一种火焰可调的回转窑富氧燃烧器的制作方法

1.本发明属于富氧燃烧器技术领域，具体涉及一种火焰可调的回转窑富氧燃烧器。


背景技术：

2.中国水泥产量占世界水泥产量的一半以上，作为“高能耗、高物耗、高污染”行业，中国水泥工业的碳排放占全国碳排放总量的14％左右，因此，水泥传统工业的低碳转型对于中国和全球意义重大。
3.目前水泥窑燃烧器一般采用多通道燃烧器，通过低一次风率充分利用高温二次风热量，达到节能减碳的目的，但能耗和碳排放还需要进一步降低。水泥窑富氧燃烧可以提高火焰温度和黑度，强化辐射传热，提高燃烧强度，降低燃料燃点温度和缩短燃尽时间，减少排烟体积等，节能与环保效果显著。目前水泥窑用富氧燃烧器主要问题在于火焰形状的调整，由于氧浓度的增加，煤粉与氧气在燃烧器喷口近处快速混合反应，导致火焰达不到水泥工艺所需的烧成带长度，并且可能导致火焰冲刷窑皮。同时由于水泥工艺的热量需求，一般需要使用优质的煤，从而导致水泥用煤的成本增加。
4.为解决上述富氧燃烧火焰形状不可控的问题，本发明提供了一种火焰可调回转窑富氧燃烧器，能够通过调节燃烧配风，实现灵活调节火焰形状，在保证水泥工艺和产品质量的前提下，降低能耗减少排放，拓宽煤质范围，发展友好、生态、环保的绿色水泥工业。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明提供一种火焰可调的回转窑富氧燃烧器，其针对富氧燃烧火焰形状不可控的问题。
6.本发明的实施例通过以下技术方案实现：
7.一种火焰可调的回转窑富氧燃烧器，包括同轴设置的若干个风道，所述风道由内而外依次是中心风通道、内旋流风通道、煤粉风通道、外旋流风通道以及轴流风通道。
8.在本发明的一实施例中，所述内旋流风通道包括内旋流风通道内侧壁和内旋流风外侧壁，所述内旋流风通道内侧壁上设置有外扩锥，所述外扩锥位于内旋流风通道输出端，用于使内旋流风径向扩散。
9.在本发明的一实施例中，所述中心风通道输出端设置有中心风喷口，所述中心风喷口为环形孔板结构，该中心风喷口上布置有1～3圈圆孔，每圈设置有4～36个圆孔。
10.在本发明的一实施例中，所述内旋流风通道内侧壁为中心风管外壁，即所述外扩锥安装在中心风管外壁上，所述中心风管及中心风通道可轴向移动。
11.在本发明的一实施例中，所述内旋流风通道和外旋流风通道输出端均设置有导流片。
12.在本发明的一实施例中，所述外旋流风通道和轴流风通道输入端均与上游进风通道连通。
13.在本发明的一实施例中，所述轴流风通道输出端设置有轴流风喷口，所述轴流风
喷口沿圆周设置有一圈开孔。
14.在本发明的一实施例中，所述开孔包括一级孔和二级孔，所述二级孔直径大于一级孔直径，二级孔数量与一级孔数量相同，所述一级孔和二级孔间隔设置。
15.在本发明的一实施例中，所述中心风通道中间设置有点火枪通道，用于安装点火枪。
16.本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
17.1.内、外旋流风增加煤风与富氧空气的接触面积，保证火焰长度的同时提高燃烧强度，提高煤粉的燃烧速度和燃尽率，扩大燃烧器使用煤质范围。
18.2.轴流风两级设计可以实现分段配风并保证轴流风刚度和火焰长度，形成足够长度的烧成带，使水泥熟料煅烧完全，并减少火焰扩散对窑皮的冲刷。
19.3.不同工况下调节各路风的风量配比、旋流风占比，以及内旋流风喷口位置可达到灵活调节火焰的目的，高效组织配风和流场可实现高效燃烧，同时富氧提高火焰温度和黑度，提高燃烧强度，减少排烟热损失，有效实现节能减排。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
21.图1为本发明的结构示意图；
22.图2为本发明的沿轴线剖开的剖面示意图；
23.图3为本发明中心风管的侧视示意图；
24.图4为本发明的中心风通道及内旋流风通道的结构示意图；
25.图5为本发明的正视示意图。
