一种单煤气分级燃烧器的制作方法

[0001]
本实用新型属于窑炉热工设备制造领域，具体涉及一种单煤气分级燃烧器。


背景技术：

[0002]
燃料分级燃烧技术自1980年代诞生以来，较多的应用于电厂锅炉和水泥回转窑中，并且主要应用于煤粉燃料。但随着国家节能环保政策越来越严格，该项技术逐步扩展至各种工业窑炉。现有的分级燃烧设备着重于利用控制区间风流向、混合方式等手段，实现提高燃烧效率，提升窑炉等设备的性能，增加燃烧器输出能力等目的，但相应的，导致燃烧过程中产生的nox、co等有害物质随着生产工作的持续展开而累积，并导致废气污染。不仅增加了企业成本，也为社会和国家带来潜在的环境污染负担。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型创造的目的在于，提供一种能够有效提高单品种煤气的燃烧效率，实现煤气与助燃风分级混合燃烧，同时控制风流量比例，在实现煤气充分燃烧的同时，利用煤气与助燃风的存量比来抑制nox、co等有害物质产生，进而能够进一步提高燃烧效率同时防止有害风产生的单煤气分级燃烧器。
[0004]
为实现上述目的，本实用新型创造采用如下技术方案。
[0005]
一种单煤气分级燃烧器，分级燃烧器为多筒结构，包括
[0006]
设于最外层轴流风筒1，设于轴流风筒1内的煤气筒3、设于煤气筒3内部的中心旋流风筒4、设于中心旋流风筒4内部的中心直流风筒5；设于煤气筒3前端外侧且位于轴流风筒1和煤气筒3之间的外旋流风筒2；
[0007]
外旋流风筒2与煤气筒3之间，中心旋流风筒4和中心直流风筒5之间分别设置有旋流导风片；
[0008]
轴流风筒1和煤气筒3之间空间构成外围风通道10，外围风通道10前端被外旋流风筒2分割形成外侧的轴流风通道10a以及内侧的旋流风通道10b；
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煤气筒3和中心旋流风筒4之间空间构成煤气通道11，煤气通道11的前端出口处设有分散板11a，分散板11a上均匀设有分散孔91；
[0010]
中心旋流风筒4和中心直流风筒5之间空间构成中心旋流风通道12，中心直流风筒5 中间孔道构成中心直流风通道13。
[0011]
对前述单煤气分级燃烧器的进一步改进，流经轴流风通道10a、旋流风通道10b、中心旋流风通道12、中心直流风通道13风的流量比为30％：20％：40％：15％。
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对前述单煤气分级燃烧器的进一步改进，轴流风通道10a、旋流风通道10b、中心旋流风通道12、心直流风通道13的截面积比为3：2：5：2。
[0013]
对前述单煤气分级燃烧器的进一步改进，流经轴流风通道10a、旋流风通道10b、中心旋流风通道12、中心直流风通道13中的助燃风的总流量与流经煤气通道11的煤气总流量之比为15：10。
[0014]
对前述单煤气分级燃烧器的进一步改进，从轴流风通道10a、旋流风通道10b、煤气通道11、中心旋流风通道12、中心直流风通道13出口喷出的气流的速度比为5：5：3：5： 1。
[0015]
对前述单煤气分级燃烧器的进一步改进，各分散板11a上分散孔91与中心旋流风筒4 上旋流导风片出风方向相互交错，以使各煤气小气流于各旋流气流相互交错。
[0016]
对前述单煤气分级燃烧器的进一步改进，所述轴流风筒1前端先向外旋流风筒2靠近形成锥形收束部1a，之后向前延伸形成喷口部1b。
[0017]
对前述单煤气分级燃烧器的进一步改进，旋流导风片分别设于旋流风通道10b的后侧、旋流风通道12的前侧。
[0018]
对前述单煤气分级燃烧器的进一步改进，所述旋流导风片包括呈中心阵列设置形成螺旋桨状的多个斜置薄片90。
[0019]
其有益效果在于：
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基于本申请的单煤气分级燃烧器，一方面通过将单煤气通过小孔形成分散，使煤气出口的动能降低，与中心旋流风、中心直流风相互交错并旋流混合，使中心风与单煤气充分混合，利用中心风使单煤气完成约70％的燃烧，在此区间，单煤气相对浓度高，同时产生 co富裕，此处形成一次燃烧区，在一次燃烧区，燃烧反应生成的高温烟气能够抑制nox 的形成；煤气在经过一次燃烧之后，外侧旋流风与上述生成的高温烟气含co快速混合，形成二次燃烧区，在此区间，co被稀释后浓度降低，燃烧反应能够平稳进行且能够较为充分的燃烧，使得co燃烧变成co2，避免了有害风的产生，之后汇入外围轴流风使得助燃风过量，与二次燃烧区未完全反应的co反应，形成充过量燃烧区，并将降低喷口气流温度，在此区间，nox生成的温度条件消失，无法形成nox，进而通过构造不同燃烧区间模柄合理控制燃烧区间的流量以及燃烧环境，使得最常见的co和nox有害风充分燃烧或抑制其产生，在保证燃烧效率的同时，利用燃烧器在源头实现了有害物质的处理，减少废气排放，提高了产品效应性能，有利于降低窑炉等行业的环保压力，保护环境。
