[发明专利]一种带有空气冷却装置的石灰窑用燃烧梁

说明书

一种带有空气冷却装置的石灰窑用燃烧梁，包括梁体以及位于梁体内部的燃料管道、烧嘴，其中梁体限定了空气通道；烧嘴包括燃料管道上设置的燃料喷嘴以及开设在梁体对应燃料喷嘴位置上的与空气通道相连通的助燃空气管道；在梁体上方或四周开设有冷却空气管道，与空气通道连通，喷射出的空气可以有效地对梁体顶墙进行冷却，并防止高温火焰直接触及该部分，尤其是梁体顶墙底侧板交接处，减小了烧蚀作用，此外还可以弱化烧嘴喷出的气流中夹杂的颗粒对燃烧梁顶墙的冲刷作用，从而提高燃烧梁的使用寿命；且冷却空气管道容易加工，不会改变燃烧梁的总体结构尺寸，不需要对现有窑体上燃烧梁的安装孔进行调整，能够直接在现有窑体上安装。

技术领域

本发明属于燃烧装备技术领域，涉及一种石灰窑用的燃烧梁，具体涉及一种带有空气冷却装置的燃烧梁。

背景技术

梁式石灰窑具有造价低、能耗低、生产能力强、工作弹性大以及燃料适应面宽等一系列优点，被广泛的应用于冶金、化工等用途的石灰生产。采用梁式石灰窑进行石灰生产时，石灰石等原料从窑顶落下，依次经过窑体内的预加热区、煅烧区、冷却区，最后从窑底部的出料口产出。石灰石的分解温度在900℃左右，煅烧温度在1000℃～1200℃之间，主要是在温度较高的煅烧区完成煅烧。为了达到煅烧温度，梁式石灰窑的煅烧区装有燃烧梁，燃烧梁主要包括空气通道、燃料通道和冷却介质通道，空气喷口和燃料喷嘴组成燃烧梁的烧嘴，烧嘴向窑体内喷射燃料和助燃空气，二者发生燃烧反应形成高温火焰，并释放大量热量用于石灰石的煅烧。由于燃烧梁安装在温度较高的煅烧区域，且煅烧区域温度远高于燃烧梁材料的许用温度，因此，燃烧梁的壁面整体上采用中空的结构，在中空的腔体内通入流动的冷却介质对处在高温环境中的梁体壁面进行冷却。

为了避免石灰出现过烧或生烧的情况，要求煅烧区的热量分布尽可能的均匀，因此，梁式石灰窑广泛采用在窑体煅烧区的同一高度面上装若干根燃烧梁、在煅烧区的不同高度面上装若干排燃烧梁的结构布局，并在燃烧梁的两个侧墙(安装在石灰窑体中的燃烧梁)或单个侧墙(镶嵌在石灰窑墙体里的燃烧梁)上开设若干个烧嘴，火焰的喷射方向垂直于石灰石原料的下落方向，称为侧烧方式，使火焰以达到火焰覆盖面积大的效果，实现煅烧区热量分布均匀的目的。

石灰石原料大都为形状不规范的块状，从窑顶下落的过程中，如果不采用专门的措施，石灰石原料会对燃烧梁的侧墙进行冲刷，缩短了燃烧梁的使用寿命；此外，石灰石原料还容易进入燃烧梁开设在侧墙上的烧嘴内，时间长了将对烧嘴造成堵塞，严重影响了石灰窑的可靠、安全运行。为了避免上述的问题，对于采用侧烧方式的燃烧梁，在梁的上部设有宽度大于燃烧梁宽度的遮挡板，从燃烧梁的横截面来看，燃烧梁为“T”形结构；或者，燃烧梁的上部宽度大于下部宽度，从燃烧梁的横截面来看，燃烧梁为上宽下窄的倒梯形结构；采用这两种结构方式能够减少石灰石原料对燃烧梁侧墙的冲刷及避免石灰石原料进入烧嘴内。

在燃烧过程中，燃料和助燃空气是以较高的速度喷射进入窑体内进行燃烧，燃料气体多采用电石炉气、焦炉煤气等化工产业的副产品，含有一定量的粉尘颗粒；而对于固体燃料而言，其本身就是颗粒状的燃料。对于“T”形结构或上宽下窄的倒梯形结构的燃烧梁，侧墙的烧嘴紧靠具有遮挡作用的燃烧梁上部，烧嘴喷出的气流中夹杂的颗粒会对该部分进行冲刷和磨蚀，且燃料、空气喷出后会在烧嘴附近形成高温火焰，此外，石灰石原料在下落过程中也会对该部分进行冲刷；经过长时间的冲刷和磨蚀，在高温火焰作用下，该部分很容易被烧蚀损坏，使得中空腔体内的冷却介质泄漏，导致停工检修或更换燃烧梁。

现有的技术中专利申请号为201020046147.1的专利文献中，在上宽下窄的倒梯形结构的燃烧梁的整个外表面除去烧嘴处，均设置一层耐高温耐磨隔热层；专利公开号为CN201330225Y的专利文献中，在“T”形结构的燃烧梁的烧嘴口周围火焰和烧嘴喷出物触及到的部位设有耐磨层。上述两个专利都有下述问题：很难可靠地将耐高温耐磨隔热层或耐磨层固定安装在燃烧梁梁体上；对于已投产的石灰窑，如果更换该燃烧梁，需要对现有窑体上的燃烧梁安装孔的大小进行调整；耐高温耐磨隔热层或耐磨层的加工比较困难；耐高温耐磨隔热层或耐磨层的材料、加工、安装成本比较高；存在耐高温耐磨隔热层或耐磨层部分损坏后，整个燃烧梁都需要维修或更换的风险。