CN220750125U - 适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器，包括风管总成和设置于风管总成送风端的喷头总成，风管总成包括朝向喷头总成依次同轴套装的中心风风管、旋流风风管、煤粉风管、生物质气体风管和轴流风风管；喷头总成包括沿径向依次同轴套装的中心风板、旋流风内喷头、煤粉内喷头、生物质气体内喷头和轴流风内外筒；中心风板与中心风风管之间、旋流风内喷头与旋流风风管之间、煤粉内喷头与煤粉风管之间、生物质气体内喷头与生物质气体风管之间以及轴流风内外筒与轴流风风管之间通过连接管轴向密封连接。燃烧使用了部分生物质气体替代煤粉燃烧，在保证燃烧器的燃烧性能的同时，降低燃料使用成本和氮氧化合物排放。

Description

适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器

技术领域

本实用新型涉及回转窑燃烧器技术领域，具体涉及适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器。

背景技术

从第一代回转窑的燃烧器发明至今，随着燃料能源供给情况的变化，以及人们对环境保护的逐步重视，煤炭资源成本持续上升，回转窑的燃烧器所要解决的问题随之改变，对燃烧器提供热能的燃料种类及成本提出了新的技术要求。

目前随着中国经济的可持续快速发展，石油、天然气、煤气等一次性资源供需缺口逐年增大,人们迫切需要一种低价、节能、安全、洁净的新型燃料进入市场。通过将低热值的生物质资源转换成高效、洁净的生物质燃气用于回转窑的燃烧器上，是开发适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器的设计制造理念。

现有的回转窑燃烧器所使用主要燃料为非再生能源，主要的类型有：煤炭、石油、天然气等。由于能源价格持续上涨，且非再生能源环保性能低，使用时，不仅提高了燃料使用成本，而且提高了NOx排放。

实用新型内容

基于上述表述，本实用新型提供了适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器，旨在解决现有的回转窑燃烧器燃料成本高和NOx排放量高的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器，包括风管总成和设置于所述风管总成送风端的喷头总成；

所述风管总成包括朝向所述喷头总成依次同轴套装的中心风风管、旋流风风管、煤粉风管、生物质气体风管和轴流风风管；

所述喷头总成包括沿径向依次同轴套装的中心风板、旋流风内喷头、煤粉内喷头、生物质气体内喷头和轴流风内外筒；所述中心风板与所述中心风风管之间、所述旋流风内喷头与所述旋流风风管之间、所述煤粉内喷头与所述煤粉风管之间、所述生物质气体内喷头与所述生物质气体风管之间以及所述轴流风内外筒与轴流风风管之间通过连接管轴向密封连接，分别形成中心风通道、旋流风通道、煤粉通道、生物质气体通道和轴流风通道。

进一步地，所述旋流风风管上设置有相通的旋流风侧管，所述旋流风侧管通过连通管与所述中心风风管连通。

进一步地，所述生物质气体风管上设置有相通的生物质气体侧管，所述生物质气体侧管被配置为向所述生物质气体风管中输送生物质沼气。

进一步地，所述轴流风风管上设置有相通的轴流风侧管。

进一步地，所述连通管、所述旋流风侧管和所述轴流风侧管上均安装有中心风电动调节蝶阀、旋流风电动调节蝶阀和轴流风电动调节蝶阀。

进一步地，所述中心风风管与所述旋流风风管之间设置有旋流风风管补偿器。

进一步地，所述喷头总成的端面平齐；所述轴流风通道的喷出口为圆孔状，并沿喷出端的端面周向均匀分布；所述生物质气体通道和所述煤粉通道的喷出口均为环型形状；所述旋流风通道的喷出口为锥形。

进一步地，所述中心风通道的喷出口设置有端盖板，所述端盖板上均匀分布有圆孔。

进一步地，所述中心风通道沿径向依次形成有点火通道和火焰监测通道，所述点火通道和所述火焰监测通道之内分别设置有点火装置和火焰监测装置。

进一步地，所述轴流风通道、所述生物质气体通道、所述煤粉通道和所述旋流风通道之内均设有定位支撑体。

与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：生物质气体由生物质气体风管从生物质气体内喷头按一定的动量向外喷出，煤粉由送煤粉风管从煤粉内喷头按一定的动量向外喷出；由紧邻的旋流风及外邻的轴流风传给高倍的动量和动量矩，以高速螺旋状同步扩散及燃烧。在大速差形成的涡流回旋作用下，与窑内空气充分混合，快速燃烧。外层的轴流风卷吸高温二次风，形成刚劲有力的火焰。内层的旋流风束快速贴近煤粉和生物质气体强化混合，通过中心风板提供的火焰内部回流通道，引入适量低速高温二次风回流，快速提高从燃烧器出口到烧成带之间的火焰温度。另外，燃烧使用了部分生物质气体替代煤粉燃烧，在保证燃烧器的燃烧性能的同时，降低燃料使用成本和NOx排放。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提供的适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器的整体示意图；

