CN100578085C - 多火孔无焰陶瓷燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多火孔无焰陶瓷燃烧器，属于需要无焰燃烧的工业炉窑领域，尤其是炼铁高炉用热风炉技术领域。此多火孔无焰陶瓷燃烧器的外侧为两个气体环道。空气由空气入口(1)、煤气由煤气入口(2)分别进入预先设置的预热空气环道(3)和煤气环道(4)，煤气和助燃空气在两个环道间经预热后由各喷射孔进入混合道(7)进行充分混合，后由燃烧口(8)喷出燃烧。其中煤气环道(4)中布置有导流砖(10)使煤气分布更为均匀。本发明结构独特，体积小而功率大，适用于各种不同类型蓄热体的热风炉。
Description
技术领域
本发明属于工业炉窑的陶瓷燃烧器技术领域，尤其是用于炼铁高炉顶燃式热风炉的无焰燃烧的陶瓷燃烧器技术领域。
背景技术
顶燃式热风炉是一种新型的炉型结构，上世纪六十年代以来，才开始受到各国冶金工作者的重视并随后开展了广泛的研究；目前，顶燃式热风炉已被认为是热风炉技术的发展方向。由于顶燃式热风炉没有特设的供煤气燃烧的燃烧室，其炉顶空间与外燃式热风炉和内燃式热风炉高大的燃烧室相比要小得多，在如此小的空间内，要使数量庞大的煤气实现完全燃烧，必须配备燃烧强度很大的无焰燃烧装置。
中国专利文献CN85100733公开的《多火孔环形燃烧器及顶燃式热风炉》，其燃烧器的基本结构是有一个混合气环室，在环室上方有一圈均匀分布的火孔，两根煤气管分别与两根助燃空气管在热风炉外相连接，煤气和助燃空气在此得到混合，两根混合气管与燃烧器环室相连。这种结构的燃烧器的致命缺陷是煤气在混合环道内即开始燃烧，严重破坏了燃烧的稳定性。
中国专利00114572X公开的《大功率无焰陶瓷燃烧器》，采用了设置于炉墙中的环形空气道和环形煤气道，其中有若干分流孔，分流孔通过带有锥角的支管，支管通过气室与混合道相连，混合道采用具有不同气流喷出方向的出口结构。这种陶瓷燃烧器结构十分复杂，尤其环道等采用了金属件，容易损坏，使用一段时间后炉壳温度开始升高，因此热风炉寿命短。实际上此方案应不算是真正的陶瓷燃烧器。
我国近年来从前苏联引进的卡鲁金公司设计的顶燃式热风炉陶瓷燃烧器如图1，已有数座高炉热风炉采用。该燃烧器也是采用在炉墙中设置环形空气道和环形煤气道，在煤气环道和空气环道与燃烧室之间的炉墙上成排均布有若干个喷孔，煤气和空气从喷孔中喷出后在燃烧室空间混合燃烧。为了保证燃料的燃烧效率，实现燃料的无焰燃烧，喷孔都设计成一定的角度，燃料和空气从喷孔喷出后在燃烧室形成旋流运动。由于旋流的存在，气流在蓄热室空间形成旋转回流区，从而影响气流在蓄热室的均匀分布。在回流区的中心(处于蓄热室中心)烟气流速很低或为负值，而在旋转回流区的外围，气流速度很高，这样会影响蓄热室的换热效果。
发明内容
针对现有技术中的上述中足，本实用新型的目的是提供一种多火孔无焰陶瓷燃烧器，它结构简单，设计合理，可以有效消除上述燃烧器的多种缺陷，可实现真正的无焰燃烧，达到顶燃式热风炉的高温、长寿和高效，并可以有效提高热效率及延长热风炉蓄热体的寿命。
本实用新型的目的是这样实现的：本多火孔无焰陶瓷燃烧器的炉墙侧壁内设置有与空气入口相连通的空气环道和与煤气入口相连通的煤气环道，多个燃烧口均匀分布在燃烧室空腔四周；在空气环道和煤气环道上设置有多个空气喷孔和煤气喷孔，一空气喷孔和一煤气喷孔的另一端与一混合道的前段相连通，混合道的后段出口即为燃烧口，在煤气环道中设置有使煤气均匀分布的导流砖。空气环道设置在煤气环道之上。在空气环道和煤气环道上设置的空气喷孔和煤气喷孔在横截面上是成对分布的，且与燃烧口的数目相同；煤气喷孔以与燃烧口中心线平行的方向进入混合道，空气喷孔以与燃烧口中心线成90°角度的方向进入混合道。所述的混合道沿燃烧器中心的辐射方向其前段为等截面的混合段，其后段的煤气喷孔出口设计有凸台的结构。燃烧口出口中心线和其出口中心与燃烧器中心连线的交角为0-45度。
