一種組合式多噴嘴燃燒器的制作方法

專利名稱：一種組合式多噴嘴燃燒器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種燃燒器，特別涉及一種用于氣化爐和加熱爐并且以可燃 粉體為燃料的組合式多噴嘴燃燒器。
背景技術：
現有的煤氣化技術中，以Texaco與Shell的工藝比較成熟，在國內應用 較為廣泛，兩者在燃燒器設計方面各有特色。
Texaco氣化爐燃燒器以水煤漿為燃料，該燃燒器分為三層通道，中心 通道介質為氧氣，第二層通道介質為水煤漿，最外層通道介質仍為氧氣。這 種結構的燃燒器已很成熟，但也有自身的不足(1)高速水煤漿流動時對 噴頭有很強的磨損，因此必須經常更換磨損部件(磨損部件壽命一般為 30~60天)；(2)水煤漿與氧氣采用直流結構使得燃燒火焰較長，相應爐 體長度也增加；(3)燃燒器使用盤管冷卻結構，在拆裝時極易造成損壞； (4)燃燒器點火方式采用預熱燒嘴對爐體內耐火磚加熱，爐膛溫度達到水 煤漿的燃燒溫度后進行切換，對水煤漿點火，點火方式操作繁瑣；(5)此 結構要求煤能制作成高濃度，高穩定性，流變特性好的水煤漿，要求煤磨成 按一定粒度分布的煤漿，為了改善水煤漿的特性，還要加入一定量的添加劑， 即使如此，仍有部分煤種不適宜制成水煤漿，使用范圍受到局限。
Shell煤粉氣化設備以干煤粉為燃料，采用高壓惰性氣體輸送進入氣化 爐，從粉煤的輸送到噴出流速均很低，對燃燒器磨損很小。對煤種的適用范 圍寬，對煤的粒度、翁結性、含硫量、含氧量及灰份含量不敏感。每套氣化 裝置的結構由4~6套燃燒器沿圓周均布在爐子中下部，燃燒器在爐內形成對 沖火焰，合成氣從氣化爐上端排放，爐渣從下端排放。每個單獨的燃燒器為 直流結構，粉煤有水冷夾套保護，結構簡單，便于維修。Shell燃燒器的不 足是(1)四套燃燒器安裝精度要求很高；(2)本身未帶點火裝置，需在氣化爐內另加點火裝置進行點火；(3 ) Shell燃燒器煤粉與氧氣的混合過程 主要靠爐內的對沖結構來實現，單個燃燒器無法單獨工作，因此Shell燃燒 器適用范圍小，只適用于火焰對沖結構的爐體。
對于上述問題，當前已經提出多種改進結構。例如中國發明專利申請公 開號CN1710333A公開了一種燃燒器，它采用水冷壁替代了 Texaco燃燒器 的盤管冷卻結構；并且采用了多級冷卻的方式，以便有效地保護燃燒器；設 置了盤繞在點火噴嘴四周的多個煤粉輸送管，可調節煤粉的輸送量。然而， 這種燃燒器采用的是整體式設計，拆裝維護不方便。

發明內容
因此，本發明的目的是提供一種新型的燃燒器，以解決現有技術中存在 的問題。
本發明的上述目的是通過提供一種組合式多噴嘴可燃粉體燃燒器實現 的。該燃燒器包括位于燃燒器中心的點火燒嘴；和沿圓周方向均勻設置在 點火噴嘴外圍的多個工藝燒嘴。其中，每個工藝燒嘴包括位于工藝燒嘴中 心的煤粉通道；設置在煤粉通道外側的環形的第一氧化劑通道。通過這樣一 種結構，可以在點火操作之后即停止點火燒嘴的使用，依靠工藝燒嘴提供的 煤粉和氧化劑進行工作。同時，可以通過增加或減少工作的工藝燒嘴數量來 調節燃燒器的工作負荷；負荷調節范圍大，手段靈活。
