CN203517788U - 一种煤气旋流与预混气再混合多孔体燃烧的燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及煤气旋流与预混气再混合多孔体燃烧的燃烧器，有效解决煤气与空气混合速率低、燃烧强度低的问题，结构是，燃烧器墙体为半球面拱顶的圆筒体，燃烧器墙体上有煤气进气管与空气进气管，煤气进气管和空气进气管分别砌筑在煤气分配环道与空气分配环道是，煤气分配环道内侧环墙的底部与空气分配环道内侧环墙的顶部分别有多个煤气喷嘴通道和空气喷嘴通道，空气喷嘴通道经转折向上后分成两个空气喷嘴通道从煤气喷嘴通道底部两侧与之汇合成径向的混合喷嘴，并接入预燃室内侧环墙上；煤气分配环道内侧环墙的中部的煤气喷嘴连通预燃室；燃烧器墙体上有热风出口管，预燃室内堆放有助燃多孔体，本实用新型燃烧强度高、高效传热、节能环保。

Description

一种煤气旋流与预混气再混合多孔体燃烧的燃烧器
技术领域
本实用新型涉及燃烧器，特别是为高炉提供在高温鼓风热风炉上用的一种煤气旋流与预混气再混合多孔体燃烧的燃烧器。
背景技术
当前，高炉热风炉从节能降耗上考虑要求在燃烧低热值高炉煤气下获得高性能和高效益，而最终达到高效、节能、环保、增产的目的。为此，在热风炉中必须实现优化的燃烧过程与强化的传热过程相结合的炉内过程。这就涉及到燃烧装置的结构、蓄热体结构与布置、以及气流流场的组织。纵观目前使用的各种热风炉,其气体燃烧装置均以煤气与空气在燃烧空间中混合、预热、着火燃烧模式为主，这种模式总是存在混合不均、燃烧不完全、燃烧室空间大、燃烧器结构复杂等问题；而燃烧室与蓄热室中的气流组织安排不当（流速选择、气流分配与控制、旋流与回流状态的应用等），导致燃烧室中燃烧气流的特征变化大、气流不稳定、燃烧强度低，进而引起蓄热室中气流分布不均，降低传热效果与蓄热体的利用率，从而整体影响热风炉的性能和实际使用效果。
发明内容
     针对上述情况，为克服现有技术的某些缺陷，本实用新型之目的就是提供一种煤气旋流与预混气再混合多孔体燃烧的燃烧器，可有效改进煤气与空气混合速率低、混合无序与不均、燃烧强度低、燃烧不完全、燃烧室空间大和燃烧器结构不合理等问题。
本实用新型解决的技术方案是，包括燃烧器墙体、煤气进气管、空气进气管、煤气喷嘴通道、空气喷嘴通道、煤气分配环道和空气分配环道，燃烧器墙体为半球面拱顶的圆筒体，其内为预燃室，燃烧器墙体上垂直其轴线上下对应布置有煤气进气管与空气进气管，煤气进气管和空气进气管分别垂直或倾斜连接砌筑在燃烧器墙体内的煤气分配环道与空气分配环道，煤气分配环道内侧环墙的底部与空气分配环道内侧环墙的顶部分别周向对应均布多个矩形截面的煤气喷嘴通道和空气喷嘴通道，空气喷嘴通道经转折向上后分成两个空气喷嘴通道从煤气喷嘴通道底部两侧与之汇合成径向的混合喷嘴，并接入预燃室内侧环墙上；煤气分配环道内侧环墙的中部沿水平方向环状均布矩形截面的、与径向有一定倾角的煤气喷嘴连通预燃室；燃烧器墙体上在煤气分配环道所在高度位置的一部分墙体上设有垂直其轴线的热风出口管，煤气分配环道为不完整的矩形截面的圆环；在预燃室内堆放有助燃多孔体。
