[发明专利]一种立式向下液排渣煤粉燃烧装置

说明书

技术领域

本发明涉及到一种立式液排渣煤粉燃烧装置，特别是一种竖直向下燃烧的煤粉燃烧装置。

背景技术

近年来，随着国际原油价格的不断攀升，众多以燃油、燃气为燃料的窑炉、金属熔炼炉、热风炉、物料干燥塔等设备的燃料营运成本居高不下，严重制约了相关企业的盈利能力和经济状况，成为影响这些企业发展和生存的关键问题。利用我国储量丰富、价格相对低廉的煤炭资源来替代燃油、燃气等燃料是改善企业生存状况和降低燃料成本一种有效的技术方式，符合我国国情。环保型立式液排渣煤粉燃烧炉是一种煤清洁利用的先进方式，它利用煤粉颗粒随旋流风在燃烧室壁面做贴壁燃烧产生的高温，将煤粉中的灰分熔化呈液态，并在旋流流场和重力场作用下被炉壁面捕集流入渣池后排出，得到洁净的高温烟气用于后续的加热，可广泛应用于对加热源清洁度要求较高的工业窑炉、锻造窑炉、轧钢加热炉、金属熔炼炉、陶瓷喷雾干燥塔等设备的加热工艺。在立式液排渣煤粉燃烧炉正常工作时，由于火焰向下燃烧，煤粉燃烧装置处于火焰高温区的正上方，在辐射换热和对流换热的双重作用下经受高温烘烤，会产生很大的向上热膨胀，而煤粉燃烧装置和安装法兰间采用直接焊接方式连接，由此产生的热应力会使煤粉燃烧装置和法兰产生变形，严重时造成煤粉燃烧装置与固定法兰的开裂和燃烧炉的停炉事件，严重影响立式煤粉液排渣燃烧炉的安全稳定运行；现有立式液排渣煤粉燃烧装置助燃风一般采用单侧进风方式，在环形平衡风室内风量分布存在死角，容易造成助燃风在旋流通道的压力分布不均，使得燃烧室内周向旋流二次风均匀性较差，因此容易造成炉内燃烧工况的不稳定，导致燃烧效率下降和炉壁的局部高温现象，严重影响燃烧炉的工作寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种可有效解决煤粉燃烧装置热膨胀变形问题、能改善炉内周向旋流风均匀性、提高立式液排渣煤粉燃烧炉安全稳定性和寿命的立式向下煤粉燃烧装置。

为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：一种立式向下液排渣煤粉燃烧装置，包括二次风平衡风室，二次风平衡风室中心设有定位直筒，从其中心依次向外设有固定于同一法兰的中心燃油管和高压点火电极，中心燃油管外侧设置燃油助燃风套管，燃油助燃风套管外侧设置一次风粉套管，一次风粉套管通过法兰固定在二次风室中心的定位直筒上；在中心燃油管底部向火面装有燃油雾化油嘴，燃油助燃风套管肩部法兰上焊接有与一次风粉通道相通的煤粉入口管，燃油助燃风套管与一次风粉套管通过法兰连接，二次风室中心定位直筒和燃油助燃风套管之间形成一次风粉通道，在通道底部出口设置锥形的煤粉分散装置。

所述煤粉燃烧装置二次风平衡风室设置有对称分布的左二次风入口和右二次风入口，内部设置有二次风折流板，在二次风竖直通道入口设置二次风整流片，二次风整流片下方的二次风竖直通道出口设置旋流叶片；在一次风粉通道出口和旋流叶片出口之间的向火面结构均匀地焊接渣钉。

所述煤粉燃烧装置通过安装大法兰固定于燃烧室，煤粉燃烧装置与安装大法兰间通过头部膨胀环连接，安装大法兰上焊接有燃烧装置定位筒。

本煤粉燃烧装置中心设置燃油管和雾化油嘴，在其正常工作时采用高压电极点火，在燃烧装置中心形成稳定向下的燃油火焰，一次风携带煤粉通过煤粉入口管进入一次风粉通道，并通过底部的煤粉分散装置后送入燃烧室，热助燃风通过左右两个二次风入口送入，在平衡风室内部二次风折流板的作用下二次风风向由水平方向变为竖直方向进入竖直通道，二次风在竖直通道内经过整流片和旋流叶片变为均匀的周向旋流风进入燃烧室。燃油火焰将煤粉颗粒点燃后，调节煤粉量和二次风量，在燃烧室得到稳定的煤粉贴壁燃烧火焰，关闭燃油流量后，保持一定量的燃油助燃风，可实现对油枪和雾化油嘴的冷却保护。本煤粉燃烧装置一次风粉通道出口和旋流二次风通道出口间的向火面结构焊接有渣钉，渣钉间敷设耐火料捣打填实，以减少火焰对立式煤粉燃烧装置的直接烧损。

本煤粉燃烧装置运行时整体处于火焰上方，在煤粉火焰辐射换热和对流换热的双重作用下经受高温烘烤，会产生较大向上的热膨胀，安装大法兰将本煤粉燃烧装置固定于燃烧室上部，头部膨胀环对安装大法兰和煤粉燃烧装置之间产生的热应力提供了能自由伸缩的弹性补偿，从而降低了两者直接焊接所带来的热变形和开裂问题，保证了立式煤粉燃烧装置的安全与稳定运行。