專利名稱：一種多通道混合燃料燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃燒器，特別涉及一種混合燃料燃燒器。
背景技術(shù)：
隨著水泥工業(yè)規(guī)模的快速擴大以及環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，國內(nèi)外水泥廠都在思考如何在提高生產(chǎn)質(zhì)量的同時，降低生產(chǎn)成本，以保持在市場中的競爭力?，F(xiàn)有技術(shù)中常用的水泥生產(chǎn)工藝包括以下6大步驟1.破碎及預(yù)均化；2.生料制備；3.生料均化；4.預(yù)熱分解；5.水泥熟料的燒成；6.水泥磨粉。水泥熟料的燒成在回轉(zhuǎn)窯中完成，在回轉(zhuǎn)窯中碳酸鹽進(jìn)一步的迅速分解并發(fā)生一系列固相反應(yīng)，隨著物料溫度升高， 固相礦物會變成液相，溶解于液相中的礦物進(jìn)行反應(yīng)生成大量熟料，熟料燒成后，溫度開始降低。最后由水泥熟料冷卻機將回轉(zhuǎn)窯卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫和水泥磨所能承受的溫度，同時回收高溫熟料的顯熱，提高系統(tǒng)的熱效率和熟料質(zhì)量。
回轉(zhuǎn)窯燃燒器常用于水泥熟料中，煤和電是水泥生產(chǎn)過程中主要的能源耗損，其中部分地區(qū)煤耗成本占了總成本的一半以上，減少煤耗將明顯降低生產(chǎn)成本，從而提高經(jīng)濟效益。燃燒器是水泥生產(chǎn)中主要的用煤設(shè)備，所以提高燃燒器的燃燒效率不僅可以降低煤的用量而且可以省電和減少NOx等有害氣體，同時也有助于熟料產(chǎn)、質(zhì)量的提高。上世紀(jì)70年代，國外使用的還是低效率的單通道燃燒器；但隨著能源危機和全球建筑業(yè)的興起，水泥行業(yè)使用了高效率的多通道燃燒器取代了原先單通道燃燒器?；剞D(zhuǎn)窯燃燒器不僅為燃燒提供了燃料和氧化劑，同時也是火焰成型最主要的動力裝置。因此，精確的工藝，將提供良好的工況，對熟料煅燒，成本減少都十分的重要。燃燒器內(nèi)通道中的一次風(fēng)是對水泥燒成系統(tǒng)影響最大的人工風(fēng)，對火焰成形、燃料燃燒、吸卷二次風(fēng)的數(shù)量都有很大的影響，因此精確的控制一次風(fēng)有助于熟料產(chǎn)、質(zhì)量的提高和煤電資源的節(jié)省；一次風(fēng)的溫度很低，過多的參與燃燒過程則明顯的降低了著火條件、增大風(fēng)機電耗、也不利于煤粉的燃燒而造成資源的浪費。但由于一次風(fēng)起著輸送燃料和火焰成形的作用因而不可取消，因此只有盡量降低一次冷風(fēng)在總風(fēng)量(包括一次風(fēng)、二次風(fēng)、窯尾高溫?zé)煔?中的占有率以保證燃燒器的燃燒效果。同時由于生料煅燒需要的熱能大部分是通過火焰光輻射進(jìn)行傳播的，因此火焰的溫度和形狀就十分的重要?；鹧鏈囟确从沉四芰苛Ｗ拥姆植记闆r，均勻的分布對熟料煅燒非常有利；根據(jù)國外研究表明，短而窄的火焰最有利于熟料的煅燒、煤粉的燃燒、熔渣的結(jié)晶和窯皮及燃燒器壽命的延長，而且這種火焰的熱流分布也比較理想。火焰的穩(wěn)定性將保證熟料煅燒的質(zhì)量的穩(wěn)定性和設(shè)備運行的安全性。 影響火焰的主要是一次風(fēng)率、出口速度，旋流強度，煤粉種類、顆粒大小等?，F(xiàn)有技術(shù)中，有一種油/煤兩用燃燒器，其公開號為CN200968598，專利號為 200620011395. 6，包括設(shè)置于燃燒室后部的風(fēng)箱以及由內(nèi)向外依次套設(shè)在風(fēng)箱風(fēng)道中的風(fēng)煤管、油槍；所述風(fēng)煤管后端的風(fēng)煤進(jìn)口通過輸送管道與外部的風(fēng)煤機連接；所述油槍口端裝設(shè)有噴油嘴，油槍后端的油口通過油管路與外部的油泵連接。還有一種回轉(zhuǎn)窯五風(fēng)道煤粉燃燒器，其公開號為工擬5四083，由五根同軸布置的鋼管及其相應(yīng)的出口噴嘴和調(diào)節(jié)風(fēng)量風(fēng)速所用的閥門所構(gòu)成。