由上述结构可知，本实用新型是一种钟罩状外形的筒（壳）体结构，安装于顶燃式热风炉的顶部（或燃烧室的上部），其内的空间通常称为预燃室。在预燃室内侧墙上周向布置有上部煤气喷嘴且以一定水平倾角接入预燃室，而周向布置的下部预混气喷嘴是煤气喷嘴与两侧的空气喷嘴连通后水平径向接入预燃室，在预燃室整个空间中堆放一定形状与高度的助燃多孔体；在预燃室中，上部旋流喷射的煤气气流与下部径向喷射的煤气与空气汇合而成的向上的预混气流相遇，从而实现煤气与空气间的快速预混，并转折向下进入助燃多孔体中完成预热与高强度燃烧，继而向下进入所连接的热风炉燃烧室与蓄热室中。这样就能有效改善热风炉的热工性能，使得热风炉能在燃烧低热值煤气的条件下，具备了高强度燃烧、高效传热与节能环保的功能。此外，结构的进一步紧凑与合理，不仅会带来了投资费用的节省，也使得热风炉的结构更加稳定。
附图说明
图1为本实用新型的剖面主视图。
图2为本实用新型图1中A-A部截面图。
图3为本实用新型图1中B-B部截面图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。
如图1-图3所示，本实用新型的结构是，包括燃烧器墙体、煤气进气管、空气进气管、煤气喷嘴通道、空气喷嘴通道、煤气分配环道和空气分配环道，燃烧器墙体1a为半球面拱顶的圆筒体，其内为预燃室2a，燃烧器墙体1a上垂直其轴线上下对应布置有煤气进气管3与空气进气管4，煤气进气管3和空气进气管4分别垂直或倾斜连接砌筑在燃烧器墙体内的煤气分配环道5与空气分配环道6，煤气分配环道5内侧环墙的底部与空气分配环道6内侧环墙的顶部分别周向对应均布多个矩形截面的煤气喷嘴通道7和空气喷嘴通道8，空气喷嘴通道8经转折向上后分成两个空气喷嘴通道8a从煤气喷嘴通道7底部两侧与之汇合成径向的混合喷嘴9，并接入预燃室2a内侧环墙上；煤气分配环道5内侧环墙的中部沿水平方向环状均布矩形截面的、与径向有一定倾角的煤气喷嘴10连通预燃室2a ；燃烧器墙体1a上在煤气分配环道5所在高度位置的一部分墙体上设有垂直其轴线的热风出口管12，煤气分配环道5为不完整的矩形截面的圆环；在预燃室2a内堆放有助燃多孔体11。
所述的燃烧器墙体1a为金属外壳内壁上砌筑耐温1300℃～1500℃的耐火材料层构成，耐火材料层由内层的重质耐火材料低蠕变高铝砖或红柱石高铝砖、外层的由陶瓷纤维棉与喷涂层依次结合在一起构成，其内堆放的助燃多孔体11，是由高温热震性能强且防粘附的格子砖自下向上堆砌成圆锥台形状，并与热风炉内的蓄热体按相同排列方式连接构成气流互通结构。
所述的煤气进气管3和空气进气管4是在金属管内壁上砌筑高铝砖或粘土砖构成的圆形通道，煤气进气管3置于空气进气管4的上方，煤气进气管3和空气进气管4均以0～30°的角度分别连接煤气分配环道5和空气分配环道6。
4、根据权利要求1所述的煤气旋流与预混气再混合多孔体燃烧的燃烧器，其特征在于，所述的煤气分配环道5、煤气喷嘴通道7、空气分配环道6、空气喷嘴通道8、混合喷嘴9、以及煤气喷嘴10，均用耐高温且抗热震的堇青石-莫来石砖砌筑而成。
所述的热风出口管12是用耐高温且性能稳定的红柱石高铝砖或红柱石-莫来石砖砌筑构成的圆筒形，其与燃烧器墙体1a间的连接，采用分散应力作用的组合砖结构。
