用于多燃料多喷枪燃烧器系统的中央燃烧器技术方案

本发明专利技术涉及一种用于多燃料多喷枪燃烧器系统的中央燃烧器，其具有带有内管和外管的中央喷枪。内管和外管形成环形间隙管道。在中央喷枪周围设置有多个外部喷枪。在位于内管的端部区域内的环形间隙管道的延伸部中设置有漏斗形的混合装置。这种漏斗形的混合装置在其供燃烧介质流经的壁上具有开口。外部喷枪均具有喷嘴，所述喷嘴具有沿侧部周向区域的开口，所述开口非对称地布置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于多燃料多喷枪燃烧器系统的中央燃烧器
本专利技术涉及一种用于多燃料多喷枪燃烧器系统的中央燃烧器。
技术介绍
这种多燃料多喷枪燃烧器系统主要用于热气体生成器中。这种热气体生成器例如用于加热例如在铁矿石冶炼装置中的煤炭研磨设备内的工艺气体，或者用于煤炭气化装置中的煤炭研磨设备内。加热的工艺气体由此既可用于输送地面煤尘，又可用于同时的研磨-干燥。为了启动这种研磨-干燥设备，既需要对热气体生成器本身进行加热(也就是说要预热热气体生成器)，还需要对包括主要部件的整个研磨-干燥设备进行预热，这些主要部件有：研磨机、分级机、过滤器、排粉风机、热气体生成器以及相应的工艺气体线路。在这种设备的预热过程中，主要目的是将设备部件的温度提高到水露点之上，以使设备中不会出现凝结的水。另一方面，在研磨煤炭时，须提供低氧条件以防止爆炸。可以实现这种惰性操作状态，尤其是通过使用热气体生成器的低氧烟气。对于研磨电路的这种启动过程而言，相比于主要操作，热气体生成器必须提供非常低的功率，以确保在设备部件中不会出现温度相关的损害。大体上，针对研磨电路的操作，热气体生成器需要1∶8的控制比，并且如果还考虑到整个系统的预热的话，那么热气体生成器需要1∶40的控制比。1∶8的控制比是基于待研磨和干燥的材料的不同的水分含量、在不同的外部温度下并结合研磨机的不同产量来测量的。针对在热气体生成器中的燃烧(特别是在研磨-干燥过程的范围内)，优选地使用在使用煤尘的下游过程中出现或生产的气体。例如，在煤炭气化时会产生合成气。但是由于这些气体还不能用于启动系统时的初始操作状态中，通常需要将热气体生成器设计成使得它们可通过不同的燃料来操作。为了启动整个设备(例如在功率上升时，以及对初始操作期间而言)，通常会使用不同的气体，例如天然气。一旦生产了足够的煤尘，煤炭气化就可以开始了。一旦这种下游过程已经开始且生产了合成气，就适宜使用低价的合成气来操作热气体生成器了。因此需要热气体生成器的燃烧器能够使用任意一种燃料得到下游处理装置所需的功率的100％。例如，DE19627203C2公开了一种多喷枪燃烧器。另外，从DE4208951C2能得知具有燃烧器的热气体生成器的示例性结构。为了能通过热气体生成器得到所需的1∶40的高控制范围，所述热气体生成器通常具有拥有单独的启动燃烧器的燃烧器。这种启动燃烧器用于预热热气体生成器。其还用于预热例如在研磨电路中的下游设备部件。热气体生成器实际的燃烧器不能用于此，这是因为它们即使处于最低的功率时也通常会发出过多的热量。这意味着，小心地加热热气体生成器和下游过程不能安全地进行。然而，额外地并入启动加热器需要相当多的资源。特别是考虑到它仅用于开始过程或待机运行中。因此对于热气体生成器的燃烧器而言，期望能省去单独的启动燃烧器，并能直接通过热气体生成器的燃烧器来实现对热气体生成器和上游过程的加热。但是为此，就需要上文中所述的1∶40的高控制范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计一种用于多燃料多喷枪燃烧器系统的中央燃烧器，其可使用不同类型的燃烧器来操作，并具有高控制范围，使得可以将单独额外的启动燃烧器省去。