CN203807501U - 顶燃式热风炉燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种顶燃式热风炉燃烧器，包括空气分配系统、煤气分配系统、墙体、拱顶以及由墙体和拱顶包围形成的燃烧室，空气分配系统包括多个空气喷嘴，煤气分配系统包括多个煤气喷嘴，空气喷嘴和煤气喷嘴间隔排列组成多个相互平行的空气-煤气喷嘴组，多个空气-煤气喷嘴组能够使空气和煤气高效充分混合，保证气体流场稳定，从而可以提高燃烧效率，并且其具有结构新颖稳定，实施容易等特点，能够满足大型高炉对顶燃式热风炉高风温的要求，空气喷嘴和煤气喷嘴采用旋切状布置，能够保证喷出的空气和煤气更加充分的混合，进一步的提高了燃烧效率。

Description

顶燃式热风炉燃烧器

技术领域

本实用新型涉及炼铁热风炉燃烧器技术领域，特别涉及一种顶燃式热风炉燃烧器。

背景技术

热风炉是为高炉提供热风的设备，是现代高炉不可缺少的重要组成部分。现代大高炉目前最常用的是蓄热式格子砖热风炉，蓄热式热风炉按燃烧方式可以分为顶燃式，内燃式，外燃式等几种。其工作原理是先燃烧煤气，用产生的烟气加热蓄热室的格子砖，再将冷风通过炽热的格子砖进行加热，然后将热风炉轮流交替地进行燃烧和送风，使高炉连续获得高温热风。

内燃式热风炉是燃烧室和蓄热室布置在同一壳体内的热风炉，内燃式热风炉因其结构因素，存在燃烧室隔墙开裂串风、隔墙上部坍塌、蓄热室加热面积利用率较低等缺点；外燃烧式热风炉是由内燃式热风炉演变而来，它的燃烧室设于蓄热室之外，两个室的顶部以一定方式连接。外燃式热风炉的优点是取消了燃烧室与蓄热室的隔墙，从根本上解决了温差、压差等引起的隔墙开裂等问题，但存在投资多、钢材和耐火材料消耗大、拱顶复杂、需大量复杂异型砖等缺点，限制了其的应用。顶燃式热风炉是指燃烧器安装在热风炉炉顶，利用拱顶空间进行燃烧，从而取消了侧燃室或外燃室。顶燃式热风炉因其炉型较简单，结构稳定性好，蓄热室内气流分布较均匀，占地面积小，能节省大量钢材及耐火材料等优点，近些年得到了迅速地发展，是高风温热风炉的发展方向之一。大型顶燃式热风炉的发展，其关键在于大功率的高效短焰燃烧器的设计。目前，顶燃式热风炉陶瓷燃烧器种类繁多，但空煤气混合效果不佳、气流分布不均匀，燃烧不稳定的现象常常发生，限制了其在大型及特大型高炉上的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种顶燃式热风炉燃烧器，其具有多排由空气喷嘴和煤气喷嘴间隔排列的喷嘴组，能够使空气和煤气高效混合，提高燃烧效率。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种顶燃式热风炉燃烧器，包括：空气分配系统、煤气分配系统、墙体、拱顶以及由墙体和拱顶包围形成的燃烧室，其中，所述空气分配系统包括多个空气喷嘴，所述煤气分配系统包括多个煤气喷嘴，所述空气喷嘴和煤气喷嘴间隔排列组成多个相互平行的空气-煤气喷嘴组，所述空气分配系统和煤气分配系统均位于墙体内，空气和煤气分别由所述空气喷嘴和煤气喷嘴向燃烧室喷放。

进一步的，所述空气分配系统包括空气进气管道、空气分配环道以及空气喷嘴管道，所述空气分配环道与空气进气管道相连，所述空气喷嘴管道与空气分配环道相连，所述空气喷嘴与空气喷嘴管道相连。

进一步的，所述煤气分配系统包括煤气进气管道、煤气分配环道以及煤气喷嘴管道，所述煤气分配环道与煤气进气管道相连，所述煤气喷嘴管道与煤气分配环道相连，所述煤气喷嘴与煤气喷嘴管道相连。