該產(chǎn)品是由各層套管之間的不同間隙構(gòu)成各自的通道，分別稱為外軸流風(fēng)通道，風(fēng)煤通道，內(nèi)軸流風(fēng)通道，內(nèi)選流風(fēng)通道和中心風(fēng)通道。各層風(fēng)管的前端部，均安裝有相應(yīng)的耐熱鋼出口噴嘴或旋流器。其不足之處在于上述燃燒器在水泥生產(chǎn)過程中，在需要較高的燃燒效果時，需要消耗大量的煤燃料，煤粉燃燒產(chǎn)生大量NOx污染物，有悖于我國實施節(jié)能減排的決心。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多通道混合燃料燃燒器，使得減少了煤粉的使用量，通過加入天然氣與煤粉混合燃燒，使其能達(dá)到較高的熱值效果，從而降低了成本。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種多通道混合燃料燃燒器，包括點火器通道管以及由內(nèi)向外依次共軸套設(shè)在點火器通道管外的內(nèi)風(fēng)管、旋風(fēng)管、風(fēng)煤管、天然氣管、外風(fēng)管， 所述內(nèi)風(fēng)管出風(fēng)端連接有內(nèi)風(fēng)噴嘴，內(nèi)風(fēng)噴嘴外周依次套設(shè)有旋風(fēng)噴嘴、風(fēng)煤噴嘴、天然氣噴嘴、外風(fēng)噴嘴，所述旋風(fēng)噴嘴連接在旋風(fēng)管出風(fēng)端，風(fēng)煤噴嘴連接在風(fēng)煤管出風(fēng)端，天然氣噴嘴連接在天然氣管出風(fēng)端，外風(fēng)噴嘴連接在外風(fēng)管出風(fēng)端，旋風(fēng)管與內(nèi)風(fēng)管之間設(shè)置有產(chǎn)生旋流風(fēng)的導(dǎo)風(fēng)板，所述內(nèi)風(fēng)管進(jìn)風(fēng)端、旋風(fēng)管進(jìn)風(fēng)端、外風(fēng)管進(jìn)風(fēng)端均與送風(fēng)通道相連，點火器通道管內(nèi)設(shè)置有點火器。本發(fā)明采用煤粉與天然氣混合作為燃燒燃料的工作過程是點燃點火器后，煤粉與天然氣分別經(jīng)風(fēng)煤管與天然氣管進(jìn)入，在兩者噴嘴處混合后，被點火器引燃，同時，軸向風(fēng)、旋流風(fēng)、中心風(fēng)分別經(jīng)外風(fēng)管、旋風(fēng)管、內(nèi)風(fēng)管由各自噴嘴輸出，為混合燃料的燃燒提供充足的氧氣，使得混合燃料燃燒更加充分、火焰達(dá)到最佳燃燒狀態(tài)。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明中，在通過將煤粉與天然氣混合作為燃料燃燒，使得在減少煤粉使用量的同時，也具有較好的燃燒狀態(tài)，天然氣燃燒產(chǎn)生二氧化碳和水，減少了單純的煤燃燒帶來的污染；天然氣管、風(fēng)煤管設(shè)置在作為一次風(fēng)輸出管的外風(fēng)管與旋風(fēng)管之間，使得天然氣與煤粉在噴嘴出口處充分混合，燃燒更加充分；同時，由于煤粉呈顆粒狀，質(zhì)量較大，旋風(fēng)管吹出的旋流風(fēng)的穩(wěn)定性好，兩者相結(jié)合，可以將煤粉吹送更遠(yuǎn)，使得燃燒的火焰被拉長，發(fā)熱點可以遠(yuǎn)離噴嘴，減少風(fēng)煤噴嘴處高溫結(jié)焦的可能性；同時，也增大了火焰內(nèi)部回流區(qū)，改善燃燒著火條件，以便進(jìn)一步完成充分燃燒；由于空氣具有擴散的特性，因此，形成的旋流風(fēng)必須位于且最好緊靠在風(fēng)煤管內(nèi)側(cè)；此外，旋流風(fēng)分布在中心空氣外側(cè)，對中心空氣形成一定的束縛作用，也保證了中心空氣和煤粉混合燃燒的位置可以盡量遠(yuǎn)離噴嘴，同樣也能夠避免風(fēng)煤噴嘴處高溫結(jié)焦的情況發(fā)生；再有，將天然氣管設(shè)置在風(fēng)煤管外周，由于火焰焰心溫度相對較低，使得天然氣噴嘴輸出的天然氣對風(fēng)煤有一定的保護(hù)作用，起到相對隔熱的效果，避免了由于溫度過高導(dǎo)致風(fēng)煤噴嘴處結(jié)焦，確保了燃燒的穩(wěn)定性，使得混合燃料燃燒更加充分；利用多通道輸出一次風(fēng)，降低了一次風(fēng)率，而且外風(fēng)噴嘴輸出的高速軸向風(fēng)還可以大量的引射高溫的二次風(fēng)，同時保證了較好的火焰形狀，從而提高了燃燒效果。