專利名稱：細粉狀固體燃料燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種細粉狀固體燃料燃燒器，具體地說涉及一種用于例如波特蘭水泥熟料、礬土等的燃燒爐或鍋爐燃燒室的具有高燃燒效率的細粉狀固體燃料燃燒器。
下文的敘述是以一種在轉(zhuǎn)窯中焙燒水泥熟料用的細粉狀固體燃料燃燒器為實例進行的。
在環(huán)形的燃燒噴口的內(nèi)側(cè)，設(shè)置帶有旋轉(zhuǎn)導(dǎo)葉的內(nèi)側(cè)一次空氣(旋風(fēng))噴口，而在燃料噴口的外側(cè)形成有外側(cè)一次空氣(直風(fēng))噴口。在中心形成的是點燃咀的插孔。由細粉燃料恒定供料器(圖中未示)供給至燃料噴口的燃料，懸浮在承載燃料的空氣中，并且從燃燒器前端的燃料噴口噴射出來。
從一次空氣噴口噴射出來的內(nèi)側(cè)一次空氣形成旋流，增強噴射燃料的擴散，控制燃燒的狀態(tài)。
供給燃料噴口外側(cè)的外側(cè)一次空氣，從開在前蓋上的空氣噴口直線噴出，使燃料燃燒。
在這種傳統(tǒng)的細粉狀固體燃料燃燒器中，實現(xiàn)燃燒狀態(tài)的控制，要調(diào)節(jié)包括一次空氣(從燃燒器噴出的燃料承載空氣，即旋風(fēng)和直風(fēng)的總和)和二次空氣(經(jīng)過熟料冷卻器回收熱量后進入轉(zhuǎn)窯內(nèi)的高溫空氣)的燃燒空氣的總量對燃料量的比例，并且要調(diào)節(jié)旋風(fēng)與直風(fēng)的速比。
在這種傳統(tǒng)的燃燒器中，為了改善燃料-空氣混合特性，要把從環(huán)形的細粉狀固體燃料噴口內(nèi)側(cè)噴出的內(nèi)部一次空氣，變成環(huán)形旋流束噴進爐內(nèi)。使用渦流數(shù)(Swirlnumber)作為表示這種環(huán)形旋流束狀態(tài)的參數(shù)，渦流數(shù)用內(nèi)射(intra-jel)動量矩除以內(nèi)射軸向動量和燃燒器半徑的乘積來表示。
在固體燃料的場合，因為其燃料-空氣混合特性通常劣于其它燃料，需要大的渦流數(shù)，為了獲得這樣大的渦流數(shù)，就需要加大旋轉(zhuǎn)速度和空氣量，或者加大內(nèi)側(cè)一次空氣的排出速度及其流量。結(jié)果，由燃燒器供應(yīng)的高壓一次空氣的比例變大，這樣就不可避免地需要使用大容量的高壓風(fēng)扇。
因此，從節(jié)能的觀點來說，需要發(fā)展一種燃燒器，其燃料-空氣混合特性優(yōu)異，并且所采用的一次空氣對燃燒空氣總量的比例可以減小。
在為克服上述問題和獲得有高燃燒效率的燃燒器而進行的研究中，本發(fā)明人注意到，和渦流數(shù)作為表示細粉固體燃料同燃燒空氣的混合特性的參數(shù)有關(guān)，增加渦流數(shù)所能取得的效果也可以通過使內(nèi)側(cè)一次空氣的噴射方向垂直于燃燒器的中心軸線而同樣獲得。其結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)展了一種燃燒器，其特征在于內(nèi)側(cè)一次空氣的噴口從燃燒器前端伸出，并且在圓周上向外側(cè)開口，使擴散空氣以60至200度擴散角的范圍流出。
附面說明如下

圖1(a)是實施本發(fā)明的一種燃燒器的縱向剖視圖;
圖1(b)是圖1(a)的局部放大視圖;
圖2(a)是一種慣用燃燒器的縱向剖視圖;
圖2(b)是沿圖2(a)B-B箭頭方向所視的視圖。
參看圖2，圖中顯示了一種慣用的固體燃料燃燒器。
圖2(a)是一種慣用的細粉狀固體燃料燃燒器前端部分的縱向剖視圖。圖2(b)是沿圖2(a)的B-B箭頭方向所看到的同一個燃燒器前端部分的視圖。
