CN104032057B - 一种顶燃式热风炉燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种顶燃式热风炉燃烧器的技术方案，包括炉壳，该炉壳内内侧设置有耐火材料砌体，炉壳和耐火材料砌体形成一个燃烧空间，该燃烧空间由上、中、下三个不同形状的空间段构成，上端为燃烧室球形段，中间为燃烧室直段，下端为燃烧室锥形段；三个空间段相互连通；所述燃烧室直段上设置有助燃空气入口、助燃空气喷口、助燃空气环形通道、煤气入口、煤气喷口、煤气环形通道及环形混合通道；所述燃烧室直段内侧安装有环形挡墙。该方案总体占用空间小燃烧温度高，非常适合热风炉改造，特别适合内燃式热风炉改为顶燃式热风炉时选用。它不仅可以降低改造费用，关键是可以提高热风炉风温水平。
Description
技术领域
本发明涉及一种热风炉，尤其是涉及一种顶燃式热风炉燃烧器。
背景技术
冶金、化工、炼油等行业均需要使用热风炉，特别是在高炉炼铁系统，热风炉更是不可缺少的关键设备。随着热风炉技术的不断进步，特别是卡卢金式顶燃式热风炉，由于结构合理、投资相对较少、风温水平较高，已经越来越受到人们的青睐。但是国内某些中小型高炉目前仍在使用风温水平较低的内燃式热风炉，如果完全按照卡卢金热风炉进行改造，会受到原有场地和空间的限制，因此，在一定程度上限制了中小型高炉热风炉改造的进程。针对中小型高炉热风炉改造的现实情况，特别提供一种带有环形挡墙的顶燃式热风炉燃烧器。可以充分利用原有热风炉本身结构和原有场地、空间，只对热风炉炉顶进行改造，就能够实现热风炉改造，就能够提高风温水平，实现热风炉节能降耗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种占用空间少、风温水平高、节能降耗的顶燃式热风炉燃烧器；本方案可以充分利用原有热风炉本身结构和原有场地、空间，只对热风炉炉顶进行改造，就能够实现热风炉改造，就能够提高风温水平，实现热风炉节能降耗。
本方案是通过如下技术措施来实现的：本发明的顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于：包括炉壳，该炉壳内内侧设置有耐火材料砌体，炉壳和耐火材料砌体形成一个燃烧空间，该燃烧空间由上、中、下三个不同形状的空间段构成，上端为燃烧室球形段，中间为燃烧室直段，下端为燃烧室锥形段；三个空间段相互连通；所述燃烧室直段上设置有助燃空气入口、助燃空气喷口、助燃空气环形通道、煤气入口、煤气喷口、煤气环形通道及环形混合通道。
本发明的顶燃式热风炉燃烧器，其进一步改进在于：所述燃烧室直段内侧安装有环形挡墙。
本发明的顶燃式热风炉燃烧器，其进一步改进在于：所述助燃空气入口位于燃烧室直段的一侧，所述助燃空气入口与助燃空气环形通道连接；在所述的助燃空气环形通道隔墙上设置有助燃空气喷口。
本发明的顶燃式热风炉燃烧器，其进一步改进在于：所述煤气入口位于燃烧室直段的另一侧，并且该煤气入口位于助燃空气入口的上方；所述煤气入口与煤气环形通道连接；在所述的煤气环形通道隔墙上设置有煤气喷口。
本发明的顶燃式热风炉燃烧器，其进一步改进在于：所述煤气环形通道位于助燃空气环形通道的上方，环形混合通道在助燃空气环形通道隔墙、煤气环形通道隔墙与环形挡墙之间，环形混合通道的上部是敞开的并且与燃烧室球形段连通。
本发明的顶燃式热风炉燃烧器，其进一步改进在于：所述的助燃空气喷口、煤气喷口与水平线之间所形成的夹角为10°—25°；助燃空气喷口与煤气喷口在圆周方向上倾斜设置，其助燃空气喷口中心线、煤气喷口中心线在环向上的倾斜角度与燃烧室直段内圆切线平行。
本发明的顶燃式热风炉燃烧器，其进一步改进在于：所述助燃空气喷口，以及煤气喷口在圆周方向的分布数量可以分别是4—50个，并且上下相错布置。
