煤氣與空氣格柵預(yù)混噴射多渦流回旋預(yù)熱燃燒的燃燒器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及煤氣與空氣格柵預(yù)混噴射多渦流回旋預(yù)熱燃燒的燃燒器，有效解決煤氣與空氣混合速率低、不均勻，燃燒強(qiáng)度低、不完全及燃燒室空間大的問(wèn)題，燃燒室墻體的筒形墻體上有空氣和煤氣進(jìn)氣管，空氣和煤氣進(jìn)氣管連空氣與煤氣分配通道，煤氣和空氣分配通道間有煤氣空氣預(yù)混格柵，煤氣空氣預(yù)混格柵和預(yù)混氣流分配通道的外側(cè)墻體連通，預(yù)混氣流分配通道的內(nèi)側(cè)墻體上有和燃燒室墻體內(nèi)的燃燒室連通的回流導(dǎo)向噴嘴與渦流導(dǎo)向噴嘴，本實(shí)用新型燃燒強(qiáng)度高、燃燒穩(wěn)定，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。
【專(zhuān)利說(shuō)明】煤氣與空氣格柵預(yù)混噴射多渦流回旋預(yù)熱燃燒的燃燒器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高爐熱風(fēng)爐的燃燒器，特別是為高爐提供高溫鼓風(fēng)的熱風(fēng)爐用的一種煤氣與空氣格柵預(yù)混噴射多渦流回旋預(yù)熱燃燒的燃燒器。

【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(guò)程與強(qiáng)化的傳熱過(guò)程相結(jié)合爐內(nèi)過(guò)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(chǎng)的組織，尤其是燃燒器的結(jié)構(gòu)與性能對(duì)熱風(fēng)爐的影響尤為關(guān)鍵，縱觀目前使用的各種高爐熱風(fēng)爐的燃燒器，都以煤氣與空氣在燃燒空間中混合、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、燃燒室空間大、燃燒器結(jié)構(gòu)選擇不當(dāng)?shù)葐?wèn)題，導(dǎo)致燃燒室中燃燒氣流的特征變化大、氣流不穩(wěn)定、燃燒強(qiáng)度低，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；由于蓄熱體的結(jié)構(gòu)與布置均難以按照流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷狀態(tài)選取，從而整體影響熱風(fēng)爐的性能和實(shí)際使用效果。因此，隨著人們對(duì)燃燒、傳熱傳質(zhì)、流體流動(dòng)的理論及其應(yīng)用技術(shù)認(rèn)識(shí)的提高和應(yīng)用實(shí)踐的深入，以及煉鐵工藝對(duì)于穩(wěn)定高風(fēng)溫的需求和冶金行業(yè)高效、節(jié)能與環(huán)保的重視，對(duì)熱風(fēng)爐領(lǐng)域內(nèi)的燃燒器改進(jìn)勢(shì)在必行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有燃燒器的燃燒與傳熱結(jié)構(gòu)上的不足，本實(shí)用新型提供一種煤氣與空氣格柵預(yù)混噴射多渦流回旋預(yù)熱燃燒的燃燒器，可有效解決煤氣與空氣混合速率低、混合不均勻，燃燒強(qiáng)度低、燃燒不完全及燃燒室空間大的問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是，包括燃燒室墻體、燃燒室，空氣進(jìn)氣管、煤氣進(jìn)氣管、空氣分配通道、煤氣分配通道，煤氣空氣預(yù)混格柵、預(yù)混氣流分配通道、回流導(dǎo)向噴嘴與渦流導(dǎo)向噴嘴，燃燒室墻體是由上部拱頂與下部垂直的筒形墻體連接在一起而構(gòu)成，燃燒室墻體的內(nèi)部空間為燃燒室，燃燒室墻體的筒形墻體上垂直其軸線從下到上錯(cuò)開(kāi)布置有空氣進(jìn)氣管和煤氣進(jìn)氣管，空氣進(jìn)氣管和煤氣進(jìn)氣管分別垂直連接砌筑在燃燒室墻體內(nèi)的空氣分配通道與煤氣分配通道，煤氣分配通道的底部和空氣分配通道的頂部之間有煤氣空氣預(yù)混格柵，煤氣空氣預(yù)混格柵的出口和預(yù)混氣流分配通道的外側(cè)墻體連通，預(yù)混氣流分配通道的內(nèi)側(cè)墻體上相間均置有向上彎曲的回流導(dǎo)向噴嘴與水平徑向彎曲的渦流導(dǎo)向噴嘴，回流導(dǎo)向噴嘴和渦流導(dǎo)向噴嘴的出口分別與燃燒室連通。
