[发明专利]燃烧器

说明书

本发明涉及燃烧器(1)，包括由具有轴线X的外壁和同心内壁界定的一次空气或气体管道和用于喷射径向一次空气或气体的管道(21)，燃烧器的特征是空气或气体管道(22)包括环(3)，环可旋转地移动且具有构成分配器(30)的轴向突起，分配器与布置在内壁上的径向一次空气管道(21)配合且在每个管道(21)中形成不同角度的两个通道(210、211)。旋转环(3)能够改变径向一次空气的喷射角度。因此通过调节具有固定截面的径向部件的出口角度，调整位于燃烧器(1)的顶端处，位于进入炉内的一次空气的出口处，这大大简化了燃烧器(1)的调整。这避免与燃烧器外部直接接触并因此受到很高的热应力的移动零件的旋转，热应力具有损坏这些零件的风险。

技术领域

本发明涉及所有领域中的燃烧器和所有燃料的领域，并且尤其涉及但不限于用于回转(或旋转)炉或炉(诸如水泥炉或石灰炉)的燃烧器。

背景技术

在大部分旋转炉设备中，曾用作冷却空气以冷却从炉中落下的热材料的大部分燃烧空气(通常被称为二次空气)达到非常高的温度(在600℃到1200℃之间)和较低的速度(在4m/s到10m/s之间)。

在水泥炉中，该热的二次空气表示在炉的燃烧空气的80％到95％之间。

被称为一次空气的补充空气是在较低温度(在大部分情况下接近环境温度的温度)下但以高速直接喷射到燃烧器中的空气。

一次空气通常表示在燃烧空气的5％到20％之间并且具有两个功能：

·炉燃烧器的冷却和机械完整性。

·燃烧的激活和火焰形状的控制。为此，该一次空气以高压(在100毫巴到500毫巴之间)和高速(在80m/s到350m/s之间)在燃烧器的顶端处被喷射，目的在于：

o将热的二次空气吸进火焰中心并且确保二次空气迅速与燃烧器的燃料混合，从而激活燃烧。

o通过二次空气的轴向和径向分量控制火焰形状，诸如火焰的宽度和长度，并且适于炉的具体条件。

回转炉燃烧器通常以一次空气冲力为特征，一次空气冲力是由炉中的一次空气膨胀产生的力(一次空气质量流率x一次空气膨胀速度)除以燃烧器的热值。

高压和低温一次空气对该方法的能量平衡具有影响，因为一次空气消耗对其加压所需的电力并且因为一次空气将冷空气引入该进程中。

为了使该冲力最小化并且优化冲力的使用，重要的是具有用于吸进二次空气的该一次空气的最大膨胀速度。因此建议：

·该一次空气的膨胀在端部件的最顶端处执行，以便从膨胀速度获得充分益处。

·燃烧器顶端之前的压力不应该受调整或压降分量影响，使得在顶端处可以实现最大膨胀速度。

一次空气在回转炉燃烧器的顶端处的喷射通常由至少两个一次空气出口组成，至少两个一次空气出口中的至少一个一次空气出口是轴向的并且其他一次空气出口是径向的(或旋转的)。在这种情况下，调整轴向空气和径向空气的流率(flow rate)和/或压力之间的比例允许调节一次空气的总体径向分量并且致使火焰形状变化。

这些燃烧器因此通常装备有用于调整轴向压力和/或径向压力的装置，调整轴向压力和/或径向压力减小了燃烧器顶端处的这些空气的压力并且因此减小了这些空气的膨胀速度。它们因此减小了燃烧器的与膨胀速度成比例的冲力。为了补偿由于调整引起的压力降低并且维持用于获得等效过程操作或燃烧效果的燃烧器的冲力，因此有必要增加一次空气的流率或压力。对于许多这些燃烧器，粉末燃料(碳、石油焦炭等，其为主要用于回转炉的燃料)的喷射被夹在外部上的轴向一次空气和内部上的径向空气之间。因此，对于相同的一次空气冲力，该径向出口并不完全有助于将二次空气吸收到火焰中。因此需要更大的一次空气冲力以便实现等效结果。