燃料燃烧设备和方法技术

一种选自粉末燃料和液体燃料的燃料通过燃料喷射机构喷射；一次空气通过设置在燃料喷射机构外内侧上的一次空气喷射机构喷射，从而形成外内一次空气直射流，其间介有燃料喷射流，并使燃料喷射流燃烧。当使用一种粉末燃料时，任选地再喷射一种液体燃料并与上述一次空气流混合，从而使该液体与粉末燃料一起燃烧。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使至少一种选自粉末燃料和液体燃料的燃料进行燃烧的设备和方法。更具体地说，本专利技术涉及一种在例如可用于生产水泥熟料、氧化镁熟料或石灰的回转窑中使一种粉末燃料或一种液体燃料或一种粉末燃料和一种液体燃料进行燃烧的设备和方法，所述的粉末燃料例如是一种固体粉末燃料如细煤粉或焦炭粉和一种含可燃性废料如塑料粉、垃圾粉、木屑和谷壳的粉末燃料，所述的液体燃料例如是一种液态燃料如重油或废油和一种含可燃性粉末如煤粉或焦炭粉的稀浆燃料。
技术介绍
当一种粉末燃料如细煤粉进行燃烧时，可以使用如日本已审查专利公布No.57-35368中公开的细煤粉用的圆筒型燃烧设备。在该燃烧设备中，多个内一次空气喷射孔排列在设备的中心部分中，多个(4至8个)用于喷射细煤粉和输送煤粉的空气的混合物的细煤粉喷射孔排列在内一次空气喷射孔的周围并用隔板互相隔开，还有一个具有环形截面轮廓的外圆周形一次空气喷射狭缝设置在细煤粉喷射孔的周围。在该设备中，细煤粉以4至8股喷射流的形式通过互相隔开的喷射孔喷射，而多股内一次空气直射流和一个环形一次空气直射流以这样一种方式喷射，使得细煤粉喷射流介于内一次空气喷射流和环形一次空气喷射流之间。因为细煤粉喷射流的流速低于内外一次空气直射流，所以细煤粉喷射流受内外一次空气直射流的加速而细煤粉被吹散很远。在上述喷射期间，高温二次空气从设置在燃烧室下游的产品冷却设备引入该燃烧室，通过外一次空气直射流的间隙，进入外一次空气直射流的内部，并被吸入和扩散入细煤粉喷射流，从而使细煤粉燃烧。同时，如日本已审查的专利公布No.2-22,289中公开的用于使细颗粒固体燃料燃烧的燃烧器，设有多个成环形排列在燃烧器中心部分内并通过隔板互相隔开的内一次空气喷射孔，多个成环形排列在内一次空气喷射孔周围的细颗粒固体燃料/输送空气喷射孔，以及围绕上述细颗粒固体燃料/输送空气喷射孔成环形形式形成的外一次空气喷射孔。在该燃烧器中，使细颗粒固体燃料在喷射端部表面处的流阻彼此不同，而细颗粒固体燃料的分布密度形成不均匀，由此提高燃烧速度和形成一短火焰。在喷射粉末燃料和一次空气并使高温二次空气混入喷射的粉末燃料和一次空气流以使粉末燃料燃烧的场合，通常，粉末燃料的燃烧是通过一次空气总量和一定量的二次空气来实现的，二次空气的该一定量对应于理论燃烧空气量和一次空气总量之差。在这种情况下，一次空气的温度为60℃至80℃，而二次空气的温度为800至1000℃。因此，燃烧的优劣取决于一次空气比(表示一次空气总量对理论燃烧空气量之比)，一次空气比越低，燃烧越好。但是，当降低一次空气比以促进燃烧时，一次空气喷射流的流动速度因此降低，二次空气的混合进入燃烧混合物成为不充分，于是上述降低产生一个缺点，就是粉末燃料的燃烧速度降低，燃点温度降低，产生细煤粉的不完全燃烧。为此，在使粉末燃料燃烧用的常规设备的方法中，一次空气比通常为约20％至25％，实际上很难使用低于上述水平的一次空气比。同时，在使粉末燃料燃烧的常规设备和方法中，可以通过控制内一次空气喷射直射流对内一次空气喷射转向流的流速之比来在一定程度上调整燃点的位置。但是，在实际中，一个燃烧器的上述控制是困难的。必须根据回转窑的性能来改变内一次空气直射流喷射孔和内一次空气转向流喷射孔的设计。同时，在这种情况下，当内一次直射空气流太强时，生成的燃烧火焰为狭窄角度的长火焰形式，燃点温度不充分。同时，当内一次空气转向气流太强时，生成的燃烧火焰为宽角度的短火焰形式。在这种情况下，虽然燃点温度高，但火焰的角度太宽，因此炉壁受到大的损伤，在最坏情况下，炉壁损坏。同时，当使用液体燃料时，在将液体燃料喷入燃烧炉中的用于燃烧液体燃料的设备和方法中，喷射的液体燃料与一次空气混合并再与高温二次空气混合而燃烧。