阅读说明：本技术 一种具有定向富氧助燃的多通道回转窑燃烧器 (Multichannel rotary kiln combustor with directional oxygen enrichment combustion supporting function ) 是由 沈忠东 于 2021-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有定向富氧助燃的多通道回转窑燃烧器,包括多通道燃烧器本体,所述多通道燃烧器本体的外轴流风套管外侧通过两块围板焊接有外挂富氧通道套管,所述外挂富氧通道套管靠近外轴流风套管一侧设有弧形导流组件,所述弧形导流组件与外轴流风套管之间形成外挂富氧空气通道,外挂富氧空气通道弧度为10～180°,设置在所述多通道燃烧器本体的外轴流风套管的下部,所述多通道燃烧器本体与所述富氧空气通道为同心设置。本发明可以在燃烧器形成的火焰下腹部底部形成弧形、扁平、适合角度和适合范围的均匀富氧气流,定向、精准地喷射入指定的区域,实现定向富氧空气助燃,达到更好的助燃效果。(The invention discloses a multi-channel rotary kiln burner with directional oxygen enrichment combustion supporting function, which comprises a multi-channel burner body, wherein an externally-hung oxygen enrichment channel sleeve is welded on the outer side of an outer axial flow air sleeve of the multi-channel burner body through two surrounding plates, an arc-shaped flow guide assembly is arranged on one side, close to the outer axial flow air sleeve, of the externally-hung oxygen enrichment channel sleeve, an externally-hung oxygen enrichment air channel is formed between the arc-shaped flow guide assembly and the outer axial flow air sleeve, the radian of the externally-hung oxygen enrichment air channel is 10-180 degrees, the externally-hung oxygen enrichment air channel is arranged on the lower portion of the outer axial flow air sleeve of the multi-channel burner body, and the multi-channel burner body and the oxygen enrichment air channel are arranged concentrically. The invention can form arc-shaped, flat, uniform oxygen-enriched air flow with a proper angle and a proper range at the bottom of the lower abdomen of the flame formed by the burner, and the uniform oxygen-enriched air flow is directionally and accurately sprayed into a specified area, so that the directional oxygen-enriched air is used for supporting combustion, and a better combustion-supporting effect is achieved.)

一种具有定向富氧助燃的多通道回转窑燃烧器

技术领域

本发明涉及燃烧设备技术领域，具体为一种具有定向富氧助燃的多通道回转窑燃烧器。

背景技术

多通道燃烧器是广泛应用在锅炉、分解炉、加热炉、回转窑等工业窑炉中的核心燃烧设备，其作用是在一次风的输送和助燃下，使煤粉初步燃烧，此后在二次风的助燃下充分燃烧释放热量。

自多通道燃烧器应用于钢铁、水泥、化工等众多工业领域以来，多通道燃烧器存在工作原理和结构上的缺陷，导致煤粉燃烧不完全、火焰形状不佳，特别是在水泥行业，因为火焰形状不佳、煤粉燃烧不完全，导致煤耗高，熟料质量不稳定，还出现结皮、结圈、结蛋、黄心料等工艺质量问题。

富氧空气具有的能有效提高燃烧效率、燃烧温度、燃尽率等诸多优点，但是富氧空气在燃烧的应用过程中也存在很多问题，比如富氧空气直接从一次风、二次风、三次风管道系统添加进去，虽然有效地提高了燃烧效率，但是富氧空气添加量比较大，综合经济效益不佳，投资回收期普遍超过15年。