[0005]本實(shí)用新型是在現(xiàn)有熱風(fēng)爐燃燒器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上所做的改進(jìn)與創(chuàng)新，格柵式的煤氣與空氣的預(yù)混方式結(jié)合預(yù)混氣噴射形成的多渦流回旋的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的燃燒裝置設(shè)計(jì)，有效實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)爐燃燒裝置的快速而均勻的混合與高強(qiáng)度回流預(yù)熱燃燒，有效提高了燃燒強(qiáng)度與燃燒的穩(wěn)定性。在熱風(fēng)爐上采用這種燃燒器可以保證熱風(fēng)爐在安全與穩(wěn)定前提下的高效、高熱強(qiáng)度與高送風(fēng)溫度的運(yùn)行，繼而達(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。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)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的B向視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說(shuō)明。
[0010]如圖1、圖2及圖3所示，本實(shí)用新型包括燃燒室墻體1、燃燒室2，空氣進(jìn)氣管3、煤氣進(jìn)氣管4、空氣分配通道5、煤氣分配通道6，煤氣空氣預(yù)混格柵7、預(yù)混氣流分配通道8、回流導(dǎo)向噴嘴9a與渦流導(dǎo)向噴嘴％，燃燒室墻體I是由上部拱頂與下部垂直的筒形墻體連接在一起而構(gòu)成，燃燒室墻體的內(nèi)部空間為燃燒室2，燃燒室墻體I的筒形墻體上垂直其軸線從下到上錯(cuò)開(kāi)布置有空氣進(jìn)氣管3和煤氣進(jìn)氣管4，空氣進(jìn)氣管3和煤氣進(jìn)氣管4分別垂直連接砌筑在燃燒室墻體內(nèi)的空氣分配通道5與煤氣分配通道6，煤氣分配通道6的底部和空氣分配通道5的頂部之間有煤氣空氣預(yù)混格柵7，煤氣空氣預(yù)混格柵7的出口和預(yù)混氣流分配通道8的外側(cè)墻體連通，預(yù)混氣流分配通道8的內(nèi)側(cè)墻體上相間均置有向上彎曲的回流導(dǎo)向噴嘴9a與水平徑向彎曲的渦流導(dǎo)向噴嘴％，回流導(dǎo)向噴嘴9a和渦流導(dǎo)向噴嘴9b的出口分別與燃燒室連通。
[0011]所述的燃燒室墻體I為金屬外殼內(nèi)壁上砌筑耐高溫1300°C?1500°C的耐火材料層構(gòu)成，耐高溫的耐火材料層由抗熱震性強(qiáng)的紅柱石高鋁磚或堇青石-莫來(lái)石磚構(gòu)成的內(nèi)層、輕質(zhì)耐火材料構(gòu)成的外層，以及外層外面的陶瓷纖維棉與噴涂層由內(nèi)至外依次組合在一起構(gòu)成。
[0012]所述的空氣進(jìn)氣管3和煤氣進(jìn)氣管4是在金屬管內(nèi)壁上砌筑高鋁磚或粘土磚構(gòu)成的圓形通道。
[0013]所述的空氣分配通道5和煤氣分配通道6是由紅柱石高鋁磚砌筑構(gòu)成的流通截面為矩形的環(huán)形通道。
[0014]所述的煤氣空氣預(yù)混格柵7的結(jié)構(gòu)是，磚體上下、左右交錯(cuò)構(gòu)成多排水平孔隙，煤氣空氣預(yù)混格柵的出口端與預(yù)混氣流分配通道8的外側(cè)墻體垂直連通，由紅柱石高鋁磚或堇青石-莫來(lái)石磚砌筑而成。
