[發(fā)明專利]一種頂燃式熱風(fēng)爐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810070094.4
• 申請(qǐng)日: 2008-08-07
• 公開（公告）號(hào): CN101644481A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張昭貴;秦翠英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): F24H3/00
• 分類號(hào): F24H3/00;F24H9/18;F23D14/24;F23D14/64
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 張愛云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種頂燃式熱風(fēng)爐。

背景技術(shù)

大型高爐配置頂燃式熱風(fēng)爐，始于1979年，為首鋼所創(chuàng)。但至2002年之前，僅限于首鋼等少數(shù)企業(yè)在推廣使用。然而，自俄羅斯的卡盧金先生在中國公布02157064.7專利并建成示范工程之后，頂燃式熱風(fēng)爐才以其顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)全面超越內(nèi)燃式熱風(fēng)爐，得到廣泛地推廣應(yīng)用。

卡盧金頂燃式熱風(fēng)爐的燃燒器采用兩段式結(jié)構(gòu)：即熱風(fēng)爐的拱頂是燃燒室，為第一段；預(yù)混室為第二段。其主要特征是：在預(yù)混室內(nèi)設(shè)置了耐材砌筑的上下重疊的空氣環(huán)道和煤氣環(huán)道，煤氣環(huán)道在上，空氣環(huán)道在下；空氣環(huán)道部分噴口的中心線與預(yù)混室中心線呈夾角，以產(chǎn)生旋流。其問題之一是：在重疊的環(huán)道間，用于上下分隔作用的耐材，可能因?yàn)槿紵诤退惋L(fēng)期所形成的顯著溫差，在造成預(yù)混室內(nèi)工作層耐材破損后而逐步破損；這將使得在熱風(fēng)爐爐役期內(nèi)環(huán)道間存在竄氣的可能性，增加了役齡后期生產(chǎn)的不安全因素；問題之二是：煤氣環(huán)道在上，使得熱風(fēng)爐燃燒終止期，在燃燒器拱頂將殘存煤氣，從而衍生：若不使用N₂吹掃，可能在送風(fēng)時(shí)產(chǎn)生爆炸；若采用N₂吹掃，不僅會(huì)增加消耗，還提供了N₂被加熱到1400℃以上產(chǎn)生NOx的可能性，不利于環(huán)保；問題之三是：依靠空氣噴口產(chǎn)生的旋流，會(huì)因?yàn)榭諝獾谋戎氐汀?shù)量比煤氣少，所形成的旋流強(qiáng)度小，這會(huì)造成煤氣和空氣混合時(shí)間長(zhǎng)、燃燒的火焰長(zhǎng)。上述問題在后續(xù)公布的中國專利200420008906.x中同時(shí)存在。

與本發(fā)明相近的中國專利還有2005200322013.3。該專利的燃燒器采用了兩段式結(jié)構(gòu)，在燃燒器預(yù)混段內(nèi)設(shè)置了一環(huán)空氣環(huán)道，在燃燒器拱頂部外接了一根煤氣管道。該專利的問題是該外接管道是直接與燃燒器拱頂相貫，這造成相貫接口處的砌體近似水平懸掛于煤氣出口處，而該處是熱風(fēng)爐燃燒期和送風(fēng)期所形成的溫差最大的位置。該溫差超過700℃，即送風(fēng)期受熱輻射溫度達(dá)到900℃以上，但燃燒期將被煤氣冷卻至200℃以下。這將造成接口處近似水平懸掛的砌體壽命極大縮短，成為燃燒器的最薄弱環(huán)節(jié)。同時(shí)，該外接管道行走煤氣，同樣存在上述卡盧金頂燃式熱風(fēng)爐的第二個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種頂燃式熱風(fēng)爐，它是不可能出現(xiàn)空氣和煤氣互竄、燃燒器拱頂無煤氣殘余、具有更高旋流強(qiáng)度、燃燒器拱頂砌體具有更好穩(wěn)定性和壽命的頂燃式熱風(fēng)爐。

實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案是：燃燒器為三段式結(jié)構(gòu)，第一段為燃燒室，位于燃燒器下部，直接坐在熱風(fēng)爐本體上，其工作內(nèi)襯上端呈收縮口狀部份，垂直伸入中部的煤氣旋流預(yù)混室內(nèi)，不與煤氣旋流預(yù)混室的工作內(nèi)襯接觸，可自由膨脹；第二段為煤氣旋流預(yù)混室，位于燃燒器中部；第三段為空氣室，處于燃燒器上部。

在第二段，圍繞煤氣旋流預(yù)混室布置了一環(huán)耐材砌筑的煤氣環(huán)道，該環(huán)道有煤氣管與之相通；煤氣旋流預(yù)混室的工作內(nèi)襯是與環(huán)道砌體脫離，呈獨(dú)立向上收縮，其收縮口狀部份垂直伸入空氣室內(nèi)，不與空氣室的工作內(nèi)襯接觸，可自由膨脹；在環(huán)道砌體和工作內(nèi)襯上，至少均勻分布有兩環(huán)數(shù)目相同或者不同、貫通煤氣旋流預(yù)混室與煤氣環(huán)道、中心線與煤氣旋流預(yù)混室中心線呈不同夾角的煤氣噴口。

在第三段，空氣室沒有設(shè)置類似煤氣旋流預(yù)混室的內(nèi)置環(huán)道和噴口，僅有空氣管與之相通，空氣管的中心線與空氣室的中心線可呈一定夾角；空氣室的工作內(nèi)襯與自下向上垂直伸入的煤氣旋流預(yù)混室的工作內(nèi)襯脫離，獨(dú)立向上收縮成完整的燃燒室拱頂部，并在拱頂中心設(shè)置了測(cè)溫孔。

本發(fā)明與現(xiàn)有頂燃式熱風(fēng)爐相比，其有益效果體現(xiàn)在：

1).將燃燒器改為三段式結(jié)構(gòu)，燃燒器中部只設(shè)置一環(huán)煤氣環(huán)道，上部設(shè)置成單獨(dú)的空氣室，徹底克服了上下重疊的雙環(huán)道在隔層耐材處可能出現(xiàn)的竄氣，提高了熱風(fēng)爐役齡期后期生產(chǎn)的安全性。

2)、將燃燒器中部設(shè)置為煤氣環(huán)道，由多環(huán)煤氣噴口構(gòu)成混合氣流旋流發(fā)生裝置，可以獲得更大的旋流強(qiáng)度，有利于加強(qiáng)空氣和煤氣流的混合，縮短混合距離，從而縮短燃燒火焰的長(zhǎng)度。這是因?yàn)闊犸L(fēng)爐所使用煤氣的比重和數(shù)量均大于空氣的比重和數(shù)量，在同樣角度的旋流噴口下，煤氣所產(chǎn)生的旋流強(qiáng)度比空氣強(qiáng)。