一種冶煉窯爐上的粉煤全氧燃燒裝置的製作方法

2023-05-20 19:53:36 1

本發明涉及冶煉窯爐技術領域，具體為一種冶煉窯爐上的粉煤全氧燃燒裝置。

背景技術：

目前煤作為我國的主要能源，在一次生產消費中一直佔70%以上，且在可預見的未來，煤在我國能源結構中的地位仍將是穩定和牢固的。煤在實際生產應用中存在大量的使用效率低下、汙染物排放高等問題，在冶金工業生產，燃煤作為重要能源消耗之一，安全、高效、清潔利用尤為重要。

煤粉燃燒技術經過多年發展，在提高燃燒效率和減少汙染物排放方面取得一定程度的發展，但目前常規的煤粉燃燒技術在冶金窯爐上的應用中，煤粉燃燒效率低、燃燒不穩定、燃燒汙染物排放高等問題，極大地影響並制約冶金生產效率和成本。

富氧燃燒技術作為一種當前較為先進的提高燃燒效率的手段，在助燃空氣中注入一定量的純氧達到富氧助燃風的效果(通常富氧濃度22.5%~50%之間)，在熱負荷不變的情況下，燃燒煙氣量將明顯降低，但在富氧氛圍中煤粉的燃燒速度比在空氣中快數倍，使得燃燒火焰小而密實，火焰溫度超過2000℃，如此之高的溫度嚴重影響窯爐的壽命，且因燃燒能量局部釋放，窯爐內溫度分布梯度大，不利於優化生產效率。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種冶煉窯爐上的粉煤全氧燃燒裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種冶煉窯爐上的粉煤全氧燃燒裝置,包括燃燒器，所述燃燒器安裝在窯爐上，且所述燃燒器一側固定在燃燒器固定板上，所述燃燒器外部設有燃燒器保護磚，所述燃燒器內設有煤粉通道和氧氣通道，所述煤粉通道內安裝有煤粉噴嘴頭，所述氧氣通道內安裝有氧氣噴嘴頭。

優選的，所述煤粉噴嘴頭前端設有燃燒氧入口和煤粉入口，所述煤粉噴嘴頭端部安裝有點火電極，所述點火電極與煤粉入口之間依次安裝有點火槍輔氧入口、點火槍燃氣入口和點火槍主氧入口。

優選的，所述氧氣噴嘴頭端部安裝有點火槍噴嘴，所述點火槍噴嘴上設有卷吸氧入口。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明結構原理簡單，自動化程度高，提供一種煤粉全氧燃燒技術，在提高煤粉燃燒效率、降低燃燒汙染物排放的同時，燃燒火焰穩定且均勻彌散，窯爐內無高溫熱點產生，溫度分布均勻；與現有技術相比，其顯著優點在於，由於採用氧氣代替了空氣作為助燃劑，減少了氮氣帶走的熱量損失，提高了熱效率，大幅度節約燃料消耗，可減少燃料消耗40-50%；同時由於採用了獨特的氧氣和燃料噴槍設計以及對噴槍安裝位置和角度的優化，提高了溜槽的加熱速度和受熱均勻性，減少了因清理熔體粘結和殘留造成的停工損失，減少了工人勞動強度，提高了產品質量和生產效率；並且由於煙氣量的大幅度減少和可控的nox排放，大大改善了現場操作環境。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為本發明的側視圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

請參閱圖1-2，本發明提供一種技術方案：一種冶煉窯爐上的粉煤全氧燃燒裝置,包括燃燒器，所述燃燒器安裝在窯爐上，且所述燃燒器一側固定在燃燒器固定板11上，所述燃燒器外部設有燃燒器保護磚10，所述燃燒器內設有煤粉通道和氧氣通道，所述煤粉通道內安裝有煤粉噴嘴頭8，所述氧氣通道內安裝有氧氣噴嘴頭9。

本發明中，煤粉噴嘴頭8前端設有燃燒氧入口2和煤粉入口1，所述煤粉噴嘴頭8端部安裝有點火電極7，所述點火電極7與煤粉入口1之間依次安裝有點火槍輔氧入口6、點火槍燃氣入口4和點火槍主氧入口5；氧氣噴嘴頭9端部安裝有點火槍噴嘴12，所述點火槍噴嘴12上設有卷吸氧入口3。

工作原理：將煤粉和兩路氧氣分別輸送至安裝在窯爐上的燃燒器噴入爐內，在兩者部分預混合後，與爐內煙氣二次混合的同時，進行燃燒。在煤粉噴嘴頭中心安裝一支純氧助燃的天然氣超高溫燒嘴，啟動該高溫燒嘴時，可快速引燃煤粉，以獲得穩定的火焰結構。

煤粉由一臺可變輸出量的固體料輸送機輸出，在離開輸送機後，由一路壓力和流量均可調節的潔淨壓縮空氣作為噴吹載氣，根據煤粉輸出量的不同，調節載氣流量以及壓力，確保煤粉進入燃燒器前，在載氣中密度分布均勻且流速穩定。

純氧作為助燃劑，濃度為80%~99%，由氧氣流量控制調節閥組，經氣體過濾、穩壓、壓力溫度檢測後，通過兩路流量控制管線：其中一路氧氣作為燃燒氧進入煤粉噴嘴頭，另一路氧氣作為卷吸氧進入氧氣噴嘴頭。純氧助燃的天然氣超高溫燒嘴的特點是火焰集中、細長且溫度高達2000℃以上，本體從煤粉燒嘴中心通過，燒嘴啟動時，可使煤粉快速被引燃。採用純氧代替常規空氣或富氧空氣助燃，去除了助燃空氣中30%-70%的無效氣體，在減少了煙氣總量的同時，避免了大量煙氣帶走燃煤燃燒反應熱量，

本發明中的燃料和氧氣可以通過一支或多支同心的兩個金屬套管噴槍分別噴入溜槽進行混合燃燒，也可以通過具有一定間距的單獨的燃料噴槍和氧氣噴槍噴入溜槽進行混合燃燒，或者兩者的結合。噴槍前端有螺紋連接的噴槍頭，用於控制氣流的速度和方向。噴槍的數量取決於加熱溜槽的長度。燃料和氧氣噴槍一般安置於溜槽蓋板中央，並且和溜槽長度方向成一定傾斜角度，傾斜角度的選擇將根據溜槽的尺寸、流過的熔體深度，以及溜槽蓋板的高度進行優化調節。由於採用氧氣作為助燃劑對操作安全性提出了更高的要求，為了確保混合燃燒的安全，配置有自動點火和火焰檢測系統，並且有獨立的閥組和plc自動控制系統進行氧氣和燃料的流量、壓力，以及安全連鎖控制。

本發明結構原理簡單，自動化程度高，提供一種煤粉全氧燃燒技術，在提高煤粉燃燒效率、降低燃燒汙染物排放的同時，燃燒火焰穩定且均勻彌散，窯爐內無高溫熱點產生，溫度分布均勻；與現有技術相比，其顯著優點在於，由於採用氧氣代替了空氣作為助燃劑，減少了氮氣帶走的熱量損失，提高了熱效率，大幅度節約燃料消耗，可減少燃料消耗40-50%；同時由於採用了獨特的氧氣和燃料噴槍設計以及對噴槍安裝位置和角度的優化，提高了溜槽的加熱速度和受熱均勻性，減少了因清理熔體粘結和殘留造成的停工損失，減少了工人勞動強度，提高了產品質量和生產效率；並且由於煙氣量的大幅度減少和可控的nox排放，大大改善了現場操作環境。

儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。