在多通道燃烧器上增加一个富氧空气通道，让富氧空气与一次风(主要为内旋流风和外轴流风)一起参与助燃是一个较好的技术思路，但是目前多通道燃烧器增加的富氧空气通道全部都是设置在旋流风通道(有内、外旋流风通道)和外轴流风通道之间，或者直接将富氧空气混合输入至旋流风或者外轴流风通道。该技术路线的弊端主要有两个：一是无法直接在需要煅烧的物料层形成相对较集中的高温区域，不利于更好地提高煅烧效率；二是燃烧过程NO_x的生成量会明显增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有定向富氧助燃的多通道回转窑燃烧器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有定向富氧助燃的多通道回转窑燃烧器，包括多通道燃烧器本体，所述多通道燃烧器本体的外轴流风套管外侧通过两块围板焊接有外挂富氧通道套管，所述外挂富氧通道套管靠近外轴流风套管一侧设有弧形导流组件，所述弧形导流组件与外轴流风套管之间形成外挂富氧空气通道，外挂富氧空气通道弧度为10～180°，设置在所述多通道燃烧器本体的外轴流风套管的下部，所述多通道燃烧器本体与所述富氧空气通道为同心设置。通过采用上述技术方案，将外界的富氧空气通过一个与一次风(内外旋流风和外轴流风)完全隔离的外侧通道输送入燃烧器，实现定向富氧空气助燃，达到更好的助燃效果。

优选的，所述外挂富氧空气通道弧度为10～170°，不设置在所述多通道燃烧器本体的外轴流风套管的正下部。

优选的，所述弧形导流组件可沿轴向前后移动。

优选的，所述外挂富氧空气通道靠近外轴流风套管一侧设置有可沿轴向前后移动的弧形导流组件，用于改变富氧空气喷射角度。

优选的，所述弧形导流组件为弧形的导流片，厚度从端头至尾部逐渐缩小，用于改变富氧空气喷射角度。

优选的，所述弧形导流组件与外挂富氧通道套管通过两块支撑块连接，支撑块一端与弧形导流组件焊接，另一端与外挂富氧通道套管内壁连接。

优选的，所述外挂富氧空气通道套管的直径相同或从端头部至尾部逐渐增大成锥形。

优选的，所述外挂富氧空气套管的尾部连通有富氧空气进风管，富氧空气进风管上安装有调节阀、氧浓度检测传感器、空气流量传感器、压力传感器，分别用于调节富氧空气流量、监测富氧空气氧浓度、流量和压力。

优选的，所述外挂富氧空气通道的尾部设置可调伸缩装置，可调伸缩装置的前后法兰分别与外挂富氧空气通道套管的外壁和外轴流风套管外壁焊接，可调伸缩装置的机壳内设有包含水平丝杆和垂直丝杆的一对斜齿轮传动机构或者涡轮蜗杆传动机构，水平丝杆与固定在弧形导流组件尾部的螺母配合，垂直丝杆与可调伸缩装置外的手动或者电动驱动机构相连。由此，在手动或者电动驱动机构的驱动下，通过斜齿轮传动机构或者蜗轮蜗杆传动机构驱动水平丝杆转动，从而驱动弧形导流组件沿轴向前后微小移动，进而使弧形导流组件头部沿轴向前后微小移动，最终改变弧形导流组件头部与外挂富氧通道套管的相对位置以使富氧空气喷出的角度发生变化。

优选的，所述外挂富氧空气通道的内部分隔为多个用于输送不同氧气浓度空气的弧形空气通道，通过采用上述技术方案，便于调节火焰在圆周不同角度区域的形状、温度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、富氧空气是通过一个与一次风(内外旋流风和外轴流风)完全隔离的外侧通道输送入燃烧器，喷射出燃烧器后，可以在外轴流风套管下腹部(即火焰下腹部)底部形成弧形、扁平、适合角度和适合范围的均匀富氧气流，定向、精准地喷射入指定的区域，实现定向富氧空气助燃，达到更好的助燃效果，从而有利于更好地提高燃烧效果和燃料燃烬率，提高指定区域的燃烧温度，改善煅烧效果，从而降低煤耗，提高熟料质量，同时因为煤粉充分燃烧，改善结皮、结圈、黄心料等普遍存在的烧成工艺问题，由于富氧空气没有直接进入火焰中心区域参与助燃，有利于减少燃烧过程NO_x的生成量，此外，由于富氧空气助燃，还可以在煤粉充分燃烧的前提下，降低二次、三次助燃风的风量，可以显著降低尾部高温风机的耗电量。