图2为本实用新型实施例中提供的喷头总成的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、风管总成；11、中心风风管；111、连通管；1111、中心风电动调节蝶阀；12、旋流风风管；121、旋流风侧管；1211、旋流风电动调节蝶阀；122、旋流风风管补偿器；13、煤粉风管；14、生物质气体风管；141、生物质气体侧管；15、轴流风风管；151、轴流风侧管；152、轴流风电动调节蝶阀；2、喷头总成；21、中心风板；211、中心风通道；22、旋流风内喷头；221、旋流风通道；23、煤粉内喷头；231、煤粉通道；24、生物质气体内喷头；241、生物质气体通道；25、轴流风内外筒；251、轴流风通道；26、火焰监测装置；27、点火装置；28、旋流器；29、定位支撑体。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

参照附图1～2所示，本实用新型的技术方案提供适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器，包括风管总成1和设置于风管总成1送风端的喷头总成2，风管总成1包括朝向喷头总成2依次同轴套装的中心风风管11、旋流风风管12、煤粉风管13、生物质气体风管14和轴流风风管15；喷头总成2包括沿径向依次同轴套装的中心风板21、旋流风内喷头22、煤粉内喷头23、生物质气体内喷头24和轴流风内外筒25；中心风板21与中心风风管11之间、旋流风内喷头22与旋流风风管12之间、煤粉内喷头23与煤粉风管13之间、生物质气体内喷头24与生物质气体风管14之间以及轴流风内外筒25与轴流风风管15之间通过连接管轴向密封连接，分别形成中心风通道211、旋流风通道221、煤粉通道231、生物质气体通道241和轴流风通道251。

参照附图1所示，在一些实施例中，旋流风风管12上设置有相通的旋流风侧管121，旋流风侧管121通过连通管111与中心风风管11连通，轴流风风管15上设置有相通的轴流风侧管151。

根据该实施例中，中心风风管11、旋流风侧管121和轴流风侧管151均连接于净风机上，可将净风输送至窑内的通道。

参照附图1所示，在一些实施例中，生物质气体风管14上设置有相通的生物质气体侧管141，生物质气体侧管141被配置为向生物质气体风管14中输送生物质沼气。

根据该实施例中，由输入的部分生物质沼气替代煤粉燃烧，在保证燃烧器的燃烧性能的同时，降低燃料使用成本和NOx排放。

参照附图1所示，在一些实施例中，连通管111、旋流风侧管121和轴流风侧管151上均安装有中心风电动调节蝶阀1111、旋流风电动调节蝶阀1211和轴流风电动调节蝶阀152。从而可以根据需要通过在线调节各蝶阀的开度来控制各风道内风量的大小。

参照附图1所示，在一些实施例中，中心风风管11与旋流风风管12之间设置有旋流风风管补偿器122。

根据该实施例中，旋流风风管补偿器122能够与外部设备配合，用于在线调节旋流风喷出风量。

在一些实施例中，喷头总成2的端面平齐；轴流风通道251的喷出口为圆孔状，并沿喷出端的端面周向均匀分布；生物质气体通道241和煤粉通道231的喷出口均为环型形状；旋流风通道221的喷出口为锥形。在本实施例中，中心风通道211的喷出口设置有端盖板，端盖板上均匀分布有圆孔。

