一種防震蕩的高速預(yù)混無焰燃燒的火井燃燒裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及防震蕩的高速預(yù)混無焰燃燒的火井燃燒裝置，有效解決煤氣與空氣混合速率低、燃燒強(qiáng)度低的問題，結(jié)構(gòu)是，燃燒器墻體為底部封閉的筒體結(jié)構(gòu)，與上部的錐筒組成煤氣噴嘴通道，煤氣噴嘴通道上部開口為煤氣空氣預(yù)混合噴口，筒體下部有煤氣進(jìn)氣管，燃燒器墻體內(nèi)有空氣分配環(huán)道，空氣分配環(huán)道的外側(cè)有空氣進(jìn)氣管，環(huán)形頂部有空氣噴嘴管，并與煤氣空氣預(yù)混合噴口的倒錐面連通；燃燒室墻體下端與燃燒器墻體上端相連，燃燒室墻體從下到上同軸有燃燒室通道；煤氣空氣預(yù)混合噴口連通煤氣空氣預(yù)混通道，穩(wěn)定燃燒通道的壁上從下到上有穩(wěn)焰柱陣列，穩(wěn)定燃燒通道下部有熱風(fēng)出口管，本實(shí)用新型縮短燃燒過程到完成時(shí)間，穩(wěn)定高速預(yù)混氣流燃燒火焰。
【專利說明】一種防震蕩的高速預(yù)混無焰燃燒的火井燃燒裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及高爐熱風(fēng)爐，特別是用于內(nèi)燃式和外燃式熱風(fēng)爐的一種防震蕩的高速預(yù)混無焰燃燒的火井燃燒裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，高爐熱風(fēng)爐從節(jié)能降耗上考慮要求在燃燒低熱值高爐煤氣下獲得高性能和高風(fēng)溫，而最終達(dá)到高效、節(jié)能、環(huán)保、增產(chǎn)的目的。為此，在熱風(fēng)爐中必須實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的燃燒過程與強(qiáng)化的傳熱過程相結(jié)合爐內(nèi)過程。這就涉及到燃燒裝置的結(jié)構(gòu)、蓄熱體結(jié)構(gòu)與布置、以及氣流流場的組織?？v觀目前使用的內(nèi)燃式和外燃式熱風(fēng)爐，其氣體燃燒裝置均以煤氣與空氣在火井燃燒室中混合、預(yù)熱、著火燃燒模式為主，這種模式總是存在混合不均、燃燒不完全，更因燃燒室空間為狹長通道，常常因火焰穩(wěn)定性差而導(dǎo)致燃燒震蕩，尤其是在高負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)下，并會(huì)由此導(dǎo)致燃燒裝置結(jié)構(gòu)的損壞；由于該爐型的燃燒室與蓄熱室是平行布置，使得的氣流組織安排不當(dāng)，進(jìn)而引起蓄熱室中氣流分布不均，降低傳熱效果與蓄熱體的利用率；由于燃燒后的煙氣進(jìn)入到蓄熱室的路徑較長，散熱損失就會(huì)增大，因而不利于熱風(fēng)溫度的提升；綜上所述，內(nèi)燃式和外燃式熱風(fēng)爐因其結(jié)構(gòu)與性能上的缺陷，使其整體性能和實(shí)際使用效果都不如頂燃式熱風(fēng)爐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述情況，為克服內(nèi)燃式和外燃式熱風(fēng)爐的現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型之目的就是提供一種防震蕩的高速預(yù)混無焰燃燒的火井燃燒裝置，可有效解決該型熱風(fēng)爐燃燒裝置煤氣與空氣混合速率低、混合不均勻，燃燒強(qiáng)度低、燃燒溫度低、燃燒不完全、易出現(xiàn)燃燒震蕩的多種問題。
