[發明專利]頂燃式熱風爐陶瓷燃燒器

有效

• 申請號: 200910103558.1
• 申請日: 2009-04-09
• 公開（公告）號: CN101520180A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 趙瑞海;張昭貴;鐘星立;楊勇;王賢
• 申請（專利權）人: 中冶賽迪工程技術股份有限公司
• 主分類號: F23D14/22
• 分類號: F23D14/22;F23D14/58
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司
• 代理人: 周韶紅

技術領域

本發明涉及一種熱風爐燃燒裝置，特別是一種頂燃式熱風爐陶瓷燃燒器。

背景技術

目前，我國在黑色冶金領域中所采用的熱風爐是引進的俄羅斯卡盧金型頂燃式熱風爐，設計者在設計該熱風爐的時候，為避免在燃燒室墻面因旋流流場形成的層流附面層是煤氣，從而造成該部分煤氣燃燒不盡問題的出現，設計者就將其中的煤氣環道置于空氣環道之上，為此，這樣的設計就決定了它的流場的主要特征：在預燃室內，“上層是煤氣，下層是空氣”；而在燃燒室入口處，由預燃室所形成的空氣和煤氣的混合旋流是“外層為空氣，中心為煤氣”，這樣的混合旋流為單混合面旋流。這種旋流結構，就造成如下的不足：1.拱頂空間充滿的煤氣，在燃燒期終點時無法完全燃燒，需在換爐時用氮氣吹掃，既存在安全隱患，又降低了煤氣的燃燒率；2.該單混合面旋流，造成空煤氣混合時間長，亦即燃燒火焰長。

在CN200955735Y中公開了一種名稱為“旋流式頂燃熱風爐燃燒器”的實用新型專利，它是通過在卡盧金型頂燃式熱風爐的煤氣環道上方增加一層空氣環道，形成三層環道的砌體結構，這使得：在預燃室內，“上層是空氣，中間是煤氣，下層是空氣”；在燃燒室入口處，由預燃室所形成的空煤氣混合旋流是“外層為空氣、中間為煤氣、中心為空氣”，是雙混合面旋流。這種旋流流場的結構，在燃燒期終點時，拱頂空間充滿的是空氣，避免了上述的第1個問題；同時，“外層為空氣、中間為煤氣、中心為空氣”的雙混合面旋流流場，可加快空煤氣的混合速度、縮短燃燒火焰長度，彌補了上述的第2個問題。但是，該專利的三層環道砌體結構，是將空氣環道分置兩層，這也造成以下兩個結果：1.預燃室顯著增高，不僅提高了投資成本，更多的環道和隔斷層也使砌體穩定性被削弱，容易出現掉磚、竄風等問題，影響使用壽命；2.空氣引入管道以及相應閥門的增加，提高了建設和維護成本，也使操作過程更復雜。

發明內容

本發明的目的就是提供一種能夠砌體穩定性強的頂燃式熱風爐陶瓷燃燒器。

本發明的目的是通過這樣的技術方案實現的，它包括預燃室，在預燃室的外壁上設置有空氣引入管和煤氣引入管，空氣引入管與設置在預燃室壁內的空氣環道相連通，煤氣引入管與設置在預燃室壁內的煤氣環道相連通；所述煤氣環道通過煤氣噴孔與預燃室內腔相連通，在煤氣噴孔的上下兩側分別設置有與預燃室內腔相通的空氣上噴孔和空氣下噴孔，所述空氣環道和空氣引入管均為一個，所述空氣上噴孔和空氣下噴孔均與空氣環道相連通。

所述空氣引入管和空氣環道位于煤氣引入管和煤氣環道上方，空氣下噴孔通過空氣縱向通道與空氣環道相連通。所述空氣縱向通道的一端與空氣下噴孔連通，另一端通過橫向通道與空氣環道連通。

本發明是這樣工作的：在燃燒過程中，空氣經空氣引入管進入到空氣環道，煤氣經煤氣引入管進入到煤氣環道，進入到空氣環道內的空氣經空氣上噴孔和空氣下噴孔分別噴入到預燃室內形成旋流，進入到煤氣環道內的煤氣經煤氣噴孔噴入到預燃室內形成旋流；此時，一部分空氣從空氣上噴孔進入預燃室后形成旋流，一方面向上發展占據爐頂空間，避免了燃燒結束后該區域存在殘余煤氣的可能，另一方面向下發展直接與煤氣噴孔流出的同旋向煤氣相遇；兩股旋流相遇后，煤氣以較大的動量將空氣擠壓至中心區域，減小了中心負壓區范圍，使得氣體在徑向上分布均勻化；此時，空煤氣接觸面開始發生混合，此處即為點火區。之后，煤氣帶動空氣繼續下行，至空氣下噴孔區域時被以相同旋向流出的空氣所包圍，形成第二個空煤氣接觸面；由于空氣動量較小，因此不會發生明顯的擠壓現象，但混合速度加快，火焰開始迅速發展。

在預燃室內形成的內外層為空氣、中間層為煤氣的旋流在喉口段和燃燒室繼續發展，不僅促使氣體在周向上得到均勻分配，更加快了空煤氣的混合和燃燒速度。同時，旋流中心產生的回流使火焰尖端被壓扁為圓盤狀，徑向分布得到改善；在氣體流速和更新較慢的壁面附面層和中心氣流核均為空氣，也確保了煤氣的充分燃燒，降低了空氣過剩系數。由此，也就實現了安全穩定的大功率短焰燃燒。

空氣上噴孔噴出的空氣在下行過程中被從煤氣噴孔噴出的煤氣擠壓到預燃室中心區，其混合后又繼續下行時又被空氣下噴孔噴出的空氣所包圍，這樣就形成了兩個空氣和煤氣混合面，在燃燒時，中心燃燒的產物會因體積膨脹擠壓外側的燃燒面，使得火焰

燃燒的橫截面增大，這有利燃燒器表面溫度趨于一致。

所述空氣引入管和空氣環道位于煤氣引入管和煤氣環道下方，空氣上噴孔通過空氣縱向通道與空氣環道相連通。所述空氣縱向通道的一端與空氣上噴孔連通，另一端通過橫向通道與空氣環道連通。