进一步的，所述空气分配系统还包括全空气喷嘴组，所述全空气喷嘴组由多个空气喷嘴组成，所述煤气分配系统还包括全煤气喷嘴组，所述全煤气喷嘴组由多个煤气喷嘴组成，所述全空气喷嘴组和所述全煤气喷嘴组相互平行。

进一步的，所述煤气进气管道的水平高度高于所述空气进气管道的水平高度。

进一步的，所述全煤气喷嘴组的水平高度高于所述全空气喷嘴组的水平高度。

进一步的，所述煤气进气管道的水平高度低于所述空气进气管道的水平高度。

进一步的，所述全煤气喷嘴组的水平高度低于所述全空气喷嘴组的水平高度。

进一步的，所述空气-煤气喷嘴组为2排，分别为第一排空气-煤气喷嘴组和第二排空气-煤气喷嘴组，所述第一排空气-煤气喷嘴组和第二排空气-煤气喷嘴组位于所述全煤气喷嘴组和全空气喷嘴组之间，并且所述第一排空气-煤气喷嘴组的水平高度高于第二排空气-煤气喷嘴组的水平高度。

进一步的，所述第一排空气-煤气喷嘴组中的空气喷嘴和煤气喷嘴均朝向第二排空气-煤气喷嘴组一方，并且与水平线呈0～60°的夹角。

进一步的，所述第二排空气-煤气喷嘴组中的空气喷嘴和煤气喷嘴均朝向第一排空气-煤气喷嘴组一方，并且与水平线呈0～60°的夹角。

进一步的，所述全空气喷嘴、全煤气喷嘴组、第一排空气-煤气喷嘴组和第二排空气-煤气喷嘴组中的空气喷嘴、煤气喷嘴均按旋切状均匀对称布置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果主要体现在：本实用新型提出的顶燃式热风炉燃烧器包括多排由空气喷嘴和煤气喷嘴间隔排列的空气-煤气喷嘴组，能够使空气和煤气高效充分混合，保证气体流场稳定，从而可以提高燃烧效率，并且其具有结构新颖稳定，实施容易等特点，能够满足大型高炉对顶燃式热风炉高风温的要求。

进一步的，所述空气喷嘴和煤气喷嘴采用旋切状布置，能够保证喷出的空气和煤气充分的混合，进一步的提高了燃烧的效率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中顶燃式热风炉燃烧器沿图3中A-A向的剖面示意图；

图2为本实用新型一实施例中顶燃式热风炉燃烧器沿图4中B-B向的剖面示意图；

图3为本实用新型一实施例中顶燃式热风炉燃烧器沿图1或图2中C-C向的剖面示意图；

图4为本实用新型一实施例中顶燃式热风炉燃烧器沿图1或图2中D-D向的剖面示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的顶燃式热风炉燃烧器进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

请参考图1至图4，在本实施例中，提出了一种顶燃式热风炉燃烧器，所述燃烧器包括：空气分配系统、煤气分配系统、墙体、拱顶13以及由墙体和拱顶13包围形成的燃烧室14。

其中，所述空气分配系统包括多个空气喷嘴(12-1、12-2、12-3)、空气进气管道2、空气分配环道4以及空气喷嘴管道(6、8、10)，所述空气分配环道4与空气进气管道2相连，所述空气喷嘴管道(6、8、10)与空气分配环道4相连，所述空气喷嘴(12-1、12-2、12-3)与空气喷嘴管道(6、8、10)分别相连，如图1和图2所示，所述空气分配环道4位于所述墙体内，并且呈环绕状，如图4所示；即，空气能够由空气进气管道2进入，再经由空气分配环道4以及空气喷嘴管道(6、8、10)分别进入所述空气喷嘴(12-1、12-2、12-3)内，再由所述空气喷嘴(12-1、12-2、12-3)喷向所述燃烧室14的内部，以提供燃烧所需的空气。