[0004]本實(shí)用新型解決的技術(shù)方案是，包括燃燒器墻體、煤氣進(jìn)氣管、煤氣噴嘴通道、空氣進(jìn)氣管、空氣分配環(huán)道、空氣噴嘴通道、煤氣空氣預(yù)混合噴口，燃燒室墻體、煤氣空氣預(yù)混通道、穩(wěn)定燃燒通道、穩(wěn)焰柱陣列、煙氣流動(dòng)通道、以及熱風(fēng)出口管，燃燒器墻體為底部封閉的筒體結(jié)構(gòu)，底部封閉的圓筒與上部的錐筒組成煤氣噴嘴通道，煤氣噴嘴通道上部開口為倒錐形的煤氣空氣預(yù)混合噴口，筒體下部側(cè)壁上有煤氣進(jìn)氣管，燃燒器墻體內(nèi)設(shè)置有矩形截面的空氣分配環(huán)道，空氣分配環(huán)道的外側(cè)墻上有垂直連通的空氣進(jìn)氣管，空氣分配環(huán)道的環(huán)形頂部有均布的周向輻射狀的空氣噴嘴管，并以向上45°傾角和煤氣空氣預(yù)混合噴口的到錐面連通；燃燒室墻體為圓筒狀，其下端與燃燒器墻體上端同軸相連，燃燒室墻體從下到上同軸設(shè)置有煤氣空氣預(yù)混通道、穩(wěn)定燃燒通道和煙氣流動(dòng)通道構(gòu)成截面為圓形的燃燒室通道；燃燒器墻體上端面的煤氣空氣預(yù)混合噴口向上連通煤氣空氣預(yù)混通道，穩(wěn)定燃燒通道的壁上從下到上設(shè)置有柱狀凸起物排列成的穩(wěn)焰柱陣列，穩(wěn)定燃燒通道下部有垂直連通的熱風(fēng)出口管。
[0005]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，是在現(xiàn)有內(nèi)燃式和外燃式熱風(fēng)爐用火井燃燒裝置的改進(jìn)與創(chuàng)新，通過變小流通截面既能強(qiáng)化煤氣與空氣的混合，又能有效縮短燃燒過程到完成時(shí)間，通過穩(wěn)定燃燒段設(shè)置壁面的柱狀陣列以形成近壁回流區(qū)域，從而起到穩(wěn)定高速預(yù)混氣流燃燒火焰的作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本實(shí)用新型的剖面主視圖。
[0007]圖2為本實(shí)用新型圖1中A-A截面圖。
[0008]圖3為本實(shí)用新型圖1中B-B截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明。
[0010]如圖1、圖2及圖3所示，本實(shí)用新型包括燃燒器墻體、煤氣進(jìn)氣管、煤氣噴嘴通道、空氣進(jìn)氣管、空氣分配環(huán)道、空氣噴嘴通道、煤氣空氣預(yù)混合噴口，燃燒室墻體、煤氣空氣預(yù)混通道、穩(wěn)定燃燒通道、穩(wěn)焰柱陣列、煙氣流動(dòng)通道、以及熱風(fēng)出口管，燃燒器墻體I為底部封閉的筒體結(jié)構(gòu)，底部封閉的圓筒與上部的錐筒組成煤氣噴嘴通道4，煤氣噴嘴通道上部開口為倒錐形的煤氣空氣預(yù)混合噴口 8，筒體下部側(cè)壁上有煤氣進(jìn)氣管3，燃燒器墻體I內(nèi)設(shè)置有矩形截面的空氣分配環(huán)道6，空氣分配環(huán)道的外側(cè)墻上有垂直連通的空氣進(jìn)氣管5，空氣分配環(huán)道6的環(huán)形頂部有均布的周向輻射狀的空氣噴嘴管7，并以向上45°傾角和煤氣空氣預(yù)混合噴口 8的到錐面連通；燃燒室墻體2為圓筒狀，其下端與燃燒器墻體I上端同軸相連，燃燒室墻體2從下到上同軸設(shè)置有煤氣空氣預(yù)混通道9、穩(wěn)定燃燒通道10和煙氣流動(dòng)通道12構(gòu)成截面為圓形的燃燒室通道；燃燒器墻體I上端面的煤氣空氣預(yù)混合噴口 8向上連通煤氣空氣預(yù)混通道9，穩(wěn)定燃燒通道10的壁上從下到上設(shè)置有柱狀凸起物排列成的穩(wěn)焰柱陣列11，穩(wěn)定燃燒通道10下部有垂直連通的熱風(fēng)出口管13。