[0015]所述的多排水平孔隙，其中每排水平孔隙由上部引出孔隙與下部引出孔隙構(gòu)成，上部引出孔隙為煤氣格柵孔，下部引出孔隙為空氣格柵孔，上部引出孔隙與下部引出孔隙分別至少有兩層。
[0016]所述的預(yù)混氣流分配通道8的截面為矩形。
[0017]所述的回流導(dǎo)向嗔嘴9a和潤(rùn)流導(dǎo)向嗔嘴9b均彎曲呈弧形，回流導(dǎo)向嗔嘴9a和潤(rùn)流導(dǎo)向噴嘴9b的出口均朝向燃燒室，其截面是由紅柱石高鋁磚砌筑而成方形。
[0018]實(shí)施時(shí)，在燃燒器中煤氣通過(guò)煤氣分配通道6的底部進(jìn)入煤氣空氣預(yù)混格柵7，并從其交錯(cuò)排列的孔隙進(jìn)入預(yù)混氣流分配通道8，空氣通過(guò)空氣分配通道5的頂部進(jìn)入煤氣空氣預(yù)混格柵7，并從其交錯(cuò)排列的孔隙進(jìn)入預(yù)混氣流分配通道8，在這里煤氣與空氣均勻而充分地進(jìn)行有效的混合，然后通過(guò)預(yù)混氣流分配通道8內(nèi)測(cè)的相間布置的回流導(dǎo)向噴嘴9a與渦流導(dǎo)向噴嘴％，經(jīng)過(guò)回流導(dǎo)向噴嘴9a的預(yù)混氣流向上噴射拱頂折返形成回流渦旋流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)渦流導(dǎo)向噴嘴9b的預(yù)混氣流在其弧形開(kāi)口的引導(dǎo)下噴射而形成水平流動(dòng)的中心大渦旋帶動(dòng)四周小渦旋的多渦旋流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，形成在燃燒室內(nèi)復(fù)雜流型的氣流進(jìn)一步預(yù)混與充分預(yù)熱并著火燃燒的燃燒器工作狀態(tài)，在很好地完成燃燒過(guò)程后離開(kāi)燃燒室而進(jìn)入下部的蓄熱室中。
[0019]熱風(fēng)爐采用這種煤氣與空氣格柵孔隙預(yù)混噴射的多渦流預(yù)熱與燃燒室煙氣回流預(yù)熱燃燒的燃燒器之后，將煤氣與空氣間的邊混合邊燃燒的占用大量燃燒空間的燃燒方式改變?yōu)楦駯判】臻g中的高強(qiáng)、快速、多空隙的射流預(yù)混合，并利用回流導(dǎo)向噴嘴的弧形轉(zhuǎn)折向上的開(kāi)口與渦流導(dǎo)向噴嘴9b的水平弧形噴射開(kāi)口，形成氣流折返回流與多漩渦流動(dòng)的自預(yù)熱功能很強(qiáng)的高強(qiáng)度預(yù)混氣流的旋流與回流的預(yù)熱燃燒，這就有效解決了低熱值煤氣預(yù)混效果差、預(yù)熱強(qiáng)度低、燃燒不穩(wěn)定、燃燒溫度低等高爐熱風(fēng)爐燃燒過(guò)程的一些關(guān)鍵問(wèn)題。和在燃燒室內(nèi)堆砌的助燃陶瓷多孔體，形成高速穩(wěn)定的多孔介質(zhì)強(qiáng)化燃燒(對(duì)于高爐熱風(fēng)爐)。這樣既提高了燃燒的完全程度、縮小了燃燒室空間，又能實(shí)現(xiàn)火焰(燃燒)的穩(wěn)定、達(dá)到強(qiáng)化預(yù)熱預(yù)混氣流而提高局部燃燒溫度的目的。顯然，相對(duì)于采用其他氣體燃燒裝置的熱風(fēng)爐而言，由于本實(shí)用新型提出的燃燒裝置是通過(guò)煤氣與空氣格柵孔隙射流混合的小空間高速預(yù)混，以及通過(guò)預(yù)混氣流垂直向上噴射與水平漩渦噴射的共同作用，產(chǎn)生回流自預(yù)熱與旋流自預(yù)熱效果，借以達(dá)到提高火焰穩(wěn)定性與確保高強(qiáng)度的預(yù)混氣燃燒。因此，采用本燃燒裝置的熱風(fēng)爐的熱工性能，能使熱風(fēng)爐在燃燒低熱值煤氣的條件下，在煤氣與空氣均不預(yù)熱的條件下，具備了高效、高風(fēng)溫、與節(jié)能環(huán)保的功能，降低了廢氣溫度與有害氣體的排放量、減少環(huán)境污染，具有顯著地經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【權(quán)利要求】
