CN220541074U - 一种煤粉燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水泥生产技术领域，公开了一种煤粉燃烧器，包括主体管道；所述主体管道内部设置有燃油通道、中心风道、内旋流风道、煤粉风道和外轴流风道；所述燃油通道、中心风道、内旋流风道、煤粉风道和外轴流风道依次从主体管道正中心同轴环状式向外排布；所述主体管道的一端连接有一次风机口和进煤风机口；所述进煤风机口为扁平梯形结构；所述主体管道的另一端煤粉风道内壁设置有风翅叶片，内旋流风道内壁设置有旋流器；所述煤粉风道宽度大于外轴流风道宽度；用来解决现有煤粉燃烧器风煤混合效率低，导致燃煤率低，煤耗大的技术问题。

Description

一种煤粉燃烧器

技术领域

本实用新型涉及水泥生产技术领域，具体涉及一种煤粉燃烧器。

背景技术

煤粉燃烧器是指能够让煤粉在短时间内充分燃烧，产生高温旋流的设备，在水泥生产过程中，经常在回转窑出料端采用煤粉燃烧器进行熟料烧成。燃烧器的调节性能直接关系水泥熟料的产量、质量及能耗，甚至影响环境保护等问题，还关乎系统的操作稳定性和系统的节能潜力。

煤粉燃烧器从风道结构上来说，有三风道、四风道、五风道等多风道，无论多少风道，煤粉仅通过一个风道以煤风的方式进行煤粉输送，其他风道输送一次风、二次风等为煤粉的燃烧提供助燃空气，所有风道的空气和煤风在煤粉燃烧器的一端喷口外进行充分的风煤混合，以提高煤粉的燃尽率。

但是，在实际使用过程中，煤耗量和产量不平衡，煤耗量大，产量低，为了提高燃煤效率，降低煤耗，提高产量，常规改进的方式是提高煤粉传送速度、增加煤粉流量和各通道出口风速，这种方式既不经济，也容易引起温度场的不均匀，引起水泥熟料质量的变化。或者不断提高风道的数量，这种方式并不能从根本上解决混合不充分的问题，风道的增加并不能使混合程度增加，风煤混合提升效果不明显，煤粉燃烧依旧不充分，燃尽率提升有限。或者增加富氧设备，进行富氧助燃，提高燃煤效率，但是这种方式使得整个系统更加复杂，调控难度更大，改造难度大。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种煤粉燃烧器，用来解决现有煤粉燃烧器风煤混合效率低，导致燃煤率低，煤耗大的技术问题。

本实用新型提供的基础方案为：一种煤粉燃烧器，包括主体管道；所述主体管道内部设置有燃油通道、中心风道、内旋流风道、煤粉风道和外轴流风道；所述燃油通道、中心风道、内旋流风道、煤粉风道和外轴流风道依次从主体管道正中心同轴环状式向外排布；所述主体管道的一端连接有一次风机口和进煤风机口；所述进煤风机口为扁平梯形结构；所述主体管道的另一端煤粉风道内壁设置有风翅叶片，内旋流风道内壁设置有旋流器；所述煤粉风道宽度大于外轴流风道宽度。

本实用新型的工作原理及优点在于：主体管道输送一次风和煤粉风，其他管道输送二次风，一次风的主要作用是输送煤粉到炉膛并保证挥发分的着火燃烧；二次风的作用是补充燃烧所需空气量，保证煤粉燃烧完全。煤粉由一次风输送经燃烧器进入炉膛，二次风通过相邻于燃烧器喷口的二次风口引入炉膛，一、二次风一般间隔布置，煤粉在悬浮状态下燃烧。