本实用新型结构新颖，设计合理，技术效果显著，不但可以克服现有技术的缺陷，同时制造施工简便、制造成本低、使用寿命长。该燃烧器内部特殊结构的煤气和空气预热环道，使得该燃烧器在送风期具有蓄热功能，而在燃烧期具有预热空气和煤气功能。从测试情况看，该燃烧器具有燃烧效率高、拱顶燃烧室温度不高的特点，有效改善了拱顶工作状况，同时有利于提高热风炉使用寿命。本实用新型燃烧器结构独特，适用于各种类型的顶燃式热风炉。
附图说明
附图1为卡鲁金顶燃式热风炉燃烧器
附图2为本实用新型一实施例结构示意图。
附图3为附图2中虚线圆部分放大示意图；
附图4为附图2中燃烧口平面剖视结构示意图。
附图中标记分述如下：1--空气入口；2--煤气入口；3--空气环道；4--煤气环道 5--空气喷孔；6--煤气喷孔；7--混合道；8--燃烧口；9——燃烧室空腔；10--导流砖。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。如附图2所示，燃烧器外壁设置有上下两个气体环道3、4，其中空气环道3位于煤气环道4之上，其中，在煤气环道中还布置有导流砖以使煤气分布更为均匀。煤气和助燃空气在其各自的环道3、4中经预热之后，由各喷射孔5、6进入混合道7的前段，煤气喷孔6以与燃烧口8中心线平行的方向进入混合道7，空气喷孔5以与燃烧口8中心线成90°角度的方向进入混合道7。煤气喷孔6设计有凸台的结构，以防止煤气回火。在煤气喷出气流以及空气本身气流所具有的压力作用下，两者在混合道内进行强制性的充分预混合，然后由燃烧口8喷入燃烧室空腔9进行燃烧，形成由上向下的烟气流进入燃烧空间加速燃烧。由于本燃烧器的上述特殊结构，消除了蓄热室上部的回流区，燃烧口8喷出的高温烟气截面流速均匀，能使蓄热室的蓄热体得到均匀充分的加热，从而有效提高风温及燃烧效率，在很大程度上保证了热风炉的稳定送风。本多火孔无焰陶瓷燃烧器的燃烧负荷调节范围大、燃烧时炉压稳定，不易回火且燃烧完全，可以在极小的空气过剩系数下实现完全燃烧。同时，该燃烧器的特殊结构使其具有自身预热和冷却功能：一方面低温流体(空气、煤气)降低了耐火砌体的温度，可以有效提高燃烧器的使用寿命；另一方面，高温砌体对低温流体进行二次预热，在相同条件下可以有效提高煤气的理论燃烧温度。经研究实践测试，可以提高煤气、助燃空气温度150～200℃以上。此外，该燃烧器无金属件，耐高温，寿命长，可以有效解决燃烧器附近炉皮发红和燃烧器容易掉砖的现象。
Claims (3)
1、一种多火孔无焰陶瓷燃烧器，炉墙侧壁内设置有与空气入口(1)相连通的空气环道(3)和与煤气入口(2)相连通的煤气环道(4)，多个燃烧口(8)均匀分布在燃烧室空腔(9)四周的侧壁上，在空气环道(3)和煤气环道(4)上设置有多个空气喷孔(5)和煤气喷孔(6)，一空气喷孔(5)和一煤气喷孔(6)的一端与一混合道(7)的前段相连通，混合道(7)的后段出口即为所述燃烧口(8)，其特征在于：在煤气环道(4)中设置有使煤气均匀分布的导流砖(10)；空气环道(3)设置在煤气环道(4)之上；在空气环道(3)和煤气环道(4)上设置的所述空气喷孔(5)和煤气喷孔(6)在横截面上是成对分布的，且与燃烧口(8)的数目相同；煤气喷孔(6)以与燃烧口出口(8)中心线平行的方向进入混合道(7)，空气喷孔(5)以与燃烧口出口(8)中心线成90°角度的方向进入混合道(7)。
2、根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于：煤气喷孔(6)的出口设计有凸台的结构。
3、根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于：燃烧口(8)出口中心线和其出口中心与燃烧器中心连线的交角为0-45度。
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