[发明专利]用于多燃料多喷枪燃烧器系统的中央燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于多燃料多喷枪燃烧器系统的中央燃烧器。

背景技术

这种多燃料多喷枪燃烧器系统主要用于热气体生成器中。这种热气体生成器例如用于加热例如在铁矿石冶炼装置中的煤炭研磨设备内的工艺气体，或者用于煤炭气化装置中的煤炭研磨设备内。加热的工艺气体由此既可用于输送地面煤尘，又可用于同时的研磨-干燥。

为了启动这种研磨-干燥设备，既需要对热气体生成器本身进行加热(也就是说要预热热气体生成器)，还需要对包括主要部件的整个研磨-干燥设备进行预热，这些主要部件有：研磨机、分级机、过滤器、排粉风机、热气体生成器以及相应的工艺气体线路。在这种设备的预热过程中，主要目的是将设备部件的温度提高到水露点之上，以使设备中不会出现凝结的水。另一方面，在研磨煤炭时，须提供低氧条件以防止爆炸。可以实现这种惰性操作状态，尤其是通过使用热气体生成器的低氧烟气。对于研磨电路的这种启动过程而言，相比于主要操作，热气体生成器必须提供非常低的功率，以确保在设备部件中不会出现温度相关的损害。大体上，针对研磨电路的操作，热气体生成器需要1∶8的控制比，并且如果还考虑到整个系统的预热的话，那么热气体生成器需要1∶40的控制比。1∶8的控制比是基于待研磨和干燥的材料的不同的水分含量、在不同的外部温度下并结合研磨机的不同产量来测量的。

针对在热气体生成器中的燃烧(特别是在研磨-干燥过程的范围内)，优选地使用在使用煤尘的下游过程中出现或生产的气体。例如，在煤炭气化时会产生合成气。但是由于这些气体还不能用于启动系统时的初始操作状态中，通常需要将热气体生成器设计成使得它们可通过不同的燃料来操作。为了启动整个设备(例如在功率上升时，以及对初始操作期间而言)，通常会使用不同的气体，例如天然气。一旦生产了足够的煤尘，煤炭气化就可以开始了。一旦这种下游过程已经开始且生产了合成气，就适宜使用低价的合成气来操作热气体生成器了。因此需要热气体生成器的燃烧器能够使用任意一种燃料得到下游处理装置所需的功率的100％。

例如，DE 19627203 C2公开了一种多喷枪燃烧器。另外，从DE 4208951 C2能得知具有燃烧器的热气体生成器的示例性结构。

为了能通过热气体生成器得到所需的1∶40的高控制范围，所述热气体生成器通常具有拥有单独的启动燃烧器的燃烧器。这种启动燃烧器用于预热热气体生成器。其还用于预热例如在研磨电路中的下游设备部件。热气体生成器实际的燃烧器不能用于此，这是因为它们即使处于最低的功率时也通常会发出过多的热量。这意味着，小心地加热热气体生成器和下游过程不能安全地进行。

然而，额外地并入启动加热器需要相当多的资源。特别是考虑到它仅用于开始过程或待机运行中。因此对于热气体生成器的燃烧器而言，期望能省去单独的启动燃烧器，并能直接通过热气体生成器的燃烧器来实现对热气体生成器和上游过程的加热。但是为此，就需要上文中所述的1∶40的高控制范围。

发明内容

本发明的目的在于设计一种用于多燃料多喷枪燃烧器系统的中央燃烧器，其可使用不同类型的燃烧器来操作，并具有高控制范围，使得可以将单独额外的启动燃烧器省去。

该目的根据本发明通过具有权利要求1的特征的中央燃烧器来实现。

在从属权利要求、说明书和附图中示出了其他的有利的实施方案。

根据权利要求1，在根据本发明的中央燃烧器中设置有中央喷枪，所述中央喷枪具有内管和外管。这两个管彼此同轴地放置。该内管和外管由此在径向方向上彼此间隔开设置，以形成环形间隙管道。燃烧介质可通过该环形间隙管道输送。中央喷枪的外管从第一进料室延伸到燃烧室。由此，外管比内管更多地延伸到燃烧室中。

在中央喷枪本身的周围设置有多个外部喷枪，所述外部喷枪至少从第二进料室同样地延伸到燃烧室。

在内管的端部区域内，处于内管和外管之间的环形间隙管道的延伸部中设置有漏斗形的混合装置。这种混合装置具有在内管的端部区域内的开口，所述开口与内管的直径大体上相对应。在环形间隙管道的延伸部内，混合装置在其另一端处具有另外的开口，所述开口大于内管的直径但小于外管的直径。在混合装置的壁上设置有供燃烧介质流动通过的开口。

在每个外部喷枪上设置有喷嘴，所述喷嘴至少具有沿喷嘴的侧部周向区域非对称式分布设置的侧部开口。另外提出了，外部喷枪和/或外部喷枪的喷嘴形成为能相对于中央喷枪轴向地转动，以便影响喷嘴的开口的位置。