專利名稱：設有燃料流變向裝置的燃燒器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種將固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)燃料引入諸如用于生產(chǎn)水泥熟料 及類似物的轉窯之類的窯爐燃燒區(qū)段的燃燒器，所述燃燒器包括多個基本 同心的導管，這些導管平行于燃燒器的主軸線，用于將燃料和初級空氣傳 輸?shù)絿娮炜?，還包括多個附設導管，這些附設導管用來向各個分設的噴嘴 孔傳送固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)燃料，所述附設導管位于燃燒器的中心部。
背景技術：
上述種類的燃燒器例如由EP 965 019和EP 967 434已知。這些已知的 燃燒器在中心部中包括一個或多個用來輸送燃料的導管，所述導管被用于 引入初級空氣的環(huán)形同心通道所圍。這些居中定位的通道往往用來引入代 用燃料，例如包括諸如塑料、紙、橡膠和木屑之類的固態(tài)燃料或如油的液 態(tài)燃料，或者固態(tài)燃料和/或液態(tài)燃料的混合物。
例如當將固態(tài)燃料經(jīng)由燃料導管注入制造水泥的轉窯火焰中時，必需 保證各個燃料顆粒盡可能長時間保持懸浮，以便顆粒在掉落到裝料中之前
大部分完全燃燒。然而，最大的燃料顆粒往往不可能完全燃燒，在此場合 下，隨著燃燒過程的延續(xù)，它們會落到裝料中。在這樣的情況下，有利的 是將這些顆粒盡實際可能引導到達窯爐中，以使這種顆粒于材料出窯之前 完全燃燒，同通常生產(chǎn)水泥的轉窯中的情況一樣，總是以將材料逆著燃料 注入方向輸送為前提條件。若不這樣，未燃燒的顆?？赡軗p害轉窯中的裝 料。通常，固態(tài)代用燃料顆粒尺寸變化程度較大， 一般不如固態(tài)礦物燃料 細碎。同樣，代用燃料的粉碎也可能是較復雜而花費大的加工過程。因此， 許多燃燒器構造成使少量初級空氣通過多個圍繞各代用燃料導管的環(huán)形同 心導管注入。這樣的構造將允許甚至較大的顆粒保持懸浮，直至完全燃燒 為止。在EP 967 434中，記述了分設的環(huán)形初級空氣導管，它們圍繞固態(tài) 燃料的導管同心定位。這種構造將有可能增長燃料顆粒保持懸浮狀態(tài)的時 間，從而改進燃燒效率。該專利申請中還建議，將初級空氣旋轉注入，致從而改進燃燒效率。然而， 由于在這些顆粒完全燃燒之前旋轉注入空氣可將大顆粒一直推到火焰點之
外，所以缺點就會隨之而產(chǎn)生。這可引起燃料顆粒漏燒(dropping through) 的危險，附帶產(chǎn)生窯中材料質量受損的危險。同樣，已知燃燒器的共同特 征是，燃料以基本平行于燃燒器主軸線的流動方向引入窯中。在這種情況 下，采用"流動方向"這個術語來意指燃料流中燃料顆粒平均起來所劃出 的方向。在旋轉引入燃料的情況下，燃料流動方向大致與燃料流的對稱線 一致。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種燃燒器，借助該燃燒器使代用燃料可在火焰 中維持較長的時間，克服所有上述缺點。
根據(jù)本發(fā)明，這可用導言中提及的那種方法來實現(xiàn)，其特征在于，燃 燒器包括用來改變經(jīng)由燃燒器中心部中至少一個附設導管所引入的燃料相 對于燃燒器主軸線、至少部分地在上升方向上的流動方向的裝置。
因此，單個燃料顆粒就有可能以彎曲的、大致彈道狀的^4圣行進，,人 而延長它們在火焰中的維持時間。這種燃燒器結構的另一優(yōu)點是，由于較 小顆粒的路徑會在比大顆粒更大程度上被經(jīng)由平行于燃燒器主軸線的外部 環(huán)形初級空氣噴嘴注入的初級空氣轉向，所以大顆粒會達到最高并因而達 到最長的路徑。因此，所有顆粒不論其尺寸大小，都可能實現(xiàn)更均勻的燃 燒。通過改變注入速度或注入方向就有可能改變顆粒^各徑。
原則上，燃料流向改變裝置可由任何合適的裝置組成。