使用时，在预燃室墙体1a中从煤气进气管3进入的煤气通过煤气分配环道5内侧的中部和下部分别引出均布的煤气喷嘴通道7和10进入预燃室2a，而从空气进气管进入的助燃空气通过空气分配环道6内侧引出均布的空气喷嘴通道8转折向上分成两路与煤气通道7汇合（混合）后进入煤气与空气的混合喷嘴9，之后，一部分径向进入预燃室2a内的助燃多孔体11中，而大部分会转折向上与从煤气喷嘴10出来的煤气旋流射流气流相遇，相互间进一步完成混合后再向下进入助燃多孔体11中；混合后的预混气流（或半预混气流）在此过程逐步预热而燃烧，并在进入堆放在预燃室中助燃多孔体11中完成燃烧过程，燃烧后的大部分高温烟气向下进入与之相连接的热风炉燃烧室中；这种煤气旋流与预混气再混合，在多孔体中燃烧的混合燃烧方式，既提高了燃烧的完全程度又缩小了燃烧空间，且能实现燃烧过程的稳定又能达到强化燃烧过程而提高局部燃烧温度的目的。由于燃烧过程在助燃多孔体11中完成，因而能有效提高燃烧器的燃烧温度，为低热值煤气燃烧过程提高燃烧强度创造了有利条件。
总之，本实用新型通过这种煤气旋流与预混气再混合且预热燃烧的方式，实现了煤气与空气的快速预混与预热，随后进入堆放于预燃室中的助燃多孔体中完成燃烧过程。在热风炉中使用这种燃烧器就能够有效实现热风炉的高效、高温、均速、高热强度、且安全与稳定地运行，继而达到节省燃料、节约投资、降低废气温度与有害气体的排放量、减少环境污染的良好效果。

Claims (4)

1.一种煤气旋流与预混气再混合多孔体燃烧的燃烧器，包括燃烧器墙体、煤气进气管、空气进气管、煤气喷嘴通道、空气喷嘴通道、煤气分配环道和空气分配环道，其特征在于，燃烧器墙体（1a）为半球面拱顶的圆筒体，其内为预燃室（2a），燃烧器墙体（1a）上垂直其轴线上下对应布置有煤气进气管（3）与空气进气管（4），煤气进气管（3）和空气进气管（4）分别垂直或倾斜连接砌筑在燃烧器墙体内的煤气分配环道（5）与空气分配环道（6），煤气分配环道（5）内侧环墙的底部与空气分配环道（6）内侧环墙的顶部分别周向对应均布多个矩形截面的煤气喷嘴通道（7）和空气喷嘴通道（8），空气喷嘴通道（8）经转折向上后分成两个空气喷嘴通道（8a）从煤气喷嘴通道（7）底部两侧与之汇合成径向的混合喷嘴（9），并接入预燃室（2a）内侧环墙上；煤气分配环道（5）内侧环墙的中部沿水平方向环状均布矩形截面的、与径向有一定倾角的煤气喷嘴（10）连通预燃室（2a）；燃烧器墙体（1a）上在煤气分配环道（5）所在高度位置的一部分墙体上设有垂直其轴线的热风出口管（12），煤气分配环道（5）为不完整的矩形截面的圆环；在预燃室（2a）内堆放有助燃多孔体（11）。
2.根据权利要求1所述的煤气旋流与预混气再混合多孔体燃烧的燃烧器，其特征在于，所述的燃烧器墙体（1a）为金属外壳内壁上砌筑耐温1300℃～1500℃的耐火材料层构成，耐火材料层由内层的重质耐火材料低蠕变高铝砖或红柱石高铝砖、外层的由陶瓷纤维棉与喷涂层依次结合在一起构成，其内堆放的助燃多孔体（11），是由高温热震性能强且防粘附的格子砖自下向上堆砌成圆锥台形状，并与热风炉内的蓄热体按相同排列方式连接构成气流互通结构。
3.根据权利要求1所述的煤气旋流与预混气再混合多孔体燃烧的燃烧器，其特征在于，所述的煤气进气管（3）和空气进气管（4）是在金属管内壁上砌筑高铝砖或粘土砖构成的圆形通道，煤气进气管（3）置于空气进气管（4）的上方，煤气进气管（3）和空气进气管（4）均以0～30°的角度分别连接煤气分配环道（5）和空气分配环道（6）。
4.根据权利要求1所述的煤气旋流与预混气再混合多孔体燃烧的燃烧器，其特征在于,所述的热风出口管（12）是用耐高温且性能稳定的红柱石高铝砖或红柱石-莫来石砖砌筑构成的圆筒形，其与燃烧器墙体（1a）间的连接，采用分散应力作用的组合砖结构。
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