其中，所述煤气分配系统包括多个煤气喷嘴(11-1、11-2、11-3)、煤气进气管道1、煤气分配环道3以及煤气喷嘴管道(5、7、9)，所述煤气分配环道3与煤气进气管道1相连，所述煤气喷嘴管道(5、7、9)与煤气分配环道3相连，所述煤气喷嘴(11-1、11-2、11-3)与煤气喷嘴管道(5、7、9)分别相连，如图1和图2所示，所述煤气分配环道3位于所述墙体内，并且呈环绕状，如图3所示；同样的，煤气能够由煤气进气管道1进入，再经由煤气分配环道3以及煤气喷嘴管道(5、7、9)分别进入所述煤气喷嘴(11-1、11-2、11-3)内，再由所述煤气喷嘴(11-1、11-2、11-3)喷向所述燃烧室14的内部，以提供燃烧所需的煤气。

所述空气喷嘴(12-1、12-2)和煤气喷嘴(11-1、11-2)间隔排列组成多个相互平行的空气-煤气喷嘴组，在本实施例中，所述空气-煤气喷嘴组为2排，分别为第一排空气-煤气喷嘴组和第二排空气-煤气喷嘴组，所述第一排空气-煤气喷嘴组的水平高度高于第二排空气-煤气喷嘴组的水平高度，所述第一排空气-煤气喷嘴组中的空气喷嘴(12-1)和煤气喷嘴(11-1)均朝向第二排空气-煤气喷嘴组一方，并且与水平线呈0～60°的夹角，例如是30°；所述第二排空气-煤气喷嘴组中的空气喷嘴(12-2)和煤气喷嘴(11-2)均朝向第一排空气-煤气喷嘴组一方，并且与水平线呈0～60°的夹角，例如是30°；即由于所述第一排空气-煤气喷嘴组的水平高度高于第二排空气-煤气喷嘴组的水平高度，为了使第一排空气-煤气喷嘴组和第二排空气-煤气喷嘴组喷出的气体能够混合，因此将第一排空气-煤气喷嘴组朝下排列，将第二排空气-煤气喷嘴组朝上排列，使两者喷出的气体能够朝向同一方向从而达到相互混合的目的。

在本实施例中，采用多排空气-煤气喷嘴组能够保证空气和煤气之间混合充分，并且保证流场稳定，使燃烧效率得到提高。

优选的，第一排空气-煤气喷嘴组和第二排空气-煤气喷嘴组中的空气喷嘴(12-1、12-2)和煤气喷嘴(11-1、11-2)均按旋切状均匀对称布置，如图3和图4所示，从而能够使喷入的空气和煤气形成气旋，能够更好的使两者混合。

在本实施例中，所述空气分配系统还包括全空气喷嘴组，所述全空气喷嘴组由多个空气喷嘴(12-3)组成，所述煤气分配系统还包括全煤气喷嘴组，所述全煤气喷嘴组由多个煤气喷嘴(11-3)组成，所述全空气喷嘴组和所述全煤气喷嘴组相互平行，请参考图1和图2，在本实施例中，所述煤气进气管道1的水平高度高于所述空气进气管道2的水平高度，所述全煤气喷嘴组的水平高度高于所述全空气喷嘴组的水平高度，并且保证所述第一排空气-煤气喷嘴组和第二排空气-煤气喷嘴组位于所述全煤气喷嘴组和全空气喷嘴组之间。

其中，所述全煤气喷嘴组中的煤气喷嘴(11-1、11-2)和全空气喷嘴组中的空气喷嘴(12-1、12-2)也按照旋切状均匀对称布置。

需要指出的是，在本实施例以外的其他实施例中，所述煤气进气管道1的水平高度可以低于所述空气进气管道2的水平高度，并且所述全煤气喷嘴组的水平高度也低于所述全空气喷嘴组的水平高度，具体的可以根据不同的需要来决定。

在本实施例中，所述第一排空气-煤气喷嘴组和第二排空气-煤气喷嘴组中的空气喷嘴(12-1、12-2)个数为12个，煤气喷嘴(11-1、11-2)个数也为12个，然而在本实施例以外的其他实施例中，空气喷嘴(12-1、12-2)和煤气喷嘴(11-1、11-2)的个数可以根据不同的需求来选择，在此不作限定。

