CN2937979Y - 煅烧低热值燃气的环形套筒窑 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种煅烧低热值燃气的环形套筒窑，属于煅烧设备技术领域。该套筒窑的筒状窑身内含有内套筒，窑身设有上、下燃烧室，底部设有冷却空气进口，燃烧室外侧分别安装上、下烧嘴，烧嘴径向接一次风，下燃烧室的烧嘴喷焰处径向还经引射器接二次风，燃烧室经窑身内的气流通道与内套筒底部连通，内套筒上方经回流通道与引射器连通，烧嘴外端制有通内管的径向燃气接口，内端制有通外管的一次风接口，内管中形成环形流道，截面尺寸按燃气流速20±2m/s确定，内外径比在0.20－0.22之间。由于合理设置了烧嘴出口的环形面积，因此可以保证喷射火焰的长度，使燃烧后的热气流具有足够的穿透力，从而确保石灰煅烧的质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种环形套筒窑，尤其是一种可以煅烧低热值燃气的环形套筒窑，属于煅烧设备技术领域。
背景技术
环形套筒窑是在高热值燃烧基础上发明的，最初使用的燃料是天然气和重油。随着能源供应日趋紧张，人们不断探索新的能源在环形套筒窑中的应用。本世纪最初几年，环形套筒窑中使用气体的热值可以降低到1800kcal/Nm3，从而在环形套筒窑中可使用转炉煤气进行煅烧。
在我国大型冶金企业，高炉煤气富裕量比较大，其热值在800kcal/Nm3左右，很多冶金企业将这部分煤气用于发电，多余煤气则进行放散，结果造成了很大程度上的能源浪费，而且导致了严重的环境污染。因此，设法扩大高炉煤气在环形套筒窑中的使用比例，成为石灰工程设计最重要的研究内容。
解决低热值气体煅烧环形套筒窑首先要从窑内主要煅烧工艺入手，现有环形套筒窑的基本结构为筒状窑身内含有内套筒，窑身设有上、下燃烧室，底部设有石灰冷却空气进口，所述燃烧室外侧分别安装上、下烧嘴，所述烧嘴径向接源自内套筒夹层的一次风，所述下燃烧室的烧嘴喷焰处径向还经引射器接源自换热器的二次风，所述燃烧室经窑身内的气流通道与内套筒底部连通，所述内套筒上方经回流通道与引射器连通。
进入下燃烧室的一次风在冷却内套筒同时被预热到200℃左右；经过换热器预热后的二次风(也叫驱动风)温度为450℃左右，从径向进入燃烧室，窑内呈负压状态，而这两股风均为正压。预热的二次风进入引射器，在一定压力作用下(现有工艺技术的压力为30kPa左右)从引射器管口高速流动，同时造成内套筒上方回流(参见图1中X处)区域的小范围强负压，将内套筒内的气体吸入引射管内，与二次风一齐沿径向进入下燃烧室。到达燃烧室内的气体与煤气燃烧后，分两部分进入窑体：一部分由于废气风机的抽吸向上流动；另一部分由于X区域的小范围强负压造成整个内套筒内为负压区而向下流动，与石灰冷却空气在内套筒入口处混合，进入内套筒内部。此部分混合气体称为循环气体，其温度直接决定了石灰煅烧的质量。
当煤气热值降低到1200kcal/Nm3时，现有套筒窑存在主要问题是：为了输入符合热工平衡的煤气量，通过烧嘴的煤气流量加大，煤气在烧嘴出口处的速度高于允许值，导致火焰缩短，热气流在石灰料层中的穿透力减小。其次，低热值的煤气中可燃成分少，与高热值煤气相比，生成同量燃烧热所产生的废气量大，为了保证燃烧室的负压需要增加废气风机的转速，结果是此时废气风机的抽吸处于强势，内套筒内的负压处于弱势，导致循环气体量不足，且循环气体温度低于煅烧合格石灰的要求温度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对以上现有技术存在的问题，通过对现有套筒窑相关结构及其参数的改进，提出一种可以煅烧低热值燃气的环形套筒窑，从而最大限度的利用能源。
为了达到以上目的，本实用新型的煅烧低热值燃气的环形套筒窑筒状窑身内含有内套筒，窑身设有上、下燃烧室，底部设有石灰冷却空气进口，所述燃烧室外侧分别安装上、下烧嘴，所述烧嘴径向接源自内套筒夹层的一次风，所述下燃烧室的烧嘴喷焰处径向还经引射器接源自换热器的二次风，所述燃烧室经窑身内的气流通道与内套筒底部连通，所述内套筒上方经回流通道与引射器连通。其改进之处在于：所述烧嘴外端制有通内管的径向燃气接口，内端制有通外管的一次风接口，所述内管中形成环形流道，所述环形流道的截面尺寸按燃气流速20±2m/s确定，内外径比在0.20-0.22之间。