這種燃燒器是由多層出口結(jié)構(gòu)組成的，從中心向外周按以下順序排列在中心部分的點燃火焰口6;環(huán)形的內(nèi)側(cè)一次空氣噴口3，其出口端置有旋流導(dǎo)葉4;環(huán)形的固體燃料噴口5;以及外側(cè)的一次空氣噴口2，它是由開在環(huán)形前蓋2a上的孔2b組成的。
上述慣用燃燒器的燃料-空氣混合特性取決于旋轉(zhuǎn)的一次空氣的渦流數(shù)，它要求高價的大流量的一次空氣，而不是更經(jīng)濟的二次熱空氣，后者帶有大量的從熟料冷卻器回收的顯熱。
如圖1所示，在本發(fā)明的燃燒器1中，在伸出的內(nèi)側(cè)一次空氣部分的圓周上形成多個有要求形狀的內(nèi)側(cè)一次空氣噴口7，形成擴散角為60至200度的擴散空氣流，使內(nèi)側(cè)噴射空氣的運動方向接近垂直于燃燒器中心軸線的方向，由此攪動固體燃料層以增大渦流數(shù)。
內(nèi)側(cè)一次空氣噴口7的形狀并不特別限定。它可以是圓形的，狹縫形的或多邊形的。各噴口7面向燃燒器前方的擴散角(圖1(b)中所示為該角θ的二分之一)的范圍是60至200度。該角可以依據(jù)燃燒狀態(tài)來確定。
當(dāng)該擴散角小于60度時，則擴散流與慣用的旋流沒有區(qū)別。只有當(dāng)擴散角在60至200度的范圍內(nèi)時才能獲得理想的結(jié)果。另一方面，擴散角超過200度也是不理想的，因為產(chǎn)生了更大的逆風(fēng)。
此外，最理想的是上述噴口相對于徑向方向的傾角設(shè)置在0至60度的范圍內(nèi)，最好取零度，與徑向方向重合。
在內(nèi)側(cè)一次空氣噴口的伸出端上有可能熱損毀的地方，可在靠近端部的部分成形冷卻孔。
實施本發(fā)明的結(jié)果，證明了本發(fā)明具有下列的優(yōu)異功能和極積的效果(1)有可能將所使用的一次空氣，即流過燃燒器的總空氣量的比例降低3-5%。
(2)轉(zhuǎn)窯的廢氣溫度降低，廢氣中一氧化碳的濃度減小。
(3)可便于調(diào)節(jié)燃燒器的火焰形狀。
根據(jù)上述的效果，所使用的高溫二次空氣的比例可以增大，使燃燒消耗比減小了，燃燒狀態(tài)改善了。結(jié)果，穩(wěn)定運轉(zhuǎn)成為可能，并且證實能夠取得極優(yōu)的節(jié)能效果。
權(quán)利要求
1.一種細粉狀固體燃料燃燒器(1)，在環(huán)形的細粉狀固體燃料噴口(5)的內(nèi)側(cè)有內(nèi)側(cè)一次空氣噴口(7)，在所述噴口(5)的外側(cè)有外側(cè)一次空氣噴口(2)，本發(fā)明的特征在于所述內(nèi)側(cè)一次空氣噴口(7)從燃燒器向前伸出，沿著圓周向外開口，所述每個噴口(7)的開口在燃燒器前面方向上的擴散角，被設(shè)置在60-200度的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于所述內(nèi)側(cè)一次空氣噴口(7)在圓周上相對于相應(yīng)的徑向方向的傾角在0至60度的范圍內(nèi)。
全文摘要
一種細粉狀固體燃料燃燒器(1)，在環(huán)形的細粉狀固體燃燒噴口(5)的內(nèi)側(cè)有內(nèi)側(cè)一次空氣噴口(7)，在該噴口(5)的外側(cè)有外側(cè)一次空氣噴口(2)。內(nèi)側(cè)一次空氣噴口(7)由燃燒器向前伸出，沿徑向向外開口，每個噴口(7)的開口在燃燒器前面方向上的擴散角被設(shè)置在60℃—200℃的范圍內(nèi)。
文檔編號F23D1/02GK1032854SQ8710756
公開日1989年5月10日 申請日期1987年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月29日
發(fā)明者広田洋二, 中川靖博, 村井卓郎 申請人:三菱礦業(yè)水泥株式會社