燃燒器設(shè)備的制造方法
【專利說(shuō)明】燃燒器設(shè)備
[0001]本發(fā)明涉及一種燃燒器設(shè)備。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于與如旋轉(zhuǎn)干燥器或窯的干燥器結(jié)合使用的燃燒器設(shè)備，例如用于干燥聚集物的類型的旋轉(zhuǎn)干燥器。
[0002]發(fā)明背景
[0003]柏油為在英國(guó)和歐洲用以表示筑路和其它土木工程應(yīng)用中所使用的材料的名稱，其包括瀝青中包覆的聚集物(例如碎石、砂礫、卵石、沙子以及回收的破碎柏油路面材料)。在美國(guó)，這種材料一般被稱為柏油混凝土。
[0004]用于制造柏油的聚集物通常含有大量水，這是因?yàn)樘崛【奂锏慕橘|(zhì)的濕潤(rùn)性質(zhì)，或因?yàn)榫奂镆恢绷粼趹敉獠⑶乙虼艘恢北┞队诖髿馑?。因此，聚集物在使用之前需要干燥。此外，為確保聚集物和瀝青的有效混合并且使瀝青與聚集物的粘合最大化，所希望的是聚集物應(yīng)在與瀝青混合之前加熱。出于這些原因，用于制造柏油的聚集物傾向于加熱至150°C至190°C范圍內(nèi)或更高的溫度。在如熱軋柏油(HRA)的一些柏油混合物中，使用高達(dá)220°C至230 °C的溫度。
[0005]典型的柏油設(shè)施因此將包括用于干燥和加熱聚集物的干燥器。用于柏油設(shè)施中的常見(jiàn)形式的干燥器為滾筒干燥器，其中用于干燥過(guò)程的熱量由在圓筒的一端處的一個(gè)或多個(gè)燃燒器提供?？諝獗怀槲┻^(guò)燃燒燃燒器并且來(lái)自燃燒器的加熱氣體沿滾筒的內(nèi)部穿過(guò)并且通過(guò)在圓筒的遠(yuǎn)端處的氣體排放出口排出。穿過(guò)圓筒的來(lái)自燃燒器的熱氣體流用于干燥聚集物。為促進(jìn)干燥和加熱過(guò)程，圓筒的干燥區(qū)的內(nèi)側(cè)壁具備一系列鏟斗或葉片，所述鏟斗或葉片從圓筒的底板鏟起聚集物，將它們提升至圓筒的旋轉(zhuǎn)高點(diǎn)，并且然后使它們落下，以使得它們以聚集物簾幕的形式穿過(guò)熱氣體流回落至圓筒的底板。在大多數(shù)已知類型的圓筒干燥器中，使用逆流布置，其中圓筒為傾斜的，以使得干燥聚集物從與燃燒燃燒器相對(duì)的圓筒端處的入口逐漸朝向燃燒器所位于的端迀移。一旦聚集物到達(dá)燃燒器端，便將干燥的熱聚集物排放到如斗式升降機(jī)的輸送裝置中，所述輸送裝置將它們運(yùn)載至在與熱瀝青混合以形成柏油之前儲(chǔ)存它們的熱聚集物儲(chǔ)存容器中。
[0006]許多已知干燥器的問(wèn)題是，出于各種原因，已證明難以實(shí)現(xiàn)有效燃燒。許多干燥器中發(fā)現(xiàn)的短燃燒區(qū)以及由下落聚集物和氣載塵埃造成的干擾各自促成低效燃燒。
[0007]如果燃料的燃燒不完全，那么排到大氣中的廢氣排放物將含有較大濃度的污染物，如一氧化碳、硫氧化物和氮氧化物。除了成為大氣污染物外，未燃燒的燃料將凝結(jié)在許多聚集物干燥設(shè)施中所用的袋式過(guò)濾器上，從而縮短過(guò)濾器的使用壽命，由此增加更換袋子的成本。
[0008]為防止不完全燃燒，習(xí)慣上設(shè)置燃燒器，以使得量超過(guò)燃燒所需的化學(xué)計(jì)算量的空氣在燃燒之前或期間與燃料混合。但是，如果將太多過(guò)量空氣引入到燃燒器中，那么這將導(dǎo)致效率低下，并且具體地說(shuō)，導(dǎo)致穿過(guò)干燥圓筒的空氣與干燥圓筒中的聚集物之間的熱傳遞效率低下。因此理想的是，燃燒器應(yīng)被設(shè)置成使用完全燃燒所需的最低可能水平的過(guò)量空氣。
[0009]迄今，已證明非常難以控制柏油設(shè)施干燥器中所用的過(guò)量空氣的量，并且通常，柏油設(shè)施干燥器傾向于“過(guò)度通風(fēng)”。因此，鑒于用于鍋爐的氣體燃燒器可使用少至5%過(guò)量空氣而很好地起作用，柏油干燥器設(shè)施通常以大約在100%與1000%之間的過(guò)量空氣水平操作。因此，柏油干燥器設(shè)施通常就其能量消耗來(lái)說(shuō)效率非常低。
發(fā)明概要
[0010]本發(fā)明的一個(gè)目的為提供一種需要較少過(guò)量空氣的能量效率更高的燃燒器-干燥器布置。
