面向骨料烘干的煤粉燃烧器结构设计与造型
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摘 要：此煤粉燃烧器采用分级供风，一次直流风实现了对煤粉的输送以及煤粉和风的混合；二次旋流风的主要作用，是对煤粉进行了加热，从而促进了煤粉的完全燃烧；三次直流风有效地对炉壁进行了保护。防止了高温对炉壁的侵蚀，并且降低了燃烧腔内壁面的灰渣的堆结。
关键词：煤粉燃烧器；结构造型；燃烧原理；旋流强度
1 煤粉燃烧器概述
1.1 煤粉燃烧器的来源以及研究意义
目前，用于骨料烘干的燃料通常采用工业常用油。骨料烘干的成本也越来越高。我国煤炭为主要的燃料。如果骨料烘干设备采用煤粉作为燃料，会极大地降低成本，提高经济效益。
1.2 煤粉燃烧器国内外的研究现状
在20 世纪初期，人们普遍使用直流的燃烧器，人们没有注意到旋流的燃烧器。与单位的四角燃烧炉膛出口烟气温度偏差和其他困难的问题暴露出大容量，旋流燃烧器逐渐得到重视。
1.3 煤粉燃烧器存在的问题
煤粉燃烧器加热温度难以控制，煤粉的传燃烧效率低等问题，与煤粉燃烧器配套的，还需要建立一套专门的煤粉制造和输送系统，导致设备比较复杂，并且燃烧器内部容易产生灰渣，附着在燃烧壳体内壁上难以清除。与此同时，煤粉燃烧器还存在一个问题，那就是煤粉的完全充分燃烧与氮氧化物生产量之间的矛盾。
2 煤粉燃烧器工作原理及总体结构
2.1 煤粉燃烧器的工作原理
煤粉燃烧器启动以后，点火枪自动到位，系统自动调压，供油系统开始通过输油管供油，自动点火装置实现自动点火，对煤粉燃烧器的燃烧腔体进行预热。供煤系统进行螺旋式变频供煤，系统自动调节一次风，煤粉在一次风携带下进入煤粉燃烧器的燃烧腔，此时燃烧腔体已用燃油预热至600℃～700℃，煤粉进入燃烧腔体即可以实现自动燃烧。此时改变二次风速、三次风速的大小，能够实现对煤粉燃烧器的分级供风；系统实现稳定燃烧后，供油系统停止供油，自动点火装置自动灭火，通过调节一次风以及二次风的强度，能够实现对火焰大小以及强度的调节。
煤粉燃烧器有许多零件组成，其中主要包括煤粉燃烧器壳体、耐火砖、一次风煤管、二次风管、三次风管、高能点火装置以及油枪等。如图1所示。
2.3 面向骨料烘干的煤粉燃烧器的壳体
2.3.1 煤粉燃烧器壳体的概述
壳体作为一个最基本的零件，有着他自身极其重要的作用；其中，壳体支撑着整个煤粉燃烧器，与此同时，壳体又为耐火砖的安装提供了定位。
2.3.2 煤粉燃烧器壳体的具体规格参数（如表1所示）
面向骨料烘干的煤粉燃烧器的壳体是由钢铁铸造而成。
2.4 旋流风的形成以及旋流强度的概述
2.4.1 旋流强度的定义
一般流场空间速度用切向速度wr，径向速度wr以及轴向速度wz来描述。相对于旋转气流，一般用旋流强度n来表示旋射流旋转强烈程度，表达式为：
2.4.2 煤粉燃烧器旋流风的形成
一般情况下，旋流风是由鼓风机吹出来的直流风经过旋流器产生，在面向骨料烘干的煤粉燃烧器中，旋流风是由鼓风机吹出来的直流风经过二次风管形成，面向骨料烘干的煤粉燃烧器中二次风管是安放在与Z轴成20°的平面上，绕着x轴呈圆锥形分布，共计24根风管，风管之间的夹角为15°，并且在锥面上，二次风的风管倾斜成45°绕着煤粉燃烧器的中心旋转轴放置。通过调节切向速度以及轴向速度的比例，就能够实现对二次旋流风旋流强度的调节。如图2所示。
2.6 煤粉燃烧器的风管
2.6.1 煤粉燃烧器的一次风煤管。煤粉燃烧器的一次风的主要作用是实现对煤粉的输送，与此同时，一次风又可以实现对煤粉的分散，使得煤粉和空气能够充分混合，在本煤粉燃烧器中，一次风煤管的规格尺寸为：直径为φ300mm，长度为500mm。
2.6.2 煤粉燃烧器的二次风管。在煤粉燃烧器中，二次旋流风的主要作用是对一次风吹入到燃烧腔体内的煤进行加热，从而促使煤粉的燃烧，其次二次风在煤粉燃烧器根部通过二次风管螺旋状吹入，使风与煤粉充分搅拌并且混合燃烧，补充燃烧所需要的空气量，增加燃烧器的出口的速度。二次风管的规格尺寸为：直径为φ15mm，
长度为185mm，共计需要24根。
2.6.3 煤粉燃烧器的三次风管。在煤粉燃烧器中，三次直流风的主要作用是用来有效地防止燃烧腔内壁温度过高，从而防止对燃烧腔内壁的高温腐蚀，并且在三次风吹入的过程中，三次风也可以降低煤粉燃烧器内壁的壁面结渣。达到清扫煤粉燃烧器内壁的作用。三次风管的尺寸规格为：直径为φ15mm，长度为115mm，共计需要20根。
2.7 高能点火装置。高能点火装置，主要是用于工业窑炉、锅炉、化工废气、焦化钢厂等各种需要进行点火引燃的场所，高能点火装置是由高能点火器、点火杆以及点火的线缆组成。
参考文献
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