[实用新型]一种水泥窑炉局部富氧燃烧器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种生产水泥或类似物的工业燃烧器，特别涉及利用劣质燃料或替代燃料的富氧燃烧器。 

背景技术

近几年，随着水泥生产规模的不断扩大以及整体水泥市场的萎缩，国内的水泥生产企业都已经将精力从粗放式生产转而聚焦于如何提高熟料质量、降低各工艺环节的生产成本、降低废气及粉尘的排放上来。 

水泥回转窑窑头燃烧器用煤量占据整个生产线的30%~50%，而从水泥生产角度来看，原料（矿石）、燃料（主要是煤粉）、电的费用消耗是水泥熟料的主要成本构成，而对于部分水泥厂，燃料费用甚至占据熟料成本的一半以上。因此，在不改变系统运转工况的情况下，尽可能多地燃用成本低廉的劣质燃料对于企业降低产品的成本有极大帮助。对于窑头燃烧器这一主要耗能设备，如何提升燃烧器燃用劣质煤及其他低热值燃料的稳定性、提高对燃料品质变化的适应性成了目前困扰业界的难题。 

用回转窑生产水泥或类似物所用的燃烧器，影响煅烧的主要因素是燃烧器的一次风比例，煤粉喷出速度，各通道出口风速，旋流强度，燃料种类、颗粒细度、燃烧氛围等。对于普通的煤粉燃烧器，燃用劣质煤缺陷明显，因为劣质煤的挥发分含量低、发热量低、灰分含量大，易磨性差，燃烧时火焰稳定性差、煤粉气流的着火距离延长、火焰温度较低，火焰中心容易偏斜，点火稳燃困难，操作不当时，在燃烧器头部会出现严重的结焦现象，导致不得不频繁停窑检修，降低了企业的生产质量和生产效率。 

对于生产企业来说，存在由于煤磨产能的限制因而无法通过降低煤粉细度来改善燃烧的可能性，所以针对劣质煤的燃烧，燃烧器的结构改变势在必行。 

煤粉的燃烧过程中，氧气浓度的变化对煤粉燃烧会产生很大的影响，通过增加氧气的浓度，煤粉的着火温度会下降，燃烧反应的速度、火焰温度、煤粉的燃烬率会得到提升，尤其是对于劣质煤，根据实验，氧气浓度的提升对于其燃尽的促进作用更加显著。 

目前存在的利用回转窑制造水泥或者类似物的富氧燃烧技改装置中，在燃烧器所处的窑头处，业内较频繁使用膜分离法分离出来的含氧浓度为23%~30%的富氧空气对一次风进行富氧的方式。该部分的富氧空气中，氮气比例约占68%~75%左右，虽然较空气中的氮气比例有所降低，但是相较于VPSA制氧装置制取的含氧量80%~92%浓度的气体，使用膜分离法制取的富氧空气对一次风进行全局富氧+时，第一会造成排放的尾气中含N₂比例过高，大量的热量经N₂携带出回转窑，导致热能利用效率降低，第二会造成氧气的浪费，因为回转窑内并非所有部位都需要进行富氧。 

根据国外的富氧运行经验来看，对原有装置进行富氧技改多采用额外增加氧气喷枪的方法，虽然采用该方法安装位置、喷射角度可以比较灵活地调整，但采用该方法会有明显的弊端：由于氧气喷枪直接插入回转窑窑头，煤粉在富氧环境下产生远大于1300℃的高温，而对于氧气喷枪来说，管径一般比较小，堆砌浇注料较为困难，且浇注料寿命难以得到保证，只能通过外加隔热套管等方式保护，可能导致氧枪存在寿命偏低、需要频繁更换等问题；此外，燃烧器对于工厂来说是消耗品，针对每一次更换不同品牌或者同品牌不同结构形式的燃烧器，工厂需要修改氧气喷枪的位置，以达到最佳效果，这样无疑增加了工厂的操作难度。 

如果不对燃烧器通道进行改进，而仅对一次风机出口加氧或对轴向风通道进行富氧时，会造成氧气的浪费。水泥熟料或类似物的煅烧过程主要在燃烧器和熟料或类似物接近的一侧进行，根据现有的燃烧技术，并不需要对燃烧器上远离熟料或类似物的那侧进行高浓度富氧。 

实用新型内容

所要解决的技术问题： 

针对现有的燃烧器对于劣质燃料、低热值燃料适应性较差、燃尽率低，回转窑出口CO浓度偏高，并且现存的对燃烧器进行富氧的方式存在氧气耗量大、热能利用效率低、使用者承担成本高昂的问题，本实用新型提供了一种增设富氧风通道及喷嘴的燃烧器，该燃烧器对于燃料品质的变化有很强的适应性，能够在水泥或类似物的生产过程中燃用劣质燃料，达到节能降耗、稳定生产、降低成本的目的。

技术方案： 

为了解决以上问题，本实用新型提供了一种水泥窑炉局部富氧燃烧器，包括点火油枪管、中心风道、一个或多个旋流风道、一个或多个燃料通道、轴流风通道以及点火油枪、中心风喷嘴、旋流风喷嘴、燃料喷嘴、轴流风喷嘴，其特征在于：在燃烧器轴流风通道外设置了富氧空气通道并在富氧空气通道出口设置了喷嘴,喷嘴布置于轴流风喷嘴外侧圆周的下部、接近熟料，喷嘴在圆周方向上的分布区域所对应的中心角≤270°。