[0011]本發(fā)明的另一目的為提供一種呈模塊化形式的燃燒器，其中單獨(dú)模塊可容易地分開或移除以允許出于維修目的進(jìn)入所述燃燒器的受限區(qū)域。
[0012]本發(fā)明的另一目的為提供一種能夠有效燃燒超過(guò)一種燃料的燃燒器。
[0013]一方面，本發(fā)明提供一種用于聚集物干燥器的燃燒器，所述燃燒器具備用于控制過(guò)量空氣的裝置。
[0014]因此，在第一方面，本發(fā)明提供一種被構(gòu)造用于與用于干燥聚集物的干燥器一起使用的燃燒器，所述燃燒器包括:
[0015]燃燒器室，其中安裝有燃料霧化燃燒器噴嘴和用于將燃料輸送至所述燃燒器噴嘴的裝置；
[0016]裝置，其提供穿過(guò)所述燃燒器室并且進(jìn)入燃燒室中的空氣流；
[0017]燃燒室，燃料在其中燃燒；所述燃燒室具有在上游端處與所述燃燒器室連通的開口和在其下游端處用于將燃燒氣體和加熱空氣傳遞至所述干燥器的干燥室中的開口 ；所述燃燒器噴嘴被布置成將霧化燃料流引導(dǎo)至所述燃燒室中；
[0018]第一氣流調(diào)節(jié)器裝置，其安裝在所述燃燒室的上游端處的開口中或橫跨所述開口，以使得存在圍繞所述第一氣流調(diào)節(jié)裝置的周邊構(gòu)成空氣逸出通道的空隙，
[0019]所述第一氣流調(diào)節(jié)器裝置在其中具有一個(gè)或多個(gè)窗口，由風(fēng)扇提供的空氣流通過(guò)所述窗口被引導(dǎo)至所述燃燒室中以與來(lái)自所述燃燒器噴嘴的霧化燃料混合，所述一個(gè)或多個(gè)窗口被構(gòu)造成向氣流施加擾動(dòng)；以及
[0020]第二氣流調(diào)節(jié)器裝置，其包括圍繞所述燃燒室的上游端處的開口外圍安裝的一個(gè)或多個(gè)空氣偏轉(zhuǎn)器元件，所述第二氣流調(diào)節(jié)器裝置被布置成向穿過(guò)所述空氣逸出通道的過(guò)量空氣施加擾動(dòng)。
[0021]優(yōu)選地，第二氣流調(diào)節(jié)器裝置是相對(duì)于燃燒室的上游端處的開口固定的(S卩，不可移動(dòng)地安裝的)。例如，第二氣流調(diào)節(jié)器裝置可安裝在燃燒室內(nèi)在將燃燒室與燃燒器室分開的壁上，以使得所述第二氣流調(diào)節(jié)器裝置圍繞所述開口。
[0022]在一個(gè)實(shí)施方案中，第二氣流調(diào)節(jié)器裝置包括安裝在燃燒室內(nèi)壁上、緊密靠近圍繞第一氣流調(diào)節(jié)器裝置周邊的空氣逸出通道的多個(gè)空氣扭轉(zhuǎn)葉片。空氣扭轉(zhuǎn)葉片通常成角度以便將空氣引導(dǎo)成渦流。這種布置的優(yōu)點(diǎn)在于空氣扭轉(zhuǎn)葉片可容易地改裝到現(xiàn)有燃燒器燃燒室中。
[0023]由第二氣流調(diào)節(jié)器裝置施加的扭轉(zhuǎn)的方向可與由第一氣流調(diào)節(jié)器裝置施加的扭轉(zhuǎn)的方向相反。
[0024]第二氣流調(diào)節(jié)器裝置通常具備多個(gè)成角度的葉片(“空氣扭轉(zhuǎn)葉片”)，所述葉片向氣流施加螺旋運(yùn)動(dòng)。
[0025]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，第一氣流調(diào)節(jié)器裝置和第二氣流調(diào)節(jié)器裝置兩者被布置成在相反方向上扭轉(zhuǎn)穿過(guò)其中的空氣流。
[0026]第一和第二氣流調(diào)節(jié)器裝置的組合提供霧化燃料與空氣的更有效的混合，從而促進(jìn)更完全燃燒并且減少如一氧化碳的部分燃燒產(chǎn)物的排放。
[0027]優(yōu)選地，提供裝置以用于改變圍繞第一氣流調(diào)節(jié)器周邊的空氣逸出通道的大小，以便改變進(jìn)入燃燒室的過(guò)量空氣流。
[0028]例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，第一氣流調(diào)節(jié)器裝置可被安裝成可沿軸向路徑向前或向后移動(dòng)，以便改變空氣逸出通道的大小。
[0029]在另一實(shí)施方案中，提供可移動(dòng)擋板元件，可(例如在軸向方向上)移動(dòng)所述擋板元件以減小或增大空氣逸出通道的大小。