[0011]所述的燃燒器墻體I和燃燒室墻體2是由金屬外殼內(nèi)壁上砌筑耐高溫1200°C?1500°C的耐火材料層構(gòu)成的圓筒狀，燃燒器墻體I和煤氣空氣預(yù)混通道9的耐火材料層用紅柱石粘土磚砌筑、穩(wěn)定燃燒通道10用紅柱石-莫來石磚砌筑、煙氣流動(dòng)通道12用紅柱石高鋁磚砌筑，火井燃燒裝置的底部用耐熱混凝土澆筑而成。
[0012]所述的煤氣進(jìn)氣管3和空氣進(jìn)氣管5是在金屬管內(nèi)壁上砌筑耐火材料高鋁磚或粘土磚構(gòu)成的圓形通道，煤氣進(jìn)氣管3空氣進(jìn)氣管5分別設(shè)置在燃燒器墻體的下部與上部，煤氣進(jìn)氣管3垂直連接煤氣噴嘴通道4，空氣進(jìn)氣管5垂直連接設(shè)置在燃燒器墻體I內(nèi)的矩形截面的空氣分配環(huán)道6的外側(cè)環(huán)墻上。
[0013]所述的空氣分配環(huán)道6的環(huán)形頂面上設(shè)置有多個(gè)周向輻射狀均勻分布截面為扁長矩形的空氣噴嘴通道7，并以45°的水平向上傾角接入煤氣空氣預(yù)混合噴嘴8的倒錐面上，煤氣噴嘴通道4為底部封閉的錐筒狀結(jié)構(gòu)，其接入煤氣進(jìn)氣管的部位為圓筒狀、上部為逐步收縮的錐筒狀結(jié)構(gòu)，并向上與煤氣空氣預(yù)混合噴嘴8的下部開口同軸連通。
[0014]所述的穩(wěn)定燃燒通道10的直徑與煤氣空氣預(yù)混通道9相同，其壁面設(shè)置的穩(wěn)焰柱陣列11的大小與間距取決于穩(wěn)定燃燒段中氣流的流速，其排列方式為錯(cuò)位的相間排列，穩(wěn)定燃燒通道10與熱風(fēng)出口管13垂直連通，用同質(zhì)耐火材料相互砌筑成一體。
[0015]實(shí)施時(shí)，在燃燒器中煤氣通過煤氣噴嘴通道4與空氣通過空氣噴嘴通道7，在煤氣與空氣預(yù)混噴口 8中相互混合并進(jìn)入煤氣與空氣預(yù)混通道9繼續(xù)完成氣流的混合而最終形成預(yù)混氣流，再進(jìn)入穩(wěn)定燃燒通道10，并借助穩(wěn)焰柱陣列11形成壁面高溫回流預(yù)熱區(qū)域，以穩(wěn)定高速氣流的燃燒過程，使高速預(yù)混氣流得以在穩(wěn)定燃燒通道10中完成燃燒過程而向上進(jìn)入煙氣流動(dòng)通道12。對于內(nèi)燃式或外燃式熱風(fēng)爐，如果采用這種火井中的高速流動(dòng)燃燒方式，將原來煤氣與空氣間的邊混合邊燃燒的占用較大燃燒空間的長焰燃燒方式改變?yōu)轭A(yù)混或半預(yù)混的高速短焰乃至于無焰燃燒方式，這就有效解決了火井燃燒過程不穩(wěn)定、易引起燃燒震蕩，以及燃燒溫度低、到蓄熱室時(shí)間長等關(guān)鍵問題。這為現(xiàn)存的內(nèi)燃式和外燃式熱風(fēng)爐的技術(shù)改造提供了一條讓其能夠?qū)崿F(xiàn)高效、高溫、高強(qiáng)度、且安全與穩(wěn)定運(yùn)行的道路，也為其達(dá)到節(jié)省燃料、節(jié)約投資、降低廢氣溫度與有害氣體的排放量、減少環(huán)境污染的良好效果提供了有效的措施。
【權(quán)利要求】
