CN115264500A - 一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器，包括主管路，所述主管路的内部安装有燃油管，所述主管路的正面靠近一端安装有轴流风道，所述主管路的外侧靠近中间安装有外旋流风道，所述主管路的顶面靠近中间安装有煤粉风道，所述外旋流风道与主管路之间安装有外旋流风道，所述主管路的一端安装有调节装置，所述内旋流风道包括头部内旋流器和内旋流器连接件；本发明所述的一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器采用双旋流技术，气流一边旋转一边带动煤粉扩散前进，煤粉和空气混合程度更高，更易燃烧，具备更低的一次风占比、更强的煤质适应性、更规整的火焰形状、更长的使用寿命、更稳定的热力集中和更低的NOx排放优点。

Description

一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器

技术领域

本发明涉及燃烧器领域，特别涉及一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器。

背景技术

煤炭在我国的能源结构中占有重要地位，煤粉燃烧在各种工业中也被广泛应用，水泥行业需要更经济、更环保、使用寿命更长久的燃烧器。

目前我国水泥烧成工艺中使用的旋流燃烧器以单层旋流为主，这种燃烧器难以有效利用燃烧室的空间，煤粉直接进入燃烧室内会导致燃烧室内部流场畸变，不利于煤粉和空气的掺混，影响燃烧效率，导致燃烧不稳定、燃烧效率低、火焰形状不规则、NOx排放高等结果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器，可以有效解决背景技术中提出的技术问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器，包括主管路，所述主管路的内部安装有燃油管，所述主管路的正面靠近一端安装有轴流风道，所述主管路的外侧靠近中间安装有外旋流风道，所述主管路的顶面靠近中间安装有煤粉风道，所述外旋流风道与主管路之间安装有外旋流风道，所述主管路的一端安装有调节装置，所述内旋流风道包括头部内旋流器和内旋流器连接件，所述煤粉风道包括头部煤粉出口和中部煤粉出口，所述外旋流风道包括头部外旋流器和外旋流器连接件，所述轴流风道包括头部喷射器和喷射器连接件，所述主管路的外侧安装有头部大外筒和中部大外筒。

作为本发明的进一步方案，所述主管路开设有四个一次风进风口，分别为煤粉风道口、轴流风道口、内旋流风道口和外旋流风道口，四个一次风进风口之间由套筒连接，同时沿轴向方向错开。

作为本发明的进一步方案，所述头部内旋流器和头部外旋流器内均安装有旋流斜孔板，内旋流风沿斜孔的切线方向喷出，头部内旋流器与内旋流风道呈活动设置，喷口处的切线角度改变范围为40°-50°。

作为本发明的进一步方案，所述煤粉风道与主管路之间的角度为15°，头部内旋流器和内旋流器连接件、头部煤粉出口和中部煤粉出口、头部外旋流器和外旋流器连接件与头部喷射器和喷射器连接件均呈螺纹连接设置。

作为本发明的进一步方案，所述头部大外筒和中部大外筒与主管路之间均呈螺栓连接设置，燃油管、内旋流风道、煤粉风道、外旋流风道和轴流风道之间均呈贯通设置，燃油管、内旋流风道、煤粉风道、外旋流风道和轴流风道均与主管路呈螺纹连接设置。

作为本发明的进一步方案，一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器，该双旋流燃烧器的具体使用步骤如下：

步骤一：煤粉通过煤粉风道进入管道，将煤粉入口经过耐磨处理，同时通过计算模拟，使煤粉风道入口与主管道角度为15°，减少煤粉进入燃烧器本体时产生的磨损，提高设备的使用寿命，煤粉从燃烧器的头部煤粉出口喷出，一次风进入轴流风道后通过头部喷射器形成轴向风，与头部煤粉出口喷出的煤粉混合，带着煤粉进行轴向运动，同时因为轴向风速过大，将燃烧室内的二次风卷入燃烧头部继续参与燃烧，通过优化设计及风量合理匹配，轴流风风速大于300m/s，外旋流风160-180m/s，煤风、内旋流风140-160m/s，由于轴流风风速大，燃烧室的压差也变大，燃烧器卷吸二次风的能力越强，一次风的占比降低至6-7％，更节约成本保护环境；