[0030]第一氣流調(diào)節(jié)器裝置通常被構(gòu)造成向穿過(guò)它的空氣流施加扭轉(zhuǎn)。因此，例如，第一氣流調(diào)節(jié)器裝置可采取漩渦板的形式，所述漩渦板包括被布置成將空氣流扭轉(zhuǎn)成渦流的多個(gè)徑向延伸的輪葉。
[0031 ] 燃燒器噴嘴方便地安裝在漩渦板中的中心開口中。
[0032]第一氣流調(diào)節(jié)器裝置可具有外圍表面，所述表面被成形為引導(dǎo)過(guò)量空氣穿過(guò)空氣逸出通道。例如，外圍邊緣或表面可相對(duì)于第一氣流調(diào)節(jié)器裝置的平面以20°至70°，通常30°至60° (更通常40°至50°，例如大致45° )的角度傾斜。表面的傾斜角度為使得，即入射在所述表面上的空氣被引導(dǎo)向外并圍繞第一氣流調(diào)節(jié)器裝置，并且進(jìn)入燃燒室中。
[0033]可提供裝置用于改變圍繞第一氣流調(diào)節(jié)器裝置周邊的空隙，以便改變進(jìn)入燃燒室中的過(guò)量空氣流。因此，可使空隙減小以減少圍繞第一氣流調(diào)節(jié)器裝置周邊的過(guò)量空氣流，或可使空隙變寬以增加進(jìn)入燃燒室中的過(guò)量空氣流。
[0034]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，圍繞第一氣流調(diào)節(jié)器裝置周邊的空隙由第一氣流調(diào)節(jié)器裝置的外邊緣與燃燒室上游開口的內(nèi)緣之間的距離限定。在這個(gè)實(shí)施方案中，空隙的大小可通過(guò)相對(duì)于所述開口的內(nèi)緣移動(dòng)第一氣流調(diào)節(jié)器裝置來(lái)控制。
[0035]例如，第一氣流調(diào)節(jié)器裝置在軸向方向上向后或向前移動(dòng)將導(dǎo)致空隙的大小改變。
[0036]在替代實(shí)施方案中，第一氣流調(diào)節(jié)器裝置為不可移動(dòng)的，以使得空氣導(dǎo)向元件的外邊緣與燃燒室上游開口的內(nèi)緣之間的距離為固定的，并且提供可移入或移出空隙以改變空隙大小的可移動(dòng)擋板元件?？梢苿?dòng)擋板元件可為例如可在軸向方向上前后移動(dòng)的環(huán)形元件。
[0037]在另一實(shí)施方案中，第一氣流調(diào)節(jié)器裝置可相對(duì)于所述開口的內(nèi)緣移動(dòng)，以便改變其間空隙的大小，并且提供可移動(dòng)擋板元件，所述可移動(dòng)擋板元件提供對(duì)空隙大小的進(jìn)一步控制。
[0038]第一氣流調(diào)節(jié)器裝置在可移動(dòng)時(shí)，可安裝在支撐架或支撐桿上，所述支撐桿例如憑借安裝在或連接到如電動(dòng)機(jī)或螺線管驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的致動(dòng)器或氣動(dòng)或水力夯錘上而可移動(dòng)。第一氣流調(diào)節(jié)器裝置可安裝在多個(gè)(例如三個(gè)或四個(gè))支撐桿上，每個(gè)支撐桿安裝在致動(dòng)器上。因此，例如可存在三個(gè)或四個(gè)使支撐桿移動(dòng)的這種致動(dòng)器。
[0039]第一氣流調(diào)節(jié)器裝置和燃料霧化燃燒器噴嘴可安裝在連接至如電動(dòng)機(jī)或螺線管驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器或氣動(dòng)或水力夯錘的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器的可移動(dòng)支撐架上。支撐架可有利地為沿由一個(gè)或多個(gè)固定支撐導(dǎo)軌提供的軌道可移動(dòng)的。在一個(gè)實(shí)施方案中，支撐架從固定支撐導(dǎo)軌懸掛。
[0040]如點(diǎn)火噴槍的點(diǎn)火裝置通常被提供用于在燃燒器啟動(dòng)時(shí)點(diǎn)燃霧化燃料。點(diǎn)火裝置(例如噴槍)可例如安裝在可移動(dòng)支撐架(當(dāng)存在時(shí))上。
[0041]燃燒器優(yōu)選地具備用于測(cè)量由燃燒器產(chǎn)生的火焰的至少一個(gè)特征和/或由