[實用新型]一種雙流場頂燃式熱風爐燃燒器

有效

• 申請號: 201420459179.2
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN204080004U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 張晨
• 申請（專利權）人: 陜西鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: C21B9/10
• 分類號: C21B9/10
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本實用新型屬于高爐煉鐵技術領域，涉及一種雙流場頂燃式熱風爐燃燒器。

背景技術

高風溫、低投資、長壽命是現代熱風爐的基本特征。理論研究和生產實踐表明，采用頂燃式熱風爐結構，可以提高熱風爐熱效率、降低設備投資、延長熱風爐壽命。

頂燃式熱風爐是最具發展潛力的熱風爐。頂燃式熱風爐的核心技術是燃燒器，決定著頂燃式熱風爐的壽命。國內對于頂燃式熱風爐燃燒器的結構設計方面還存在一些問題，在借鑒卡魯金式熱風爐的基礎上出現了多種形式的頂燃式熱風爐，效果參差不齊。

卡魯金熱風爐燃燒器采用旋流燃燒器，空煤氣先預混然后在燃燒室燃燒。但兩者距離較近，空氣破壞了煤氣的旋轉流場，造成預混預燃產生的煙氣與未燃煤氣和空氣摻混而阻礙煤氣與空氣進一步混合，使得燃燒條件惡化。同時燃燒產生的高溫煙氣在錐段燃燒室中形成向下的旋流流動，旋轉氣流在離心作用下，沿著壁面區域流速高而中心區域流速低，導致氣流的邊緣壓力高而中心壓力低。隨著切向速度的增大，旋流強度增高，就會在氣流中心產生回流區域?；亓鲄^域的產生進一步增強了氣體混合燃燒的效果，這是卡魯金熱風爐的關鍵。但也導致了燃燒室截面上的速度分布不均勻，由于煙氣進入蓄熱室的速度不均勻造成傳熱的不同。

無旋流的頂燃式熱風爐燃燒器，其產生的流場是不穩定的，不能形成穩定而對稱的流場結構。氣流從燃燒室到達蓄熱室拱頂后，進入拱頂擴張錐段，無旋流流場因氣流無法依附擴張的壁面流動，進入錐段氣流的靜壓通常是中部最高而周向低，并且最高壓力更不能嚴格對稱，故形成偏析氣流是必然的。這樣的煙氣進入蓄熱室，必然會降低格子磚的利用率和傳熱效果。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供了一種雙流場頂燃式熱風爐燃燒器，該燃燒器使煤氣和空氣達到充分混合，完全燃燒。

本實用新型所采用的技術方案是，一種雙流場頂燃式熱風爐燃燒器，包括由拱頂和筒體組成縱截面呈倒U形的燃燒器本體，拱頂內部設置有頂部空氣噴咀，頂部空氣噴咀位于拱頂的對稱軸處，頂部空氣噴咀內部的前端安裝有旋流器，頂部空氣噴咀通過變徑管和頂部空氣管道連接；

筒體內部設置有空氣環道和若干個空氣噴孔，若干個空氣噴孔均為相同的直孔，每個空氣噴孔均與空氣環道連通，空氣環道通過空氣入口短管與環狀的空氣圍管連通，空氣圍管位于筒體外部；

筒體內部設置有煤氣環道和若干個煤氣噴孔，若干個煤氣噴孔均為相同的斜孔，每個煤氣噴孔均與煤氣環道連通，煤氣環道通過煤氣入口短管與環狀的煤氣圍管連通，煤氣圍管位于筒體外部；

煤氣圍管與空氣圍管均水平設置，煤氣圍管位于空氣圍管和變徑管之間，空氣圍管和頂部空氣管道與空氣管道連通，煤氣圍管與煤氣管道連通。

本實用新型的特點還在于，

空氣圍管、空氣入口短管、空氣環道和每個空氣噴孔均位于同一水平面。

若干個空氣噴孔沿筒體的徑向均勻設置。

煤氣圍管、煤氣入口短管和煤氣環道均位于同一水平面，若干個煤氣噴孔同向分成平行的上下兩層，每個煤氣噴孔均水平設置，上下兩層的若干個煤氣噴孔交錯布置。

煤氣入口短管和空氣入口短管至少均勻水平設置3個。

頂部空氣管道與變徑管的大徑端焊接，頂部空氣噴咀與變徑管的小徑端焊接。

本實用新型的有益效果是：通過在燃燒器本體內設有兩層煤氣噴孔、空氣噴孔和頂部空氣噴咀，兩層煤氣噴孔在混合室壁面導向作用下，形成向下運動的煤氣管狀旋流，頂部空氣噴咀噴射空氣到煤氣管狀旋流的中心，與煤氣管狀旋流初步混合后一同向下運動到空氣噴孔處，到達空氣噴孔部位與空氣進一步混合，這樣能夠保證空氣和煤氣的充分混合，保證燃燒室內完全燃燒，并且在蓄熱體上能夠形成速度相對均勻的流場。

煤氣入口短管和空氣入口短管至少均勻水平設置3個，使煤氣、空氣各自至少有3個入口進入環道，使煤氣和空氣氣體流量分布均勻，可以使空氣和煤氣均勻地分布到空氣噴孔和煤氣噴孔上，使氣體流量均勻程度在±95％以上。

附圖說明

圖1是本實用新型一種雙流場頂燃式熱風爐燃燒器的結構示意圖；

圖2是圖1的剖視圖；

圖3是圖2中A-A的剖視圖；

圖4是圖2中B-B的剖視圖。

圖中，1.煤氣圍管，2.煤氣入口短管，3.煤氣環道，4.煤氣噴孔，5.空氣圍管，6.空氣入口短管，7.空氣環道，8.空氣噴孔，9.頂部空氣管道，10.頂部空氣噴咀，11.旋流器，12.燃燒器本體，13.空氣管道，14.拱頂，15.筒體，16.煤氣管道，17.混合室，18.燃燒室，19.變徑管。