一種煤氣抽吸煙氣預(yù)熱空氣格柵噴射預(yù)混的燃燒器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及煤氣抽吸煙氣預(yù)熱空氣格柵噴射預(yù)混的燃燒器，有效解決煤氣空氣混合速率低、不均勻，燃燒強度低、溫度低、不完全、燃燒室空間大和燃燒器結(jié)構(gòu)不合理的問題，燃燒室墻體上的煤氣和空氣進氣管連煤氣與空氣分配通道，煤氣分配通道上的煤氣引射噴管與煙氣吸入口、煤氣空氣預(yù)混合通道連通，煙氣吸入口連通燃燒室墻體內(nèi)的燃燒室，空氣分配通道頂部的空氣格柵噴嘴和煤氣空氣預(yù)混合通道連接，煤氣空氣預(yù)混合通道和與燃燒室連通，煤氣空氣預(yù)混合通道上部的燃燒室墻體內(nèi)壁上有上噴氣流阻擋圈，燃燒室墻體上部有熱風(fēng)出口管，本實用新型燃燒強度高，燃燒均勻，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。
【專利說明】一種煤氣抽吸煙氣預(yù)熱空氣格柵噴射預(yù)混的燃燒器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及高爐熱風(fēng)爐的燃燒器，特別是用于為高爐提供高溫鼓風(fēng)的一種煤氣抽吸煙氣預(yù)熱空氣格柵噴射預(yù)混的燃燒器。
【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)爐中必須實現(xiàn)優(yōu)化的燃燒過程與強化的傳熱過程相結(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，尤其是燃燒器的結(jié)構(gòu)與性能對熱風(fēng)爐的影響尤為關(guān)鍵?？v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)葐栴}；這就導(dǎo)致燃燒室中燃燒氣流的特征變化大、氣流不穩(wěn)定、燃燒強度低，進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)爐的性能和實際使用效果。因此，隨著人們對燃燒、傳熱傳質(zhì)、以及流體流動的理論及其應(yīng)用技術(shù)認(rèn)識的提高和應(yīng)用實踐的深入，以及煉鐵工藝對于穩(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，對熱風(fēng)爐領(lǐng)域內(nèi)的燃燒器的燃燒強度與燃燒均勻性上的結(jié)構(gòu)改進勢在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本實用新型提供一種煤氣抽吸煙氣預(yù)熱空氣格柵噴射預(yù)混的燃燒器，有效解決煤氣與空氣混合速率低、不均勻，燃燒強度低、溫度低、不完全、燃燒室空間大和燃燒器結(jié)構(gòu)不合理的問題。
[0004]本實用新型解決的技術(shù)方案是，包括燃燒室墻體、燃燒室、熱風(fēng)出口管，煤氣進氣管、空氣進氣管、煤氣分配通道、空氣分配通道、煤氣引射噴管、空氣格柵噴嘴、煙氣吸入口、煤氣空氣預(yù)混合通道和上噴氣流阻擋圈，燃燒室墻體是由上部半球形拱頂與下部圓筒體連成一體構(gòu)成，燃燒室墻體的內(nèi)部空間為燃燒室，燃燒室墻體的圓筒體外壁上從上到下錯開布置有垂直于圓筒體的空氣進氣管和煤氣進氣管，煤氣進氣管和空氣進氣管分別垂直連接砌筑在燃燒室墻體內(nèi)的煤氣分配通道與空氣分配通道，煤氣分配通道的內(nèi)側(cè)墻上沿通道均布有多個向上延伸的煤氣引射噴管，煤氣引射噴管為先收縮后擴散結(jié)構(gòu)，縱截面最小處與煙氣吸入口連通，同時向上與煤氣空氣預(yù)混合通道的底部連通，煙氣吸入口連通燃燒室，空氣分配通道的頂部沿通道布置有空氣格柵噴嘴，空氣格柵噴嘴由多層周向布置、相間排列的孔隙通道構(gòu)成，垂直或水平傾斜和煤氣空氣預(yù)混合通道的外側(cè)墻體連接，煤氣空氣預(yù)混合通道的頂部開口和與燃燒室連通，煤氣空氣預(yù)混合通道上部的燃燒室墻體內(nèi)壁上有上噴氣流阻擋圈，燃燒室墻體的圓筒體上部有和煤氣空氣預(yù)混合通道相連通的熱風(fēng)出口管。