優選地，設置在第一氧化劑通道外側的第一冷卻夾套。
優選地，所述點火燒嘴包括位于該點火燒嘴中心的燃料氣通道；設置 在燃料氣通道中的點火裝置；和設置在燃料氣通道外側的環形的第二氧化劑 通道。其中，所述燃料氣通道和所述第二氧化劑通道之間設有第二冷卻夾套， 所述第二氧化劑通道外設有第三冷卻夾套。
優選地，所述第一、第二和第三冷卻夾套皆為雙層結構，包括內層和外 層，其中冷卻介質由內層進入并且從外層排出。
通過在各通道外側都設置冷卻夾套，可以大大延長燃燒器使用壽命。并且通過采用雙層冷卻通道結構，可以更加有效地保護燃燒器。
優選地，所述點火燒嘴與所述工藝燒嘴通過安裝法蘭固定。在維修時，
可將需要維修的部分單獨地拆卸和維修，而不會對其他部分產生影響。 優選地，所述工藝燒嘴的數目為2-10個。
優選地，所述點火裝置是可移動的。由于點火裝置(點火棒)是可移動 的，因此在點燃煤粉后可以撤出，從而可以避免燒蝕。
此外，本發明的燃燒器還具有以下優點
煤粉采用直管輸送，阻力小，速度低，對燃燒器的磨損小；噴出后與外 側的氧化劑撞擊混合，形成單獨小火焰，相鄰火焰撞擊后可以形成一圈均勻 的火焰，從而保證爐膛溫度場均勻，流場均勾；燃料氣通道與第二氧化劑通 道在完成點火任務后置換為惰性保護氣體保護燃燒器，保證不會有高溫煙氣 回流至燃燒器通道。


圖1是本發明的燃燒器的主體結構的剖視圖2是圖1中的燃燒器頭部的更詳細的局部示意圖3為本發明的燃燒器中的單個工藝燒嘴的剖視示意圖。
附圖標記列表
1.點火裝置，2.燃料氣通道的蓋板，3.燃料氣入口， 4.第二冷卻夾套的 冷卻介質出口， 5.第三冷卻夾套，6.第三冷卻夾套的蓋板，7.第三冷卻夾套 的冷卻介質出口， 8.粉煤入口， 9.第一氧化劑通道的蓋板，10.第一氧化劑通 道入口， 11.第一冷卻夾套的冷卻介質出口 ， 12.第一冷卻夾套，13.第一冷 卻夾套的夾板，14.第二冷卻夾套，15.第二冷卻夾套的蓋板，16.第二冷卻 夾套的夾板，17.第二冷卻夾套的冷卻介質入口， 18.第二氧化劑通道的蓋板， 19.第二氧化劑通道入口 ， 20.第三冷卻夾套的冷卻介質入口 ， 21.第三冷卻夾 套的夾板，22.第一冷卻夾套的蓋板，23.第一冷卻夾套的冷卻介質入口， 24.安裝法蘭，25.工藝燒嘴的粉煤輸送管，26.燃料氣通道，27.第二冷卻夾套的冷卻介質通道，28.第二氧化劑通道，29.第三冷卻夾套的冷卻介質通道， 30.第一冷卻介質通道，31.第一氧化劑通道，32.工藝燒嘴的粉煤通道。
具體實施例方式
下面將結合本發明的附圖對本發明的燃燒器的最優選結構加以詳細的 描述。
參見圖1，本發明的燃燒器包括設置在中部的點火燒嘴和設置在點火燒 嘴外側的多個工藝燒嘴。工藝燒嘴沿圓周方向均勻地布置在點火燒嘴周圍， 并且通過安裝法蘭24與點火燒嘴固定在一起，安裝法蘭24與爐體(未示 出)密封連接。所述工藝燒嘴優選地為2-10個，通過增加或減少工作的工 藝燒嘴數量來調節燃燒器的工作負荷。通過使用安裝法蘭24對工藝燒嘴和 點火燒嘴進行固定，在維修時，可將需要維修的部分單獨地拆卸和維修，而 不會對其他部分產生影響。
