一種煤氣與空氣格柵預混引射抽氣預熱燃燒的燃燒器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及煤氣與空氣格柵預混引射抽氣預熱燃燒的燃燒器，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構不合理的問題，燃燒室墻體內為燃燒室，燃燒室墻體上的空氣和煤氣進氣管分別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混格柵，煤氣空氣預混格柵和預混氣引射通道連通，預混氣引射通道彎曲向上，在最窄處與煙氣吸入口連通，煙氣吸入口和燃燒室連通，預混氣引射通道頂部有預混氣流方向調節噴口，燃燒室墻體上有熱風出口管，本實用新型是安全、穩定、高熱強度與高送風溫度運行，節省燃料、節約投資、降低廢氣溫度與有害氣體的排放量、減少環境污染的良好效果。
【專利說明】一種煤氣與空氣格柵預混引射抽氣預熱燃燒的燃燒器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高爐熱風爐的燃燒器，特別是用于為高爐提供高溫鼓風的熱風爐用的一種煤氣與空氣格柵預混引射抽氣預熱燃燒的燃燒器。
【背景技術】
[0002]當前，高爐熱風爐從節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溫，而最終達到高效、節能、環保、增產的目的。為此，在熱風爐中必須實現優化的燃燒過程與強化的傳熱過程相結合爐內過程。這就涉及到燃燒裝置的結構、蓄熱體結構與布置、以及氣流流場的組織，尤其是燃燒器的結構與性能對熱風爐的影響尤為關鍵，縱觀目前使用的各種高爐熱風爐的燃燒器，都以煤氣與空氣在燃燒空間中混合、預熱、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、燃燒器結構選擇不當等問題；這就導致燃燒室中燃燒氣流的特征變化大、氣流不穩定、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；由于蓄熱體的結構與布置均難以按照流場結構和負荷狀態選取，從而整體影響熱風爐的性能和實際使用效果。因此，隨著人們對燃燒、傳熱傳質、流體流動的理論及其應用技術認識的提高和應用實踐的深入，以及煉鐵工藝對于穩定高風溫的需求和冶金行業高效、節能與環保的重視，對熱風爐領域內的燃燒器改進勢在必行。
【發明內容】
[0003]針對上述情況，為克服現有技術缺陷，本實用新型提供一種煤氣與空氣格柵預混弓I射抽氣預熱燃燒的燃燒器，可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構不合理的問題。
[0004]本實用新型采用的技術方案是，包括燃燒室墻體、燃燒室，空氣進氣管、煤氣進氣管、空氣分配通道、煤氣分配通道、煤氣空氣預混格柵、預混氣引射通道、煙氣吸入口和預混氣流方向調節噴口，燃燒室墻體是由上部拱頂與下部垂直筒形墻體連接在一起構成，燃燒室墻體的內部空間為燃燒室，燃燒室墻體的筒形墻體上垂直其軸線從下到上錯開布置有空氣進氣管和煤氣進氣管，空氣進氣管和煤氣進氣管分別垂直連接砌筑在燃燒室墻體內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混格柵，煤氣空氣預混格柵和預混氣引射通道的進口連通，預混氣引射通道的出口彎曲向上，縱截面呈先收縮后擴大的縮放形結構，在縮放形結構的最窄處與煙氣吸入口的一個端口相連通，煙氣吸入口的另一端和燃燒室相連通，預混氣引射通道的頂部有多個均勻排列的連通燃燒室的預混氣流方向調節噴口，燃燒室墻體上部垂直連接有置于煤氣分配通道上部的熱風出口管。
[0005]本實用新型是在現有熱風爐燃燒器結構基礎上所做的改進與創新，格柵式的煤氣與空氣的預混混方式結合噴射抽吸式的煙氣回流預熱的燃燒裝置設計，有效實現熱風爐燃燒裝置的快速均勻混合與高強度回流預熱，有效提高了燃燒強度與燃燒的穩定性。在熱風爐上采用這種燃燒器就能保證熱風爐在安全與穩定前提下的高效、高熱強度與高送風溫度的運行，繼而達到節省燃料、節約投資、降低廢氣溫度與有害氣體的排放量、減少環境污染的良好效果。
【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中A-A截面圖。
[0008]圖3為本實用新型圖1中B-B截面圖。
