[發(fā)明專利]一種預(yù)混氣流單股噴射回流預(yù)熱蓄熱體中燃燒的熱風(fēng)爐

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210422700.0
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN102912056A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳維漢;陳云鶴;楊海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 陳維漢
• 主分類號: C21B9/02
• 分類號: C21B9/02;C21B9/06
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務(wù)所(普通合伙) 41113
• 代理人: 宋金鼎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及為高爐提供高溫鼓風(fēng)的一種預(yù)混氣流單股噴射回流預(yù)熱蓄熱體中燃燒的熱風(fēng)爐。

背景技術(shù)

當前，高爐熱風(fēng)爐從節(jié)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(jié)能、環(huán)保、增產(chǎn)的目的。為此，在熱風(fēng)爐中完成強化的燃燒過程與高效的傳熱過程，并使之有機地結(jié)合起來就是達到上述目標的必要條件，這就涉及到燃燒裝置的性能、蓄熱體結(jié)構(gòu)與布置、以及氣流流場的組織。縱觀目前使用的各種熱風(fēng)爐,其氣體燃燒裝置均以煤氣與空氣在燃燒空間中混合、預(yù)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(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題；如燃燒室與蓄熱室中的氣流組織安排不當（流速選擇、氣流分配與控制、旋流與回流狀態(tài)的應(yīng)用等），就會導(dǎo)致燃燒室中燃燒氣流的特征變化大、氣流不穩(wěn)定、燃燒強度低，也會引起蓄熱室中氣流分布不均，降低傳熱效果與蓄熱體的利用率；如果蓄熱體的結(jié)構(gòu)與布置不能按照流場結(jié)構(gòu)和負荷狀態(tài)合理選取，也會整體影響熱風(fēng)爐的性能和實際使用效果。此外，復(fù)雜的噴嘴結(jié)構(gòu)不僅使燃燒器的設(shè)計與制作困難，同時也會增加熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述情況，為克服現(xiàn)有熱風(fēng)爐的缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種預(yù)混氣流單股噴射回流預(yù)熱蓄熱體中燃燒的熱風(fēng)爐，有效克服煤氣與空氣在大容積的燃燒室中混合燃燒模式容易出現(xiàn)的諸多問題，如煤氣與空氣混合速率低、混合不均勻，以及由此導(dǎo)致的燃燒強度低、燃燒溫度低、燃燒不完全、燃燒器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，噴嘴結(jié)構(gòu)復(fù)雜，燃燒器制作困難，熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性等問題。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，包括預(yù)燃室墻體、預(yù)燃室、熱風(fēng)爐墻體、燃燒室、蓄熱室和冷風(fēng)室，預(yù)燃室墻體是由上部的耐火磚砌成的球形拱頂和下部的圓筒體組合在一起構(gòu)成，并承托在熱風(fēng)爐墻體上部的托圈上，預(yù)燃室墻體的圓筒體上連接有預(yù)混氣噴嘴和熱風(fēng)出口管，預(yù)混氣噴嘴的外端和噴射混合器（或套筒燃燒器）相連通，沿噴射混合器的軸向和徑向分別連接有煤氣進氣管和空氣進氣管，煤氣向噴射混合器中心噴射，空氣通過噴射混合器上的圓孔進入與煤氣混合，形成半預(yù)混氣流之后進入預(yù)混氣噴嘴，預(yù)燃室墻體內(nèi)的預(yù)燃室下面依次向下分別有燃燒室、蓄熱室和冷風(fēng)室，燃燒室、蓄熱室和冷風(fēng)室是熱風(fēng)爐墻體與爐底構(gòu)成的空間，熱風(fēng)爐墻體置于預(yù)燃室墻體的下部，固定在爐底上，燃燒室和蓄熱室內(nèi)堆放有蓄熱體，蓄熱體的下部有置于爐底上的用鑄鐵格子磚堆放的和冷風(fēng)室形狀大小相匹配的分（集）流結(jié)構(gòu)，熱風(fēng)爐墻體的上部和預(yù)燃室墻體的下部經(jīng)迷宮連接結(jié)構(gòu)呈滑移狀相互套接在一起，冷風(fēng)室的側(cè)墻上有煙氣出口管和冷風(fēng)進口管。

對于這樣的熱風(fēng)爐，煤氣與空氣通過各自的進氣管進入噴射混合器（或套筒燃燒器），形成半預(yù)混氣流后通過預(yù)混氣噴嘴形成上翹的射流進入預(yù)燃室，借助其環(huán)墻與拱頂作用形成折返的預(yù)混氣流向下進入燃燒室中與堆砌其內(nèi)的蓄熱體而完成燃燒過程；由于燃燒室中蓄熱體的助燃與均流作用使得進入下部蓄熱室中蓄熱體煙氣流場的溫度分布與速度分布變得較為均勻。?熱風(fēng)爐采用這種燃燒裝置后，就有效解決了低熱值煤氣燃燒不穩(wěn)定、燃燒強度弱、燃燒溫度低、溫度分布不均、氣流分布不均等關(guān)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?yōu)轭A(yù)混氣流的蓄熱體中快速與高強度燃燒的方式。鑒于燃燒過程基本上集中在燃燒室內(nèi)蓄熱體中完成，且這部分蓄熱體也充分起到高溫蓄熱的作用而有效節(jié)省與利用了燃燒空間和直接減少蓄熱室的空間。同時，因充分實現(xiàn)蓄熱體中燃燒而有效提高上部蓄熱體的溫度和均勻了上部蓄熱體的溫度，為提供高風(fēng)溫創(chuàng)造了極為有利的條件。由于蓄熱體是采用格子磚間的寬縫隙來實現(xiàn)格孔互通的，其對氣流的調(diào)壓均流作用得到提高，這就有效增加了蓄熱體的利用率和增強了蓄熱體與氣流間的熱交換過程，蓄熱室的空間高度也會因此而降低。尤其是在熱風(fēng)爐的送風(fēng)階段，冷風(fēng)室內(nèi)的鑄鐵格子磚的分流與均流作用，以及其上蓄熱室中蓄熱體的調(diào)壓均流作用對于改善冷風(fēng)氣流分布的均勻程度更為明顯，因此，該熱風(fēng)爐能極大地改善了熱風(fēng)爐的熱工性能，使得熱風(fēng)爐能在燃燒低熱值煤氣的條件下，在煤氣與空氣均不預(yù)熱的條件下，具備了高效、高風(fēng)溫、與節(jié)能環(huán)保的功能。此外，結(jié)構(gòu)的進一步的簡化與緊湊不僅會帶來了投資費用的節(jié)省，也為熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定提供了基礎(chǔ)性條件。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的剖面主視圖。

圖2為本發(fā)明圖1中A-A部截面圖。

圖3為本發(fā)明圖1中B-B部截面圖。

圖4為本發(fā)明噴射混合器的截面圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作詳細說明。