專利名稱：細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)粉狀固體燃料燃燒器為實(shí)例進(jìn)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(diǎn)燃咀的插孔。由細(xì)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(qiáng)噴射燃料的擴(kuò)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(xì)粉狀固體燃料燃燒器中，實(shí)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(jìn)入轉(zhuǎn)窯內(nèi)的高溫空氣)的燃燒空氣的總量對(duì)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(xì)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(jìn)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(dòng)量矩除以內(nèi)射軸向動(dòng)量和燃燒器半徑的乘積來表示。
在固體燃料的場(chǎng)合，因?yàn)槠淙剂?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(diǎn)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(duì)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(jìn)行的研究中，本發(fā)明人注意到，和渦流數(shù)作為表示細(xì)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(kuò)散空氣以60至200度擴(kuò)散角的范圍流出。
附面說明如下

圖1(a)是實(shí)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(xì)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(gè)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(diǎn)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(jià)的大流量的一次空氣，而不是更經(jīng)濟(jì)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(gè)有要求形狀的內(nèi)側(cè)一次空氣噴口7，形成擴(kuò)散角為60至200度的擴(kuò)散空氣流，使內(nèi)側(cè)噴射空氣的運(yùn)動(dòng)方向接近垂直于燃燒器中心軸線的方向，由此攪動(dòng)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(kuò)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(kuò)散角小于60度時(shí)，則擴(kuò)散流與慣用的旋流沒有區(qū)別。只有當(dāng)擴(kuò)散角在60至200度的范圍內(nèi)時(shí)才能獲得理想的結(jié)果。另一方面，擴(kuò)散角超過200度也是不理想的，因?yàn)楫a(chǎn)生了更大的逆風(fēng)。
此外，最理想的是上述噴口相對(duì)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(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)成為可能，并且證實(shí)能夠取得極優(yōu)的節(jié)能效果。
權(quán)利要求
1.一種細(xì)粉狀固體燃料燃燒器(1)，在環(huán)形的細(xì)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(gè)噴口(7)的開口在燃燒器前面方向上的擴(kuò)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(duì)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(xì)粉狀固體燃料燃燒器(1)，在環(huán)形的細(xì)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(gè)噴口(7)的開口在燃燒器前面方向上的擴(kuò)散角被設(shè)置在60℃—200℃的范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)F23D1/02GK1032854SQ8710756
公開日1989年5月10日 申請(qǐng)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(qǐng)人:三菱礦業(yè)水泥株式會(huì)社