[0009]圖4為本實用新型圖1中C向局部視圖。
【具體實施方式】
[0010]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作詳細說明。
[0011]如圖1、圖2、圖3及圖4所示，包括燃燒室墻體1、燃燒室2，空氣進氣管3、煤氣進氣管4、空氣分配通道5、煤氣分配通道6、煤氣空氣預混格柵7、預混氣引射通道8、煙氣吸入口 9和預混氣流方向調節噴口 10，燃燒室墻體I是由上部拱頂與下部垂直筒形墻體連接在一起構成，燃燒室墻體的內部空間為燃燒室2，燃燒室墻體I的筒形墻體上垂直其軸線從下到上錯開布置有空氣進氣管3和煤氣進氣管4，空氣進氣管3和煤氣進氣管4分別垂直連接砌筑在燃燒室墻體內的空氣分配通道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混格柵7，煤氣空氣預混格柵和預混氣引射通道8的進口連通，預混氣引射通道8的出口彎曲向上，縱截面呈先收縮后擴大的縮放形結構，在縮放形結構的最窄處與煙氣吸入口 9的一個端口相連通，煙氣吸入口 9的另一端和燃燒室相連通，預混氣引射通道8的頂部有多個均勻排列的連通燃燒室的預混氣流方向調節噴口 10，燃燒室墻體I上部垂直連接有置于煤氣分配通道6上部的熱風出口管11。
[0012]所述的燃燒室墻體I為金屬外殼內壁上砌筑耐高溫1300°C?1500°C的耐火材料層構成，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-莫來石磚構成的內層、輕質耐火材料構成的外層，以及外層外面的陶瓷纖維棉與噴涂層，由內至外依次組合在一起構成的復合結構。
[0013]所述的空氣進氣管3和煤氣進氣管4是在金屬管內壁上砌筑高鋁磚或粘土磚構成的圓形通道，空氣進氣管3和煤氣進氣管4分別垂直連接設置在燃燒室墻體I內的矩形截面的、由紅柱石高鋁磚砌筑成的空氣分配通道5和煤氣分配通道6的外側墻體上。
[0014]所述的煤氣空氣預混格柵7的磚體交錯組合，構成水平的上部、下部引出孔隙，上部引出孔隙為煤氣格柵孔，下部引出孔隙為空氣格柵孔，煤氣空氣預混格柵的出口端與預混氣引射通道8的進口端水平連通。
[0015]所述的預混氣引射通道8的縮放形結構最窄處的內側墻與煙氣吸入口 9的一個端口相連通，煙氣吸入口 9另一個端口與燃燒室2連通，矩形截面的煙氣吸入口 9以水平徑向傾角O?60°相連通，預混氣流方向調節噴口 10的底部與預混氣引射通道8的頂部連通，預混氣引射通道8的進口端和出口端呈90°夾角，預混氣流方向調節噴口 10的調節范圍是在預混氣引射通道8的水平方向與其垂直方向之間的90°夾角之內，上述部位均由紅柱石高鋁磚或堇青石-莫來石磚砌筑而成。[0016]所述的熱風出口管11是由耐高溫、性能穩定的紅柱石-莫來石磚砌筑而成的圓形。
[0017]實施時，在燃燒器中煤氣通過煤氣分配通道6的底部進入煤氣空氣預混格柵，并從其交錯排列的孔隙進入預混氣引射通道8，空氣通過空氣分配通道5的頂部進入煤氣空氣預混格柵7，并從其交錯排列的孔隙進入預混氣引射通道8，在這里煤氣與空氣均勻而充分地進行有效的混合，預混氣引射通道8的截面為縮放形并在其最窄處與煙氣吸入口 9相連通，在其縮放形的通道中提速降壓而吸引高溫煙氣通過煙氣吸入口 9從燃燒室進入預混氣引射通道8，在其中射流擴散混合并從預混氣流方向調節噴口 10的底部進入其中，并在其中形成初步預熱與預混的氣流進入燃燒室2中，再經燃燒室中回流的高溫煙氣進一步預熱而著火燃燒，后經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]熱風爐采用這種煤氣與空氣格柵孔隙預混合、預混氣引射煙氣的強制回流預熱、燃燒室回流與旋流預熱燃燒的燃燒器后，就有效解決了低熱值煤氣預混效果差、預熱強度低、燃燒不穩定、燃燒溫度低等高爐熱風爐燃燒過程的關鍵問題。本實用新型是在熱風爐頂部設置能實現煤氣與空氣快速預混合，預混氣流抽吸煙氣流而旋流上行進入燃燒室，從而實現抽吸煙氣預熱與旋流、回流煙氣預熱的高強度與高穩定性燃燒的燃燒裝置。本實用新型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為格柵快速多空隙射流預混合，縮放通道內預混氣射流煙氣強制回流預熱與經垂直向上或傾斜向上噴射形成氣流折返的回流自預熱的燃燒室中高強度燃燒的燃燒方式，還可在燃燒室內堆砌助燃陶瓷多孔體，進行高速穩定燃燒與強化燃燒模式(對于高爐熱風爐)，既提高了燃燒的完全程度又縮小了燃燒室空間；既能實現火焰(燃燒)的穩定又能達到強化預熱預混氣流而提高局部燃燒溫度的目的。