1.一種防震蕩的高速預(yù)混無焰燃燒的火井燃燒裝置，包括燃燒器墻體、煤氣進(jìn)氣管、煤氣噴嘴通道、空氣進(jìn)氣管、空氣分配環(huán)道、空氣噴嘴通道、煤氣空氣預(yù)混合噴口，燃燒室墻體、煤氣空氣預(yù)混通道、穩(wěn)定燃燒通道、穩(wěn)焰柱陣列、煙氣流動(dòng)通道、以及熱風(fēng)出口管，其特征在于，燃燒器墻體(I)為底部封閉的筒體結(jié)構(gòu)，底部封閉的圓筒與上部的錐筒組成煤氣噴嘴通道(4)，煤氣噴嘴通道上部開口為倒錐形的煤氣空氣預(yù)混合噴口( 8 )，筒體下部側(cè)壁上有煤氣進(jìn)氣管(3)，燃燒器墻體(I)內(nèi)設(shè)置有矩形截面的空氣分配環(huán)道(6)，空氣分配環(huán)道的外側(cè)墻上有垂直連通的空氣進(jìn)氣管(5)，空氣分配環(huán)道(6)的環(huán)形頂部有均布的周向輻射狀的空氣噴嘴管(7)，并以向上45°傾角和煤氣空氣預(yù)混合噴口(8)的魁錐面連通；燃燒室墻體(2)為圓筒狀，其下端與燃燒器墻體(I)上端同軸相連，燃燒室墻體(2)從下到上同軸設(shè)置有煤氣空氣預(yù)混通道(9)、穩(wěn)定燃燒通道(10)和煙氣流動(dòng)通道(12)構(gòu)成截面為圓形的燃燒室通道；燃燒器墻體(I)上端面的煤氣空氣預(yù)混合噴口(8)向上連通煤氣空氣預(yù)混通道(9)，穩(wěn)定燃燒通道(10)的壁上從下到上設(shè)置有柱狀凸起物排列成的穩(wěn)焰柱陣列(11)，穩(wěn)定燃燒通道(10)下部有垂直連通的熱風(fēng)出口管(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防震蕩的高速預(yù)混無焰燃燒的火井燃燒裝置，其特征在于，所述的燃燒器墻體(I)和燃燒室墻體(2)是由金屬外殼內(nèi)壁上砌筑耐高溫1200°C?1500°C的耐火材料層構(gòu)成的圓筒狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防震蕩的高速預(yù)混無焰燃燒的火井燃燒裝置，其特征在于，所述的煤氣進(jìn)氣管(3)和空氣進(jìn)氣管(5)是在金屬管內(nèi)壁上砌筑耐火材料高鋁磚或粘土磚構(gòu)成的圓形通道，煤氣進(jìn)氣管(3)空氣進(jìn)氣管(5)分別設(shè)置在燃燒器墻體的下部與上部，煤氣進(jìn)氣管(3 )垂直連接煤氣噴嘴通道(4)，空氣進(jìn)氣管(5 )垂直連接設(shè)置在燃燒器墻體(I)內(nèi)的矩形截面的空氣分配環(huán)道(6)的外側(cè)環(huán)墻上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防震蕩的高速預(yù)混無焰燃燒的火井燃燒裝置，其特征在于，所述的空氣分配環(huán)道(6)的環(huán)形頂面上設(shè)置有多個(gè)周向輻射狀均勻分布截面為扁長矩形的空氣噴嘴通道(7)，并以45°的水平向上傾角接入煤氣空氣預(yù)混合噴嘴(8)的倒錐面上，煤氣噴嘴通道(4)為底部封閉的錐筒狀結(jié)構(gòu)，其接入煤氣進(jìn)氣管的部位為圓筒狀、上部為逐步收縮的錐筒狀結(jié)構(gòu)，并向上與煤氣空氣預(yù)混合噴嘴(8)的下部開口同軸連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防震蕩的高速預(yù)混無焰燃燒的火井燃燒裝置，其特征在于，所述的穩(wěn)定燃燒通道(10)的直徑與煤氣空氣預(yù)混通道(9)相同，其壁面設(shè)置的穩(wěn)焰柱陣列(11)的大小與間距取決于穩(wěn)定燃燒段中氣流的流速，其排列方式為錯(cuò)位的相間排列，穩(wěn)定燃燒通道(10)與熱風(fēng)出口管(13)垂直連通，用同質(zhì)耐火材料相互砌筑成一體。
【文檔編號】C21B9/00GK203653593SQ201320653670
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】陳維漢, 陳云鶴, 楊海濤 申請人:陳維漢