该目的根据本专利技术通过具有权利要求1的特征的中央燃烧器来实现。在从属权利要求、说明书和附图中示出了其他的有利的实施方案。根据权利要求1，在根据本专利技术的中央燃烧器中设置有中央喷枪，所述中央喷枪具有内管和外管。这两个管彼此同轴地放置。该内管和外管由此在径向方向上彼此间隔开设置，以形成环形间隙管道。燃烧介质可通过该环形间隙管道输送。中央喷枪的外管从第一进料室延伸到燃烧室。由此，外管比内管更多地延伸到燃烧室中。在中央喷枪本身的周围设置有多个外部喷枪，所述外部喷枪至少从第二进料室同样地延伸到燃烧室。在内管的端部区域内，处于内管和外管之间的环形间隙管道的延伸部中设置有漏斗形的混合装置。这种混合装置具有在内管的端部区域内的开口，所述开口与内管的直径大体上相对应。在环形间隙管道的延伸部内，混合装置在其另一端处具有另外的开口，所述开口大于内管的直径但小于外管的直径。在混合装置的壁上设置有供燃烧介质流动通过的开口。在每个外部喷枪上设置有喷嘴，所述喷嘴至少具有沿喷嘴的侧部周向区域非对称式分布设置的侧部开口。另外提出了，外部喷枪和/或外部喷枪的喷嘴形成为能相对于中央喷枪轴向地转动，以便影响喷嘴的开口的位置。本专利技术的基本思想可被视为是形成用于多燃料多喷枪燃烧器系统的中央燃烧器，其本身具有1:40的控制比。这意味着，通过这种中央燃烧器，既可以通过具有根据本专利技术的中央燃烧器的多燃料多喷枪燃烧器本身来加热热气生成器，也可以通过热气体生成器来操作完全在满负荷下的下游设备部件。由此可以构造具有根据本专利技术的中央燃烧器而不具有启动燃烧器的热气体生成器或单独的燃烧器。进而可在中央燃烧器周围设置用于第二燃料的其他喷枪。也就是说，中央燃烧器设计为通过第一燃料来操作，且围绕它的其他喷枪设计为通过第二燃料来操作。根据本专利技术，能实现中央燃烧器的高控制比，尤其是通过结合中央喷枪与围绕它的多个外部喷枪。根据本专利技术，在中央喷枪的外管内的内管的端部处的漏斗形的混合装置的设计在本专利技术中也扮演着重要的角色。在中央燃烧器的操作期间，燃料(例如天然气)通过中央喷枪的内管并通过外部喷枪供给。在内管和外管之间的环形间隙管道用于供给燃烧用空气。这种燃烧用空气可以是普通的环境空气，但也可以是O2贫化气体，以便保证下游研磨电路所需氧的上限。通过根据本专利技术的在其壁上具有开口的漏斗形的混合装置，可实现通过内管吹入的燃料与燃烧用空气的好的混合，以便在一方面产生稳定的火焰，而在另一方面还实现燃料的安全且充分的燃烧。在中央喷枪的区域内的这种内部火焰还用于支持外部喷枪的火焰。本专利技术的其他的核心思想可被视为是外部喷枪的喷嘴的构造。这些喷嘴至少具有沿喷嘴的侧部周向区域非对称式分布的侧部开口。此外，外部喷枪或其单独的喷嘴是可转动的，由此可改变喷嘴的位置。这种构造允许中央燃烧器用于不同的多燃料多喷枪燃烧器系统中，其中，围绕中央燃烧器的用于第二燃料的其他喷枪在设计上可以变化。通过在外部喷枪上的喷嘴的位置，中央燃烧器可由此适应于不同地设计和/或设置的第二燃料喷枪。另外，通过改变外部喷枪的喷嘴，产生了这种优点：具有根据本专利技术的中央燃烧器的多燃料多喷枪燃烧器可设置成在炉膛内几乎不存在任何振动，或完全不存在振动，由此在马弗炉(muffle)内，或者单独在燃烧室内几乎不存在任何振动，或完全不存在振动。这对于多燃料多喷枪燃烧器系统的安全操作而言是重要的，这是由于这些振动可导致不稳定的系统状态，在其中难以维持燃烧器或单单热气体生成器的安全操作。在燃烧室中的振动尤其取决于用于燃烧第二燃料的喷枪的类型，并还取决于其数量和位置。通过根据本专利技术的中央燃烧器，通过外部喷枪的喷嘴的构造，中央燃烧器可以以极大的灵活性相对简单地适应于不同结构的第二燃料喷枪类型、第二燃料喷枪的不同数量以及它们的不同位置。由此设置为在操作中通过内管和外部喷枪加入燃料到燃烧室。