参照附图2所示，在一些实施例中，中心风通道211沿径向依次形成有点火通道和火焰监测通道，点火通道和火焰监测通道之内分别设置有点火装置27和火焰监测装置26。

可以理解为，点火装置27可以是点火棒等。

根据该实施例中，火焰监测装置26用于监测火焰的温度，为自动化控制本回转窑燃烧器喷火温度提供基础。

参照附图2所示，在一些实施例中，轴流风通道251、生物质气体通道241、煤粉通道231和旋流风通道221之内均设有定位支撑体29。

具体地，该适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器的工作原理是：生物质气体由生物质气体风管14从生物质气体内喷头24按一定的动量向外喷出，煤粉由送煤粉风管13从煤粉内喷头23按一定的动量向外喷出；由紧邻的旋流风及外邻的轴流风传给高倍的动量和动量矩，以高速螺旋状同步扩散及燃烧。在大速差形成的涡流回旋作用下，与窑内空气充分混合，快速燃烧。外层的轴流风卷吸高温二次风，形成刚劲有力的火焰。内层的旋流风束快速贴近煤粉和生物质气体强化混合，通过中心风板21提供的火焰内部回流通道，引入适量低速高温二次风回流，快速提高从燃烧器出口到烧成带之间的火焰温度。中心风的作用是调整射流中心回流区的负压，改变头部高温区的位置和大小以及黑火头的长短，控制结焦速度和硬度，降低头部耐热钢温度，使火焰稳定性增强。由于这种燃烧使用了部分生物质气体替代煤粉燃烧，在保证燃烧器的燃烧性能的同时，降低燃料使用成本和NOx排放。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器，包括风管总成(1)和设置于所述风管总成(1)送风端的喷头总成(2)，其特征在于：

所述风管总成(1)包括朝向所述喷头总成(2)依次同轴套装的中心风风管(11)、旋流风风管(12)、煤粉风管(13)、生物质气体风管(14)和轴流风风管(15)；

所述喷头总成(2)包括沿径向依次同轴套装的中心风板(21)、旋流风内喷头(22)、煤粉内喷头(23)、生物质气体内喷头(24)和轴流风内外筒(25)；所述中心风板(21)与所述中心风风管(11)之间、所述旋流风内喷头(22)与所述旋流风风管(12)之间、所述煤粉内喷头(23)与所述煤粉风管(13)之间、所述生物质气体内喷头(24)与所述生物质气体风管(14)之间以及所述轴流风内外筒(25)与轴流风风管(15)之间通过连接管轴向密封连接，分别形成中心风通道(211)、旋流风通道(221)、煤粉通道(231)、生物质气体通道(241)和轴流风通道(251)。

2.根据权利要求1所述的适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器，其特征在于，所述旋流风风管(12)上设置有相通的旋流风侧管(121)，所述旋流风侧管(121)通过连通管(111)与所述中心风风管(11)连通。

3.根据权利要求2所述的适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器，其特征在于，所述生物质气体风管(14)上设置有相通的生物质气体侧管(141)，所述生物质气体侧管(141)被配置为向所述生物质气体风管(14)中输送生物质沼气。

4.根据权利要求3所述的适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器，其特征在于，所述轴流风风管(15)上设置有相通的轴流风侧管(151)。

5.根据权利要求4所述的适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器，其特征在于，所述连通管(111)、所述旋流风侧管(121)和所述轴流风侧管(151)上均安装有中心风电动调节蝶阀(1111)、旋流风电动调节蝶阀(1211)和轴流风电动调节蝶阀(152)。

6.根据权利要求1所述的适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器，其特征在于，所述中心风风管(11)与所述旋流风风管(12)之间设置有旋流风风管补偿器(122)。

7.根据权利要求1～6任一项所述的适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器，其特征在于，所述喷头总成(2)的端面平齐；所述轴流风通道(251)的喷出口为圆孔状，并沿喷出端的端面周向均匀分布；所述生物质气体通道(241)和所述煤粉通道(231)的喷出口均为环型形状；所述旋流风通道(221)的喷出口为锥形。

8.根据权利要求7所述的适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器，其特征在于，所述中心风通道(211)的喷出口设置有端盖板，所述端盖板上均匀分布有圆孔。

9.根据权利要求8所述的适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器，其特征在于，所述中心风通道(211)沿径向依次形成有点火通道和火焰监测通道，所述点火通道和所述火焰监测通道之内分别设置有点火装置(27)和火焰监测装置(26)。

10.根据权利要求9所述的适用于生物质气体燃料替代部分煤粉的新型低氮燃烧器，其特征在于，所述轴流风通道(251)、所述生物质气体通道(241)、所述煤粉通道(231)和所述旋流风通道(221)之内均设有定位支撑体(29)。