參見圖3,工藝燒嘴包括位于中心位置的可燃粉體(例如，煤粉)通道， 其由煤粉輸送管25形成。煤粉通過煤粉入口 8進入煤粉通道。煤粉通道外 側設置有由第一氧化劑通道31 ，通道31通過第一氧化劑通道蓋板9密封， 氧化劑通過第一氧化劑通道入口 10進入該通道。在第一氧化劑通道的外側 設置有第一冷卻夾套12，第一冷卻夾套12由第一冷卻夾套的蓋板22密封。 第一冷卻夾套12為雙層結構，例如由第一冷卻夾套的夾板13將第一冷卻 介質通道30 (見圖2)分為內外兩層，冷卻介質由入口 23進入通道內層， 經過通道外層后由出口 11流出。
再次參見圖1和圖2,點火燒嘴包括位于中心位置的由燃料氣通道蓋板 2密封的燃料氣通道26，燃料氣通過燃料氣入口 3進入所述燃料氣通道。 燃料氣通道外側設置第二冷卻夾套14，其由第二冷卻夾套蓋板15密封。第 二冷卻夾套14也可以設置雙層結構，其方式與第一冷卻夾套類似，即由第 二冷卻夾套的夾板16將第二冷卻介質通道27分為內外兩層，冷卻介質由 入口 17進入，經過冷卻通道27后由出口 4流出。第二冷卻夾套14外側設置第二氧化劑通道28 (見圖2),其由第二氧 化劑通道的蓋板18密封。氧化劑通過第二氧化劑通道入口 19進入該通道， 并從該通道下方噴出，與燃料氣通道26噴出的燃料氣混合后，經點火裝置 1發火后被點燃，形成點火燒嘴火焰。第二氧化劑通道28外側設置第三冷 卻夾套5，由第三冷卻通道蓋板6密封。同樣，第三冷卻夾套5也可以按照 與第一和第二冷卻夾套相同的方式設置雙層結構。
通過在各氣體通道外側都設置冷卻夾套，可以大大延長燃燒器使用壽 命；并且所有冷卻夾套均可采用雙層冷卻通道結構，可以更加有效地防止爐 內介質反應時放出的熱量對燃燒器的損傷，從而保護燃燒器。
點火裝置1設置在燃料氣通道中，并且點火裝置是可移動的(其可通過 各種已有的技術實現)，在點燃點火燒嘴后可以撤出，從而可以避免長時間 處于高溫狀態下而導致燒蝕等損壞。點火棒撤出后，點火棒口可以用法蘭蓋 堵死。
燃燒器爐內部分可采用耐高溫、耐沖刷的特殊合金材料制成，例如 HA丫NES 188合金。
工藝燒嘴粉煤管中的粉煤由輔助氣體作為載體輸送，粉煤管為直管形 式，輸送阻力小。選取合適的管徑保證粉煤速度為5~10m/s,對管子和噴口 的磨損很小。粉煤噴出燒嘴后與外側經過第一氧化劑通道噴入爐膛的氧氣撞 擊并迅速混合，被點火燒嘴點燃后形成一股單獨的火焰。多個工藝燒嘴在爐 內形成多個單獨的小火焰，相鄰火焰在離開燒嘴一定距離后互相撞擊混合， 形成一圏均勻的火焰。火焰對燒嘴的輻射很強，因此設置有冷卻夾套進行保 護，夾套內的介質可以是水或其他冷卻介質。
本發明的主要工作原理如下燃料氣和第二氧化劑通道混合后經點火裝 置點燃，火焰穩定后投入煤粉，煤粉與第一氧化劑在爐膛內撞擊混合，被點 火燒嘴火焰點燃，隨后可以將燃料氣與第二氧化劑通道置換為惰性氣體以保 護燃燒器。本發明的主要工作過程如下點火燒嘴的燃料氣通過燃料氣通道26后 噴入爐膛，氧化劑通過第二氧化劑通道28噴入爐膛，兩股氣體混合后在爐 膛內被點火裝置1發火點燃。打開煤粉與第一氧化劑進料閥門，利用點火燒 嘴的火焰將煤粉點燃，然后關閉燃料氣和第二氧化劑通道，并置換為惰性氣 體保護點火燒嘴。整個工作過程，三層冷卻夾套內始終有冷卻介質通過，以 保護燃燒器。燃燒器結束工作時，先停止煤粉進料，最后停止氧化劑進料。