在本發(fā)明的 一 個實施例中，經(jīng)由燃燒器中心部中至少 一 個附設導管所 引入燃料的流動方向改變裝置包括注入導管，該導管位于所述導管的直接 延伸部的出口點處，其中心線相對于燃燒器主軸線成角度。優(yōu)選的是，注 入導管設置成相對于燃燒器主軸線以1。和25。之間的角度、優(yōu)選5。和15°之 間的角度、最優(yōu)選7。和10。之間的角度向上指向。更優(yōu)選的是，注入導管的 出口最低點高于所述導管管線上部水平面。在特定的實施例中，注入導管 可具有橢圓形橫截面，或另可具有高/寬比小于1的構型。倘若如此，通過 改變注入導管的橫截面積或者改變隨燃料同時注入的空氣的流速，就可以 改變注入速度。在本發(fā)明的第二實施例中，燃料平行于燃燒器主軸線引入。在本發(fā)明 的該實施例中，用于改變經(jīng)由燃燒器中心部中至少一個附設導管所引入的 燃料流動方向的裝置包括風管，其出口直接位于所述導管上，或者至少部 分地圍住所述導管，以使風管的出口橫截面重心相對于所述導管的出口沖黃 截面重心位移。在根據(jù)本發(fā)明的該實施例中，燃料流動方向的改變根據(jù)一 種方法來實現(xiàn)，該方法涉及出口橫截面，或換言之，風管出口的通流面積 在所迷燃料導管出口上不均勻分布，也使流過風管出口的空氣量在所述燃 料導管出口的圓周上不均勻分布。由于空氣的最大移動量會出現(xiàn)在風管出 口中產(chǎn)生最高空氣流通速度的一個或多個區(qū)域中，這個區(qū)域或這些區(qū)^^中 的氣流會物理沖擊燃料，致使這個流動方向在朝向這個區(qū)域或這些區(qū)域的 方向上改變。本發(fā)明的該第二實施例可與上述第一實施例結合起來。
在本發(fā)明的第三實施例中，燃料同樣平行于燃燒器主軸線引入。在本 發(fā)明的該第三實施例中，用于經(jīng)由燃燒器中心部中至少 一 個附設導管所引 入的燃料的流向改變裝置包括分設的風管，其出口直接位于所述導管上， 或者至少部分地圍住所述導管，并相對于燃燒器主軸線成角度。在該實施 例中，依照使經(jīng)由分設的風管注入的空氣對燃料從不同方向施壓的方式來 改變燃料流動方向，所述不同方向作為風管相對于燃燒器主軸線所成角度
的函數(shù)而確定。優(yōu)選的是，風管裝配成相對于燃燒器主軸線以8。和80。之間 的角度、更優(yōu)選以35°和60。之間的角度向上指向。在該實施例中，注入的 方向和速度通過空氣流速變化所改變。本發(fā)明的該第三實施例可與上述實 施例之一或二者相結合。
導管4a、 4可被構造成具有的出口橫截面相對于導管中心線形成不同于 90。的角度?？蓪⑦@種構造專用于只改變燃料流方向，或者用來與上述實施 例相結合。
下面參照圖解示意的附圖來更詳細地敘述本發(fā)明，附圖中
圖l表示根據(jù)本發(fā)明的燃燒器的第一實施例，
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的燃燒器的第二實施例，以及
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的燃燒器的第三實施例。
具體實施例方式
圖l-3表示根據(jù)本發(fā)明的燃燒器三種不同實施例的正視圖及剖視圖，它們都包括兩個基本同心的、用于傳輸初級空氣的、平行于主軸線Ba的導管
l和2，以及與之同心、用于氣力輸送煤^^分的導管3和中心部10,該中心部10包括用于輸送固態(tài)代用燃料的導管4，以及多個分別用于點燃氣體燃燒器、油燃燒器和煤氣燃燒器的附設導管或管線6、 7和8。圖2和圖3中所示的燃燒器還包括圍住導管4的風管5。
根據(jù)圖1所示本發(fā)明的第一實施例，燃燒器包括引入導管4a,它裝配在導管4的延伸部中，用于傳送固態(tài)代用燃料。引入導管4a安置成相對于燃燒器主軸線以相對于其中心線成約8。的角度a向上指向。如前所述，通過改變引入導管4a的橫截面積或者改變隨燃料同時注入的空氣流速，可改變燃料注入速度。
根據(jù)圖2所示本發(fā)明的第二實施例，如上所說，燃燒器包括風管5，該風管的出口安置成圍住用于傳送固態(tài)代用燃料的導管4。在該實施例中，將風管5安置成使風管5出口橫截面的重心相對于導管4出口橫截面的重心向上位移。因此，最大量的空氣會流過風管5的上部，從而在向上的方向上沖擊燃料流，因而在向上的方向上改變燃料流動方向。這是由于在所示實施例中，空氣流動量在風管5出口的上部區(qū)域中變得最大所致。正如引言中所述，本發(fā)明的這個第二實施例可與上述第一實施例結合起來，盡管附圖中未示出。
根據(jù)圖3所示本發(fā)明的第三實施例，如所述的，燃燒器包括風管5，其出口安置成圍住用于傳送固態(tài)代用燃料的導管4。在所示的實施例中，風管5安置成相對于燃燒器主軸線以約65。的角度p向上指向。由于經(jīng)由風管5注入的空氣流會在向上方向上對燃料施加壓力，這就會？ 1起燃料流動方向在向上方向上改變。如前所述，通過變化空氣流速可改變注入方向和速度。如前所述，本發(fā)明的這個第三實施例可與上述實施例之一或二者結合起來。
權利要求
