一种可调焰燃烧器及其安装结构、使用方法技术

本发明专利技术涉及一种可调焰燃烧器及其安装结构、使用方法，可调焰燃烧器包括燃烧器本体、与燃烧器本体相连的风管及煤气管以及设于各风管及煤气管上的流量测量与调节装置；所述燃烧器本体自内向外依次设有中心风道、内环煤气道、内环风道、外环煤气道及外环风道；本发明专利技术所述可调焰燃烧器的火焰长短、轮廓可调，空燃比可调，且煤气与配风能够均匀完全混合，在满足煅烧温度的同时，还有利于实现低NOx排放，且燃烧过程实现自动调节、安全可控；可调焰燃烧器具有2个工作位，兼顾正常工作与点火的需要，通过软密封实现角度微调，保证火焰不冲刷窑衬。

Adjustable flame burner and installation structure and operation method thereof

The invention relates to an adjustable flame burner, its installation structure and operation method. The adjustable flame burner includes a burner body, an air duct and a gas pipe connected with the burner body, and a flow measurement and adjustment device arranged on each air duct and gas pipe. The burner body is sequentially provided with a central air duct and an inner ring from inside to outside. Gas duct, inner ring duct, outer ring duct and outer ring duct; The adjustable flame burner of the invention has adjustable flame length, profile, air-fuel ratio, uniform and complete mixing of gas and air distribution, which is conducive to achieving low NOx emission while meeting calcination temperature, and realizing automatic adjustment and safety in combustion process. Controllable; adjustable flame burner has two working positions, taking into account the needs of normal operation and ignition, through soft seal to achieve angle fine-tuning, to ensure that the flame does not flush the lining of the kiln.