燃烧用空气优选地通过环形间隙管道供给。在本专利技术的范围内，用语“燃烧用空气”指用作用于燃烧的氧载体的流体。例如，其可以是环境空气、O2贫化气体或例如由环境空气和再循环低氧气体组成的混合物。尤其在加热的工艺气体的氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于多燃料多喷枪燃烧器系统的中央燃烧器(1)，具有中央喷枪(10)，所述中央喷枪(10)具有相对于彼此同轴地设置的内管(11)和外管(12)，其中，所述内管(11)和外管(12)在径向方向上彼此间隔开布置，以形成环形间隙管道(13)，并且燃烧介质能通过所述环形间隙管道(13)输送，其中，所述中央喷枪(10)的外管(12)从第一进料室(61)延伸到燃烧室(60)，其中，在所述中央喷枪(10)周围布置有多个外部喷枪(21)，所述外部喷枪(21)至少从第二进料室(62)延伸到燃烧室(60)，其中，所述外管(12)相比内管(11)延伸更多而进入到燃烧室(60)内，其中，在处于内管(11)的端部区域内的环形间隙管路(13)的延伸部中设置有漏斗形的混合装置(14)，所述混合装置(14)在内管(11)的端部区域内具有开口，所述开口与内管(11)的直径大体上相对应，其中，所述混合装置(14)在其处于环形间隙管路(13)的延伸部中的端部处具有的开口，所述开口大于内管(11)的直径且小于外管(12)的直径，其中，在混合装置(14)的壁上设置有供燃烧介质流动通过的开口，其中，在每个外部喷枪(21)上设置有喷嘴(22)，所述喷嘴(22)至少具有沿所述喷嘴的侧部周向区域非对称式地分布设置的侧部开口，并且其中，所述外部喷枪(21)和/或所述外部喷枪(21)的所述喷嘴(22)形成为能轴向地转动，以影响喷嘴(22)的开口的位置。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.多燃料多喷枪燃烧器，其形成为不具有启动燃烧器，并包括用于多燃料多喷枪燃烧器系统的中央燃烧器，所述中央燃烧器具有中央喷枪，所述中央喷枪具有相对于彼此同轴地设置的内管和外管，其中，所述内管和外管在径向方向上彼此间隔开布置，以形成环形间隙管道，并且燃烧介质能通过所述环形间隙管道输送，其中，所述中央喷枪的外管从第一进料室延伸到燃烧室，其中，在所述中央喷枪周围布置有多个外部喷枪，所述外部喷枪至少从第二进料室延伸到燃烧室，其中，所述外管相比内管延伸更多而进入到燃烧室内，其中，在处于内管的端部区域内的环形间隙管路的延伸部中设置有漏斗形的混合装置，所述混合装置在内管的端部区域内具有开口，所述开口与内管的直径大体上相对应，其中，所述混合装置在其处于环形间隙管路的延伸部中的端部处具有的开口，所述开口大于内管的直径且小于外管的直径，其中，在混合装置的壁上设置有供燃烧介质流动通过的开口，其中，在每个外部喷枪上设置有喷嘴，所述喷嘴至少具有沿所述喷嘴的侧部周向区域非对称式地分布设置的侧部开口，其中，所述外部喷枪和/或所述外部喷枪的所述喷嘴形成为能轴向地转动，以影响喷嘴的开口的位置，其中，设置有叶轮，a)所述叶轮形成在中央燃烧器管的内壁与中央喷枪的外管之间的区域内，所述中央燃烧器由所述中央燃烧器管在外侧终止，所述中央喷枪居中地布置在所述多燃料多喷枪燃烧器中，b)或者，所述叶轮形成在燃烧器外管的内壁与中央喷枪的外管之间的区域内，所述多燃料多喷枪燃烧...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈·贝茨，巩特尔·巴尔加，拉玛赞·凯莱什，霍尔格·乌尔费特，
申请(专利权)人：德国莱歇公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE