[實用新型]一種采用環形氣流上噴預混燃燒回流加熱的頂燃式熱風爐

無效

• 申請號: 200820149981.6
• 申請日: 2008-10-27
• 公開（公告）號: CN201268709Y
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 劉世聚;陳維漢;劉力銘;范劍超
• 申請（專利權）人: 鄭州豫興耐火材料有限公司
• 主分類號: C21B9/00
• 分類號: C21B9/00
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 聶孟民;宋金鼎

一、技術領域

本實用新型涉及熱能工程領域的燃料燃燒與流動傳熱的一種采用環形氣流上噴預混燃燒回流加熱的頂燃式熱風爐。

二、背景技術

熱風爐是高爐煉鐵中不可缺少的重要附屬設備，是燃燒裝置(由燃燒器和燃燒室構成)與傳熱-蓄熱裝置(由蓄熱室及其內的格子磚構成)的組合，按照兩個裝置的相對位置的不同可分為內燃式(兩裝置平行放置且在一個圓筒裝置中)、外燃式(兩裝置平行放置且各自分放在一個圓筒裝置中)和頂燃式(兩裝置上下放置，且燃燒裝置在上面)三種大的結構形式。僅就頂燃式熱風爐而言，其燃燒裝置通常是由陶瓷燃燒器和與之配合的拱頂燃燒室構成，不同的結構形式與不同的搭配又能分出很多種型號與名稱?？v觀現有的熱風爐燃燒裝置，在結構與組合上都存在著不同程度的問題，常常會出現熱風爐內煤氣與空氣混合不佳(燃燒器問題)和(或)氣流分布不均勻(燃燒器與拱頂間的組合問題)，從而導致燃燒不完全或燃燒不穩定、負荷調節性能差等問題。如果燃燒裝置與傳熱-蓄熱裝置體的配合上也存在結構上問題，就會造成熱風爐傳熱效果差與蓄熱體利用率低的現象。這樣的熱風爐顯然不能滿足高爐對熱風的風量與風溫的要求，更談不上熱風爐的高效、節能與環保，也做不到高熱風溫度下的安全穩定地運行。因此，改進燃燒裝置結構和與傳熱-蓄熱裝置間的布局就成為提高熱風爐性能的有效途徑。

三、實用新型內容

基于上述情況，為克服現有技術之不足，本實用新型目的在于提供一種采用環形氣流上噴預混燃燒回流加熱的頂燃式熱風爐，有效解決熱風爐流體流動的合理性與穩定性、不同流體混合的充分性與均勻性，從而提高燃燒強度與火焰穩定，且燃燒后的氣流能夠做到速度與溫度的均勻分布，以增強傳熱效果和提高蓄熱體利用率的問題，其解決的技術方案是，包括有拱頂、燃燒室、爐體和燃燒器，拱頂置于燃燒器上部，燃燒器置于爐體上部，爐體下部有爐箅，爐箅下部為冷風室，冷風室側壁上有煙氣出口管和冷風進口管，所說的燃燒器上部直筒部分與拱頂間構成燃燒室，直筒部分上有與燃燒室相通的熱風出口管，燃燒器由外墻與內墻組成，下部有蓄熱室，構成蓄熱室的爐體上部同軸插入燃燒器內，與燃燒器內墻對接，燃燒器外墻置于爐體上部外支撐環板上，由迷宮式密封連接將爐體內蓄熱室與燃燒器構成穩定的組合體，燃燒器內有斜坡狀的矩形環道，矩形環道由傾斜環道隔墻對稱隔置成向內出口逐步收縮的煤氣分配環道和空氣分配環道，煤氣分配環道最大截面外端有煤氣入口管，空氣分配環道最大截面外端有空氣入口管，燃燒器內墻與外墻上部間構成環形氣流預混槽道，空氣分配環道經空氣噴嘴管同環形氣流預混槽道相連通，煤氣分配環道經煤氣噴嘴管同環形氣流預混槽道相連通，煤氣噴嘴管口與空氣噴嘴管口向燃燒室交錯環形均勻分布在燃燒器周壁上，環形氣流預混槽道上部同燃燒室間置有均流-阻流擋板組成反沖燃燒結構，構成蓄熱室的爐體由外墻體及其內的三種規格的傳熱蓄熱格子磚組成三段等截面同軸對接而成。本實用新型結構獨特，使用效果好，煤氣與空氣分別從其入口進入各自的氣流分配環道，之后經由各自的的噴嘴管進入環形預混合槽，在此做初步的混合后經過均流-阻流檔塊進入燃燒室著火燃燒，燃燒后煙氣經燃燒室拱頂的阻擋而折返向下進入蓄熱室；在此過程中上升的混合氣流與下降的煙氣流之間會形成一個回流渦旋，在其作用下下降氣流會向四周分開而形成類似于管內流動的速度分布進入蓄熱式，也能使上升混合氣流得到加熱而提前著火；此外，分配通道收縮會使得噴嘴管出口流速趨于均勻，再加上均流-阻流擋板的作用，使進入燃燒室氣流更加均勻與混合良好，使熱風爐形成高強度燃燒和均勻的速度溫度雙均勻的作用，也是本實用新型反沖預混預熱燃燒技術的核心和獨特之處。

速度溫度雙均勻的高溫氣流進入蓄熱室，必須與格子磚組合的格孔的方向一致，格子磚等截面同軸對接，以保持速度分布狀態不變，達到提高傳熱效率和蓄熱體利用率的目的；傳熱-蓄熱格子磚的三種配置是為了提高高溫區的蓄熱能力和低溫區的傳熱能力，使得格子磚的整體溫度水平得到一定程度的提高；上下兩段的格子磚設置有水平通道其目的是增強氣流分布的均勻程度，做到不僅在燃燒加熱階段，還是在送風冷卻階段都能發揮均勻氣流的作用。

總之，本實用新型以簡單而合理的結構，有效地解決噴射氣流混合不佳、燃燒不充分、燃燒氣流速度溫度分布不均、傳熱-蓄熱效果差、結構不穩定等熱風爐的關鍵問題，有效地保證了熱風爐高效、高溫、安全、穩定地運行，進而產生節省燃料、節約投資、降低廢氣溫度與排放量、減少環境污染的良好的經濟和社會效益。

四、附圖說明

圖1為本實用新型熱風爐整體剖面圖。