在这种情况下，液体燃料中可燃物质的燃烧是根据与液体燃料混合的一次空气总量和二次空气量来进行的，该二次空气量对应于理论燃烧空气量和一次空气总量之差。通常，一次空气的温度为60至80℃而二次空气的温度为800至1000℃。因此，燃烧的优劣随一次空气比而变化，一次空气比表示一次空气总量对理论燃烧空气量之比。一次空气比越小，用于燃烧的空气温度就越高，结果，燃烧温度提高而燃点温度上升，于是产生优质燃烧。但是，当一次空气量降低而使燃烧条件更好时，产生一些不利因素，如一次空气喷射流速度降低，二次空气的混合变得不充分，燃点温度降低和液体燃料燃烧不完全。为此，当在常规的燃烧液体燃料的设备和方法中使用C重油作为燃料时，将一次空气比控制到约12至15％。当一次空气比进一步降低到上述水平以下时，液体燃料的优质燃烧就很难实现。在常规的燃烧液体燃料的设备和方法中，很难通过控制喷入燃烧炉中的液体燃料流对与其同时形成的一次空气喷射流的流动速度比来调整燃点的位置。因此，在燃烧炉中形成的燃烧火焰成燃点温度不够高的狭窄角度长火焰形式，或者成宽角度短火焰形式，其中燃点温度足够高，而火焰扩展太宽，以致炉壁受到大的损伤。在最坏情况下，炉壁损坏。其次，在粉末燃料和液体燃料一起使用的场合下，已知有用于使粉末燃料和液体燃料燃烧的设备和方法。在该设备和方法中，粉末燃料和液体燃料与一次空气一起喷射，并进一步与高温二次空气混合。在这种情况下，通常，这些燃料的燃烧根据一次空气总量和二次空气的量来进地，该二次空气的量对应于理论燃烧空气量和一次空气总量之间的差。在这种燃烧中，一次空气的温度为60至80℃，而二次空气的温度为800至1000℃，因此燃烧的优劣取决于一次空气比而变化(一次空气比表示一次空气总量对理论燃烧空气量之比)，一次空气比越低，用于燃烧的空气温度越高，结果，燃烧速度增大，燃点温度变高，产生优质的燃烧。但是，当一次空气比降低而使燃烧条件更好时，产生一些不利因素，如喷射流速度降低，因而二次空气的混合变得不充分，粉末燃料和液体燃料的燃烧速度变慢，燃点温度降低而燃料燃烧不充分。为此，在常规的混合燃烧燃料的设备和方法中，一次空气比通常为约20％至25％，实际上很难以减小的一次空气比在增大的燃烧速度和增大的燃点温度下实现混合燃烧。同时，在常规的混合燃烧设备和方法中，在一定程度上可以通过控制内一次空气直射流和与直射流一起形成的内一次空气转向流的流动速度比来调整燃点位置。在实际上，上述对一个燃烧器的控制是困难的，因此必须根据回转窑的性质来改变内一次空气直射流喷射孔和内一次空气转向流喷射孔的设计。在这种情况下，当内一次空气直射流变得太强时，生成的燃烧火焰成狭窄角度长火焰形式，其中燃点温度不充足地低。当内一次空气转向流变得太强时，生成的燃烧火焰为宽角度短火焰，其中燃点温度充分高而火焰变得太宽，因此炉壁受到大的损伤。在最坏情况下，炉壁损坏。鉴于上述各种常规的燃烧设备和方法，强烈地需要这样一种设备和方法，它们能够形成一种狭窄角度的短火焰形式，能够利用一种粉末燃料或一种液体燃料或利用一种粉末燃料与一种液体燃料一起充分地升高燃点温度，并能够获得优质的燃烧而不损伤炉壁。专利技术的公开内容本专利技术的一个目的是提供一种，它们能够利用例如一种粉末燃料或一种液体燃料或利用一种粉末燃料与一种液体燃料一起形成一种具有充分高的燃点温度的狭窄角度短火焰形式的燃烧火焰，同时防止或减小燃烧炉壁的损伤。本专利技术的另一个目的是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料燃烧设备，包括：一个用于喷射至少一种从粉末燃料和液体燃料中选定的燃料的机构；一个设置在该燃料喷射机构外侧上的外一次空气喷射管（２３），具有多个外一次空气喷射孔（２４），通过这些孔与燃料喷射机构的燃料喷射方向平行地喷射一次空气；以及一个设置在该燃料喷射机构内侧上的内一次空气喷射管（２７），具有至少一个内一次空气喷射孔（２８），通过这些孔与燃料喷射机构的燃料喷射方向平行地喷射一次空气。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：向井克治，住谷佳彦，石钵俊幸，
申请(专利权)人：住友大阪水泥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]