本发明的顶燃式热风炉燃烧器，其进一步改进在于：所述燃烧室锥形段下端设置有蓄热室。
本发明的一种顶燃式热风炉燃烧器与现有技术相比，具有以下突出的优点和有益效果：该燃烧器的煤气燃烧是从环形混合通道上口开始的，其火焰先是沿燃烧室球形段内壁向上，然后反转向下进入燃烧室直段，最后在燃烧室锥形段完全燃烧，与其他顶燃式热风炉相比，在不增加热风炉高度的前提下能够相应的扩大燃烧空间，在节约投资及改造费用的情况下能够使燃烧温度进一步提高。通过计算机仿真模拟实验证明，该燃烧器总体占用空间小燃烧温度高，非常适合热风炉改造，特别适合内燃式热风炉改为顶燃式热风炉时选用。它不仅可以降低改造费用，关键是可以提高热风炉风温水平。由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为本发明顶燃式热风炉燃烧器的纵剖面示意图；
图2为图1的A—A剖视图；
图3为图1中B—B剖视图。
图中，1为炉壳，2为耐火材料砌体，3为助燃空气入口，4为助燃空气环形通道，5为助燃空气喷口，6为煤气入口，7为煤气环形通道，8为煤气喷口，9为环形挡墙，10为环形混合通道，11为燃烧室球形段，12为燃烧室直段，13为燃烧室锥形段，14为蓄热室，15为煤气环形通道隔墙，16为助燃空气环形通道隔墙，17为煤气喷口中心线，18为助燃空气喷口中心线。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。
通过附图可以看出，本发明的一种顶燃式热风炉燃烧器，它有炉壳1、耐火材料砌体2、助燃空气入口3、助燃空气环形通道4、助燃空气喷口5、煤气入口6、煤气环形通道7、煤气喷口8、环形挡墙9、环形混合通道10、燃烧室球形段11、燃烧室直段12、燃烧室锥形段13；在炉壳1内侧有耐火材料砌体2；在燃烧室直段11周围的耐火材料砌体2内有助燃空气环形通道4、助燃空气喷口5、煤气环形通道7、煤气喷口8和环形混合通道10，并且助燃空气环形通道4在下面，煤气环形通道7在上面，环形混合通道10在助燃空气环形通道隔墙16、煤气环形通道隔墙15与环形挡墙9之间，环形混合通道10的上部是敞开的并且与燃烧室球形段11连通；燃烧室球形段11、燃烧室直段12和燃烧室锥形段13相互连通，构成一个整体的燃烧空间，煤气燃烧从环形混合通道10上口开始，其火焰先是沿燃烧室球形段11的内壁向上，然后反转向下进入燃烧室直段12，最后在燃烧室锥形段13内完全燃烧，燃烧烟气进入蓄热室14。
本发明的顶燃式热风炉燃烧器，其进一步改进在于：所述燃烧室直段12内侧安装有环形挡墙9。
本发明的顶燃式热风炉燃烧器，其进一步改进在于：所述助燃空气入口3位于燃烧室直段12的一侧，所述助燃空气入口3与助燃空气环形通道4连接；在所述的助燃空气环形通道隔墙16上设置有助燃空气喷口5。
本发明的顶燃式热风炉燃烧器，其进一步改进在于：所述煤气入口6位于燃烧室直段12的另一侧，并且该煤气入口6位于助燃空气入口3的上方；所述煤气入口6与煤气环形通道7连接；在所述的煤气环形通道隔墙15上设置有煤气喷口。
本发明的顶燃式热风炉燃烧器，其进一步改进在于：所述煤气环形通道7位于助燃空气环形通道4的上方，环形混合通道10在助燃空气环形通道隔墙16、煤气环形通道隔墙15与环形挡墙9之间，环形混合通道10的上部是敞开的并且与燃烧室球形段11连通。
本发明的顶燃式热风炉燃烧器，其进一步改进在于：所述的助燃空气喷口5、煤气喷口8与水平线之间所形成的夹角为10°—25°；助燃空气喷口5与煤气喷口8在圆周方向上倾斜设置，其助燃空气喷口中心线18、煤气喷口中心线17在环向上的倾斜角度与燃烧室直段12内圆切线平行。
本发明的顶燃式热风炉燃烧器，其进一步改进在于：所述助燃空气喷口，以及煤气喷口在圆周方向的分布数量可以分别是4—50个，并且上下相错布置。
本发明的顶燃式热风炉燃烧器，其进一步改进在于：所述燃烧室锥形段13下端设置有蓄热室14。
本发明的一种顶燃式热风炉燃烧器与现有技术相比，具有以下突出的优点和有益效果：该燃烧器的煤气燃烧是从环形混合通道上口开始的，其火焰先是沿燃烧室球形段内壁向上，然后反转向下进入燃烧室直段，最后在燃烧室锥形段完全燃烧，与其他顶燃式热风炉相比，在不增加热风炉高度的前提下能够相应的扩大燃烧空间，在节约投资及改造费用的情况下能够使燃烧温度进一步提高。通过计算机仿真模拟实验证明，该燃烧器总体占用空间小燃烧温度高，非常适合热风炉改造，特别适合内燃式热风炉改为顶燃式热风炉时选用。它不仅可以降低改造费用，关键是可以提高热风炉风温水平。由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
本发明除说明书所述的技术特征外，不管是采用其他任何的名称描述，只要是在助燃空气喷口和煤气喷口前面有环形挡墙并形成环形混合通道的，均应属于本专利保护范围。当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。未经描述的技术特征可以通过现有技术实现，在此不再赘述。
Claims (7)
1.一种顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于：包括炉壳，该炉壳内内侧设置有耐火材料砌体，炉壳和耐火材料砌体形成一个燃烧空间，该燃烧空间由上、中、下三个不同形状的空间段构成，上端为燃烧室球形段，中间为燃烧室直段，下端为燃烧室锥形段；三个空间段相互连通；所述燃烧室直段上设置有助燃空气入口、助燃空气喷口、助燃空气环形通道、煤气入口、煤气喷口、煤气环形通道及环形混合通道；所述煤气环形通道位于助燃空气环形通道的上方，环形混合通道在助燃空气环形通道隔墙、煤气环形通道隔墙与环形挡墙之间，环形混合通道的上部是敞开的并且与燃烧室球形段连通。
2.根据权利要求1所述的顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于：所述燃烧室直段内侧安装有环形挡墙。
3.根据权利要求2所述的顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于：所述助燃空气入口位于燃烧室直段的一侧，所述助燃空气入口与助燃空气环形通道连接；在所述的助燃空气环形通道隔墙上设置有助燃空气喷口。
4.根据权利要求3所述的顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于：所述煤气入口位于燃烧室直段的另一侧，并且该煤气入口位于助燃空气入口的上方；所述煤气入口与煤气环形通道连接；在所述的煤气环形通道隔墙上设置有煤气喷口。
5.根据权利要求1所述的顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于：所述的助燃空气喷口、煤气喷口与水平线之间所形成的夹角为10°—25°；助燃空气喷口与煤气喷口在圆周方向上倾斜设置，其助燃空气喷口中心线、煤气喷口中心线在环向上的倾斜角度与燃烧室直段内圆切线平行。
6.根据权利要求5所述的顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于：所述助燃空气喷口，以及煤气喷口在圆周方向的分布数量分别是4—50个，并且上下相错布置。
7.根据权利要求1或6所述的顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于：所述燃烧室锥形段下端设置有蓄热室。
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