[0005]本實用新型是在現(xiàn)有熱風(fēng)爐燃燒器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上所做的改進與創(chuàng)新，以煤氣抽吸煙氣回流預(yù)熱與空氣格柵噴射的預(yù)混通道內(nèi)混合的燃燒裝置設(shè)計，有效實現(xiàn)熱風(fēng)爐燃燒裝置的快速均勻混合與高強度回流預(yù)熱，有效提高了燃燒強度與燃燒的均勻性。在熱風(fēng)爐上采用這種燃燒器就能保證熱風(fēng)爐在安全與穩(wěn)定前提下的高效、高熱強度與高送風(fēng)溫度的運行，繼而達到節(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。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本實用新型的剖面主視圖。
[0007]圖2為本實用新型圖1的A-A截面圖。
[0008]圖3為本實用新型圖1的B-B截面圖。
[0009]圖4為本實用新型圖1上的C向視圖。
【具體實施方式】
[0010]以下結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作詳細(xì)說明。
[0011]如圖1、圖2、圖3及圖4所示，本實用新型包括燃燒室墻體1、燃燒室2、熱風(fēng)出口管11，煤氣進氣管3、空氣進氣管4、煤氣分配通道5、空氣分配通道6、煤氣引射噴管7、空氣格柵噴嘴8、煙氣吸入口 9、煤氣空氣預(yù)混合通道1b和上噴氣流阻擋圈10a，燃燒室墻體I是由上部半球形拱頂與下部圓筒體連成一體構(gòu)成，燃燒室墻體的內(nèi)部空間為燃燒室2，燃燒室墻體I的圓筒體外壁上從上到下錯開布置有垂直于圓筒體的空氣進氣管4和煤氣進氣管3，煤氣進氣管3和空氣進氣管4分別垂直連接砌筑在燃燒室墻體內(nèi)的煤氣分配通道5與空氣分配通道6，煤氣分配通道5的內(nèi)側(cè)墻上沿通道均布有多個向上延伸的煤氣引射噴管7，煤氣引射噴管7為先收縮后擴散結(jié)構(gòu)，縱截面最小處與煙氣吸入口 9連通，同時向上與煤氣空氣預(yù)混合通道1b的底部連通，煙氣吸入口 9連通燃燒室2，空氣分配通道6的頂部沿通道布置有空氣格柵噴嘴8，空氣格柵噴嘴由多層周向布置、相間排列的孔隙通道構(gòu)成，垂直或水平傾斜和煤氣空氣預(yù)混合通道1b的外側(cè)墻體連接，煤氣空氣預(yù)混合通道1b的頂部開口和與燃燒室2連通，煤氣空氣預(yù)混合通道上部的燃燒室墻體內(nèi)壁上有上噴氣流阻擋圈10a，燃燒室墻體的圓筒體上部有和煤氣空氣預(yù)混合通道相連通的熱風(fēng)出口管11。
[0012]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的紅柱石高鋁磚或堇青石-莫來石磚構(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)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
[0013]所述的煤氣進氣管3和空氣進氣管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，分別與煤氣進氣管和空氣進氣管相連接的煤氣分配通道5和空氣分配通道6是由紅柱石高鋁磚砌筑成的矩形通道。
[0014]所述的煤氣引射噴嘴7為縮放形的噴管結(jié)構(gòu)，收縮的方向為徑向，擴張的方向為周向，橫截面為矩形或扇形，縮放形的收縮段內(nèi)側(cè)墻與煙氣吸入口 9的一個端口相連通，煙氣吸入口 9另一個端口連通燃燒室2，矩形截面的煙氣吸入口 9的水平傾角為O?45°。