顯然，相對于采用其他氣體燃燒裝置的熱風爐而言，由于本實用新型提出的燃燒裝置是通過煤氣與空氣格柵孔隙射流混合，預混氣噴射抽吸強制煙氣回流預熱，實現煤氣與空氣的快混、均混與有效預熱；并通過預混氣垂直向上(或傾斜向上)噴射和燃燒室拱頂的共同作用，產生回流自預熱與旋流自預熱效果，借以達到提高火焰穩定性與確保高強度的預混氣燃燒。此外，因通過預混氣噴射產生強制煙氣回流的作用可以用來調節其下部的熱利用裝置的煙氣流場分布的均勻性，對于高爐熱風爐也就是調節進入熱風爐蓄熱室中的氣流分布而實現熱風爐蓄熱室中的高效與均勻的傳熱。這就極大地改善了采用本燃燒裝置的熱風爐的熱工性能，使得熱風爐能在燃燒低熱值煤氣的條件下，在煤氣與空氣均不預熱的條件下，具備了高效、高風溫、與節能環保的功能。
【權利要求】
1.一種煤氣與空氣格柵預混引射抽氣預熱燃燒的燃燒器，包括燃燒室墻體(1)、燃燒室(2)，空氣進氣管(3)、煤氣進氣管(4)、空氣分配通道(5)、煤氣分配通道(6)、煤氣空氣預混格柵(J)、預混氣引射通道(8)、煙氣吸入口(9)和預混氣流方向調節噴口( 10)，其特征在于，燃燒室墻體(1)是由上部拱頂與下部垂直筒形墻體連接在一起構成，燃燒室墻體的內部空間為燃燒室(2)，燃燒室墻體(1)的筒形墻體上垂直其軸線從下到上錯開布置有空氣進氣管(3)和煤氣進氣管(4)，空氣進氣管(3)和煤氣進氣管(4)分別垂直連接砌筑在燃燒室墻體內的空氣分配通道(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混格柵(7)，煤氣空氣預混格柵和預混氣引射通道(8)的進口連通，預混氣引射通道(8)的出口彎曲向上，縱截面呈先收縮后擴大的縮放形結構，在縮放形結構的最窄處與煙氣吸入口(9)的一個端口相連通，煙氣吸入口(9)的另一端和燃燒室相連通，預混氣引射通道(8)的頂部有多個均勻排列的連通燃燒室的預混氣流方向調節噴口(10)，燃燒室墻體(1)上部垂直連接有置于煤氣分配通道(6)上部的熱風出口管(11)。
2.根據權利要求1所述的煤氣與空氣格柵預混引射抽氣預熱燃燒的燃燒器，其特征在于，所述的燃燒室墻體(1)為金屬外殼內壁上砌筑耐高溫1300°C~1500°C的耐火材料層構成,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-莫來石磚構成的內層、輕質耐火材料構成的外層，以及外層外面的陶瓷纖維棉與噴涂層，由內至外依次組合在一起構成的復合結構。
3.根據權利要求1所述的煤氣與空氣格柵預混引射抽氣預熱燃燒的燃燒器，其特征在于，所述的空氣進氣管(3)和煤氣進氣管(4)是在金屬管內壁上砌筑高鋁磚或粘土磚構成的圓形通道，空氣進氣管(3)和煤氣進氣管(4)分別垂直連接設置在燃燒室墻體(1)內的矩形截面的、由紅柱石高鋁磚砌筑成的空氣分配通道(5)和煤氣分配通道(6)的外側墻體上。
4.根據權利要求1所述的煤氣與空氣格柵預 混引射抽氣預熱燃燒的燃燒器，其特征在于，所述的煤氣空氣預混格柵(7)的磚體交錯組合，構成水平的上部、下部引出孔隙，上部引出孔隙為煤氣格柵孔，下部引出孔隙為空氣格柵孔，煤氣空氣預混格柵的出口端與預混氣引射通道(8)的進口端水平連通。
5.根據權利要求1所述的煤氣與空氣格柵預混引射抽氣預熱燃燒的燃燒器，其特征在于，所述的預混氣引射通道(8)的縮放形結構最窄處的內側墻與煙氣吸入口(9)的一個端口相連通，煙氣吸入口(9)另一個端口與燃燒室(2)連通，矩形截面的煙氣吸入口(9)以水平徑向傾角O~60°相連通，預混氣流方向調節噴口(10)的底部與預混氣引射通道(8)的頂部連通，預混氣引射通道(8)的進口端和出口端呈90°夾角。
6.根據權利要求1所述的煤氣與空氣格柵預混引射抽氣預熱燃燒的燃燒器，其特征在于，所述的熱風出口管(11)是由耐高溫、性能穩定的紅柱石-莫來石磚砌筑而成的圓形。
【文檔編號】C21B9/10GK203820822SQ201420239427
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月12日 優先權日:2014年5月12日
【發明者】陳維漢, 陳云鶴, 楊海濤, 張佳鵬 申請人:陳維漢