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CN111578270B - 一种水泥窑尾用低氮燃烧装置 - Google Patents

一种水泥窑尾用低氮燃烧装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种水泥窑尾用低氮燃烧装置,包括两个燃烧装置本体,安装于分解炉锥部,对称布置,其中一套置于三次风管入口下方,靠近缩径位置,另一套布置于其对侧;其包括连接在分解炉上的连接套管、煤粉喷嘴、可旋转的导风叶片、导风叶片套管、调节端盖等;可旋转的导风叶片根据实际生产所需调节煤粉与空气混合物的流量,避免过量煤粉喷吹,减少燃料消耗,同时一定程度上减少分解炉内壁结皮,提高了设备使用寿命。通过煤粉缺氧燃烧所产生的还原性气氛,还原窑内高温形成的氮氧化物,降低氮排放,从而达到节能减排的目的。该装置结构简单,建造成本低,且对安装空间要求不高,尤其适用于老系统改造,有效保护环境。

Description

一种水泥窑尾用低氮燃烧装置
技术领域
本发明涉及水泥生产中的水泥熟料烧成技术领域,具体涉及一种水泥窑尾用低氮燃烧装置。
背景技术
随着建筑行业的飞速发展,水泥作为最基础的建材产品,在市场上的需求日益增加。当前工业环境下,节能减排、低碳环保已成为主流思想,国家针对水泥行业制定了《水泥工业大气污染物排放标准》,对氮氧化物等污染物的排放提出了更高要求的限值。在上述背景下,降低排放成为水泥工业不可避免的环节。
目前水泥行业普遍采用的降氮方法为SNCR选择性非催化还原技术和分级燃烧脱氮技术。分级燃烧脱氮易造成燃料过量消耗,SNCR技术伴随成本增加、氨过量逃逸、设备安装空间限制、氨水制备过程中的污染等问题。
发明内容
为了解决上述问题及缺陷,本发明提供一种水泥窑尾用低氮燃烧装置,在保证了水泥烧成系统正常运行的情况下,采用低成本、易安装维护的方案降低氮氧化物生成,使烧成系统排放的氮氧化物同时满足生产企业的减排需要和国家标准要求,从而提高燃料利用效率。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
一种水泥窑尾用低氮燃烧装置,包括两个燃烧装置本体,所述燃烧装置本体分别安装在分解炉下锥体部位,对称分布于三次风管入口下方的缩径位置两侧,所述燃烧装置本体包括:与分解炉连接的连接套管1、导风叶片套管2、煤粉喷嘴3、调节端盖5和煤粉管道6;
所述连接套管1一侧配装有第一法兰,所述导风叶片套管2的管道出风口一端穿过第一法兰,延伸至连接套管1的管道内,使连接套管1的管道内壁套接于导风叶片套管2的管道外壁;
所述导风叶片套管2一侧配装有第二法兰,所述第二法兰叠加在第一法兰外边缘,并通过固定螺栓与煤粉管道6固接;
所述导风叶片套管2的管壁内嵌入安装有可旋转导风叶片4,所述调节端盖5和煤粉喷嘴3对应设置在可旋转导风叶片4的端部;与所述可旋转导风叶片4处于同一轴线上。
优选的,所述煤粉喷嘴3的喷嘴外部设有外螺纹,与所述煤粉喷嘴3螺纹连接的导风叶片套管2一端设有与煤粉喷嘴3的外螺纹匹配内螺纹。
进一步地,所述煤粉喷嘴3为耐磨耐高温不锈钢材质制成的一体式设计,与煤粉管道6 内的含粉气流的流动方向背对设置。
进一步地,所述煤粉喷嘴3出口的横截面上设置有多个宽幅螺旋型叶片301,叶片截面的扭转角度为45度或者30度,相邻叶片之间的间隔固定设置,将煤粉喷嘴3出口的横截面分割成多路煤粉旋流通道。
优选的,所述可旋转导风叶片4上端与调节端盖5连接,下端与煤粉喷嘴3连接;所述可旋转导风叶片4包括键槽401和销轴402;
所述调节端盖5上设有平键501,所述平键501和键槽401均置于导风叶片套管2的管道内;
所述键槽401与调节端盖5上的平键501相连,通过旋转平键501带动调节端盖5使可旋转导风叶片4转动调节煤粉喷嘴3入口的横截面积。
进一步地,所述调节端盖5上还设有导向限位槽502,所述导向限位槽502与可旋转导风叶片4的销轴402相匹配,以调节煤粉的通过量。
进一步地,所述煤粉喷嘴3的中心点设置有定位轴孔302,所述定位轴孔302连接键槽 401,使煤粉喷嘴3与煤粉管道6连通。
进一步地,所述调节端盖5的中心位置设有六角形花键孔,孔心下方设有与六角形花键孔相匹配的六角形花键结构;所述六角形花键结构穿过六角形花键孔与可旋转导风叶片4的键槽401连接。
