CN2259555Y - 旋流式煤粉预燃室燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于带预燃室的煤粉燃烧器，主要由蜗壳旋流器、预燃室及风口组成。一次风、煤粉混合物经蜗壳旋流器从预燃室根部喷入，二次风从预燃室中部切向喷入，在预燃室出口的环形截面上配置直流吹入的三次风，三次风风口与预燃室轴线呈0°≤α＜30°角，二、三次风共用一个进风口，由调节阀调节其分配比例。本实用新型点火容易、燃烧稳定，火焰长度可调，能适应多种加热工艺的要求，加工、安装方便、适用于各种燃煤的工业炉窑。

Description

旋流式煤粉预燃室燃烧器

本实用新型属于煤粉燃烧装置，尤其是带有预燃室的煤粉燃烧装置。

目前在工业炉窑上普遍采用的旋流式煤粉燃烧器点火困难，在低负荷下难于稳定燃烧，同时，煤粉燃烧不完全，燃烬度低，黑烟严重，严重污染环境。《动力工程》1983(1)P17-23“煤粉预燃室燃烧器的试验研究”提出了改进方案，其所提出的燃烧器结构见附图4。其工作流程是：一次风的风粉混合物经轴向导叶片旋流器旋转进入预燃室，在室内为卷吸至火焰根部的回流烟气加热并着火。风粉混合物边燃烧边沿着衬壁作螺旋形前进运动，临近预燃室出口处，受旋转的二次风搅拌混合，生成的高温燃烧火炬，送入炉膛继续燃烬。该方案在一定程度上解决了煤粉的着火及燃烬问题，但由于预燃室内旋流强度太低(S(0.6)，还没有根本解决预燃室内的积粉和结渣问题，而且该装置也仅使用在大容量锅炉上。

本实用新型的目的就是针对上述问题，寻求一种易于点火，甚至不用油枪也能点着，燃烧稳定，燃烬度高，节能型的旋流式煤粉预燃室燃烧器，并解决预燃室里的积粉和结渣问题，扩大使用领域。

本实用新型的目的是这样实现的：燃烧器主要由蜗壳旋流器、预燃室、及风口组成。一次风与煤粉经蜗壳旋流器从预燃室的根部旋转进入预燃室，预燃室外壳由多层钢板焊接而成，钢板间设置有二、三次风风道，预燃室内空呈圆筒形结构，内衬由耐火材料砌筑，外壳依实际情况可设计成八角形、圆形或其他的多边形，二次风经风道由位于预燃室中部、对称分布的风口切向吹入。一、二次风形成的高温烟气回流区域直达预燃室的根部，煤粉一经喷入预燃室即被高温烟气回流加热并点火，煤粉和空气在强烈旋转中充分混合和燃烧，在预燃室出口，通过器壁自身预热的三次风经均布于预燃室出口耐火材料环形截面上的风口，以与预燃室轴线呈α角(0°≤α＜30°)的方向直射向火焰，未燃烬的煤粉进一步与空气混合，生成高温的燃烧火炬，进入工业炉炉膛继续燃烬。二、三次风共用一个入口，在入口处设置调节阀板，以调节二、三次风的分配比例，通过调节二、三次风的分配比例即可适当调整火焰长度，以满足不同加热工艺的要求。蜗壳旋流器中心部设置有一点火孔，需要点火时，将油棉纱火把由此点火孔引入预燃室点火，点火完成后，只需将点火孔盖盖住即可。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：

1、本燃烧器点火容易，燃烧稳定，炉子升温快。普通煤粉燃烧器点火时，不仅需要大量的木材，耗费大量的人力物力，而且产生大量的烟尘，影响操作人员的身心健康，亦对环境造成污染。本实用新型由于采用蜗壳旋流器，其旋流强度大，二次风又采用切向喷入，而且这两股风同向强烈旋转，更增加了预燃室内气流的旋流强度，这股高温烟气回流起到了一个稳定的点火源的作用，因此煤粉一经喷入预燃室即被加热和点着，点火很容易，燃烧也很稳定，在冷炉的情况下，用油棉纱火把在1～2分钟内即可把燃烧器点燃，约10分钟即可稳定燃烧，15分钟后燃烧器火焰出口温度即可达到1300℃以上。

2、煤粉燃烬度高。由于预燃室内强旋流的充分混合，回流的高温烟气作为稳定的点火源保证了煤粉的充分燃烧，加上三次风的引入，进一步提高了煤粉的燃烬度。经对燃烧器出口1.5米处的灰渣取样分析，灰渣残炭仅有0.6％。