这样，在控制进入窑体总能量平衡以及煤气在烧嘴中出口速度的情况下，合理设置烧嘴出口的环形面积，可以保证喷射火焰的长度，使燃烧后的热气流具有足够的穿透力，从而确保石灰煅烧的质量。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型一个实施例子的结构示意图。
图2为图1实施例中烧嘴的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的环形套筒窑如图2所示，窑身1呈筒状，中部含有内套筒2。窑身1的上、下两处分别设有上、下燃烧室3、4，底部设有石灰冷却空气进口5，上部为排气通道6。燃烧室外侧分别安装上、下烧嘴7、8。燃烧室3和4经窑身1内的气流通道与内套筒1底部连通，内套筒上方经X处的回流通道与引射器9连通。上、下烧嘴7、8的径向分别接源自内套筒夹层的一次风F。下烧嘴8的喷焰处径向还经引射器9接源自换热器的二次风S。
烧嘴的具体结构如图2所示，外端制有通内管8-3的径向燃气接口8-6，内端制有通外管8-1的一次风接口8-2，内管中固定有芯轴8-5，与内管形成环形流道8-4。该环形流道的截面尺寸按燃气流速20±2m/s确定，内外径分别为34和150。
在控制进入窑体总能量平衡以及煤气在烧嘴中出口速度的情况下，由于合理设置了烧嘴出口的环形面积，因此可以保证喷射火焰的长度，使燃烧后的热气流具有足够的穿透力。
其次，为了加大X区域的负压强度，保证产生的循环气体具有足够动力，使向上和向下的气流达到平衡，本实施例对驱动风机进行了改进，根据需要选择更大流量和压力的型号，保证引射器前的压力能达到40kPa以上，最好为50kPa。
此外，本实施例低热值煅烧环形套筒窑在一次风和二次风流道上分别设置流量调节装置，以便对一次风和二次进行调节，当煤气热值降低到1200kcal/Nm3时，加大驱动风机流量，使二次风在引射器前的压力达到50kPa，大量高速流动的二次风进入燃烧室内，循环气体流量迅速增加，下烧嘴需要空气已经饱和，一次风的加入量可以减少，甚至可以完全关闭。对于环形套筒窑总的助燃空气量是一定的，助燃空气流道与燃气流道的截面比控制在1.1-1.3，从而使总助燃空气与燃气配比系数在1.2左右。在总助燃空气量一定的的条件下，由于二次风的温度(450℃左右)高于一次风的温度(200℃左右)，因此系统的热耗可以降低。
原有环形套筒窑的煤气热值不能低于1700kcal/Nm3，而本实施例的低热值煅烧环环形套筒窑中可以使用1200kcal/Nm3热值的煤气。根据总的配风系统，调节下烧嘴一次风流量，根据燃烧情况，可将一次风完全关闭。通过低热值转炉煤气在环形套筒窑中运行。石灰产量和质量均达到设计要求。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式凡采用等同替换或等效变换形式的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种煅烧低热值燃气的环形套筒窑，筒状窑身内含有内套筒，窑身设有上、下燃烧室，底部设有石灰冷却空气进口，所述燃烧室外侧分别安装上、下烧嘴，所述烧嘴径向接源自内套筒夹层的一次风，所述下燃烧室的烧嘴喷焰处径向还经引射器接源自换热器的二次风，所述燃烧室经窑身内的气流通道与内套筒底部连通，所述内套筒上方经回流通道与引射器连通，其特征在于：所述烧嘴外端制有通内管的径向燃气接口，内端制有通外管的一次风接口，所述内管中形成环形流道，所述环形流道的截面尺寸按燃气流速20±2m/s确定，内外径比在0.20-0.22之间。
2.根据权利要求1所述环形套筒窑，其特征在于：所述环形流道由固定在内管中的芯轴形成。
3.根据权利要求2所述环形套筒窑，其特征在于：所述一次风和二次风的流道上分别设置流量调节装置。
4.根据权利要求2或3所述环形套筒窑，其特征在于：所述环形套筒窑中助燃空气流道与燃气流道的截面比控制在1.1-1.3。
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