通過本發明的組合式燃燒器，克服了現有技術的不足，混合效果好，使 用壽命長，結構緊湊，火焰粗壯，燃燒效率高，自身帶有點火功能，負荷調 節范圍大，單個燃燒器也可工作，適用范圍廣泛。
以上已經結合了本發明的最優選實施例對本發明的燃燒器作出了詳細 的描述，然而本領域的技術人員可以認識到，在不背離本發明的實質和范圍 的情況下，可以對本發明進行各種修改和變化。應當認為本發明的最優選實 施例是描述性的，而非限定性的，本發明的范圍應當根據所附的獨立權利要 求加以確定。
權利要求
1、一種組合式多噴嘴燃燒器，其包括位于燃燒器中心的點火燒嘴；和沿圓周方向均勻設置在點火燒嘴外圍的多個工藝燒嘴，其特征在于，每個所述工藝燒嘴包括位于工藝燒嘴中心的煤粉通道；和設置在煤粉通道外側的第一氧化劑通道。
2、 根據權利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述工藝燒嘴還包括設置在所述第一氧化劑通道外側的第一冷卻夾套。
3、 根據權利要求1或2所述的燃燒器，其特征在于， 所述點火燒嘴包括位于該點火燒嘴中心的燃料氣通道；設置在燃料氣通道中的點火裝置；和設置在燃料氣通道外側的環形的第二氧化劑通道，其中，所述燃料氣通道和所述第二氧化劑通道之間設有第二冷卻夾套， 所述第二氧化劑通道外設有第三冷卻夾套。
4、 根據前述任一權利要求所述的燃燒器，其特征在于，所述第一、第二和第三冷卻夾套中的至少一個為雙層結構，包括內層和 外層，其中冷卻介質由內層進入并且從外層排出。
5、 根據前述任一權利要求所述的燃燒器，其特征在于， 所述點火燒嘴與所述工藝燒嘴通過安裝法蘭固定。
6、 根據前述任一權利要求所述的燃燒器，其特征在于， 所述工藝燒嘴的數目為2-10個。
7、 根據權利要求3-6中任一項所述的燃燒器，其特征在于， 所述點火裝置是可移動的。
全文摘要
本發明提供一種組合式多噴嘴可燃粉體燃燒器。該燃燒器包括位于燃燒器中心的點火燒嘴；和沿圓周方向均勻設置在點火燒嘴外圍的多個工藝燒嘴。其中，每個工藝燒嘴包括位于工藝燒嘴中心的煤粉通道；和設置在煤粉通道外側的環形的第一氧化劑通道。本發明將多個工藝燒嘴與點火燒嘴組合在一起，結構緊湊，燃燒效率和氣化效率提高。每個單獨的工藝燒嘴維修靈活，拆裝方便。多個工藝燒嘴可靈活地調節燃燒器的負荷，爐膛內介質通過多次撞擊混合均勻，火焰充滿度好，多層均勻的冷卻結構可有效的保護燃燒器，延長燃燒器使用壽命。
文檔編號F23D1/00GK101446413SQ200810246579
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月29日 優先權日2008年12月29日
發明者偉 信, 蔡德生, 郭進軍, 冬 馬 申請人:北京航天萬源煤化工工程技術有限公司