[0015]所述的空氣格柵噴嘴8以水平傾角O?45°和煤氣空氣預(yù)混合通道1b連通，煤氣空氣預(yù)混合通道1b是由紅柱石高鋁磚砌筑成的矩形通道。
[0016]所述的燃燒室墻體I的下部為圓筒體，燃燒室墻體內(nèi)的煤氣分配通道、空氣分配通道、煤氣空氣預(yù)混合通道均為首尾相接的環(huán)形通道。
[0017]實施時，在燃燒器中煤氣通過煤氣分配通道5的內(nèi)側(cè)進入均布的煤氣引射噴管7，經(jīng)其縮放形通道的提速降壓而吸引高溫?zé)煔馔ㄟ^煙氣吸入口 9從燃燒室進入煤氣引射噴管7中，在此射流擴散混合并進入煤氣空氣預(yù)混合通道1b底部，并在此與空氣格柵噴嘴8噴射出的空氣流正交相遇而相互快速均勻混合而形成初步預(yù)熱的預(yù)混氣流，在向上過程中經(jīng)上噴氣流阻擋圈1a的阻擋而有規(guī)律的進入燃燒室2中，在燃燒室中受折返回流的高溫?zé)煔膺M一步預(yù)熱而著火燃燒，后經(jīng)燃燒室拱頂折返后離開燃燒室而進入下部的熱利用裝置。
[0018]本實用新型是在熱風(fēng)爐頂部設(shè)置由燃燒室側(cè)墻內(nèi)的空氣分配通道5、煤氣分配通道6、煤氣弓I射噴管7、空氣格柵噴嘴8、煙氣吸入口 9a和煤氣空氣預(yù)混合通道1b相互連通構(gòu)成的燃燒器裝置，其獨特的燃燒器結(jié)構(gòu)，能實現(xiàn)煤氣引射高溫?zé)煔舛鴱娭菩缘念A(yù)熱，以及空氣格柵噴嘴的孔隙通道噴射，并在煤氣空氣預(yù)混合通道1b中快速且充分預(yù)混合，預(yù)混氣流垂直上行進入燃燒室經(jīng)折返回流煙氣預(yù)熱而著火燃燒，從而實現(xiàn)引射煙氣回流與回流預(yù)熱的高強度與高穩(wěn)定性的燃燒。熱風(fēng)爐采用這種煤氣引射煙氣強制回流預(yù)熱、煤氣與空氣間的空隙射流混合、燃燒室回流預(yù)熱與穩(wěn)定燃燒的燃燒器后，就能有效解決低熱值煤氣預(yù)混效果差、預(yù)熱強度低、燃燒不穩(wěn)定、燃燒溫度低等高爐熱風(fēng)爐燃燒過程的關(guān)鍵問題。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)橥ǖ纼?nèi)引射煙氣強制回流預(yù)熱煤氣與格柵孔隙快速強射流預(yù)混合，再經(jīng)垂直向上噴口形成氣流折返的回流自預(yù)熱的燃燒室中高強度燃燒的燃燒，配合燃燒室內(nèi)堆砌助燃的陶瓷多孔體的高速穩(wěn)定燃燒與強化燃燒模式(對于高爐熱風(fēng)爐)，既提高了燃燒的完全程度又縮小了燃燒室空間；既能實現(xiàn)火焰(燃燒)的穩(wěn)定又能達到強化預(yù)熱預(yù)混氣流而提高局部燃燒溫度的目的。因此，相對于采用其他氣體燃燒裝置的熱風(fēng)爐而言，本實用新型的燃燒裝置通過煤氣噴射強制煙氣回流預(yù)熱，以及孔隙噴射在預(yù)混合通道中實現(xiàn)煤氣與空氣的快速預(yù)熱、預(yù)混與均混；并通過預(yù)混氣垂直向上噴口和燃燒室拱頂作用，產(chǎn)生回流自預(yù)熱效果，借以達到提高火焰穩(wěn)定性與確保高強度的預(yù)混氣燃燒。此外，還通過煤氣噴射吸引煙氣回流導(dǎo)致煙氣流產(chǎn)生一定的旋流，可用來調(diào)節(jié)其下部的熱利用裝置的煙氣流場分布的均勻性，對于高爐熱風(fēng)爐也就是調(diào)節(jié)進入熱風(fēng)爐蓄熱室中的氣流分布而實現(xiàn)熱風(fēng)爐蓄熱室中的高效與均勻的傳熱。這就極大地改善了采用此燃燒器的熱風(fēng)爐的熱工性能，使得熱風(fēng)爐能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。
【權(quán)利要求】