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述點火器通道管的前端伸出內(nèi)風(fēng)管，且點火器通道管與內(nèi)風(fēng)噴嘴之間夾設(shè)有中心孔板。使得內(nèi)外部燃燒管能夠同軸。而且火焰根部可以引入更多的高溫CO2氣體，以減少A的分量。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述旋風(fēng)噴嘴與風(fēng)煤噴嘴之間、風(fēng)煤噴嘴與天然氣噴嘴之間均設(shè)置有支撐筋。增強了燃燒器的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而保證了燃燒穩(wěn)定性。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述外風(fēng)噴嘴上設(shè)置有內(nèi)臺階。使得外風(fēng)噴嘴超出了其余噴嘴的長度，這種位置分布造成了燃燒初期會形成十分快速膨脹的擴展型氣流，保證了較好的火焰形狀。作為本 發(fā)明的改進(jìn)，所述內(nèi)臺階卡接在天然氣噴嘴外周，且內(nèi)臺階上均勻分布有若干個圓孔。減小了外噴嘴出口面積，而且在保證了出口動量的基礎(chǔ)上，增加了火焰的剛度，減少了一次風(fēng)量，更多的吸卷了二次風(fēng)量，增強了燃燒效果。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述外風(fēng)噴嘴上的內(nèi)臺階、天然氣噴嘴、風(fēng)煤噴嘴、旋風(fēng)噴嘴及內(nèi)風(fēng)噴嘴徑向共面設(shè)置。使得燃燒更加充分。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述各噴嘴內(nèi)部出口處設(shè)置有錐面。起到調(diào)節(jié)一次風(fēng)出口速度及旋流強度，加快了燃料和燃燒空氣的混合速度，并在火焰中心形成高溫回流區(qū)，改善燃燒環(huán)境，使燃燒完全，并且在火焰中下游區(qū)形成外回流氣膜，保護(hù)窯皮。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述送風(fēng)通道上對應(yīng)設(shè)置有壓力表和控制內(nèi)風(fēng)管、旋風(fēng)管、夕卜風(fēng)管內(nèi)進(jìn)風(fēng)量的蝶閥。用以控制各風(fēng)道噴嘴的風(fēng)速、風(fēng)量，使得混合燃料能充分燃燒。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述外風(fēng)管外周設(shè)置有保護(hù)套。用以保護(hù)燃燒器，較少磨損。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述天然氣管、風(fēng)煤管、旋風(fēng)管、內(nèi)風(fēng)管均為接管結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)安裝拆卸方便。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中A處放大圖。其中，1點火器通道管、2風(fēng)煤管、2’風(fēng)煤噴嘴、3送風(fēng)通道、301內(nèi)風(fēng)管、301，內(nèi)風(fēng)噴嘴、302旋風(fēng)管、302’旋風(fēng)噴嘴、303外風(fēng)管、303’外風(fēng)噴嘴、4天然氣管、4’天然氣噴嘴、5 壓力表、6蝶閥、7內(nèi)臺階、8支撐筋、9導(dǎo)風(fēng)板、10中心孔板、11點火器。