进一步地,所述第二法兰一侧设置有定位杆201,所述定位杆201与导向限位槽502连接,用于调节调节端盖5当前开合程度,以调节煤粉和空气混和物的流量。
本发明的有益效果体现在:
1.本发明提出一种水泥窑尾用低氮燃烧装置,通过设置燃烧喷口的设计,使喷出的煤粉射流不受相邻射流干扰,喷吹位置更加接近分解炉截面中心。
此外,其喷嘴采用一体化整体结构且横截面上设置的宽幅螺旋型叶片,在高温工况不易变形,部件不易被高速粉料磨损,极大地增加了使用寿命。
2.在实际投入使用时,可根据实际NOx排放情况适当调节流量及风速,提高煤粉参与燃烧的利用率,进一步减少煤粉用量;
3.本发明提供的燃烧装置不仅有效避免了叶片的变形磨损,延长了燃烧装置使用寿命,还进一步使得燃料通过量能根据生产情况进行调节,提高设备效率的同时可以降低燃料料耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明提供的水泥窑尾用低氮燃烧装置装配示意图;
图2为本发明提供的燃烧装置本体结构示意图;
图3为本发明提供的煤粉喷嘴结构示意图;
图4为本发明提供的导风叶片套管的结构示意图;
图5为本发明提供的导风叶片的结构示意图;
图6为本发明提供的调节端盖的结构示意图。
其中,1-连接套管;2-导风叶片套管;3-煤粉喷嘴;4-可旋转导风叶片;5-调节端盖; 6-煤粉管道;201-定位杆;301-煤粉喷嘴叶片;302-定位轴孔;401-键槽;402-销轴;501- 平键;502-导向限位槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
为了具体了解本发明提供的技术方案,将在下面的实施例中对本发明的技术方案做出详细的描述和说明。显然,本发明提供的实施例并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下,除这些描述外,本发明还可以具有其他实施方式。
本发明提供的一种水泥窑尾用低氮燃烧装置,该装置采用耐磨耐高温不锈钢材料制成。如图2所示,水泥窑尾用低氮燃烧装置需要设置两套,因此包括两个结构完全相同燃烧装置本体,燃烧装置本体分别安装在分解炉下锥体部位,对称分布于三次风管入口下方的缩径位置两侧;即其中一套置于三次风管入口下方靠近缩径位置,另一套布置于其对侧。
如图1所示的燃烧装置本体包括:与分解炉连接的连接套管1、导风叶片套管2、煤粉喷嘴3、调节端盖5和煤粉管道6;
连接套管1一侧配装有第一法兰,导风叶片套管2的管道出风口一端穿过第一法兰,延伸至连接套管1的管道内,使得导风叶片套管2的管道外壁与连接套管1的内壁紧密连接,连接套管1的管道内壁套接于导风叶片套管2的管道外壁上;
如图4所示,导风叶片套管2一侧配装有第二法兰,第二法兰叠加在第一法兰外边缘,并通过固定螺栓与原有的煤粉管道6固接。
如图2所示,导风叶片套管2的管壁内嵌入安装有可旋转导风叶片4,调节端盖5和煤粉喷嘴3对应设置在可旋转导风叶片4的端部;与可旋转导风叶片4处于同一轴线上。可旋转的导风叶片可根据实际生产所需情况,调节煤粉与空气混合物的流量,避免过量煤粉喷吹,减少燃料消耗,同时一定程度上减少分解炉内壁结皮,提高了设备使用寿命。
如图1、图2和图5所示,可旋转导风叶片4上端与调节端盖5连接,下端与煤粉喷嘴3连接;可旋转导风叶片4包括键槽401和销轴402;
调节端盖5上设有平键501,平键501和键槽401均置于导风叶片套管2的管道内;调节端盖5上还设有导向限位槽502,导向限位槽502与可旋转导风叶片4的销轴402相匹配,以调节煤粉的通过量。
调节端盖5的中心位置设有六角形花键孔,孔心下方设有与六角形花键孔相匹配的六角形花键结构;所述六角形花键结构穿过六角形花键孔与可旋转导风叶片4的键槽401连接。
第二法兰一侧设置有定位杆201,所述定位杆201与导向限位槽502连接,用于调节调节端盖5当前开合程度,进一步实现空气和煤粉混合物的流量调节。
在本发明的实施例中,如图5和图6所示的导风叶片4和调节端盖5可作为一种可手动调节式结构,导风叶片4包含的键槽401与调节端盖5上的平键501相连,通过旋转平键501带动调节端盖5,驱动可旋转导风叶片4在一定范围旋转、转动,调节煤粉喷嘴3入口的横截面积,使煤粉与空气的混合物在通路内的流速增加,提高煤粉参与燃烧的利用率。
