中心喷管2的一端向另一端逐渐增大，中心喷嘴21的出口的端面为圆形。环绕喷管3的出口连接有环绕喷嘴31，环绕喷嘴31的横截面由靠近环绕喷管3的一端向另一端逐渐增大，环绕喷嘴 31的出口的端面为扇形。本实用新型中煤粉由高压输送风从中心喷嘴21 和环绕喷嘴31送出，由于中心喷嘴21和环绕喷嘴31均是渐扩管的形式，且环绕喷嘴31的出口的端面为扇形，这就使得中心喷嘴21和环绕喷嘴 31喷出的煤粉能够均匀的分布在窑膛1内，进而使得燃烧均匀，降低各处的温差，从而减少生烧或过烧的几率，提高石灰窑产质量。

进一步地，环绕喷嘴31的出口的端面包括依次首尾连接的第一弧形边311、第一连接边312、第二弧形边313和第二连接边314。第一弧形边311和第二弧形边313相对设置，且第一弧形边311和第二弧形边313 的圆心均在窑膛1的中心线上。

在优选的的实施方案中，窑膛1上安装有两个环绕喷嘴31管组。靠近中心喷嘴21管的环绕喷管组包括8个环绕喷管3，另外一个环绕喷管组包括16个环绕喷管3。环绕喷管3出口处均对应设置有环绕喷嘴31，环绕喷嘴31和中心喷嘴21的布置方式可以如下：

第一，将整个窑膛1截面划分为一个圆形子区域和若干扇形子区域。具体过程如图2所示，首先，将对应窑膛1截面的圆的半径等分为5等份；然后以截面圆心为圆心，分别以1等分长、3等分长和5等分长为半径画圆，将窑膛1截面划分为一个中心圆形区域和两个外侧圆环区域；然后将最外侧圆环等分为16个扇形区域，将内侧圆环等分为8个扇形区域，最终将整个窑膛1截面分成如图所所示的25个子区域，其中1个子区域为圆形，其余24个子区域为扇形。

第二，将工艺确定的煅烧带起点平面竖直向上平移距离d，得到的平面即为适宜的环绕喷嘴31和中心喷嘴21的出口的端面所在的平面。其中，d为在典型工况下，喷枪的渗透深度。这样，从喷枪送入的煤粉正好落在燃烧带起点平面上。将煅烧带起点平面上的25个子区域的形心沿窑膛1轴线方向投影至环绕喷嘴31和中心喷嘴21的出口的端面所在的平面，得到环绕喷嘴31和中心喷嘴21的出口的端面中心的位置定位。

这样设置能够使得从环绕喷嘴31以及中心喷嘴21喷出的煤粉能够均匀且完全覆盖窑膛1，进而使得燃烧均匀。

最后，中心喷嘴21管和环绕喷管3均呈L型设置。中心喷嘴21管和环绕喷管3的横截面均为圆形。

需要理解的是，以上对本实用新型的具体实施例进行的描述只是为了说明本实用新型的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，但本实用新型并不限于上述特定实施方式。凡是在本实用新型权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种双膛石灰窑用煤粉喷枪系统，其特征在于，所述双膛石灰窑用煤粉喷枪系统包括安装在窑膛上的中心喷管和多个环绕喷管组，所述中心喷管的出口的中心线与所述窑膛的中心线重合，所述环绕喷管组中包括多个环绕喷管，且所述环绕喷管组中的所述环绕喷管均以所述中心喷管为中心环形阵列设置；

所述中心喷管的出口连接有中心喷嘴，所述中心喷嘴的横截面由靠近所述中心喷管的一端向另一端逐渐增大，所述中心喷嘴的出口的端面为圆形；

所述环绕喷管的出口连接有环绕喷嘴，所述环绕喷嘴的横截面由靠近所述环绕喷管的一端向另一端逐渐增大，所述环绕喷嘴的出口的端面为扇形。

2.如权利要求1所述的双膛石灰窑用煤粉喷枪系统，其特征在于，所述环绕喷嘴的出口的端面包括依次首尾连接的第一弧形边、第一连接边、第二弧形边和第二连接边；

所述第一弧形边和第二弧形边相对设置，且所述第一弧形边和第二弧形边的圆心均在所述窑膛的中心线上。

3.如权利要求1所述的双膛石灰窑用煤粉喷枪系统，其特征在于，所述窑膛上安装有两个所述环绕喷嘴管组。

4.如权利要求3所述的双膛石灰窑用煤粉喷枪系统，其特征在于，靠近所述中心喷嘴管的所述环绕喷管组包括8个所述环绕喷管，另外一个所述环绕喷管组包括16个环绕喷管。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的双膛石灰窑用煤粉喷枪系统，其特征在于，所述中心喷嘴管和所述环绕喷管均呈L型设置。

6.如权利要求1至4中任意一项所述的双膛石灰窑用煤粉喷枪系统，其特征在于，所述中心喷嘴管和所述环绕喷管的横截面均为圆形。

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