CN102287829A - 直流及旋流合出型燃烧器 - Google Patents

Abstract

直流及旋流合出型燃烧器，涉及液态燃料和粉末燃料同时燃烧的燃烧器。特点是轴流风通道由轴流风管和径向风管组成，径向风通道由径向风管和煤粉风管构成，轴流风通道和径向风通道并接成混合风通道，混合风通道口设喷嘴环；煤粉风管和中心混合风管构成煤粉风通道；中心混合风管和燃油管构成中心混合风通道，其前端设混合隔离板，煤粉插管斜接在输煤管上。优点是：结构新颖、紧凑，容易制造，使用可靠；解决了直流风和旋流风互相干扰的难题，增大分离度，快速打散煤粉，缩短黑火头长度，减少一次风用量和NOx排放量；煤粉分布均匀，燃烧充分，提高了燃烧效率，节能降耗；减轻管道磨损，延长使用寿命，减少备件消耗，有利于生产。

Description

直流及旋流合出型燃烧器

技术领域

本发明属于燃烧器，尤其涉及液态燃料和粉末燃料同时燃烧的燃烧器。

背景技术

目前，工业窑炉多采用四通道或多通道燃烧器。中国知识产权局公开的一种”二次增强旋流水泥燃烧器”（CN201434389Y），该燃烧器中心是燃油管，其燃油管有从内向外依次同轴相套的各层管道：直流冷却风通道、二次旋流风通道、输煤风通道、主旋流风通道、射流风通道；各管道层间有多点支撑，直流冷却风通道口有孔板，二次旋流风通道口有旋流斜孔板。其缺陷是：喷口面积小，内层旋流风和外层直流风靠的很近，又没有隔开，内层旋流风干扰外层直流风运动方向，使直流风向旋流风靠拢，导致一次直流风用量大，浪费多；旋流风与直流风的分离度不好，煤粉打散速度慢、效果差，黑火头长，燃烧不充分，煤粉和燃油消耗多；后部煤粉插管过输煤管中心线，煤粉直接冲撞中间中心风管，磨损管道；中间的管道会将煤粉流一分为二，然后在背面二次汇合，极易造成汇合处管道磨穿；由于两股煤粉流成水波纹状前进及煤粉自重下沉的原因，造成煤粉风通道内煤粉分布极不均匀，也导致燃烧不充分。此外该燃烧器结构复杂，喷口环分设在两只管道上，高温燃烧时极易变形，给维修带来困难，或者报废。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种直流及旋流合出的燃烧器，解决直流风和旋流风之间的互相干扰，增大分离度，快速打散煤粉，缩短黑火头长度，减少一次风用量，减少NOx排放；煤粉风通道内煤粉分布均匀，充分燃烧，减少管道磨损；提高燃烧效率，节约燃料，改善环境；简化结构，易于制造和维修，减少备件消耗。

直流及旋流合出行燃烧器，包括外护套、煤粉风管和燃油管，其间同轴设置轴流风通道、径向风通道、煤粉风通道、中心混合风通道，还包括与煤粉管连接的输煤管和煤粉插管，其特点是：轴流风通道由轴流风管和径向风管组成，径向风通道由径向风管和煤粉风管构成，径向风通道前端设置旋流片，轴流风通道和径向风通道并接成混合风通道，混合通道口设喷嘴环，直流风和旋流风汇合后由喷嘴环喷出；煤粉风管和中心混合风管构成煤粉风通道，煤粉在煤粉通道中流动；中心混合风管和燃油管构成中心混合风通道，中心混合风管前端处设混合隔离板，燃油管穿设在混合隔离板中；煤粉插管斜接在输煤管上，二者夹角为γ。

所述的外护套由耐火护套和石棉层构成。

本发明进一步改进，所述的喷嘴环，外侧垂直，内壁倾斜，其傾斜角α=1°—11°之间，内壁设沟槽，槽的深度由外向内变深，轴向保持光滑，径向粗糙度沿轴向由大到小的变化，使得表面摩擦系数产生各向异性，轴向摩擦系数小于径向摩擦系数，靠近喷嘴的表面摩擦系数小于远离喷嘴的摩擦系数。因此，直流风在轴向不受影响，旋流风影响直流风受到阻碍，两股风分离度大，既减小直流风用量，又能很快打散煤粉，缩短黑火头长度。粗糙度由内向外变小和槽深由内向外变浅，可以阻止条状风出现，有利于保护喷嘴环。

本发明进一步改进，所述的混合隔离板由孔板、出风隔离环和分风隔离环构成，孔板上设大通孔和小通孔，大通孔与燃油管配合，燃油管穿设其中，混合风通过小通孔形成中心直流风，孔板侧边设斜槽，傾斜角β=15°—45°之间，产生中心旋流风；孔板外侧设出风隔离环，减小出风在没有均匀前的互相干扰；孔板内侧设分风隔离环，分隔两种风的比例，并防止内部干扰，中心直流风解决火焰中心乱流、回火，稳定火焰形状，中心旋流风解决中心煤粉聚集加速打散煤粉，使煤粉燃烧充分。混合隔离板一体设置，结构紧凑、易于加工，使用可靠。

本发明进一步改进，所述的煤粉插管为方形管，与圆形输煤管倾斜插接，傾斜角=10°—20°，从内圆和外圆的环缝中***，与内圆外圆相切，平滑连接。煤粉在环形通道内做螺旋运动前进，径向圆周运动既可以解决煤粉自重引起的下落问题，使煤粉分布均匀，燃烧充分，提高燃烧效率，节能降耗，有利于改善环境，又不冲击中心混合风管，减少管道的磨损。