如图3所示,煤粉喷嘴3的喷嘴外部设有外螺纹,与所述煤粉喷嘴3螺纹连接的导风叶片套管2一端设有与煤粉喷嘴3的外螺纹匹配内螺纹。
煤粉喷嘴3为耐磨耐高温不锈钢材质制成的一体式设计,与煤粉管道6内的含粉气流的流动方向背对设置。
煤粉喷嘴3出口的横截面上设置有多个宽幅螺旋型叶片301,叶片截面的扭转角度为45 度或者30度,相邻叶片之间的间隔固定设置,使得各通路有一定间隔距离,将煤粉喷嘴3 出口的横截面分割成多路煤粉旋流通道,具体可根据实际需要分割成4路或6路煤粉通道。
煤粉喷嘴3的中心点设置有定位轴孔302,所述定位轴孔302连接键槽401,使煤粉喷嘴3与煤粉管道6连通。
上述提出的燃烧装置通过煤粉缺氧燃烧所产生的还原性气氛,还原窑内高温形成的氮氧化物,降低氮排放,从而达到节能减排的目的。该装置结构简单,建造成本低,且对安装空间要求不高,尤其适用于老系统改造,有效保护环境。提高经济和社会效益。不仅有效避免了叶片的变形磨损,延长了燃烧装置使用寿命;还进一步使得燃料通过量能根据生产情况进行调节,提高设备效率的同时可以降低燃料料耗。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种水泥窑尾用低氮燃烧装置,包括两个燃烧装置本体,所述燃烧装置本体分别安装在分解炉下锥体部位,对称分布于三次风管入口下方的缩径位置两侧,其特征在于,所述燃烧装置本体包括:与分解炉连接的连接套管(1)、导风叶片套管(2)、煤粉喷嘴(3)、调节端盖(5)和煤粉管道(6);
所述连接套管(1)一侧配装有第一法兰,所述导风叶片套管(2)的管道出风口一端穿过第一法兰,延伸至连接套管(1)的管道内,使连接套管(1)的管道内壁套接于导风叶片套管(2)的管道外壁;
所述导风叶片套管(2)一侧配装有第二法兰,所述第二法兰叠加在第一法兰外边缘,并通过固定螺栓与煤粉管道(6)固接;
所述导风叶片套管(2)的管壁内嵌入安装有可旋转导风叶片(4),所述调节端盖(5)和煤粉喷嘴(3)对应设置在可旋转导风叶片(4)的端部;与所述可旋转导风叶片(4)处于同一轴线上;
所述可旋转导风叶片(4)上端与调节端盖(5)连接,下端与煤粉喷嘴(3)连接;所述可旋转导风叶片(4)包括键槽(401)和销轴(402);
所述调节端盖(5)上设有平键(501),所述平键(501)和键槽(401)均置于导风叶片套管(2)的管道内;
所述键槽(401)与调节端盖(5)上的平键(501)相连,通过旋转平键(501)带动调节端盖(5)使可旋转导风叶片(4)转动调节煤粉喷嘴(3)入口的横截面积;
所述调节端盖(5)上还设有导向限位槽(502),所述导向限位槽(502)与可旋转导风叶片(4)的销轴(402)相匹配,以调节煤粉的通过量。
2.根据权利要求1所述的水泥窑尾用低氮燃烧装置,其特征在于:所述煤粉喷嘴(3)的喷嘴外部设有外螺纹,与所述煤粉喷嘴(3)螺纹连接的导风叶片套管(2)一端设有与煤粉喷嘴(3)的外螺纹匹配内螺纹。
3.根据权利要求2所述的水泥窑尾用低氮燃烧装置,其特征在于:所述煤粉喷嘴(3)为耐磨耐高温不锈钢材质制成的一体式设计,与煤粉管道(6)内的含粉气流的流动方向背对设置。
4.根据权利要求2所述的水泥窑尾用低氮燃烧装置,其特征在于:所述煤粉喷嘴(3)出口的横截面上设置有多个宽幅螺旋型叶片(301),叶片截面的扭转角度为45度或者30度,相邻叶片之间的间隔固定设置,将煤粉喷嘴(3)出口的横截面分割成多路煤粉旋流通道。
5.根据权利要求3所述的水泥窑尾用低氮燃烧装置,其特征在于,所述煤粉喷嘴(3)的中心点设置有定位轴孔(302),所述定位轴孔(302)连接键槽(401),使煤粉喷嘴(3)与煤粉管道(6)连通。
6.根据权利要求4所述的水泥窑尾用低氮燃烧装置,其特征在于:所述调节端盖(5)的中心位置设有六角形花键孔,孔心下方设有与六角形花键孔相匹配的六角形花键结构;所述六角形花键结构穿过六角形花键孔与可旋转导风叶片(4)的键槽(401)连接。
7.根据权利要求4所述的水泥窑尾用低氮燃烧装置,其特征在于:所述第二法兰一侧设置有定位杆(201),所述定位杆(201)与导向限位槽(502)连接,用于调节调节端盖(5)当前开合程度,以调节煤粉和空气混和物的流量。
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