CN100557311C - 坡梯状的周向环道上有向上喷口的陶瓷燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及坡梯状的周向环道上有向上喷口的陶瓷燃烧器，可有效解决燃烧器使用寿命短、气流及喷管压力不均的问题，其结构是，煤气预热环道、助燃空气预热环道分别与其上部环形交错布置的煤气与空气喷口相连通，煤气预热和助燃空气预热环道呈对称坡梯状在燃烧器的墙体内，燃烧器顶部墙体内有周向环形预热通道，并与煤气、空气喷口相连通，外墙体上有与煤气预热环道连通的煤气入口，煤气预热环道下部是助燃空气预热环道，其墙体外侧有与其连通的助燃空气入口，煤气、空气进口处的连接喷口方向分别设置有阻流砖，燃烧器墙体与蓄热室的墙体之间有氧化铝耐高温耐火纤维层，本发明气流和喷嘴压力均匀，使用寿命长，经济和社会效益巨大。

Description

坡梯状的周向环道上有向上喷口的陶瓷燃烧器
一、技术领域
本发明涉及燃烧装置，是一种坡梯状的周向环道上有向上喷口的陶瓷燃烧器。
二、背景技术
陶瓷燃烧器是高炉炼铁中用的热风炉上之重要设备，其性能的优劣直接影响到自身和高炉的正常运行、使用效率及使用寿命，在热风炉中目前使用最多的结构形式有内燃式、外燃式和顶燃式3种。但不管哪种形式的热风炉上都设置有结构不同的陶瓷燃烧器。现有的陶瓷燃烧器在结构上存在不同程度的问题，会造成热风炉内燃气与空气混合不佳和(或)气流分布不均匀，从而导致燃烧欠稳定、调节性能差与火焰分布差等问题。这样就不能很好满足高炉对热风的负荷要求与风温要求。存在上述问题的热风炉常常造成利用效率低、能源浪费、环境污染，且使用寿命短。因此，改进燃烧器结构与布置是提高热风炉性能的有效途径，本申请人曾对其陶瓷燃烧器进行改进，并申请了专利，申请号为200720089478.1，但在使用中，发现仍存在明显不足，特别是仍存在使用寿命短、气流不均、喷管压力不均，影响使用效果，其创新势在必行。
三、发明内容
针对上述情况，本发明就是提供新的一种坡梯状的周向环道上有向上喷口的陶瓷燃烧器，可有效解决和克服现有燃烧器存在使用寿命短、气流不均、喷管压力不均的问题，该燃烧器解决的技术方案是，包括有燃烧器墙体、煤气预热环道、助燃空气预热环道，煤气预热环道、助燃空气预热环道分别与其上部环形交错布置的呈30-80°的煤气与空气喷口相连通，煤气预热环道和助燃空气预热环道呈对称的上坡和下坡的坡梯状，布置在燃烧器的墙体内，燃烧器顶部墙体内设置有周向环形预热通道，并与煤气、空气喷口相连通，外墙体上有与煤气预热环道连通的煤气入口，煤气预热环道下部是助燃空气预热环道，其墙体外侧有与其连通的助燃空气入口，煤气、空气入口处的连接喷口方向分别设置有阻流砖，燃烧器墙体与蓄热室的墙体之间有氧化铝耐高温耐火纤维层，本发明结构新颖、独特，有效解决了气流不均、喷嘴压力不均及使用寿命短，保证了风温及产品质量，节省燃料、节约投资、降低废气温度与排放量，减少了环境污染，经济和社会效益巨大。
四、附图说明
图1为本发明的陶瓷燃烧器结构剖面的主视图。
图2为本发明的陶瓷燃烧器结构的A-A剖面俯视图。
五、具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
由图1、图2所示，本发明包括有燃烧器墙体9、煤气预热环道2、助燃空气预热环道3，煤气预热环道2、助燃空气预热环道3分别与其上部环形交错布置的呈30-80°的煤气与空气喷口5、6相连通，煤气预热环道和助燃空气预热环道呈对称的上坡和下坡的坡梯状10，布置在燃烧器的墙体内，燃烧器顶部墙体内设置有周向环形预热通道1，并与煤气、空气喷口相连通，外墙体上有与煤气预热环道连通的煤气入口11，煤气预热环道下部是助燃空气预热环道3，其墙体外侧有与其连通的助燃空气入口12，煤气、空气入口处的连接喷口方向分别设置有阻流砖7、8，燃烧器墙体9与蓄热室14的墙体13之间有氧化铝耐高温耐火纤维层4。
所说的煤气预热环道2和助燃空气预热环道3的入口为切线式进口；空气喷口6和煤气喷口5为斜坡向上，交叉排列(见图2所示)，喷出的煤气、空气在混合前经高温回流对煤气和空气进行高温预热，提高燃烧温度。煤气预热环道和空气预热环道上呈交叉设置有数十个出口(集)管。
所说的煤气预热环道2、助燃空气预热环道3在周向环形预热通道1底部设置带有角度的喷口，其角度随周向环形预热通道1的深度逐渐加大，一般喷口角度范围为30-80°，设置喷口角度的目的是让煤气、空气在预定的空间预定的角度完全混合燃烧，用来调节预燃环道各高度的温度。
为了保证燃烧器的长寿与热风炉同步，燃烧器与热风炉相应的部位的燃烧器墙体在砌筑时其墙体砖全部咬合在一起，使之成为坚固的一体，同时也承受拱顶之重力。
所说的在煤气、空气入口处的连接喷口方向设置的阻流砖的长度大于煤气、空气入口的直径，可有效防止入口处的压力从最近的喷口高压喷出，使各连接环道的喷管压力均匀。
所说的周向环形预热通道，其作用是将煤气、空气在该预热通道内进行预混预燃，逐渐调节煤气喷口(130-150℃)空气喷口(150-200℃)与燃烧室温度1300-1400℃的温度差，经过煤气、空气在周向环形预热通道预混预燃使环道底部温度从两种气体预混燃烧合计的350℃左右，逐渐到周向喷口升到1000-1300℃，保证燃烧器喷嘴部位与燃烧器的结构在良好的工况环境下工作、长寿。
所说的设置坡梯状体其目的在于，由于原燃烧器煤气、空气环道的压力分布不均，特别是经过试验发现管道入口0°、90°、180°、270°的气流压力偏差较大，这样容易使煤气、空气进入周向环形预热通道预混燃烧时，出现气流不均匀，因此，特设置环道周向呈坡梯状，使进入环道的周向气流经坡梯流动力量均匀，0°-180°为上坡状，180°-0°为对称的下坡状。
所说的氧化铝耐高温耐火纤维层，其目的在于是，为了保证蓄热室与环道墙有足够的厚度以及有很低的温差，使环道壁与蓄热室墙体在冷热变化中不遭受破坏达到长寿，一是为该部位的砖墙体加厚，二是在燃烧器墙与蓄热室墙之间增加了一层氧化铝耐高温耐火纤维，使蓄热室墙体的温度在1300℃-1400℃，助燃空气预热环道靠蓄热室墙体方的壁面温度＜150，比进入环道预热的空气温度200℃还小，使墙体温差在特别安全系数内，有利于环道墙与蓄热室墙的长寿，另一个作用，是将燃烧器与蓄热室墙体彻底分离，在蓄热室墙体高温变化中的上、下涨缩，炉体的周向涨缩可自动移动，保证炉体和燃烧器及拱顶的稳定结构，使之更加长寿。
由上述可以看出，本发明由于采用了一系列的新技术，使其在结构上更加合理，气流均匀、喷管压力均匀，使用效果好，寿命增长2倍以上，节能环保，节能比原设备提高40％以上，改善燃烧条件，提高燃烧强度，更加有效提高蓄热体的利用效率。
因此，本发明明显不同于现有陶瓷燃烧器，是燃烧器上的一大创新，有巨大的经济和社会效益。

