一种水泥回转窑煤粉富氧燃烧器[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 211977552 U(45)授权公告日 2020.11.20

(21)申请号 202020692616.0(22)申请日 2020.04.29

(73)专利权人 杭州特盈能源技术发展有限公司

地址 310012 浙江省杭州市西湖区五洲国

际商业中心1幢913室

专利权人 东方电气洁能科技成都有限公司(72)发明人 何森林　吴家桦　田建　韦霆　

杨正军　(74)专利代理机构 杭州奥创知识产权代理有限

公司 33272

代理人 赵梅(51)Int.Cl.

F27B 7/34(2006.01)F23D 1/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图4页

()实用新型名称

一种水泥回转窑煤粉富氧燃烧器(57)摘要

本实用新型公开一种水泥回转窑煤粉富氧燃烧器，所述燃烧器为套筒式燃烧器，包括中心点火通道，旋流风通道，内轴流风通道，煤粉风通道，外轴流风通道，冷却风通道；中心点火通道置于燃烧器中心，旋流风通道置于中心点火通道与内轴流风通道之间，内轴流风通道置于旋流风通道外环，煤粉风通道置于内轴流风通道外环，外轴流风通道置于煤粉风通道外环，冷却风通道置于外轴流风通道外环。煤粉风通道优选为锯齿形通道。本实用新型具有结构紧凑、操作简单、燃烧稳定、燃烧效率高等优点。

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权　利　要　求　书

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1.一种水泥回转窑煤粉富氧燃烧器，其特征在于，所述燃烧器为套筒式燃烧器，包括中心点火通道、旋流风通道、内轴流风通道、煤粉风通道、外轴流风通道、冷却风通道；

中心点火通道置于燃烧器中心，旋流风通道置于中心点火通道与内轴流风通道之间，内轴流风通道置于旋流风通道外环，煤粉风通道置于内轴流风通道外环，外轴流风通道置于煤粉风通道外环，冷却风通道置于外轴流风通道外环。

2.根据权利要求1所述的水泥回转窑煤粉富氧燃烧器，其特征在于，所述煤粉风通道为锯齿形通道。

3.根据权利要求2所述的水泥回转窑煤粉富氧燃烧器，其特征在于，所述煤粉风通道包括内层和外层，内层外壁上均匀设有若干轴向锯齿，外层内壁上配套均匀设有若干轴向锯齿，安装时，内层外壁轴向锯齿和外层内壁轴向锯齿相错，形成锯齿形通道。

4.根据权利要求3所述的水泥回转窑煤粉富氧燃烧器，其特征在于，内层外壁上设有多个凸块，用于内外层安装时定位、支撑。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的水泥回转窑煤粉富氧燃烧器，其特征在于，旋流风通道的旋流器初始角度设置为45°，可根据煤种不同、回转窑负荷的变化对旋流角度进行调节。

6.根据权利要求1-4任一权利要求所述的水泥回转窑煤粉富氧燃烧器，其特征在于，内轴流风通道出口为圆形孔状，圆形孔状出口个数为4～48个。

7.根据权利要求1-4任一权利要求所述的水泥回转窑煤粉富氧燃烧器，其特征在于，外轴流风通道出口为圆形孔状，圆形孔状出口个数为4～48个。

8.根据权利要求1-4任一权利要求所述的水泥回转窑煤粉富氧燃烧器，其特征在于，冷却风通道为弧形环隙状通道。

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一种水泥回转窑煤粉富氧燃烧器

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技术领域

[0001]本实用新型涉及燃烧器技术领域，具体涉及一种水泥回转窑煤粉富氧燃烧器。背景技术

[0002]随着国内固定资产投资增速总体下滑态势，国内水泥产能过剩明显，在供给侧改革和去产能的背景下，新增水泥生产线逐年降低。大力开发新型干法水泥工艺新技术、新型低碳水泥生产技术、水泥生产先进节能减排技术、水泥窑协同处置成套技术与装备成为水泥行业发展的大趋势。

[0003]水泥生产线中回转窑窑头煤粉燃烧器用煤占比在30％～50％之间，燃料费用是水泥熟料的主要成本构成之一，在保证水泥产量且不增加水泥厂额外的生产成本的前提下，通过合理的燃烧组织能够降低回转窑用煤，可以大大降低水泥厂能耗，而回转窑煤粉燃烧器是组织煤粉燃烧最关键的设备，因此回转窑煤粉燃烧器的性能是考量回转窑燃烧的重要依据。