本方案优化进煤口结构，使得煤粉以扁平方式扩散，能够迅速均匀分布在煤通道内，提高煤粉均匀度和稳定煤粉之间的间距，保证在喷口能够被空气高效包裹而混合，提高风煤混合率；优化四通道排布方式和风道面积比例，传统方式是煤粉风道紧挨着中心风道，而本方案发现改进排布方式后，将煤粉风道排布在内旋流风道和外轴流风道中间，与中心风道间隔有内旋流风道，这样的排布方式，使得二次风被一次风卷吸更加快速，风煤混合更加快速，有利于煤粉快速燃烧，同时能够平衡煤粉风道内外空气量，使得一次二次风混合比控制在合适范围内，有助于火焰形状稳定且合适，有助于煤粉燃烧充分；同时在煤粉燃烧器的煤风道增加了风翅叶片，在叶片旋转带动下，能够使得煤粉在煤风道出口散布更加均匀，同时由于更加分散，能够与空气进行充分交换和混合，加强风煤混合程度，混合后呈现更加均匀的状态，使得煤粉得到充分的燃烧，提高煤粉燃烧效率和燃尽率。

进一步，所述一次风机口的出口连通中心风道、内旋流风道和外轴流风道；所述一次风机口的入口连接罗茨风机。

有益效果：罗茨风机提供更大的推力，推力即燃烧器在单位时间给单位热量提供的力，推力越大，使得吸卷二次风能力越大，一次二次风混合比更高，煤粉燃烧更快速，保持火焰形状能力越强，能够提供稳定持续的燃烧能力，使得熟料受热均匀，质量和产量更高。

进一步，所述进煤风机口的出口连通煤粉风道；所述进煤风机口的入口连接涡流风机。

有益效果：相比于其他风道需要更大的推力，煤粉流动速度要求更低，因此利用涡流风机即可满足生产需求，同时耗能低，经济高效。

进一步，所述内旋流风道出口为矩形孔，沿内旋流风道圆周均匀排布，矩形孔状出口个数为22-26个。所述外轴流风道出口为圆形孔状，圆形孔状出口个数为16-20个。

有益效果：相比于传统将煤粉风道出口设置为矩形孔，本方案将内旋流风道出口为矩形孔，而煤粉风道设置为环形风道，外轴流风道出口为圆形孔状，且对孔状出口数量控制在一定范围内，此方式和尺寸的设定，能够使得一次风量比控制在合适范围内，同时一次二次风混合速度加快，混合比更容易控制在合适范围内，使得燃料燃烧更加充分。

进一步，所述煤粉风道宽度大于外轴流风道宽度，其中，所述煤粉风道宽度为外轴流风道圆形孔出口直径的1.5-2倍。

有益效果：此尺寸的设定，能够与煤粉风道和外轴流风道的流速相匹配，使得风煤量能够控制在合适范围内，使得风煤混合充分，提高燃煤效率。

进一步，所述燃油通道和中心风道之间还设置有固体替代燃料通道。

有益效果：提供多燃料通道，可以使得燃料多样化，提高燃烧器性能和通用性。

进一步，所述旋流器的角度设置范围为45-60°。

有益效果：此范围的设定，能够提高燃烧器的旋转力，同时又能控制在一定的范围内，使得火焰的气流量保持在合适范围内，火焰沿垂直方向的高度保持在合适范围内，火焰既不会烧到物料，也不会烧到窑皮，保证有效的供热效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例所提供的一种煤粉燃烧器的结构示意图。

图2为本实用新型实施例所提供的一种煤粉燃烧器的主体管道左视图。

图3为本实用新型实施例所提供的一种煤粉燃烧器增加通道后的主体管道左视图。

图4为本实用新型实施例所提供的一种煤粉燃烧器的进煤风机口的俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的标记包括：回转窑1、窑头罩2、主体管道3、燃油通道4、中心风道5、内旋流风道6、煤粉风道7、外轴流风道8、风翅叶片9、旋流器10、一次风机口11、进煤风机口12、燃料口13、熟料14、二次空气15、固体替代燃料通道16。