3、负荷调节范围宽。经对500Kg/h燃烧器的性能进行测试，其能力可在150-800Kg/h的范围内变化，其负荷调节比为800/150≈5，可适应炉子产量的不同要求。

4、火焰长度可调。通过调节二、三次风的分配比例，可适当调整火焰长度，以满足不同加热工艺的要求。

5、环保效果好。本燃烧器使用较低的空气系数，三级燃烧，抑制了NOx的生成，减少了烟气中的NOx的含量。同时，由于强旋流燃烧，煤粉和空气充分混合，破坏了炭黑的生成条件，抑制了粉尘的产生，因此烟气中基本无炭黑，烟呈白色，含尘量很少。

6、预燃室内不积粉、不结渣。由于预燃室内气流强烈旋转的自吹灰作用，使室内不积灰，由于引入了三次风，实现多级燃烧，预燃室内温度不高，亦不会结渣。

7、结构简单，加工制作容易，安装使用方便。可用于锅炉、轧钢加热炉，还可用于其它各种燃煤工业炉窑。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

图1是本实用新型结构示意图。

图2是图1的I-I剖面图。

图3是图1的II一II剖面图。

图4是现有技术的结构示意图。

由附图可知，本实用新型主要由蜗壳旋流器1，预燃室2两大部分组成。蜗壳旋流器1由钢板焊接而成，中心部位设置有点火孔6，一次风、煤粉混合物由入口9进入旋流器喷入预燃室2，一次风煤粉混合物一经喷入即被预燃室内强烈旋转的回流烟气加热并着火，一次风占总风量的15-30％，风速10-25m/s。预燃室2的外壳由多层钢板焊接而成，钢板间设置有二次风风道7和三次风风道8，内衬有50-100mm厚的耐火材料，预燃室长度和直径之比L/D＝0.6-1.5，预燃室内壁设置有1-4个切向的二次风风口3，占总风量40-50％的二次风，由此以30-65m/s的风速切向进入预燃室内，强劲的二次风带动一次风、煤粉混合物强烈旋转，充分混合而燃烧。在预燃室出口的耐火材料环形截面上设置有多个均布的、与预燃室轴线呈α角(0°≤α＜30°)的、截面相等的三次风风口4，三次风为直流风，占总风量的25-35％，风速20-65m/s。三次风经器壁自身预热后，以α角直接射入火焰，使未燃烬的煤粉进一步与空气混合，产生高温的燃烧火炬。二、三次风共用一个入口，在入口处设置有调节阀板5，当需要调节的时候，变动调节阀板5的位置即可控制二、三次风的分配比例，使火焰长度得到调节，以满足不同加热工艺的要求。

本实用新型的工业性试验用于Φ530开坯车间的轧钢加热炉，用两只500Kg/h的本实用新型燃烧器替换原加热炉的四只300Kg/h旋流式煤粉燃烧器，解决了原燃烧器点火难的问题，使用本实用新型，点火时不再需要大量的木材和油，也不再造成环境污染，仅用少许油棉纱即可点燃。同时，炉子产量、钢坯加热质量、煤燃烬度均提高了，钢坯的氧化烧损减少。

本实用新型的工业性试验还用于锅炉(4T/h、6T/h)|改造，用一台200Kg/h的本实用新型的燃烧器与炉排混烧，平均节能25％，燃烧稳定，锅炉出力提高，同时也解决了小容量锅炉不能采用煤粉火炬燃烧的难题。

本实用新型适用于各种燃煤工业炉窑。

Claims (1)

1、一种旋流式煤粉预燃室燃烧器，主要由蜗壳旋流器、预燃室及风口组成，其特征在于：蜗壳旋流器(1)设置在预燃室(2)的根部，预燃室外壳由多层钢板焊接而成，钢板间设置有二、三次风风道，预燃室内呈圆筒形结构，内衬耐火材料，外壳依实际情况可制成八角形、圆形或其它多边形，二次风风口(3)设置于预燃室中部，为1至4个，其出口与预燃室内壁相切，三次风风口(4)设置于预燃室出口的环形截面上，是多个均匀分布的截面相同的小风口，其出口与预燃室轴线呈α角，0°≤α＜30°，二、三次风共用一个进风口，由调节阀板(5)调节二、三次风的分配比例，蜗壳旋流器中心部设置有点火孔(6)。

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