二、本定向富氧助燃的多通道回转窑燃烧器可以适用于各种工业领域的燃煤、燃油、燃气以及固废、生物质等为燃料的多通道燃烧器的新制或者改造，富氧通道输送的可以是富氧空气，也可以是普通空气，都能达到不同程度的积极效果。

附图说明

图1为本发明实施例中的示意图；

图2为本发明实施例中的A-A剖面结构示意图；

图3为本发明实施例中的B-B剖面示意图；

图中：1、中心风通道；2、内旋流风通道；3、外旋流风通道；4、煤风通道；5、外轴流风通道；6、支撑块；7、弧形导流组件；8、外挂富氧空气通道；9、外轴流风套管；10、外挂富氧空气通道套管；11、螺母；12、可调伸缩装置；13、富氧空气进风管；14、调节阀；15、氧浓度传感器；16、空气流量传感器；17、压力传感器；18、外轴流风可调伸缩节；19、外旋流风可调伸缩节；20、内旋流风可调伸缩节；21、煤粉进风管；22、中心风进风管；23、一次风进风管；24、水平丝杆；25、垂直丝杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～3，本发明提供一种技术方案：

一种具有定向富氧助燃的多通道回转窑燃烧器，包括多通道燃烧器本体，所述多通道燃烧器本体的外轴流风套管9外侧通过两块围板焊接有外挂富氧通道套管10，所述外挂富氧通道套管10靠近外轴流风套管9一侧设有弧形导流组件7，所述弧形导流组件7与外轴流风套管9之间形成富氧空气通道8，外挂富氧空气通道8的弧形宽度范围为10～180°，设置在所述外轴流风套管9的下部，多通道燃烧器本体内原有的各个套管与富氧空气通道8为同心设置，且在尾部端头轴向错开排列。

其中，外挂富氧空气通道8的弧形宽度范围为10～170°，不设置在所述外轴流风套管9的正下部。

其中，所述弧形导流组件7可沿轴向前后移动。

其中，所述外挂富氧空气通道8靠近外轴流风套管9一侧设置有可沿轴向前后移动的弧形导流组件7，所述弧形导流组件7为弧形的导流片，厚度从端头至尾部逐渐缩小，用于改变富氧空气喷射角度。

其中，所述弧形导流组件7与外挂富氧通道套管10通过两块支撑块6连接，支撑块6一端与弧形导流组件7焊接，另一端与外挂富氧通道套管10内壁连接。

其中，所述外挂富氧空气通道套管10的直径相同或从端头部至尾部逐渐增大成锥形。

其中，所述外挂富氧空气套管10的尾部连通有富氧空气进风管13，富氧空气进风管13上安装有调节阀14、氧浓度检测传感器15、空气流量传感器16、压力传感器17，分别用于调节富氧空气流量、监测富氧空气氧浓度、流量和压力。

其中，所述外挂富氧空气通道8的尾部设置可调伸缩装置12，可调伸缩装置12的前后法兰分别与外挂富氧空气通道套管10的外壁和所述多通道燃烧器本体的外轴流风套管9外壁焊接，可调伸缩装置12的机壳内设有包含水平丝杆24和垂直丝杆25的一对斜齿轮传动机构或者涡轮蜗杆传动机构，水平丝杆24与固定在弧形导流组件尾部的螺母11配合，垂直丝杆25与可调伸缩装置12外的手动或电动驱动机构相连，由此，在手动或者电动驱动机构的驱动下，通过斜齿轮传动机构或者蜗轮蜗杆传动机构驱动水平丝杆24转动，从而驱动弧形导流组件7沿轴向前后微小移动，进而使弧形导流组件7头部沿轴向前后微小移动，最终改变弧形导流组件7头部与外挂富氧通道套管10的相对位置以使富氧空气喷出的角度发生变化。

其中，多通道燃烧器本体内设有5个环形通道，从内到外依次为中心风通道1、内旋流风通道2、外旋流风通道3、煤风通道4、外轴流风通道5，所述具有定向富氧助燃的多通道回转窑燃烧器还包括外轴流风可调伸缩节18、外旋流风可调伸缩节19、内旋流风可调伸缩节20、煤粉进风管21、中心风进风管22和一次风进风管23。