[發明專利]多層環道多火孔無焰陶瓷燃燒器

有效

• 申請號: 201410094895.X
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103866071A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 戴方欽;許學成;張發輝;郭悅;潘妮
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C21B9/10
• 分類號: C21B9/10
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 江釗芳

技術領域

本發明涉及一種多層環道多火孔無焰陶瓷燃燒器，尤其涉及一種煉鐵高爐用頂燃式熱風爐的無焰燃燒的多環道陶瓷燃燒器，屬于工業爐窯的陶瓷燃燒器技術領域。

背景技術

頂燃式熱風爐也稱無燃燒室式熱風爐，這種熱風爐不設專門的燃燒室，而是將爐頂的空間作為燃燒室，其爐頂空間與外燃式和內燃式熱風爐高大的燃燒室相比要小得多。由于頂燃式熱風爐充分吸收了其他種類熱風爐的技術優點，已被認為是熱風爐技術的發展方向。由于頂燃式熱風爐沒有特設的供煤氣燃燒的燃燒室，在如此小的空間內，要使大量的煤氣實現完全燃燒，一般都配備有燃燒強度很大的無焰燃燒裝置。

隨著頂燃式熱風爐建造規模的擴大，單位時間內燃燒的煤氣量也日益增加，相應的對燃燒器的燃燒熱負荷提出了必須滿足大功率燃燒的要求，為使大量的煤氣得到完全燃燒又保證燃燒器不發生脫火現象，燃燒器的噴孔尺寸勢必要做的很大，然而較大的燃燒器噴口尺寸會帶來一系列問題，如：（1）燃燒器負荷調節范圍??；（2）易發生回火；（3）燃燒過程易出現波動；（4）由于開孔過多過大導致爐體結構強度下降；（5）燃燒器熄火時容易卷吸高溫煙氣而出現安全事故。另外，燃燒負荷大的燃燒器還面臨點火困難及點火存在安全隱患（由于單次點火煤氣噴出量較大，一旦點火不成功會使大量煤氣積聚在燃燒室內，易發生爆炸事故）的問題。同時，為保證頂燃式熱風爐內的蓄熱體安全均勻蓄熱，對頂燃式熱風爐內氣流分布的均勻性也提出了要求，爐內氣流分布的均勻性既依賴于爐體結構的合理設計，也與燃燒器的合理設計與布置有較大的聯系，這是因為爐內加熱蓄熱體的氣流來源于燃燒器噴出的經燃燒反應后的高溫煙氣。因此，實際生產過程對頂燃式熱風爐用燃燒器提出了以下要求：（1）保證燃燒器較大熱負荷燃燒要求；（2）保證燃燒過程完全；（3）保證燃燒安全；（4）保證燃燒器的設計與布置對爐內氣流均勻分布有益。

1986年公開的中國專利“多火孔環形燃燒器及頂燃式熱風爐”（專利號85100733），這種結構的燃燒器缺陷是煤氣在混合環道內已經開始燃燒，破壞了燃燒的穩定性。

2000年公開的中國專利“大功率無焰陶瓷燃燒器”（專利號00114572X），采用了設置于爐墻中的環形空氣道和環形煤氣道，其中有若干分流孔，分流孔通過帶有錐角的支管，支管通過氣室與混合道相連，混合道采用具有不同氣流噴出方向的出口結構。這種燃燒器結構復雜，尤其是環道等采用了金屬件，容易損壞，使用一段時間后爐殼溫度開始升高，因此熱風爐壽命短。

我國近年來從前蘇聯引進的卡魯金公司設計的頂燃式熱風爐陶瓷燃燒器，已有數座高爐熱風爐采用。該燃燒器也是采用在煤氣環道和空氣環道與燃燒室之間的爐墻上成排均布有若干個噴孔，煤氣和空氣從噴孔中噴出后在燃燒室混合燃燒。為了保證燃料的燃燒效率，實現燃料的無焰燃燒，噴孔都設計成一定的角度，燃料和空氣從噴孔噴出后在燃燒室形成旋流運動。由于旋流的存在，氣流在蓄熱室空間形成旋轉回流區，從而影響氣流在蓄熱室的均勻分布。在旋轉回流區中心（處于蓄熱室中心）的煙氣流速很低或為負值，而在旋轉回流區的外圍，氣流速度很高，這樣會影響蓄熱室的換熱效果。

中國專利“多火孔無焰陶瓷燃燒器”（專利號200510018640.6），公開了一種燃燒器，這種燃燒器借鑒并改進了卡魯金式陶瓷燃燒器，燃料和空氣噴出后不形成旋流區，克服了卡魯金式陶瓷燃燒器導致蓄熱室氣流分布不均的問題。但這種陶瓷燃燒器在頂燃式熱風爐上為單層布置，熱風爐燃燒熱負荷不宜過大，否則燃燒噴口將設計很大，這不僅影響燃燒室火墻的結構強度，也影響煤氣的燃燒效果及火焰形狀。

上述公開的燃燒器技術，隨著目前頂燃式熱風爐建造規模的擴大，這些燃燒器技術已不能滿足新建造的大型頂燃式熱風爐的要求，因此創新開發新的燃燒器以適應大型頂燃式熱風爐的要求成為當務之急。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術存在的不足，提供一種可有效消除上述燃燒器的多種缺陷的，結構簡單設計合理的，且燃燒器的設計與布置對爐內氣流均勻分布有益的多層環道多火孔無焰陶瓷燃燒器，同時可保證燃燒器能夠適應較大范圍變動情況下熱負荷燃燒要求、保證燃燒完全、燃燒過程安全，熱效率高及能延長熱風爐蓄熱體的壽命。

為了實現上述目的，本發明采取的技術措施是：提供一種多層環道多火孔無焰陶瓷燃燒器，安裝在頂燃式熱風爐上部，設有空、煤氣進氣口及與進氣口相連通的空氣、煤氣環道；所述的安裝在頂燃式熱風爐上部的燃燒器有1～3套，每套燃燒器設有三個進氣口、三層環形通道、兩層混合通道和兩層火孔，形成組合式的多層環道多火孔的無焰陶瓷燃燒器；