步骤二：另外一次风进入旋流风道口后，分别进入内旋流风道和外旋流风道，内外旋流风道口处有阀门，可以控制内外旋流风的风量，内旋流风道的一次风经过头部内旋流器，由于头部内旋流器上有可变旋流角度的旋流斜孔板，在其作用下形成旋转流风，与匀速进入的煤粉形成夹带，将煤粉充分分散于燃烧室内与之充分混合旋转前行，同时进入外旋流风道的一次风经过头部外旋流器，由于头部外旋流器上有一定旋流角度的旋流斜孔板，在其作用下形成旋转前行的气流，旋转方向同内旋流风相同，在燃烧器出口对煤粉和内旋流气流进行加强旋转趋势，并与之混合助燃，由于双旋流风的作用，使得燃烧器的火焰相对规整、粗壮并且形状可调，煤粉可充分燃烧，拥有更强的煤质适应性，提高了燃气的利用率，拥有更稳定的热力集中，同时结合欠氧燃烧，能够有效抑制NOx的生成和排放。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明采用双旋流技术，气流一边旋转一边带动煤粉扩散前进，煤粉和空气混合程度更高，更易燃烧；双旋流燃烧器具备更低的一次风占比、更强的煤质适应性、更规整的火焰形状、更长的使用寿命、更稳定的热力集中和更低的NOx排放优点。

附图说明

图1为本发明一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器的整体结构示意图；

图2为本发明一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器的头部内旋流器调整旋流角度意图；

图3为本发明一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器的头部内旋流器斜孔展开图；

图4为本发明一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器的风道示意图；

图5是为本发明一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器的煤粉入口的结构示意图。

图中：1、头部大外筒；2、头部喷射器；3、头部外旋流器；4、头部煤粉出口；5、头部内旋流器；6、内旋流器连接件；7、中部煤粉出口；8、外旋流器连接件；9、喷射器连接件；10、中部大外筒；11、燃油管。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-5所示，一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器，包括主管路，主管路的内部安装有燃油管11，主管路的正面靠近一端安装有轴流风道，主管路的外侧靠近中间安装有外旋流风道，主管路的顶面靠近中间安装有煤粉风道，外旋流风道与主管路之间安装有外旋流风道，主管路的一端安装有调节装置，内旋流风道包括头部内旋流器5和内旋流器连接件6，煤粉风道包括头部煤粉出口4和中部煤粉出口7，外旋流风道包括头部外旋流器3和外旋流器连接件8，轴流风道包括头部喷射器2和喷射器连接件9，主管路的外侧安装有头部大外筒1和中部大外筒10。

在本实施例中，为了方便对燃烧器内压力进行调整，主管路开设有四个一次风进风口，分别为煤粉风道口、轴流风道口、内旋流风道口和外旋流风道口，四个一次风进风口之间由套筒连接，同时沿轴向方向错开。

在本实施例中，为了风流的方向进行改变，头部内旋流器5和头部外旋流器3内均安装有旋流斜孔板，内旋流风沿斜孔的切线方向喷出，头部内旋流器5与内旋流风道呈活动设置，喷口处的切线角度改变范围为40°-50°。

在本实施例中，为了减少煤粉进入燃烧器本体时产生的磨损，提高设备的使用寿命，煤粉风道与主管路之间的角度为15°，头部内旋流器5和内旋流器连接件6、头部煤粉出口4和中部煤粉出口7、头部外旋流器3和外旋流器连接件8与头部喷射器2和喷射器连接件9均呈螺纹连接设置。

在本实施例中，为了保证燃烧器的稳定性，头部大外筒1和中部大外筒 10与主管路之间均呈螺栓连接设置，燃油管11、内旋流风道、煤粉风道、外旋流风道和轴流风道之间均呈贯通设置，燃油管11、内旋流风道、煤粉风道、外旋流风道和轴流风道均与主管路呈螺纹连接设置。

需要说明的是，本发明为一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器，在使用时，首先，煤粉通过煤粉风道进入管道，将煤粉入口经过耐磨处理，同时通过计算模拟，使煤粉风道入口与主管道角度为15°，减少煤粉进入燃烧器本体时产生的磨损，提高设备的使用寿命，煤粉从燃烧器的头部煤粉出口4 喷出，一次风进入轴流风道后通过头部喷射器2形成轴向风，与头部煤粉出口4喷出的煤粉混合，带着煤粉进行轴向运动，同时因为轴向风速过大，将燃烧室内的二次风卷入燃烧头部继续参与燃烧，通过优化设计及风量合理匹配，轴流风风速大于300m/s，外旋流风160-180m/s，煤风、内旋流风140-160 m/s，由于轴流风风速大，燃烧室的压差也变大，燃烧器卷吸二次风的能力越强，一次风的占比降低至6-7％，更节约成本保护环境，另外一次风进入旋流风道口后，分别进入内旋流风道和外旋流风道，内外旋流风道口处有阀门，可以控制内外旋流风的风量，内旋流风道的一次风经过头部内旋流器5，由于头部内旋流器5上有可变旋流角度的旋流斜孔板，在其作用下形成旋转流风，与匀速进入的煤粉形成夹带，将煤粉充分分散于燃烧室内与之充分混合旋转前行，同时进入外旋流风道的一次风经过头部外旋流器3，由于头部外旋流器 3上有一定旋流角度的旋流斜孔板，在其作用下形成旋转前行的气流，旋转方向同内旋流风相同，在燃烧器出口对煤粉和内旋流气流进行加强旋转趋势，并与之混合助燃，由于双旋流风的作用，使得燃烧器的火焰相对规整、粗壮并且形状可调，煤粉可充分燃烧，拥有更强的煤质适应性，提高了燃气的利用率，拥有更稳定的热力集中，同时结合欠氧燃烧，能够有效抑制NOx的生成和排放。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器，其特征在于：包括主管路，所述主管路的内部安装有燃油管(11)，所述主管路的正面靠近一端安装有轴流风道，所述主管路的外侧靠近中间安装有外旋流风道，所述主管路的顶面靠近中间安装有煤粉风道，所述外旋流风道与主管路之间安装有外旋流风道，所述主管路的一端安装有调节装置，所述内旋流风道包括头部内旋流器(5)和内旋流器连接件(6)，所述煤粉风道包括头部煤粉出口(4)和中部煤粉出口(7)，所述外旋流风道包括头部外旋流器(3)和外旋流器连接件(8)，所述轴流风道包括头部喷射器(2)和喷射器连接件(9)，所述主管路的外侧安装有头部大外筒(1)和中部大外筒(10)。

