[發明專利]環道內煤氣噴嘴均布上噴空氣旋流混合燃燒的燃燒裝置

無效

• 申請號: 201110434370.2
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN102494343A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 陳維漢;劉輝凱
• 申請（專利權）人: 陳維漢
• 主分類號: F23D14/24
• 分類號: F23D14/24;F23D14/46;F23D14/70
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所(普通合伙) 41113
• 代理人: 宋金鼎

技術領域

本發明涉及高爐熱風爐及其它工業窯爐用的一種環道內煤氣噴嘴均布上噴空氣旋流混合燃燒的燃燒裝置。

背景技術

當前，高爐熱風爐和其它工業爐窯從節能降耗上考慮要求在燃燒低熱值高爐煤氣下獲得高性能和高效益，而最終達到高效、節能、環保、增產的目的。為此，高效而強化的燃燒過程就是十分必要的，這就涉及到燃燒裝置性能的好壞。縱觀目前使用的各種氣體燃燒裝置，均以煤氣與空氣在燃燒空間中混合、預熱、著火燃燒模式為主，這種模式總是存在混合不均、燃燒不完全、燃燒室空間大、燃燒器結構復雜、燃燒氣流組織不當（氣流分布不均）、燃燒氣流特征隨負荷變動（即可控性差）等問題。對于燃燒室中氣流混合燃燒的模式，關鍵的是快速均勻的混合、回流預熱而均勻迅速的燃燒，使燃燒過程得以在燃燒裝置中完成，使得完成燃燒的空間進一步縮小，從而有效減少熱利用設備的容積，使得熱風爐和其它工業窯爐的制作成本明顯下降。如將這樣的燃燒裝置應用到相應的熱風爐中，就能實現高強度的無焰或短焰燃燒過程，且能進一步通過格子磚調壓均流和增強傳熱的結構而實現均勻高效的傳熱-蓄熱過程。

發明內容

針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本發明之目的就是提出一種環道內煤氣噴嘴均布上噴空氣旋流混合燃燒的燃燒裝置，能有效解決眾多爐窯燃燒裝置結構復雜，或需要較大的燃燒空間，且氣體混合不均勻、燃燒不充分、污染環境、浪費能源等問題（尤其是高爐熱風爐和以熱利用為主的窯爐）。

本發明解決的技術方案是，由燃燒室墻體、旋流與回流燃燒室、煤氣進氣管、空氣進氣管、煤氣分配環道、空氣進氣噴口、煤氣噴嘴、氣流混合環道、氣流出口和燃燒裝置出口段構成，燃燒室墻體是由球形拱頂和圓筒體組合構成，燃燒室墻體內的上部空間為旋流與回流燃燒室，燃燒室墻體的圓筒體上垂直其軸線布置有煤氣進氣管和空氣進氣管，煤氣進氣管置于空氣進氣管下方一側，煤氣進氣管垂直或以傾斜角度接砌筑在燃燒室墻體內的煤氣分配環道，煤氣分配環道的截面為矩形，上部有多個沿環道周向均勻分布的扇形截面的煤氣噴嘴，煤氣噴嘴轉折向上后接氣流混合環道的環形底面，氣流混合環道位于旋流與回流燃燒室的底部，是上部開口的倒梯形截面的圓形環道，空氣進氣管通過空氣進氣噴口在水平方向以傾斜角度接氣流混合環道，空氣進氣噴口的截面為圓形、拱形、矩形的一種或拱形和矩形的組合形狀，空氣進氣噴口內設置導流擋板，用于改變氣流方向與提高流速，燃燒室墻體的側面環墻上或者在球形拱頂的頂部設置氣流出口，旋流與回流燃燒室的下部為燃燒裝置出口段。

本發明拱形空間下是一個環形的氣流混合環道，均布在環道底部的煤氣噴嘴向上噴射煤氣，與在水平方向以一定旋切角噴射進入氣流混合環道的空氣進行快速而均勻的混合并旋流向上流進出，并在旋流與回流燃燒室中產生周向與軸向回旋運動，煤氣與空氣在其中基本完成混合過程和燃燒過程，之后向下進入熱利用裝置，如熱風爐的蓄熱室或其他的爐窯的熱利用空間。由于熱風爐中多孔蓄熱體是管狀蜂窩結構，有較大的接觸面積，即使因氣流的快速流動而未完成的燃燒過程也能在其中快速且充分地完成，且同時借助于多孔體混流均壓的作用而形成?均溫、均流的煙氣流場，因此，本發明能實現煤氣與空氣通過氣流混合環道而快速混合，并以回旋上行的混合氣流進入旋流與回流燃燒室，徹底完成混合氣體的高溫預熱與集中且快速穩定的高強度燃燒，從而有效解決了低熱值煤氣燃燒不穩定、燃燒強度弱、燃燒溫度低等關鍵問題；將煤氣與空氣間的邊混合邊燃燒的占用大量燃燒空間的長焰燃燒方式改變為旋流與回流的預混氣流的高速與高強度燃燒方式。鑒于燃燒過程集中在燃燒裝置內完成，這樣就極大地節省了爐窯的燃燒空間，有效減低其制作成本。顯然，采用這種無焰或短焰的燃燒方式既提高了燃燒過程的完全程度又省去了爐窯的燃燒室，且還能達到一定程度的借助大回流的自身預熱。如果作為熱風爐的燃燒裝置，其蓄熱體可以作為少量未燃燒的混合氣流完成燃燒過程的空間而有效提升蓄熱體的溫度，為提供高風溫創造極為有利的條件。因此，該燃燒裝置相對于其他采用氣體燃燒類型的燃燒裝置而言，不僅自身在較為簡單的結構下實現了氣流快速旋流預混、回流煙氣的高溫預熱、與高強度燃燒，而且對工業爐窯整體結構的簡化和改善其特性都起到了很重要的作用。

附圖說明

圖1為本發明的剖面主視圖。

圖2為本發明圖1中A-A部截面圖。

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。