附图说明
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图1是单煤气分级燃烧器的结构示意图；
[0022]
图2是单煤气分级燃烧器的喷口结构示意图.
具体实施方式
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以下结合具体实施例对本实用新型创造作详细说明。
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如图1、2所示，本实用新型涉及一种单煤气分级燃烧器，分级燃烧器为多筒结构，为保证各方向气流流量均匀稳定，保证各方向燃烧效率均衡，一般情况下，优先采用标准圆形结构，多筒结构包括：设于最外层轴流风筒1，设于轴流风筒1内的煤气筒3、设于煤气筒3内部的中心旋流风筒4、设于中心旋流风筒4内部的中心直流风筒5；设于煤气筒3 前端外侧且位于轴流风筒1和煤气筒3之间的外旋流风筒2；
[0025]
外旋流风筒2与煤气筒3之间，中心旋流风筒4和中心直流风筒5之间分别设置有旋流导风片；轴流风筒1和煤气筒3之间空间构成外围风通道10，外围风通道10前端被外旋流风筒2分割形成外侧的轴流风通道10a以及内侧的旋流风通道10b；煤气筒3和中心旋流风筒4之间空间构成煤气通道11，煤气通道11的前端出口处设有分散板11a，分散板11a上均匀设
有分散孔91；中心旋流风筒4和中心直流风筒5之间空间构成中心旋流风通道12，中心直流风筒5中间孔道构成中心直流风通道13。
[0026]
旋流风筒用于形成以一定角度和速度使助燃气流对煤气或者混合风进行冲击，提高混合效率，是助燃风能够与煤气充分均匀的混合，为提高冲击混合效率，本实施例中，位于各分散板11a上分散孔91与中心旋流风筒4上旋流导风片出风方向相互交错，以使各煤气小气流于各旋流气流相互交错冲击。旋流导风片分别设于旋流风通道10b的后侧、旋流风通道12的前侧。用于实现旋流的旋流导风片包括呈中心阵列设置形成螺旋桨状的多个斜置薄片90。
[0027]
如图1、图2所示，为保证喷口喷出火焰形状符合要求，减少发散，同时控制轴流风向中心燃烧器团汇聚，轴流风筒1前端先向外旋流风筒2靠近形成锥形收束部1a，之后向前延伸形成喷口部1b。
[0028]
为控制助燃气与煤气的混合比例，保证燃烧效率，同时根据不同燃烧阶段对燃烧风进行补充和限制，对流经轴流风通道10a、旋流风通道10b、中心旋流风通道12、中心直流风通道13风的流量进行限制，并设置为30％：20％：40％：15％的比例，基于此，通过对进入燃烧器中风流量的限制，能够在有效提高煤气燃烧效率的同时，提高助燃风利用率，减少废气排放量。
[0029]
一般情况下，虽然采用多个助燃通道，但助燃风一般是由同一根供气管来补充，为了，为改善燃烧器结构参数，保证在同一个气源情况下能够保证流量和流速的控制，本实施例中，轴流风通道10a、旋流风通道10b、中心旋流风通道12、心直流风通道13的截面积比为3：2：5：2。
[0030]
流经轴流风通道10a、旋流风通道10b、中心旋流风通道12、中心直流风通道13中的助燃风的总流量与流经煤气通道11的煤气总流量之比为15：10。
[0031]
进一步地，为提高助燃风、煤气以及混合风的切入速度，提高混合率，同时减少不需要涡流湍流，保证不同层气流相互之间能够持续保持相对稳定，是燃烧器能够持续稳定工作，在具体实施过程中，控制从轴流风通道10a、旋流风通道10b、煤气通道11、中心旋流风通道12、中心直流风通道13出口喷出的气流的速度比为5：5：3：5：1。在具体实施过程中，当通道截面或流量参数固定后，可以通过控制各通道出风口的尺寸或者，控制不同通道内气压来实现。
[0032]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型创造的技术方案，而非对本实用新型创造保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型创造作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型创造的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型创造技术方案的实质和范围。

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