【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃烧，尤其是涉及一种中心高压式天然气燃烧系统及方法。
技术介绍
1、天然气是一种清洁能源，回转窑作为钢铁、水泥、石灰等企业的重要设备，其污染物排放量巨大，其内部充分燃烧将成为节能减排的关键。对燃烧器进行合理设计有助于加快推进能源结构优化。受燃烧器结构的影响以及环境因素的制约，实际生产过程中燃气与助燃气体燃烧后的火焰长度不足以充分焙烧物料。因此，合理设计燃烧器的结构有利于提高能量利用率和焙烧物料产量，这已成为燃烧技术研究的一项重要任务。
2、然而，天然气燃烧产生的火焰刚性较弱，容易上浮。现有的天然气燃烧器，设计者更多关注燃气的燃烧效率、火焰的稳定性、烟气温度的大小、nox排放量等燃烧特性，存在火焰长度偏短、火焰稳定性差的难题，进一步导致窑内烟气均匀性很差，对回转窑的生产十分不利，不适用于回转窑的生产需求。故急需设计一种新型天然气燃烧器，在保证火焰稳定性的同时满足回转窑的长焰燃烧需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种中心高压式天然气燃烧系统及方法，延长火焰长度，使燃气与助燃气体燃烧后的火焰长度足以充分焙烧物料。
2、本专利技术的目的是通过下述技术方案来实现的：
3、本专利技术的中心高压式天然气燃烧系统，其特征在于包括由外层套筒、中间套筒和内圆环组成的三层套筒式整体结构，所述的外层套筒主要由外圆环的内壁和次外圆环的外壁构成的低压天然气通道，此低压天然气通道通入低压天然气，所述的中间套筒主要由次外圆环的内壁和高压天然气喷枪的外
4、所述的高压天然气通道的外径为低压天然气通道外径的1/2～1/5，所述低压天然气通道的天然气压力为0.2kpa～0.8kpa，所述高压天然气通道的天然气压力为4kpa～5kpa。
5、所述的高压天然气喷枪末端设有活动式调节弹簧，所述的高压天然气喷枪采用耐高温耐腐蚀的材料。
6、所述的高压天然气喷枪采用耐高温耐腐蚀的材料。
7、一种利用中心高压式天然气燃烧系统的燃烧方法，其特征在于包括
8、(1)开启天然气对应阀门等送气作业，确认天然气已经送至燃烧器烧嘴前，并保证天然气减压系统安全可靠，燃烧器前压力稳定在5kpa，确保助燃空气通道顺畅；
9、(2)开启助燃空气鼓风机，确认助燃空气系统运行正常，并预调助燃空气流量至燃烧需要的流量；
10、(3)开启低压天然气送气阀门，测试点火稳定性，并进行点火操作；利用点火电极点火，测量并记录不同点火能量下(2000v～7000v)的着火时间、燃料、助燃空气的压力、温度和流量；每隔3min～5min进行一次自动点火，共进行不少于10次的点火，单次点火时间≤5s；
11、(4)低压天然气和助燃空气经点火燃烧后，进入回转窑内部，低压天然气和助燃空气在混合区内充分混合，并均匀燃烧，烟气温度范围为1800℃～2000℃；
12、(5)检测燃烧的稳定性，在最大允许空气量条件下，逐渐加大空气和燃料供给量，直到出现异常燃烧(火焰监测器无法检测到火焰)时测量并记录天然气流量、空气流量、烟气成分和炉温等；保持燃烧器稳定燃烧，逐渐交替减少燃料和空气的供给量，直到火焰不稳定；测量并记录天然气流量、空气流量、烟气成分和炉温等；燃烧器在其负荷调节范围内燃料正常燃烧时，通过烟气分析仪监测烟气中的co2含量变化应不超过±1.5％；
13、(6)调整高压天然气喷枪的位置；
14、(7)待火焰均匀稳定后，高压天然气经高压天然气喷枪进入回转窑内部，使天然气在高热强度下燃烧，形成高温烟气，高温烟气的流速为200m/s～300m/s，烟气温度范围为2000℃～2200℃；由于低压天然气燃尽后产生高温高速气流，在气流中间喷入高压天然气；利用高速气流大量的动能，包裹着天然气送入回转窑深处进行燃烧，高温高速气流作为燃尽后的介质，不参与燃烧，将内部的燃料和外部的空气进行隔离，起到稳定火焰的作用，不会引起燃烧器脱火，进而有效延长燃烧火焰长度。
15、本专利技术的优点：
16、(1)本专利技术的中心高压式天然气燃烧系统及方法，通过内环通入高压天然气，外环通入低压天然气，二者中间通入助燃空气，使天然气与助燃气体充分混合，有效延长了燃烧火焰长度，增强火焰燃烧的稳定性；
17、(2)本专利技术的中心高压式天然气燃烧系统及方法，结构合理、科学性强，实现了燃气的高效燃烧利用，此外，为提高燃烧能效提供设计方案，提高了能量利用率和生产率。
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1.一种中心高压式天然气燃烧系统，其特征在于包括由外层套筒、中间套筒和内圆环组成的三层套筒式整体结构，所述的外层套筒主要由外圆环的内壁和次外圆环的外壁构成的低压天然气通道，此低压天然气通道通入低压天然气，所述的中间套筒主要由次外圆环的内壁和高压天然气喷枪的外壁构成的助燃空气通道，此助燃空气通道通入助燃空气，所述的内圆环设有高压天然气通道，通过所述的高压天然气喷枪，向火焰中通入高压天然气。
2.根据权利要求1所述的中心高压式天然气燃烧系统，其特征在于所述的高压天然气通道的外径为低压天然气通道外径的1/2～1/5，所述低压天然气通道的天然气压力为0.2kPa～0.8kPa，所述高压天然气通道的天然气压力为4kPa～5kPa。
3.根据权利要求1所述的中心高压式天然气燃烧系统，其特征在于所述的高压天然气喷枪末端设有活动式调节弹簧，所述的高压天然气喷枪采用耐高温耐腐蚀的材料。
4.一种利用中心高压式天然气燃烧系统的燃烧方法，其特征在于包括
【技术特征摘要】
1.一种中心高压式天然气燃烧系统，其特征在于包括由外层套筒、中间套筒和内圆环组成的三层套筒式整体结构，所述的外层套筒主要由外圆环的内壁和次外圆环的外壁构成的低压天然气通道，此低压天然气通道通入低压天然气，所述的中间套筒主要由次外圆环的内壁和高压天然气喷枪的外壁构成的助燃空气通道，此助燃空气通道通入助燃空气，所述的内圆环设有高压天然气通道，通过所述的高压天然气喷枪，向火焰中通入高压天然气。
2.根据权利要求1所述的中心高压式天...
【专利技术属性】
技术研发人员：于洪军，王兴锋，孙文强，杨会利，陈小艳，路明，马纪鑫，刘书含，
申请(专利权)人：鞍钢集团矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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