1.一種煤氣抽吸煙氣預(yù)熱空氣格柵噴射預(yù)混的燃燒器，包括燃燒室墻體(I)、燃燒室(2)、熱風(fēng)出口管(11)，煤氣進氣管(3)、空氣進氣管(4)、煤氣分配通道(5)、空氣分配通道(6)、煤氣引射噴管(7)、空氣格柵噴嘴(8)、煙氣吸入口(9)、煤氣空氣預(yù)混合通道(1b)和上噴氣流阻擋圈(10a)，其特征在于，燃燒室墻體(I)是由上部半球形拱頂與下部圓筒體連成一體構(gòu)成，燃燒室墻體的內(nèi)部空間為燃燒室(2)，燃燒室墻體(I)的圓筒體外壁上從上到下錯開布置有垂直于圓筒體的空氣進氣管(4)和煤氣進氣管(3)，煤氣進氣管(3)和空氣進氣管(4)分別垂直連接砌筑在燃燒室墻體內(nèi)的煤氣分配通道(5)與空氣分配通道(6)，煤氣分配通道(5)的內(nèi)側(cè)墻上沿通道均布有多個向上延伸的煤氣引射噴管(7)，煤氣引射噴管(7)為先收縮后擴散結(jié)構(gòu)，縱截面最小處與煙氣吸入口(9)連通，同時向上與煤氣空氣預(yù)混合通道(1b)的底部連通，煙氣吸入口(9)連通燃燒室(2)，空氣分配通道(6)的頂部沿通道布置有空氣格柵噴嘴(8)，空氣格柵噴嘴由多層周向布置、相間排列的孔隙通道構(gòu)成，垂直或水平傾斜和煤氣空氣預(yù)混合通道(1b)的外側(cè)墻體連接，煤氣空氣預(yù)混合通道(1b)的頂部開口和與燃燒室(2)連通，煤氣空氣預(yù)混合通道上部的燃燒室墻體內(nèi)壁上有上噴氣流阻擋圈(10a)，燃燒室墻體的圓筒體上部有和煤氣空氣預(yù)混合通道相連通的熱風(fēng)出口管(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣抽吸煙氣預(yù)熱空氣格柵噴射預(yù)混的燃燒器，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的紅柱石高鋁磚或堇青石-莫來石磚構(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)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣抽吸煙氣預(yù)熱空氣格柵噴射預(yù)混的燃燒器，其特征在于，所述的煤氣進氣管(3)和空氣進氣管(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，分別與煤氣進氣管和空氣進氣管相連接的煤氣分配通道(5)和空氣分配通道(6)是由紅柱石高鋁磚砌筑成的矩形通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣抽吸煙氣預(yù)熱空氣格柵噴射預(yù)混的燃燒器，其特征在于，所述的煤氣引射噴嘴(7 )為縮放形的噴管結(jié)構(gòu)，收縮的方向為徑向，擴張的方向為周向，橫截面為矩形或扇形，縮放形的收縮段內(nèi)側(cè)墻與煙氣吸入口(9)的一個端口相連通，煙氣吸入口( 9 )另一個端口連通燃燒室(2 )，矩形截面的煙氣吸入口( 9 )的水平傾角為O?45 °。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣抽吸煙氣預(yù)熱空氣格柵噴射預(yù)混的燃燒器，其特征在于，所述的空氣格柵噴嘴(8)以水平傾角O?45°和煤氣空氣預(yù)混合通道(1b)連通，煤氣空氣預(yù)混合通道(1b )是由紅柱石高鋁磚砌筑成的矩形通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣抽吸煙氣預(yù)熱空氣格柵噴射預(yù)混的燃燒器，其特征在于，所述的燃燒室墻體(I)的下部為圓筒體，燃燒室墻體內(nèi)的煤氣分配通道、空氣分配通道、煤氣空氣預(yù)混合通道均為首尾相接的環(huán)形通道。
【文檔編號】C21B9/14GK203820823SQ201420239303
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】陳維漢, 陳云鶴, 楊海濤, 張佳鵬 申請人:陳維漢