具體實施例方式如圖1、2、3所示為一種多通道混合燃料燃燒器，包括點火器通道管1以及由內(nèi)向外依次共軸套設(shè)在點火器通道管1外的內(nèi)風(fēng)管301、旋風(fēng)管302、風(fēng)煤管2、天然氣管4、外風(fēng)管303，所述內(nèi)風(fēng)管301出風(fēng)端連接有內(nèi)風(fēng)噴嘴301’，內(nèi)風(fēng)噴嘴301’外周依次套設(shè)有旋風(fēng)噴嘴302’、風(fēng)煤噴嘴2’、天然氣噴嘴4’、外風(fēng)噴嘴303’，旋風(fēng)噴嘴302’連接在旋風(fēng)管302 出風(fēng)端，風(fēng)煤噴嘴2’連接在風(fēng)煤管出風(fēng)端，天然氣噴嘴4’連接在天然氣管4出風(fēng)端，外風(fēng)噴嘴303’連接在外風(fēng)管303出風(fēng)端，點火器通道管1的前端伸出內(nèi)風(fēng)管301，且點火器通道管1與內(nèi)風(fēng)噴嘴301’之間夾設(shè)有中心孔板10，旋風(fēng)管302與內(nèi)風(fēng)管301之間設(shè)置有產(chǎn)生旋流風(fēng)的導(dǎo)風(fēng)板9，內(nèi)風(fēng)管301進(jìn)風(fēng)端、旋風(fēng)管302進(jìn)風(fēng)端、外風(fēng)管303進(jìn)風(fēng)端均與送風(fēng)通道3 相連，點火器通道管1內(nèi)設(shè)置有點火器11，旋風(fēng)噴嘴302’與風(fēng)煤噴嘴2’之間、風(fēng)煤噴嘴2’ 與天然氣噴嘴4’之間均設(shè)置有支撐筋8，外風(fēng)噴嘴303’上設(shè)置有內(nèi)臺階7，內(nèi)臺階7卡接在天然氣噴嘴4’外周，且內(nèi)臺階7上均勻分布有若干個圓孔，外風(fēng)噴嘴303’上的內(nèi)臺階7、 天然氣噴嘴4’、風(fēng)煤噴嘴2’、旋風(fēng)噴嘴302’及內(nèi)風(fēng)噴嘴301’徑向共面設(shè)置，各噴嘴內(nèi)部出口處設(shè)置有錐面，送風(fēng)通道3上對應(yīng)設(shè)置有壓力表5和控制內(nèi)風(fēng)管301、旋風(fēng)管302、外風(fēng)管303內(nèi)進(jìn)風(fēng)量的蝶閥6，外風(fēng)管303外周設(shè)置有保護(hù)套，天然氣管4、風(fēng)煤管2、旋風(fēng)管302、內(nèi)風(fēng)管301均為接管結(jié)構(gòu)。本發(fā)明工作時，點燃點火器11后，煤粉與天然氣分別經(jīng)風(fēng)煤管與天然氣管4進(jìn)入， 在兩者噴嘴處混合后，被點火器11引燃并穩(wěn)定燃燒，軸向風(fēng)、旋流風(fēng)、中心風(fēng)分別經(jīng)外風(fēng)管303、旋風(fēng)管302、內(nèi)風(fēng)管301由各自噴嘴輸出，為混合燃料的燃燒提供充足的氧氣，使得混合燃料燃燒更加充分、火焰達(dá)到最佳燃燒狀態(tài)，火焰的燃燒效果的提高，提高了煅燒的效率，從而提高了生產(chǎn)效率；通過加入天燃?xì)馀c煤粉混合作為混合燃料，減少了單一燃料煤粉燃燒時NOx的排放量，采用綠色能源天燃?xì)庾鳛槿剂?，在保證燃燒效果的同時，起到了節(jié)能減排的效果，本發(fā)明結(jié)構(gòu)上的特征也保證火焰煅燒的最佳狀態(tài)。本發(fā)明并不局限于上述實施例，在本發(fā)明公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要創(chuàng)造性的勞動就可以對其中的一些技術(shù)特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多通道混合燃料燃燒器，其特征在于包括點火器通道管以及由內(nèi)向外依次共軸套設(shè)在點火器通道管外的內(nèi)風(fēng)管、旋風(fēng)管、風(fēng)煤管、天然氣管、外風(fēng)管，所述內(nèi)風(fēng)管出風(fēng)端連接有內(nèi)風(fēng)噴嘴，內(nèi)風(fēng)噴嘴外周依次套設(shè)有旋風(fēng)噴嘴、風(fēng)煤噴嘴、天然氣噴嘴、外風(fēng)噴嘴，所述旋風(fēng)噴嘴連接在旋風(fēng)管出風(fēng)端，風(fēng)煤噴嘴連接在風(fēng)煤管出風(fēng)端，天然氣噴嘴連接在天然氣管出風(fēng)端，外風(fēng)噴嘴連接在外風(fēng)管出風(fēng)端，旋風(fēng)管與內(nèi)風(fēng)管之間設(shè)置有產(chǎn)生旋流風(fēng)的導(dǎo)風(fēng)板，所述內(nèi)風(fēng)管進(jìn)風(fēng)端、旋風(fēng)管進(jìn)風(fēng)端、外風(fēng)管進(jìn)風(fēng)端均與送風(fēng)通道相連，點火器通道管內(nèi)設(shè)置有點火器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多通道混合燃料燃燒器，其特征在于所述點火器通道管的前端伸出內(nèi)風(fēng)管，且點火器通道管與內(nèi)風(fēng)噴嘴之間夾設(shè)有中心孔板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多通道混合燃料燃燒器，其特征在于所述旋風(fēng)噴嘴與風(fēng)煤噴嘴之間、風(fēng)煤噴嘴與天然氣噴嘴之間均設(shè)置有支撐筋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多通道混合燃料燃燒器，其特征在于所述外風(fēng)噴嘴上設(shè)置有內(nèi)臺階。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多通道混合燃料燃燒器，其特征在于所述內(nèi)臺階卡接在天然氣噴嘴外周，且內(nèi)臺階上均勻分布有若干個圓孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多通道混合燃料燃燒器，其特征在于所述外風(fēng)噴嘴上的內(nèi)臺階、天然氣噴嘴、風(fēng)煤噴嘴、旋風(fēng)噴嘴及內(nèi)風(fēng)噴嘴徑向共面設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多通道混合燃料燃燒器，其特征在于所述各噴嘴內(nèi)部出口處設(shè)置有錐面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多通道混合燃料燃燒器，其特征在于所述送風(fēng)通道上對應(yīng)設(shè)置有壓力表和控制內(nèi)風(fēng)管、旋風(fēng)管、外風(fēng)管內(nèi)進(jìn)風(fēng)量的蝶閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多通道混合燃料燃燒器，其特征在于所述外風(fēng)管外周設(shè)置有保護(hù)套。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多通道混合燃料燃燒器，其特征在于所述天然氣管、風(fēng)煤管、旋風(fēng)管、內(nèi)風(fēng)管均為接管結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了燃燒器領(lǐng)域內(nèi)的多通道混合燃料燃燒器，包括點火器通道管以及由內(nèi)向外依次共軸套設(shè)在點火器通道管外的內(nèi)風(fēng)管、旋風(fēng)管、風(fēng)煤管、天然氣管、外風(fēng)管，以及各管道出風(fēng)端對應(yīng)設(shè)置的內(nèi)風(fēng)噴嘴、旋風(fēng)噴嘴、風(fēng)煤噴嘴、天然氣噴嘴、外風(fēng)噴嘴，旋風(fēng)管與內(nèi)風(fēng)管之間設(shè)置有產(chǎn)生旋流風(fēng)的導(dǎo)風(fēng)板，所述內(nèi)風(fēng)管進(jìn)風(fēng)端、旋風(fēng)管進(jìn)風(fēng)端、外風(fēng)管進(jìn)風(fēng)端均與送風(fēng)通道相連，點火器通道內(nèi)設(shè)置有點火器。本發(fā)明通過在燃燒器內(nèi)加入天燃?xì)夤艿?，使得天然氣與煤粉混合作為燃料，降低了污染物NOx的排放量，提高了水泥生產(chǎn)中生料煅燒的效果。本發(fā)明適用于水泥生產(chǎn)中水泥煅燒環(huán)節(jié)。
文檔編號F23D17/00GK102183022SQ201110100780
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者劉斌, 劉觀鵬, 張志崗, 韋維 申請人:揚州市銀焰機械廠