26.图标：1-中心风通道，2-内旋流风通道，3-煤粉风通道，4-外旋流风通道，5-轴流风通道，6-点火枪通道，7-上游进风通道，8-中心风喷嘴，9-扩锥，10-导流板，11-一级孔，12-二级孔，13-中心风管。
具体实施方式
27.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
28.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“配置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.请参照图1-图5，本实施例提供一种火焰可调的回转窑富氧燃烧器。
33.在本实施例中，富氧燃烧器由若干同轴设置的通风管道组成，相邻的通风管道之间的间隙为风道，该富氧燃烧器包括若干个同轴的风道。风道由内而外依次是中心风通道1、内旋流风通道2、煤粉风通道3、外旋流风通道4以及轴流风通道5。
34.在本实施例中，在中心风通道1的输出端设置有中心风喷口，中心风喷口为环形孔板结构，在中心风喷口上设置有1～3圈圆孔，每圈圆孔均沿圆周均匀设置，每圈的圆孔数为4～36个。圆孔的圈数以及每圈圆孔的孔数并不做完全限定，可根据实际的生产需要进行设置。中心风通道1用于提供点火枪配风以及冷却燃烧器喷头，同时放置火焰回流导致喷头烧损。在中心风通道1的中间设置有点火枪通道6，用于安装点火枪。
35.在本实施例中，内旋流风通道2包括内旋流风通道2内侧壁和内旋流风通道2外侧壁。内旋流风通道2的输出端设置有外扩锥9。前述外扩锥9位于内旋流风通道内侧壁上，外扩锥9为锥面结构，围绕内旋流风通道2内侧壁设置一圈，通过外扩锥9，可以使得内旋流风向外径向扩散，向外扩散的内旋流风加速与煤粉风混合，使燃烧器能够使用热值低、细度差、水分大等质量较差的燃料。外扩锥9与水平线之间的夹角一般选取5～15
°
，外扩锥9的角度可根据实际的生产需要确定。上述的内旋流风通道2内侧壁为中心风管13外壁，外扩锥9设置在中心风管13外壁上。中心风管13、中心风通道1以及点火枪通道6相对于燃烧器可在一定范围内轴向移动，当外扩锥9的端面与富氧燃烧器的端面平齐时，使得内旋流风向外扩散能够与煤粉风快速混合，扩锥9段缩进燃烧器内侧时，径向的扩散作用减小，避免富氧空气过早和物料接触。通过改变外扩锥9的位置，从而达到调节火焰的目的。中心风管13、中心风通道1以及点火枪通道6为一个整体，与燃烧器滑动连接，在燃烧器的后部能够轴向地推拉中心风管13、中心风通道1以及点火枪通道6所组成的整体。
36.在本实施例中，外旋流风通道4和轴流风通道5的输入端均与上游进风通道7连通，即外旋流风通道4和轴流风通道5共用同一个进风通道，上游进风通道7还配置有流量调节装置，能够对上游进风通道7的风量进行控制。外旋流风通道4和轴流风通道5共用同一个进风通道，结构紧凑，降低燃烧器加工难度。在外旋流风通道4和内旋流风通道2的输出端均设置有导流片，通过导流片产生旋流风。内旋流风通道2和外旋流风通道4的旋流角度在30～60
°
之间，能够加强煤粉灰与两侧的富氧空气混合，高效组织配风。
37.在本实施例中，轴流风通道5的输出端设置有轴流风喷口，该轴流风喷口沿圆周设置有一圈开孔，开孔包括一级孔11和二级孔12，一级孔11的孔径小于二级孔12的孔径。一级孔11和二级孔12的数量相同，一级孔11和二级孔12间隔设置。通过设置一级孔11和二级孔
12，形成两级轴流风，一级孔11流出的为一级轴流风，风量和冲量较小，主要为燃烧前期和中期提供氧气；二级孔12流出的为二级轴流风，风量和冲量比较大，可吸卷高温二次风至烧成带后端，保证轴流风的刚度和火焰长度，形成足够长度的烧成带，使水泥熟料煅烧完全，并减少火焰扩散对窑皮的冲刷。一级孔11和二级孔12的数量一般为4～60个，具体数量根据实际的生产需要进行确认。当一级孔11和二级孔12的数量较多时，相同孔径的孔可依次设置1～4个，开孔的形状可采用圆形、腰圆形或者组合使用。
38.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。