1.一種煤氣與空氣格柵預(yù)混噴射多渦流回旋預(yù)熱燃燒的燃燒器，包括燃燒室墻體(I)、燃燒室(2)，空氣進(jìn)氣管(3)、煤氣進(jìn)氣管(4)、空氣分配通道(5)、煤氣分配通道(6)，煤氣空氣預(yù)混格柵(7)、預(yù)混氣流分配通道(8)、回流導(dǎo)向噴嘴(9a)與渦流導(dǎo)向噴嘴(％)，燃燒室墻體(I)是由上部拱頂與下部垂直的筒形墻體連接在一起而構(gòu)成，燃燒室墻體的內(nèi)部空間為燃燒室(2)，燃燒室墻體(I)的筒形墻體上垂直其軸線從下到上錯(cuò)開(kāi)布置有空氣進(jìn)氣管(3)和煤氣進(jìn)氣管(4)，空氣進(jìn)氣管(3)和煤氣進(jìn)氣管(4)分別垂直連接砌筑在燃燒室墻體內(nèi)的空氣分配通道(5)與煤氣分配通道(6)，其特征在于，煤氣分配通道(6)的底部和空氣分配通道(5)的頂部之間有煤氣空氣預(yù)混格柵(7)，煤氣空氣預(yù)混格柵(7)的出口和預(yù)混氣流分配通道(8)的外側(cè)墻體連通，預(yù)混氣流分配通道(8)的內(nèi)側(cè)墻體上相間均置有向上彎曲的回流導(dǎo)向噴嘴(9a)與水平徑向彎曲的渦流導(dǎo)向噴嘴(9b)，回流導(dǎo)向噴嘴(9a)和渦流導(dǎo)向噴嘴(9b)的出口分別與燃燒室連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣與空氣格柵預(yù)混噴射多渦流回旋預(yù)熱燃燒的燃燒器，其特征在于，所述的燃燒室墻體(I)為金屬外殼內(nèi)壁上砌筑耐高溫1300°C?1500°C的耐火材料層構(gòu)成，耐高溫的耐火材料層由抗熱震性強(qiáng)的紅柱石高鋁磚或堇青石-莫來(lái)石磚構(gòu)成的內(nèi)層、輕質(zhì)耐火材料構(gòu)成的外層，以及外層外面的陶瓷纖維棉與噴涂層由內(nèi)至外依次組合在一起構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣與空氣格柵預(yù)混噴射多渦流回旋預(yù)熱燃燒的燃燒器，其特征在于，所述的空氣進(jìn)氣管(3)和煤氣進(jìn)氣管(4)是在金屬管內(nèi)壁上砌筑高鋁磚或粘土磚構(gòu)成的圓形通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣與空氣格柵預(yù)混噴射多渦流回旋預(yù)熱燃燒的燃燒器，其特征在于，所述的空氣分配通道(5)和煤氣分配通道(6)是由紅柱石高鋁磚砌筑而成的流通截面為矩形的環(huán)形通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣與空氣格柵預(yù)混噴射多渦流回旋預(yù)熱燃燒的燃燒器，其特征在于，所述的煤氣空氣預(yù)混格柵(7)的結(jié)構(gòu)是，磚體上下、左右交錯(cuò)構(gòu)成多排水平孔隙，煤氣空氣預(yù)混格柵的出口端與預(yù)混氣流分配通道(8)的外側(cè)墻體垂直連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤氣與空氣格柵預(yù)混噴射多渦流回旋預(yù)熱燃燒的燃燒器，其特征在于，所述的多排水平孔隙，其中每排水平孔隙由上部引出孔隙與下部引出孔隙構(gòu)成，上部引出孔隙為煤氣格柵孔，下部引出孔隙為空氣格柵孔，上部引出孔隙與下部引出孔隙分別至少有兩層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣與空氣格柵預(yù)混噴射多渦流回旋預(yù)熱燃燒的燃燒器，其特征在于，所述的預(yù)混氣流分配通道(8)的截面為矩形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣與空氣格柵預(yù)混噴射多渦流回旋預(yù)熱燃燒的燃燒器，其特征在于，所述的回流導(dǎo)向噴嘴(9a)和渦流導(dǎo)向噴嘴(9b)均彎曲呈弧形，回流導(dǎo)向噴嘴(9a)和渦流導(dǎo)向噴嘴(9b)的出口均朝向燃燒室，其截面是由紅柱石高鋁磚砌筑而成的方形。
【文檔編號(hào)】C21B9/14GK203923239SQ201420354609
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】陳維漢, 陳云鶴, 楊海濤, 張佳鵬 申請(qǐng)人:陳維漢