1.一種燃燒器，用于將固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)燃料引入諸如用于生產(chǎn)水泥熟料及類似物的轉窯之類的窯爐燃燒區(qū)段，所述燃燒器包括多個基本同心的導管(1、2、3)，這些導管平行于燃燒器的主軸線(Ba)，用于將燃料和初級空氣傳輸?shù)絿娮炜?，還包括多個附設導管(4、6、7、8)，這些附設導管用來向各個分設的噴嘴孔傳送固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)燃料，所述附設導管位于燃燒器(10)的中心部，其特征在于，該燃燒器包括裝置(4a、5)，用來改變經(jīng)由燃燒器中心部(10)中至少一個附設導管所引入的燃料相對于燃燒器主軸線(Ba)、至少部分地在上升方向上的流動方向。
2. 權利要求1所述的燃燒器，其特征在于，用來改變經(jīng)由燃燒器中心 部中至少一個附設導管所引入的燃料的流動方向的裝置包括引入導管(4a), 該引入導管位于所述導管的直接延長部的出口端，其中心線相對于燃燒器 主軸線(BJ成角度。
3. 權利要求2所述的燃燒器，其特征在于，所述引入導管(4a)布置成相 對于燃燒器主軸線(BJ以1。和25。之間的角度、優(yōu)選5。和15。之間的角度、 最優(yōu)選7。和10。之間的角度向上指向。
4. 權利要求1所述的燃燒器，其特征在于，用來改變經(jīng)由燃燒器中心 部中至少 一個附設導管所引入的燃料流動方向的裝置包括風管(5),該風管 的出口直接位于所述導管上，或者至少部分地圍住所述導管，以使風管(5) 的出口橫截面重心相對于所述導管的出口橫截面重心位移。
5. 權利要求2或3所述的燃燒器，其特征在于，所述裝置還包括風管 (5)，該風管的出口直接位于導管(4a)上或者至少部分地圍住導管(4a)，以使 風管(5)的出口橫截面重心相對于所述導管(4a)的出口橫截面重心位移。
6. 權利要求1所述的燃燒器，其特征在于，用來改變經(jīng)由燃燒器中心 部中至少一個附設導管所引入的燃料的流動方向的裝置包括分設的風管 (5),該導管的出口直接位于所述導管上，或者至少部分地圍住所述導管， 并與燃燒器主軸線(Ba)成角度。
7. 權利要求6所述的燃燒器，其特征在于，風管(5)布置成相對于燃燒 器主軸線以8。和80。之間的角度、優(yōu)選35。和60。之間的角度向上指向。
8. 權利要求2或3所述的燃燒器，其特征在于，所述裝置還包括分設的風管(5),該風管的出口直接位于所述導管上或者部分地圍住所述導管， 并相對于燃燒器主軸線(BJ成角度。
9. 權利要求8所述的燃燒器，其特征在于，所述風管(5)設置成相對于 主軸線以8。和80。之間的角度、優(yōu)選35。和60。之間的角度向上指向。
10. 權利要求5所述的燃燒器，其特征在于，所述風管(5)的出口直接位 于導管(4a)上或者至少部分地圍住導管(4a)，所述風管(5)相對于燃燒器主軸 線(BJ成角度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃燒器，用于將固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)燃料引入諸如用于生產(chǎn)水泥熟料及類似物的轉窯之類的窯爐燃燒區(qū)段，所述燃燒器包括多個基本同心的導管(1、2、3)，這些導管平行于燃燒器的主軸線(B<sub>a</sub>)，用于將燃料和初級空氣傳輸?shù)絿娮炜?，還包括多個附設導管(4、6、7、8)，這些附設導管用來向各個分設的噴嘴孔傳送固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)燃料，所述附設導管位于燃燒器的中心部(10)。該燃燒器的特征在于，它包括裝置(4a、5)，用來改變經(jīng)由燃燒器中心部(10)中至少一個附設導管所引入的燃料相對于燃燒器主軸線(B<sub>a</sub>)、至少在上升方向上的流動方向。這可使單個燃料顆粒以大致彈道的曲線路徑行進，從而延長燃料顆?？稍诨鹧嬷芯S持的時間。該燃燒器這種結構的另一個優(yōu)點是，由于較小顆粒的路徑會在比大顆粒更大程度上被經(jīng)由平行于燃燒器主軸線的外部環(huán)形初級空氣噴嘴注入的初級空氣轉向，所以大顆粒會達到最高并因而達到最長的路徑。因此，所有顆粒不論其尺寸大小，都可能更均勻燃燒。有可能改變注入速度或注入方向來改變顆粒路徑。
文檔編號F23D17/00GK101542204SQ200780043516
公開日2009年9月23日 申請日期2007年10月22日 優(yōu)先權日2006年11月29日
發(fā)明者伊布·奧爾森, 拉斯·斯卡拉普詹森, 詹斯·P·漢森 申請人:Fl史密斯公司