为了减少空间，所述空气分配系统和煤气分配系统均位于墙体内；所述空气喷嘴(12-1、12-2、12-3)和煤气喷嘴(11-1、11-2、11-3)向所述燃烧室14喷放空气和煤气。空气和煤气经各自进气管道，进入分配环道，然后通过各自的喷嘴管道及喷嘴进入燃烧器内部空间即燃烧室14内，因具有多排均匀布置的喷嘴，能够保证空气煤气高效地混合，气流稳定，燃烧充分。

综上，在本实用新型实施例提供的顶燃式热风炉燃烧器中，本实用新型提出的顶燃式热风炉燃烧器包括多排由空气喷嘴和煤气喷嘴间隔排列的空气-煤气喷嘴组，能够使空气和煤气高效充分混合，保证气体流场稳定，从而可以提高燃烧效率，并且其具有结构新颖稳定，实施容易等特点，能够满足大型高炉对顶燃式热风炉高风温的要求。所述空气喷嘴和煤气喷嘴采用旋切状布置，能够保证喷出的空气和煤气充分的混合，进一步的提高了燃烧的效率。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，所述燃烧器包括：空气分配系统、煤气分配系统、墙体、拱顶以及由墙体和拱顶包围形成的燃烧室，其中，所述空气分配系统包括多个空气喷嘴，所述煤气分配系统包括多个煤气喷嘴，所述空气喷嘴和煤气喷嘴间隔排列组成多个相互平行的空气-煤气喷嘴组，所述空气分配系统和煤气分配系统均位于墙体内，空气和煤气分别由所述空气喷嘴和煤气喷嘴向燃烧室喷放。 

2.如权利要求1所述的顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，所述空气分配系统包括空气进气管道、空气分配环道以及空气喷嘴管道，所述空气分配环道与空气进气管道相连，所述空气喷嘴管道与空气分配环道相连，所述空气喷嘴与空气喷嘴管道相连。 

3.如权利要求2所述的顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，所述煤气分配系统包括煤气进气管道、煤气分配环道以及煤气喷嘴管道，所述煤气分配环道与煤气进气管道相连，所述煤气喷嘴管道与煤气分配环道相连，所述煤气喷嘴与煤气喷嘴管道相连。 

4.如权利要求3所述的顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，所述空气分配系统还包括全空气喷嘴组，所述全空气喷嘴组由多个空气喷嘴组成，所述煤气分配系统还包括全煤气喷嘴组，所述全煤气喷嘴组由多个煤气喷嘴组成，所述全空气喷嘴组和所述全煤气喷嘴组相互平行。 

5.如权利要求4所述的顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，所述煤气进气管道的水平高度高于所述空气进气管道的水平高度。 

6.如权利要求5所述的顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，所述全煤气喷嘴组的水平高度高于所述全空气喷嘴组的水平高度。 

7.如权利要求4所述的顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，所述煤气进气管道的水平高度低于所述空气进气管道的水平高度。 

8.如权利要求7所述的顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，所述全煤气喷 嘴组的水平高度低于所述全空气喷嘴组的水平高度。 

9.如权利要求6或8所述的顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，所述空气-煤气喷嘴组为2排，分别为第一排空气-煤气喷嘴组和第二排空气-煤气喷嘴组，所述第一排空气-煤气喷嘴组和第二排空气-煤气喷嘴组位于所述全煤气喷嘴组和全空气喷嘴组之间，并且所述第一排空气-煤气喷嘴组的水平高度高于第二排空气-煤气喷嘴组的水平高度。 

10.如权利要求9所述的顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，所述第一排空气-煤气喷嘴组中的空气喷嘴和煤气喷嘴均朝向第二排空气-煤气喷嘴组一方，并且与水平线呈0～60°的夹角。 

11.如权利要求9所述的顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，所述第二排空气-煤气喷嘴组中的空气喷嘴和煤气喷嘴均朝向第一排空气-煤气喷嘴组一方，并且与水平线呈0～60°的夹角。 

12.如权利要求9所述的顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，所述全空气喷嘴、全煤气喷嘴组、第一排空气-煤气喷嘴组和第二排空气-煤气喷嘴组中的空气喷嘴、煤气喷嘴均按旋切状均匀对称布置。