燃油从燃油管喷出，煤粉从煤粉风通道中喷出，在混合风通道、中心混合风通道送入的助燃风的气流中进行燃烧。

与现有的技术相比，优点是：构思新颖，结构紧凑、合理，容易制造，使用安全可靠；解决了直流风和旋流风互相干扰的难题，增大了分离度，快速打散煤粉，大大缩短了黑火头长度，减少一次风用量，减少NOx排放量；煤粉在煤粉风通道内的分布均匀，燃烧均匀、充分，提高了燃烧效率和热效率，节能降耗，有利于环境保护；减轻管道磨损和喷嘴、混合隔离板高温变形，延长使用寿命，降低维修率，减少备件消耗，有利于生产。

附图说明

下面对照附图对本发明作进一步说明。

图1是直流和旋流合出燃烧器结构示意（剖视）图。

图2是图1之立体剖视图。

图3是图1之侧视图。

图4是图1之喷嘴环结构示意图。

图5是图1之中心风管结构示意图（剖视）。

图6是图5之侧视图。

图7是图5之立体图。

图8是图7之混合隔离板侧视图。

图9是本发明之煤粉插管连接示意图。

图10是图9的A向视图。

图11是图9的俯视图。

具体实施方式

由图1、图2、图3、图9可以看出直流和旋流合出型燃烧器，由耐火护套1、石棉层2、轴流风管5、径向风管7、煤粉风管9、中心混合风管11同轴设置，套装在燃油管14上，各层管道之间设支撑片支支撑，轴流风管与径向风管构成轴流风通道6，径向风管与煤粉风管构成径向风通道8，径向风通道与轴流风通道前部并接成混合风通道4，径向风通道设旋流片15，喷嘴环3与轴流风管5连接，固定在轴流风管的前端。混合隔离板12固定在中心混合风管11上，置于中心混合风通道前端，煤粉风管9和中心混合风管11构成煤粉风通道10；中心混合风管11和燃油管14构成中心混合风通道13，煤粉风通道位于混合风通道和中心混合风通道之间。轴流风管、径向风管和中心混合风管上分别设置控制阀门（图中未标）。

图4可以看出，喷嘴环3外侧垂直，内壁向内倾斜，倾斜角α=1°—11°之间，内壁设沟槽16。内壁轴向保持光滑，径向粗糙，粗糙度沿轴向由大变小，轴向摩擦系数小于径向摩擦系数，靠近出口的表面摩擦系数小于远离喷口的表面摩擦系数。

由图5、图6、图7、图8、可以进一步看出，混合隔离板由孔板18、出风隔离环17和分风隔离环19构成，孔板18上设大通孔与燃油管14配合，燃油管穿设其中。大通孔四周上设小通孔，形成中心直流风，孔板侧边设斜槽20，其倾斜角β=15°—45°之间，产生旋流风；孔板外侧设出风隔离环17，减小出风前两种风的互相干扰，孔板内侧设分风隔离环19，分割两种风的比例，并防止内部干扰。混合隔离板一体设置，固定在中心混合风管的前端部。

由图9、图10、图11可以看出，煤粉插管21为方形管，与圆形的输煤管22插接，从内圆中心混合风管13和外圆输煤管22的环缝中倾斜***，倾斜角γ=10°—20°之间。输煤管22在煤粉风管9后部插接，法兰连接。从输煤管22后部***中心混合风管11，法兰连接，并被法兰盘封口。

Claims (4)

1.直流及旋流合出型燃烧器，包括外护套、煤粉管和燃油管，其间同轴设置轴流风通道、径向风通道、煤粉风通道、中心混合风通道，其特征在于轴流风通道4由轴流风管5和径向风管7组成，径向风通道8由径向风管和煤粉风管9构成，径向风通道前端设置旋流片15，轴流风通道和径向风通道并接成混合风通道4，混合通道口设喷嘴环3；煤粉风管和中心混合风管构成煤粉风通道10，煤粉在煤粉通道中流动；中心混合风管和燃油管14构成中心混合风通道13，中心混合风管前端处设混合隔离板12，燃油管穿设在隔离板中；煤粉插管21斜接在输煤管22上，二者夹角γ间。

2.根据权利要求1所述的直流及旋流合出型燃烧器，其特征在于所述的喷嘴环，外侧垂直，内壁倾斜，夹角α=1°—11°之间，内壁设沟槽16，沟槽的深度由外向内变深，轴向保持光滑，径向粗糙度沿轴向由大到小的变化，表面摩擦系数各向异性，轴向摩擦系数小于径向摩擦系数，靠近喷口的表面摩擦系数小于远离喷口的摩擦系数。

3.根据权利要求1所述的直流及旋流合出型燃烧器，其特征在于所述的混合隔离板12由孔板18、出风隔离环17和分风隔离环19构成，孔板上设大通孔和小通孔，大通孔与燃油管配合，燃油管穿设其中；孔板侧边设斜槽20，倾斜角β=15°—45°之间；孔板外侧设出风隔离环17，孔板内侧设分风隔离环。

4.根据权利要求1所述的直流及旋流合出型燃烧器，其特征在于所述的煤粉插管21为是方形管，与圆形输煤管倾斜插接，斜角γ=10°—20°，从内圆和外圆的环缝中***，与内圆外圆相切，平滑连接。

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