专利名称：工业炉窑粉煤旋风燃烧系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及固体燃料的燃烧设备，特别是工业炉窑的燃烧系统。
迄今为止，燃煤工业炉窑的燃烧方式仅局限在块煤层状燃烧和粉煤燃烧两种类型，而本发明正是针对粉煤燃烧方式而加以改进的。原有的粉煤燃烧是将煤磨成煤粉再燃烧，强化煤炭的燃烧。但是，目前在工业炉窑中常用的粉煤燃烧方法是直喷燃烧法，即将粉煤通过燃烧器全部喷入炉膛内直接燃烧，该法在工业炉窑中使用也存在严重问题，其原因在于煤中灰分全部随火焰进入炉膛，必定有一部分沉降在被加热料的表面上，降低传热系数和发热效率，影响炉子产量和加热质量。有一部分灰渣沉降在炉底上或粘结在炉墙上，清除这些灰渣需耗费很大劳力，并且会减少炉体的寿命。此外，还有一部份灰渣将随烟气排入大气，造成严重的大气污染。由于这时烟尘含量很高，要清除这些灰尘，需要庞大的除尘设备，投资盛大。
本发明旨在实现高效清洁燃烧，减少烟尘含量，简化除尘设备，改善劳动环境，从而开发适用于液体渣粉煤旋风燃烧系统，保证粉煤正常稳定燃烧，使粉煤中的灰渣大部分从燃烧室呈液态排除，提高燃烧效率，减少炉内积渣和烟尘排放。
本发明的技术方案系由五个组成部分予以实现，这五个部分分别为粉煤供给装置系统、燃烧装置系统、炉体、余热利用装置和排烟系统。其中机械提煤斗(或皮带输送)用于将块煤(或原煤)输入煤斗中，经自动给煤器进入高速锤击式磨煤机磨出细幼的煤粉再入煤斗与一次空气混合产生混合物，所述混合物在管道内的流速和压力能与燃烧器的能力和反压力特性相匹配，总压头可大于2000Pa，从而使粉煤能顺利地被输送到燃烧器中，并在其中稳定燃烧。燃烧装置系统的主体为液排渣粉煤旋风燃烧器，其中粉煤与一次空气的混合物经燃烧器端部的蜗壳进入燃烧室，二次空气呈切线进入燃烧室，燃烧室的另一端为火焰喷口，喷口周围为环室，在燃烧室靠近环室一端的下方开有排渣口，粉煤燃烧后生成的灰渣成液态由此排出，获得极高的燃烧效率，使进入炉膛的为得到净化的高温火焰满足工业炉窑加热工艺的要求。由排渣口排除的液态渣经排渣筒流入有水封的排渣机下部，然后由排渣机自动提升到小渣车中运出。炉体由耐火材料砌筑，其形状和尺寸需估计到本燃烧器的火焰特性而确定。燃烧器装在炉子侧面，其数量和能力根据炉子热负荷和燃烧器的布置要求而定。由炉内排除的高温烟气，将通过换热气予热二次空气，这不仅是为了回收余热节约燃料，而且是本发明中燃烧工艺所要求的条件；在排烟系统中，由于大部份灰渣已经由燃烧器中排除，因而可使烟气中的烟尘含量大大减少，且不冒黑烟，烟气可经烟道、烟囱排入大气，或必要时设置除尘负荷较小的除尘装置，有利于环境保护。
本发明附图解释如下
图1为本发明工业炉窑粉煤旋风燃烧系统示意图；图3为本发明工业炉窑粉煤旋风燃烧系统中自动给煤装置示意图；图3为本发明工业炉窑粉煤旋风燃烧系统中高效管状换热器示意图；图4为本发明工业炉窑粉煤旋风燃烧系统中双层排渣筒及螺旋出渣机示意图。
本发明附图标识如下1--机械提煤斗2--煤斗3--自动给煤器4--磨煤机5--蜗壳6--燃烧器7--燃烧器热风进口切线喷口8--燃烧器环室9--火焰喷口10--双层排渣筒11--螺旋出渣机12--渣车13--炉膛14--烟道15--换热器16--鼓风机17--除尘机18--烟囱19--调速电机20--管道21--减速箱22--螺杆给料器23--锤击式磨煤机24--电机25--给料管口26--换热管27--绝缘层28--集风箱29--排渣口以下结合附图详述本发明图1中机械提煤斗(1)一端接地，另一端位于煤斗(2)之上方，斜靠工作台而置。自动给煤器(3)与煤斗(2)的底部和磨煤机(4)相接，置于燃烧器(6)的蜗壳(5)和磨煤机(4)借助一皮带轮而连接。在燃烧器(6)的上部设有燃烧器热风进口切线喷口(7)，燃烧器(6)之右端与燃烧器环室(8)的火焰喷口(9)接通，双层排渣筒(10)与燃烧器(6)的右底端相接，螺旋出渣机(11)与双层排渣筒连通。炉膛(13)的下部设有一烟道(14)，烟道(14)的中部设有一换热气(15)，鼓风机(16)置于换热气(15)之上，与之连通。在换热器(15)的右边烟道设有一除尘器(7)，烟囱(18)与烟道相连。