[0004]目前应用较多的回转窑煤粉燃烧器多采用三通道或者四通道布置形式。影响煤粉燃烧器性能的主要因素是一次风比例、煤粉速度、各通道出口风速及旋流强度等。普通回转窑煤粉燃烧器一般不能适应煤种变化所引起燃烧特性的变化，提高水泥产量的方法一般都通过增加煤粉流量的方式增加，既不经济，也容易引起温度场的不均匀，引起水泥熟料质量的变化。

实用新型内容

[0005]本实用新型的目的是提供一种水泥回转窑煤粉富氧燃烧器，以解决现有技术的不足。

[0006]本实用新型采用以下技术方案：[0007]一种水泥回转窑煤粉富氧燃烧器，所述燃烧器为套筒式燃烧器，包括中心点火通道、旋流风通道、内轴流风通道、煤粉风通道、外轴流风通道、冷却风通道；[0008]中心点火通道置于燃烧器中心，旋流风通道置于中心点火通道与内轴流风通道之间，内轴流风通道置于旋流风通道外环，煤粉风通道置于内轴流风通道外环，外轴流风通道置于煤粉风通道外环，冷却风通道置于外轴流风通道外环。[0009]进一步地，所述煤粉风通道为锯齿形通道。[0010]进一步地，所述煤粉风通道包括内层和外层，内层外壁上均匀设有若干轴向锯齿，外层内壁上配套均匀设有若干轴向锯齿，安装时，内层外壁轴向锯齿和外层内壁轴向锯齿相错，形成锯齿形通道。[0011]进一步地，内层外壁上设有多个凸块，用于内外层安装时定位、支撑。[0012]进一步地，旋流风通道的旋流器初始角度设置为45°，可根据煤种不同、回转窑负荷的变化对旋流角度进行调节。[0013]进一步地，内轴流风通道出口为圆形孔状，圆形孔状出口个数为4～48个。

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进一步地，外轴流风通道出口为圆形孔状，圆形孔状出口个数为4～48个。

[0015]进一步地，冷却风通道为弧形环隙状通道。[0016]本实用新型的有益效果：[0017]1、本实用新型水泥回转窑煤粉燃烧器为套筒式燃烧器，包括中心点火通道、旋流风通道、内轴流风通道、煤粉风通道、外轴流风通道、冷却风通道，具有结构紧凑、操作简单、燃烧稳定、燃烧效率高等优点。[0018]2、本实用新型设计了双轴流风通道，内轴流风通道和外轴流风通道分别置于煤粉风通道的内环和外环。内轴流风通道主要作用是提供煤粉初始燃烧所需要氧量，增加与煤粉风混合的氧气量，且能够在一定程度上维持火焰刚度，也能维持火焰的稳定性。外轴流风通道主要为煤粉燃烧初期提供氧量，并且能够从外侧包裹煤粉使得煤粉风在进入回转窑后能继续维持射流方向前行至完全燃烧，并保证火焰不至于向外扩散开。且双轴流风通道的设计能够减轻回流区燃烧器头部的冲刷，减轻燃烧器头部的磨损。通过合理的设计内轴流风流量，内轴流风在旋流风的卷吸作用下，促进了内轴流风与煤粉风的混合，提高煤粉燃烧效率。

[0019]3、本实用新型煤粉风通道为锯齿形通道，与传统水泥窑炉煤粉燃烧器环形煤粉风通道相比，锯齿形通道能增加煤粉风湍动度，并且在同等通流面积情况下增加了通道周长，相当于增加了煤粉与其它通道氧气的接触面积，当煤粉风经过锯齿形环时，利于煤粉与其他通道中的氧气能更好混合，增强煤粉的燃烧强度与燃烬程度，实现煤粉的高效燃烧。附图说明

[0020]图1为水泥回转窑煤粉富氧燃烧器主体结构剖面图。[0021]图2为水泥回转窑煤粉富氧燃烧器头部轴向示意图。[0022]图3为水泥回转窑煤粉富氧燃烧器头部结构示意图。[0023]图4为煤粉风通道内层结构示意图。[0024]图5为煤粉风通道外层结构示意图。[0025]中心点火通道1、旋流风通道2、内轴流风通道3、煤粉风通道4、外轴流风通道5、冷却风通道6。