Claims (4)

1、一种坡梯状的周向环道上有向上喷口的陶瓷燃烧器，包括有燃烧器墙体(9)、煤气预热环道(2)、助燃空气预热环道(3)，其特征在于，煤气预热环道(2)、助燃空气预热环道(3)分别与其上部环形交错布置的呈30-80°的煤气与空气喷口(5、6)相连通，煤气预热环道和助燃空气预热环道呈对称的上坡和下坡的坡梯状(10)，布置在燃烧器的墙体内，燃烧器顶部墙体内设置有周向环形预热通道(1)，并与煤气、空气喷口相连通，外墙体上有与煤气预热环道连通的煤气入口(11)，煤气预热环道下部是助燃空气预热环道(3)，其墙体外侧有与其连通的助燃空气入口(12)，煤气、空气入口处的连接喷口方向分别设置有阻流砖(7、8)，燃烧器墙体(9)与蓄热室(14)的墙体(13)之间有氧化铝耐高温耐火纤维层(4)。
2、根据权利要求1所述的坡梯状的周向环道上有向上喷口的陶瓷燃烧器，其特征在于，所说的煤气预热环道(2)、助燃空气预热环道(3)在周向环形预热通道(1)底部设置带有角度的喷口，其角度随周向环形预热通道(1)的深度逐渐加大，喷口角度范围为30-80°。
3、根据权利要求1所述的坡梯状的周向环道上有向上喷口的陶瓷燃烧器，其特征在于，所说的燃烧器与热风炉相应的部位的燃烧器墙体在砌筑时其墙体砖全部咬合在一起。
4、根据权利要求1所述的坡梯状的周向环道上有向上喷口的陶瓷燃烧器，其特征在于，所说的在煤气、空气入口处的连接喷口方向设置的阻流砖的长度大于煤气、空气入口的直径。
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