实施例基本如附图1所示：一种煤粉燃烧器，在水泥生产过程中，在回转窑1的窑口使用煤粉燃烧器燃烧燃料供热，燃烧器的端头利用窑头罩2保护，

如图2所示，包括主体管道3；所述主体管道3内部设置有燃油通道4、中心风道5、内旋流风道6、煤粉风道7和外轴流风道8；所述燃油通道4、中心风道5、内旋流风道6、煤粉风道7和外轴流风道8依次从主体管道3正中心同轴环状式向外排布。

需要说明的是，所述内旋流风道6出口为矩形孔，沿内旋流风道6圆周均匀排布，矩形孔状出口个数为22-26个。所述外轴流风道8出口为圆形孔状，圆形孔状出口个数为16-20个。此形状和数量的限定，相比于传统将煤粉风道出口设置为矩形孔，本方案将内旋流风道6出口为矩形孔，而煤粉风道7设置为环形风道，外轴流风道8出口为圆形孔状，且对孔状出口数量控制在一定范围内，此方式和尺寸的设定，能够使得一次风量比控制在合适范围内，同时一次二次风混合速度加快，混合比更容易控制在合适范围内，使得燃料燃烧更加充分。

所述煤粉风道7宽度大于外轴流风道8宽度。所述煤粉风道7宽度为外轴流风道8圆形孔出口直径的1.5-2倍，本实施例中，特选2倍，此尺寸的限定，能够与煤粉风道7和外轴流风道8的流速相匹配，使得风煤量能够控制在合适范围内，使得风煤混合充分，提高燃煤效率。

所有风道口安装有蝶阀，连接控制系统，可根据煤质的好坏、细度、水分、二次风温度、窑内情况以及生料易烧性的好坏，合理调整燃烧器的外风、内风和中心风的蝶阀开度,调整最佳的外风、内风和中心风的比例关系，提高煤粉着火前区域局部煤粉浓度,加强燃烧器高温气体的内、外回流,强化一次风充分混合,达到完全燃烧。

如图3所示，所述燃油通道4和中心风道5之间还设置有固体替代燃料通道16。提供多燃料通道，可以使得燃料多样化，提高燃烧器性能和通用性。固体替代燃料通道16的孔径可根据实际需求进行定制。

如图1所示，所述主体管道3的另一端煤粉风道7内壁设置有风翅叶片9，本实施例中，为风气混合翅片，包括翅片板,翅片板自下到上开设有若干行风流通孔，促进了煤风的旋转，提高了煤粉和空气的混合效率，解决了普通的煤风道中，煤粉处于上方，空气处于下方，导致不管净风道增加多少，风煤混合效率提升均布明显的弊端，使煤风道吹出的煤风是均匀混合的煤风，然后经过净风的混合后加热燃烧，提高了煤粉的燃烧率，保证煤粉燃烧的充分。

内旋流风道6内壁设置有旋流器10；所述旋流器10的角度设置范围为45-60°，本实施例中，特选60°，此尺寸的限定，提供更大的旋转力，同时使得火焰沿垂直方向的高度保持在合适范围内，火焰既不会烧到物料，也不会烧到窑皮，保证有效的供热效果。

如图1所示，所述主体管道3的一端连接有一次风机口11。

需要说明的是，所述一次风机口11的出口连通中心风道5、内旋流风道6和外轴流风道8，类似于四通阀结构，一个口接入一次风机11的出口，另外三个口分别接入中心风道5、内旋流风道6和外轴流风道8，使其连通。所述一次风机口11的入口连接罗茨风机。本实施例中，外轴流风，压力50-80kPa，风速280-340m/s；内旋流风,压力18-45kPa，风速160-240m/s；煤粉风，风速25-30m/s；中心风，压力8-12kPa，风速100-120m/s，此范围的限定，能够使得燃烧器保持高效运行工况，同时能够提供合理的推力，使得一次风和二次风的混合更快速更充分，煤粉与空气混合更均匀，燃烧更充分。