具体实施方式

[0026]下面结合实施例和附图对本实用新型做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本实用新型，但并不用来限定本实用新型的实施范围。[0027]一种水泥回转窑煤粉富氧燃烧器，如图1-3所示，所述燃烧器为套筒式燃烧器，包括中心点火通道1、旋流风通道2、内轴流风通道3、煤粉风通道4、外轴流风通道5、冷却风通道6。

[0028]中心点火通道1置于燃烧器中心，在回转窑启炉时点火用。[0029]旋流风通道2置于中心点火通道1与内轴流风通道3之间。旋流风通道2的主要作用为卷吸回转窑中的高温二次风，且根据旋流器角度的不同可以控制火焰扩展的形状。旋流器本体起一定支撑作用，旋流器初始角度可设置为45°，可根据煤种不同、回转窑负荷的变化对旋流角度进行适当调节以满足最佳的旋流卷吸强度。

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内轴流风通道3置于旋流风通道2外环，内轴流风通道3出口为圆形孔状，圆形孔状

出口个数一般为4～48个。内轴流风通道3主要作用是提供煤粉初始燃烧所需要氧量，增加与煤粉风混合的氧气量，且能够在一定程度上维持火焰刚度，也能维持火焰的稳定性。[0031]煤粉风通道4置于内轴流风通道3外环。优选地，煤粉风通道4为锯齿形通道。锯齿形通道可通过如下结构实现：如图4和图5所示，煤粉风通道4包括内层和外层，内层外壁上均匀设有若干轴向锯齿，外层内壁上配套均匀设有若干轴向锯齿，安装时，内层外壁轴向锯齿和外层内壁轴向锯齿相错，从而形成锯齿形通道。与传统水泥窑炉煤粉燃烧器环形煤粉风通道相比，锯齿形通道能增加煤粉风湍动度，并且在同等通流面积情况下增加了通道周长，相当于增加了煤粉与其它通道氧气的接触面积，当煤粉风经过锯齿形环时，利于煤粉与其他通道中的氧气能更好混合，实现煤粉的高效燃烧。优选地，内层外壁上设有多个凸块，用于内外层安装时定位、支撑。

[0032]外轴流风通道5置于煤粉风通道4外环，外轴流风通道5出口为圆形孔状，圆形孔状出口个数一般为4～48个。外轴流风通道5主要为煤粉燃烧初期提供氧量，并且能够从外侧包裹煤粉使得煤粉风在进入回转窑后能继续维持射流方向前行至完全燃烧，并保证火焰不至于向外扩散开。

[0033]冷却风通道6置于外轴流风通道5外环，为弧形环隙状通道。冷却风通道6防止燃烧器头部超温，保证燃烧器安全稳定运行。[0034]中心点火通道1、旋流风通道2、内轴流风通道3、煤粉风通道4、外轴流风通道5材质可为不锈钢或陶瓷，冷却风通道6材质可为不锈钢。煤粉风通道4为不锈钢材质时，煤粉风通道4内层外壁轴向锯齿后端和外层内壁轴向锯齿后端均设有配套的陶瓷锯齿，以减少对煤粉风通道4的磨损。

[0035]富氧燃烧能提高煤粉的燃烧强度及燃烬程度，但是富氧燃烧需要不同通道布风的配合才能发挥富氧燃烧的效果，本实用新型富氧燃烧器旋流风通道2、内轴流风通道3、煤粉风通道4、外轴流风通道5均可采用富氧送风(各通道所用富氧温度、压力有所不同，因不涉及本实用新型富氧燃烧器结构，本实用新型在此不具体限定)，富氧比例一般在25％～50％之间，根据煤种、回转窑运行工况等灵活调节。采用富氧燃烧减少了投入窑内的氮气量，减少了高温下氮气和氧气生成的热力型NOx，从而达到降低烟气中NOx的浓度。实现NOx排放的源头治理，节省大量环保投入，避免二次污染和脱硝化工物料制取过程中的污染。

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图1

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图2

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图3

图4

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图5

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