2.根据权利要求1所述的一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器，其特征在于：所述主管路开设有四个一次风进风口，分别为煤粉风道口、轴流风道口、内旋流风道口和外旋流风道口，四个一次风进风口之间由套筒连接，同时沿轴向方向错开。

3.根据权利要求1所述的一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器，其特征在于：所述头部内旋流器(5)和头部外旋流器(3)内均安装有旋流斜孔板，内旋流风沿斜孔的切线方向喷出，头部内旋流器(5)与内旋流风道呈活动设置，喷口处的切线角度改变范围为40°-50°。

4.根据权利要求1所述的一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器，其特征在于：所述煤粉风道与主管路之间的角度为15°，头部内旋流器(5)和内旋流器连接件(6)、头部煤粉出口(4)和中部煤粉出口(7)、头部外旋流器(3)和外旋流器连接件(8)与头部喷射器(2)和喷射器连接件(9)均呈螺纹连接设置。

5.根据权利要求1所述的一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器，其特征在于：所述头部大外筒(1)和中部大外筒(10)与主管路之间均呈螺栓连接设置，燃油管(11)、内旋流风道、煤粉风道、外旋流风道和轴流风道之间均呈贯通设置，燃油管(11)、内旋流风道、煤粉风道、外旋流风道和轴流风道均与主管路呈螺纹连接设置。

6.根据权利要求1所述的一种用于水泥熟料生产的双旋流燃烧器，其特征在于，该双旋流燃烧器的具体使用步骤如下：

步骤一：煤粉通过煤粉风道进入管道，将煤粉入口经过耐磨处理，同时通过计算模拟，使煤粉风道入口与主管道角度为15°，减少煤粉进入燃烧器本体时产生的磨损，提高设备的使用寿命，煤粉从燃烧器的头部煤粉出口(4)喷出，一次风进入轴流风道后通过头部喷射器(2)形成轴向风，与头部煤粉出口(4)喷出的煤粉混合，带着煤粉进行轴向运动，同时因为轴向风速过大，将燃烧室内的二次风卷入燃烧头部继续参与燃烧，通过优化设计及风量合理匹配，轴流风风速大于300m/s，外旋流风160-180m/s，煤风、内旋流风140-160m/s，由于轴流风风速大，燃烧室的压差也变大，燃烧器卷吸二次风的能力越强，一次风的占比降低至6-7％，更节约成本保护环境；

步骤二：另外一次风进入旋流风道口后，分别进入内旋流风道和外旋流风道，内外旋流风道口处有阀门，可以控制内外旋流风的风量，内旋流风道的一次风经过头部内旋流器(5)，由于头部内旋流器(5)上有可变旋流角度的旋流斜孔板，在其作用下形成旋转流风，与匀速进入的煤粉形成夹带，将煤粉充分分散于燃烧室内与之充分混合旋转前行，同时进入外旋流风道的一次风经过头部外旋流器(3)，由于头部外旋流器(3)上有一定旋流角度的旋流斜孔板，在其作用下形成旋转前行的气流，旋转方向同内旋流风相同，在燃烧器出口对煤粉和内旋流气流进行加强旋转趋势，并与之混合助燃，由于双旋流风的作用，使得燃烧器的火焰相对规整、粗壮并且形状可调，煤粉可充分燃烧，拥有更强的煤质适应性，提高了燃气的利用率，拥有更稳定的热力集中，同时结合欠氧燃烧，能够有效抑制NOx的生成和排放。

Images