【技术实现步骤摘要】
一种可调焰燃烧器及其安装结构、使用方法
本专利技术涉及一种燃烧器，尤其涉及一种用于回转窑的可调焰燃烧器及其安装结构、使用方法。
技术介绍
回转窑广泛应用于冶金、化工、建材等领域，燃烧器是回转窑的核心部件。当前，国内大部分气烧回转窑的燃烧器在性能指标与控制水平上均处于落后状态，主要表现为采用人工点火方式，无空燃比自动控制，致使窑内温差大，煅烧产品质量差；而且传统的气烧燃烧器调节比小，火焰不可调，存在气体混合不均、燃烧不完全、不安全等缺陷。另外，燃烧器固定于窑头罩上，其倾斜角固定，没有任何调整余地，燃烧器的使用性能与使用效果在设计安装完成后就已定型，而无法通过安装后的调节进行优化；如果使用中发现火焰直接冲刷窑衬，只能解体后重新安装。众所周知，燃烧器的结构设计主要基于采用的燃料种类、公辅参数、热工设备的燃烧性能要求等因素，而且充分燃烧的必要条件之一便是燃料与空气需要有效、完全、均匀的混合；对于气体燃料而言，热值越高，配风量则越大，风量越大其均匀混合则越难。而同时对于回转窑而言，还要满足一个条件就是足够长的火焰长度，它是影响煅烧带煅烧效果、物料煅烧质量和窑衬寿命的重要因素。因此,要获得同时满足回转窑的窑头区、加热带和煅烧带的各区、段较优异的工艺温度制度，就需要燃烧器的火焰具有较好的可调节性能，同时为了避免火焰冲刷窑衬，外焰轮廓也要有一定的调节余地。综上所述，开发一种火焰长短、轮廓可调，燃烧充分、节能环保的燃烧器，实现空燃比自动调节，并且配套自动点火、熄火报警等安全保护功能，对于提高回转窑的生产效率、提高煅烧产品质量等具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种可调焰燃烧器及其安装结构、使用方法，可调焰燃烧器的火焰长短、轮廓可调，空燃比可调，且煤气与配风能够均匀完全混合，在满足煅烧温度的同时，还有利于实现低NOx排放，且燃烧过程实现自动调节、安全可控；可调焰燃烧器具有2个工作位，兼顾正常工作与点火的需要，通过软密封实现角度微调，保证火焰不冲刷窑衬。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种可调焰燃烧器，包括燃烧器本体、与燃烧器本体相连的风管及煤气管以及设于各风管及煤气管上的流量测量与调节装置；所述燃烧器本体自内向外依次设有中心风道、内环煤气道、内环风道、外环煤气道及外环风道；燃烧器本体的前端为燃烧器喷口；所述内环煤气道与中心风道在燃烧器喷口处缩进一段距离，内环煤气道与中心风道的端面与燃烧器喷口端面之间的空间形成混合爆燃室；所述外环风道靠近燃烧器喷口端面处设缩径段及多流股喷口结构，缩径段的前部区域形成稳焰区；靠近燃烧器喷口的内环煤气道与中心风道之间设环孔多流股喷口结构，靠近燃烧器喷口的外环煤气道与内环风道之间设多个旋流片；中心风道的后端盖处设火焰窥镜和火焰探测器；中心风道、内环风道及外环风道的后端一侧分别设风管接口与对应风管相连，内环煤气道、外环煤气道的后端一侧分别设煤气管接口与对应煤气管相连；燃烧器本体的高温段外壁采用镍铬合金无缝钢管制作，其外部还设有耐高温浇注料层，燃烧器本体与耐高温浇注料层之间通过锚固钩锚固连接。一种可调焰燃烧器的安装结构，所述可调焰燃烧器安装在回转窑的窑头罩中心，该安装部位设有滑动套筒，燃烧器本体的前部伸入回转窑内，后部通过燃烧器吊架悬吊支撑，燃烧器吊架的顶部设走行小车，通过走行小车燃烧器吊架带动燃烧器本体沿滑动套筒移动，并使燃烧器本体具有前伸及后缩2种状态，分别对应正常工作位及点火工作位；燃烧器本体上方的窑头罩上设电子点火器伸入孔；燃烧器本体与滑动套筒之间设软密封，使燃烧器本体与滑动套筒之间始终保持密封连接，并且燃烧器本体能够实现角度微调；与可调焰燃烧器直接连接的风管及煤气管均采用金属软管，金属软管的另一端分别连接对应的介质输送管道。所述软密封是由耐火纤维棉制成的迷宫型密封结构，滑动套筒的外侧设密封盖，密封盖与滑动套筒通过紧固螺栓固定连接。一种可调焰燃烧器的使用方法，包括：1)以焦炉煤气作为煤气源，经稳压过滤气罐后通过煤气介质输送管道一送往可调焰燃烧器的内环煤气道，通过煤气介质输送管道二送往可调焰燃烧器的外环煤气道，煤气介质输送管道一、煤气介质输送管道二上分别设流量孔板及自动调节阀；2)以空气为助燃风源，由变频风机通过助燃风介质输送管道一送往中心风道和内环风道，通过助燃风介质输送管道二送往外环风道；助燃风介质输送管道一、二上分别设流量孔板及自动调节阀；3)电子点火器由气缸驱动，点火时电子点火器伸入窑头罩内打火，电子点火器点火时，燃烧器本体后退至点火工作位，从而缩短电子点火器移动行程，并能够保护电子点火器免受高温烧损；点火后，电子点火器自动退出点火区，燃烧器本体返回至正常工作位；燃烧器本体在2个工作位之间的移动通过行程开关限位；4)可调焰燃烧器点火燃烧后，中心风道的中心风、内环风道的内环风与内环煤气道的内环煤气通过两层风夹带一层煤气的形式，向前扩散沿程燃烧，中心风与内环风作为调焰风，通过风量调节形成能够调节长度的内焰；内环煤气以环孔多流股形式喷出，与直流的中心风和内环风在混合爆燃室实现均匀、完全混合；中心风、内环风及内环煤气由对应介质输送管道上的流量孔板及自动调节阀控制空燃比，采用流量前馈的温度闭环控制方式；需要拉伸火焰时，助燃风、煤气加大供给量，其目的是为提高煅烧带的温度；需要缩短火焰时，助燃风、煤气减小供给量，有利于提高窑头温度；燃烧过程中向内卷吸贫氧的烟气，降低了火焰局部高温，有利于实现低氮燃烧；5)可调焰燃烧器点火燃烧后，外环风道的外环风与外环煤气道的外环煤气形成的外焰稳定燃烧；外环煤气以环旋流多流股形式喷出，与直流的外环风混合，通过对应介质输送管道上的流量孔板及自动调节阀控制空燃比；通过缩径段的稳焰区形成稳定的外焰轮廓，并且充分利用爆燃气体的膨胀能量提高喷射动能，提高窑头区域温度；外焰同时做为点火源，通过微调燃烧器本体的角度，能够避免火焰冲刷窑衬，提高窑衬使用寿命；6)连接可调焰燃烧器的各介质输送管道上的流量孔板、自动调节阀，可调焰燃烧器上的火焰窥镜、火焰探测器，以及窑头罩上设置的窑头区热电偶、回转窑窑体上设置的煅烧区热电偶、窑头罩外置的电子点火器、燃烧器吊架顶部的走行小车分别连接控制系统，实现可调焰燃烧器火焰自动调节的同时，通过火焰探测器和火焰窥镜实时监测燃烧情况，当燃气熄火时自动报警并通过电子点火器重新点火，确保整个燃烧过程安全可控。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)可调焰燃烧器燃烧时能够自动控制空燃比，有效避免因过量空气引发的烧损和因空气不足而导致的不完全燃烧；2)中心风与内环风为调焰风，通过风量调节可以增加火焰长度；内环煤气以环孔多流股形式喷出，与直流的中心风和内环风混合均匀、完全，调节比大；3)外环风为稳焰风，同时作为点火用风，通过外环风量与外环煤气量的调节可以调节外焰轮廓；外环煤气以环旋流多流股形式喷出，与直流的外环风气体混合均匀、完全；4)中心风、内环风与内环煤气采用内混外扩散方式燃烧，中心回流烟气避开了高温区并贫氧燃烧，达到低NOx排放目的，节能、环保；5)可调焰燃烧器的外部前端设缩径段及多流股喷口结构，既能够达到稳焰效果，又可充分利用爆燃气体膨胀能量，增大喷射动能；6)可调焰燃烧器内置火焰探测器，具有熄火时报警功能，并可通过控制系统向电子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调焰燃烧器，其特征在于，包括燃烧器本体、与燃烧器本体相连的风管及煤气管以及设于各风管及煤气管上的流量测量与调节装置；所述燃烧器本体自内向外依次设有中心风道、内环煤气道、内环风道、外环煤气道及外环风道；燃烧器本体的前端为燃烧器喷口；所述内环煤气道与中心风道在燃烧器喷口处缩进一段距离，内环煤气道与中心风道的端面与燃烧器喷口端面之间的空间形成混合爆燃室；所述外环风道靠近燃烧器喷口端面处设缩径段及多流股喷口结构，缩径段的前部区域形成稳焰区；靠近燃烧器喷口的内环煤气道与中心风道之间设环孔多流股喷口结构，靠近燃烧器喷口的外环煤气道与内环风道之间设多个旋流片；中心风道的后端盖处设火焰窥镜和火焰探测器；中心风道、内环风道及外环风道的后端一侧分别设风管接口与对应风管相连，内环煤气道、外环煤气道的后端一侧分别设煤气管接口与对应煤气管相连；燃烧器本体的高温段外壁采用镍铬合金无缝钢管制作，其外部还设有耐高温浇注料层，燃烧器本体与耐高温浇注料层之间通过锚固钩锚固连接。

