[發明專利]對沖強旋預混燃燒裝置

無效

• 申請號: 201010030199.4
• 申請日: 2010-01-18
• 公開（公告）號: CN101761927A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 劉世聚;陳維漢;印民;李月慧
• 申請（專利權）人: 劉世聚
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/58;F23D14/62
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所(普通合伙) 41113
• 代理人: 聶孟民

一、技術領域

本發明涉及一種氣體燃料燃燒的裝置，特別是一種對沖強旋預混燃燒裝置，它作為一種燃燒裝置應用于工業加熱的熱風爐及工業爐窯上。

二、背景技術

燃燒器是燃燒類工業爐窯設備所不可缺少的核心裝置，其性能與結構優良與否直接影響到爐窯的燃料利用率、熱效率、以及是否滿足節能環保的要求。目前，就燃燒低熱值煤氣(如高爐煤氣、發生爐煤氣)的各種燃燒器而言，其混合燃燒模式可分為擴散燃燒(長焰燃燒)、半預混燃燒、及預混燃燒(短焰燃燒)三種形式，其對應的燃燒器結構也各不相同，如煤氣集中噴射與空氣四周多流股噴射切入的套筒型或矩型的擴散燃燒結構、煤氣與空氣分層噴射混合燃燒結構、煤氣與空氣交錯噴射混合燃燒結構、煤氣與空氣預先混合的內預混噴射燃燒結構、以及新近發展的煤氣與空氣交錯向上噴射混合燃燒氣流折返的燃燒器結構等。總之，工業爐窯的燃燒器已經完成從套筒燃燒器，逐步過渡到梳篦形空氣噴嘴的矩形燃燒器的轉換，并發展到環形多噴嘴噴射旋流混合回流預熱穩焰燃燒技術或者環形多噴嘴交錯上噴預混燃燒后氣流折返預熱穩焰強化燃燒技術。隨著燃燒技術的發展，使低熱值煤氣的燃燒強度與火焰的穩定性都得到了較大的提高，再配合上煤氣與助燃空氣的預熱使得燃燒溫度也不斷增高、燃燒效率也逐步提升。但縱觀現有的煤氣燃燒器，仍然存在燃燒器結構復雜、燃燒氣流分配不均、燃燒氣流的可控性差等問題，而一些使用在工業爐上的發生爐煤氣的燃燒器，由于仍然采用結構簡單的燃燒器，致使燃燒強度不高、氣流分配紊亂、煤氣與空氣混合不佳等，由此而導致燃燒不完全或燃燒不穩定、熱負荷調節性能差等問題出現。因此，改進燃燒裝置結構，使其與爐膛空間形成合理可控的流場結構，實現高強度燃燒與均勻高效傳熱的完美結合，應該是燃燒器發展的方向。

三、發明內容

針對上述情況，為克服現有技術缺陷，本發明之目的就是提供一種對沖強旋預混燃燒裝置，有效解決煤氣與空氣射流在相互對沖強旋中快速預混與高強度燃燒，且形成可控的旋轉煙氣流場及基于小空間的快速預混燃燒，能有效降低空氣過量系數、提高燃燒溫度與燃燒強度、進而簡化結構與減輕燃燒裝置重量的問題，它是一種煤氣與空氣的多噴嘴環形相對布置旋切噴射預混燃燒的燃燒裝置，故稱之為對沖強旋預混燃燒裝置，其結構是，該燃燒裝置為球頂圓筒狀下開口結構，圓筒墻體1與半球形拱頂2構成能使氣流對沖旋轉的預燃室3，圓筒墻體1內壁上對應布置矩形截面的煤氣噴嘴4與空氣噴嘴5，兩種噴嘴均以一定的旋切角度(α＝1°～60°，最好為15度、30度、45度)進入預燃室3；煤氣噴嘴的另一端與設置在圓筒墻體1內的煤氣半環道6相通，空氣噴嘴與設置在圓筒墻體1內的空氣半環道7相通；兩個半環道是由圓形環道對稱由兩塊隔墻10分割構成，并構成氣流的分配環道，兩個半環道分別接煤氣進氣管8和空氣進氣管9。

使用上述燃燒裝置時，煤氣通過進氣管8進入半環道6后單向流動進入煤氣噴嘴4，然后噴射進入預燃室；同時，空氣通過進氣管9進入其半環道7后單向流動進入空氣噴嘴5，然后噴射進入預燃室3，兩股氣流進入預燃室3后產生強烈的旋轉氣流，相互快速混合，經預燃室高溫煙氣預熱后著火燃燒，并以強旋的方式進入燃燒室，繼續完成混合與燃燒過程，由于噴嘴有旋切角度、噴嘴流速與噴嘴形狀，有效實現兩種氣流的快速混合與高強度燃燒，從而提高燃燒溫度與有效控制燃燒過程，并保持足夠的旋流強度在燃燒室中形成回流渦旋，以實現火焰與氣流的穩定可控。也就是說，本發明燃燒裝置能順利實現煤氣與空氣的噴射旋流預混與預熱、以及高強度穩定燃燒，從而有效解決了低熱值煤氣燃燒不穩定、燃燒強度小、燃燒溫度低等關鍵問題，明顯優于分層噴射混合燃燒裝置與交錯噴射混合燃燒裝置。

四、附圖說明

圖1為本發明燃燒裝置整體剖面圖。

圖2為圖1中A-A向剖面俯視圖。

五、具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式作詳細說明。