本发明工作原理如下块煤经机械提煤斗(1)运至煤斗(2)，在经自动给煤器(3)输送至高速锤击式磨煤机(4)中，在其中生产出煤粉和一次空气的混合物，经管道输送至燃烧器(6)的蜗壳(5)。若是碎煤，则可经自动给煤器(3)与一次空气混合后直接进入蜗壳(5)。二次空气由鼓风机(16)供给，经换热器(16)予热后由切线喷口(7)进入燃烧器至环室(8)，燃烧后形成的火焰由火焰喷口(9)进入炉膛(13)中，以加热料坯。燃烧后生成的灰渣呈液态由排渣口流入渣筒(10)，然后由水封排渣机(11)提升至地面，落入渣车(12)。烟气经烟道(14)通过换热器(15)，必要时再通过除尘器(17)，由烟囱(18)排入大气。该燃烧器装有水冷壁，由水泵(或自来水)打入冷却水，由燃烧器出来的热水可流入凉水槽中，供循环使用。
图2中自动给煤器系由调速电机(19)经管道(20)与减速箱(21)连接，经由管道(20)与螺杆给料器(22)连接，螺杆给料器(3)的给料管口(25)连接锤击式磨煤机(23)，如此而构成自动给煤器。其工作原理是块煤或碎煤被送入螺杆给料器(22)后，经给料管口(25)进入锤击式磨煤机(23)，然后产生煤粉和一次空气的混合物。
图3中换热器(15)系由换热管(26)，绝热层(27)和集风箱(28)构成，提供了二次风温的优越条件。因为粉煤旋风燃烧器要求二次风温必须在350℃以上，否则燃烧器内达不到预定的高温，而无法实现液排渣，造成燃烧器堵塞而被迫停炉。本换热器(15)是一种管栅换热装置，有助于二次风温达到500℃左右，保证燃烧器内达到1500℃以上的高温条件，顺利实现液体排渣。
图4中展示了双层排渣筒(10)和螺旋出渣机(11)联成一体的结构，其中双层排渣筒(10)的设置可借助高温烟气防止液态渣凝固堵塞排渣筒(10))，而螺旋出渣机(11)则借助连续转动的螺旋叶片不停地搅动水面，从而有效地避免了液态渣在粉煤中聚集并堵塞排渣筒(10)。
本发明完善地体现了其冷炉点火，几分钟内即可稳定燃烧的特点。其设备齐全，整个系统均设有必要的检测仪表，有助煤量的控制。其燃烧完全，燃烧率达99％以上，节能效果好，有利环境保护。另外，本发明产生的火焰含尘量低，有利于强化传热和改善加热质量，其燃烧器的捕渣率可达80％，烟气中烟尘含量低，有利于简化除尘装置，节约设备投资。其应用面覆盖钢铁、机械、建材、化工、铁道、轻工等领域的工业炉窑。
权利要求
1.一种工业炉窑粉煤旋风燃烧系统系包括煤斗、自动给煤器，磨煤机、燃烧器、燃烧器环室、炉膛、换热器、鼓风机等部件，其特征在于机械提煤斗(1)斜靠工作台而置，一端接地，另一端位于煤斗(2)的上方，自动给煤器(3)与煤斗(2)的底部和磨煤机(4)相接，一皮带轮与燃烧器(6)的蜗壳(5)以及磨煤机(4)相连，在燃烧器(6)的上部设有燃烧器热风进口切线喷口(7)，燃烧器(6)之右端与燃烧器环室(8)的火焰喷口(9)接通，双层排渣筒(10)与燃烧器(6)的右底端相接，一螺旋出渣机(11)与双层排渣筒连通，在炉膛(13)的下部设有一烟道(14)，烟道(14)的中部设有一换热器(15)，鼓风机(16)置于换热器(15)之上，与之连通，在换热器(15)的右边烟道设有一除尘器(17)，烟囱(18)与烟道连通。
2.据权利要求1所述之工业炉窑粉煤旋风燃烧系统，其特征在于所述自动给煤器(3)设有一螺杆给料器(22)，与锤击式磨煤机(4)连通。
3.据权利要求1和2所述之工业炉窑粉煤旋风燃烧系统，其特征在于自动给煤器(3)中连接螺杆给料器(22)的管道(20)之右上端装有一台减速箱(21)。
4.据权利要求1所述之工业炉窑粉煤旋风燃烧系统，其特征在于换热器(15)由数根换热管(1)构成。
5.据权利要求1和3所述之工业炉窑粉煤旋风燃烧系统，其特征在于换热管(26)的两端分别与集风箱连接，形成管栅结构。
全文摘要
本发明涉及固体燃料的燃烧设备，由它解决了机械碎煤与直接燃烧以及液体排渣等技术要领。本系统主要由机械提煤斗、自动给煤器、磨煤机、燃烧器、燃烧器环室、双层排渣筒、螺旋出渣机、管栅换热器和除尘器等合理连置，如此而使煤量控制准确，供煤系统运行正常，不使液态渣在粉煤上聚集而堵塞排渣筒，从而实现冷炉点火和高达99％以上的燃烧率，其烟尘含量低，有利环境保护，可广泛应用于工业领域中的各类炉窑。
文档编号F23C7/00GK1126297SQ9411118
公开日1996年7月10日 申请日期1994年9月28日 优先权日1994年9月28日
发明者寥为生, 兰显尤, 郭伯伟 申请人:寥为生, 兰显尤, 郭伯伟