【技术特征摘要】
1.一种可调焰燃烧器，其特征在于，包括燃烧器本体、与燃烧器本体相连的风管及煤气管以及设于各风管及煤气管上的流量测量与调节装置；所述燃烧器本体自内向外依次设有中心风道、内环煤气道、内环风道、外环煤气道及外环风道；燃烧器本体的前端为燃烧器喷口；所述内环煤气道与中心风道在燃烧器喷口处缩进一段距离，内环煤气道与中心风道的端面与燃烧器喷口端面之间的空间形成混合爆燃室；所述外环风道靠近燃烧器喷口端面处设缩径段及多流股喷口结构，缩径段的前部区域形成稳焰区；靠近燃烧器喷口的内环煤气道与中心风道之间设环孔多流股喷口结构，靠近燃烧器喷口的外环煤气道与内环风道之间设多个旋流片；中心风道的后端盖处设火焰窥镜和火焰探测器；中心风道、内环风道及外环风道的后端一侧分别设风管接口与对应风管相连，内环煤气道、外环煤气道的后端一侧分别设煤气管接口与对应煤气管相连；燃烧器本体的高温段外壁采用镍铬合金无缝钢管制作，其外部还设有耐高温浇注料层，燃烧器本体与耐高温浇注料层之间通过锚固钩锚固连接。2.一种可调焰燃烧器的安装结构，其特征在于，所述可调焰燃烧器安装在回转窑的窑头罩中心，该安装部位设有滑动套筒，燃烧器本体的前部伸入回转窑内，后部通过燃烧器吊架悬吊支撑，燃烧器吊架的顶部设走行小车，通过走行小车燃烧器吊架带动燃烧器本体沿滑动套筒移动，并使燃烧器本体具有前伸及后缩2种状态，分别对应正常工作位及点火工作位；燃烧器本体上方的窑头罩上设电子点火器伸入孔；燃烧器本体与滑动套筒之间设软密封，使燃烧器本体与滑动套筒之间始终保持密封连接，并且燃烧器本体能够实现角度微调；与可调焰燃烧器直接连接的风管及煤气管均采用金属软管，金属软管的另一端分别连接对应的介质输送管道。3.如权利要求2所述一种可调焰燃烧器的安装结构，其特征在于，所述软密封是由耐火纤维棉制成的迷宫型密封结构，滑动套筒的外侧设密封盖，密封盖与滑动套筒通过紧固螺栓固定连接。4.一种可调焰燃烧器的使用方法，其特征在于，包括：1)以焦炉煤气作为煤气源，经稳压过滤气罐后通过煤气介质输送管道一送往可调焰燃烧器的内环煤气道，通过煤气介质输送管道二送往可调焰燃烧器的外环煤气道，煤气介质输送管道一、煤气介质输送管...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕仕辉，赵春竹，胡永贵，贾丽娣，张世煜，王涛，
申请(专利权)人：中钢集团鞍山热能研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21