所述主体管道3的一端还连接有进煤风机口12；所述进煤风机口12的出口连通煤粉风道7；所述进煤风机口12的入口连接涡流风机。所述进煤风机口12为扁平梯形结构。

需要说明的是，如图2和图4所示，所述进煤风机口12为扁平梯形结构，具体的，与风机连接口为筒状管道，便于与风机连接，与燃烧器主体管道3连接端为扁平梯形结构，使得内部的煤粉进入进煤风机口12后，在扁平梯形结构的管道内，能够使得煤粉呈扁平方式进入主体管道3，在煤风道出口散布更加均匀。

在水泥生产过程中，在回转窑1的窑口使用煤粉燃烧器燃烧燃料供热，燃烧器的端头利用窑头罩2保护，供燃烧用的空气主要来源一次空气和二次空气15，一次空气是通过燃烧器向窑内喷射的较低温度的空气，二次空气15是从篦冷机来的与熟料14换热用的高温空气。在燃烧过程中，应该尽量减少一次空气量，一次空气量的比例降低意味着二次空气15量比例增高，经估算，当二次风温为900度时，每降低1％的一次风量，多用的二次空气15因高温空气带入的氧化剂进行高温空气助燃可使燃料热耗降低，本方案优化的燃烧器一次空气量可从12％-15％降低到8-11％，大大节省了能量。

影响煤粉燃烧器性能的主要因素是一次风比例、煤粉速度、各通道出口风速及旋流强度等。普通回转窑1煤粉燃烧器一般不能适应煤种变化所引起燃烧特性的变化，提高水泥产量的方法一般都通过增加煤粉流量的方式增加，而本方案通过优化燃烧器进煤口结构、四通道排布方式和风道面积比例，能够得到合理的一次空气量比例，推力更大，火焰更集中，燃烧更充分，煤耗降低，每吨熟料14煤耗从103kg下降至100kg，同时也由于燃烧更均匀充分，熟料14质量和产量提升，以前的日产量3200-3300吨，改进后日产量接近4000吨。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (8)

1.一种煤粉燃烧器，其特征在于，包括主体管道；所述主体管道内部设置有燃油通道、中心风道、内旋流风道、煤粉风道和外轴流风道；所述燃油通道、中心风道、内旋流风道、煤粉风道和外轴流风道依次从主体管道正中心同轴环状式向外排布；所述主体管道的一端连接有一次风机口和进煤风机口；所述进煤风机口为扁平梯形结构；所述主体管道的另一端煤粉风道内壁设置有风翅叶片，内旋流风道内壁设置有旋流器；所述煤粉风道宽度大于外轴流风道宽度。

2.根据权利要求1所述的一种煤粉燃烧器，其特征在于，所述一次风机口的出口连通中心风道、内旋流风道和外轴流风道；所述一次风机口的入口连接罗茨风机。

3.根据权利要求1所述的一种煤粉燃烧器，其特征在于，所述进煤风机口的出口连通煤粉风道；所述进煤风机口的入口连接涡流风机。

4.根据权利要求1所述的一种煤粉燃烧器，其特征在于，所述内旋流风道出口为矩形孔，沿内旋流风道圆周均匀排布，矩形孔状出口个数为22-26个。

5.根据权利要求1所述的一种煤粉燃烧器，其特征在于，所述外轴流风道出口为圆形孔状，圆形孔状出口个数为16-20个。

6.根据权利要求5所述的一种煤粉燃烧器，其特征在于，所述煤粉风道宽度大于外轴流风道宽度，其中，所述煤粉风道宽度为外轴流风道圆形孔出口直径的1.5-2倍。

7.根据权利要求1所述的一种煤粉燃烧器，其特征在于，所述燃油通道和中心风道之间还设置有固体替代燃料通道。

8.根据权利要求1所述的一种煤粉燃烧器，其特征在于，所述旋流器的角度设置范围为45-60°。