CN107741013B - 一种节能型燃烧混气炉 - Google Patents
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Abstract
一种节能型燃烧混气炉，混气炉技术领域。适用于物料干燥、预热介质等应用领域。包括混合气入口、燃烧室、隔墙、导气孔、低温烟气环道、喷口、混气室、耐火层、低温烟气入口、观察孔。混合气入口与燃烧室连接；隔墙位于燃烧室和混气室之间，导气孔将燃烧室和混气室连接起来；低温烟气环道位于低温烟气入口和喷口之间，将低温烟气入口和喷口连接起来；喷口位于低温烟气环道和混气室之间，将低温烟气环道和混气室连接起来；观察孔与燃烧室连接。优点在于，确保高炉煤气完全燃烧，同时在炉内形成稳定的高温环境，取消伴烧枪，节约能源消耗；减小炉型尺寸，降低投资与占地。
Description
技术领域
本发明属于混气炉技术领域，特别是提供了一种节能型燃烧混气炉，适用于物料干燥、预热介质等领域。
背景技术
在工业生产中，很多场所都需要利用中温或高温烟气对物料进行干燥，或对空气、煤气等介质进行预热，以获得更高的燃烧温度。以高炉生产为例，高炉喷煤技术是节约焦炭，降低能耗的关键技术。在喷煤之前，需要利用热烟气对煤粉进行干燥，以确保喷吹过程安全、稳定、高效。高炉喷煤对于干燥用烟气的温度、氧气含量都有严格限制，为了充分回收利用能源，通常是利用热风炉燃烧后产生的低温烟气，与燃烧炉产生的高温烟气混合，得到温度、氧气含量均符合要求的中温烟气，对煤粉进行干燥。
现有的燃烧炉，为了防止炉内火焰熄灭，造成煤气聚集引发安全事故，都设置有伴烧枪，随时保持炉内有明火。伴烧枪在保证安全的同时，也消耗了大量能源，尤其是高品质的燃气资源，其归根结底是由于燃烧炉炉型设计不合理，无法保证炉内稳定的火焰和燃点以上的高温环境，需要时刻留意燃烧状况，防止熄火。
另一方面，目前钢铁厂普遍缺乏焦炉煤气等高品质燃气资源，燃烧炉的主要燃料只能采用低热值的高炉煤气。为了确保高炉煤气燃烧完全，并且产生的高温烟气能够与送入的低温烟气混合均匀，燃烧炉必须确保足够的燃烧空间与混合空间，这往往造成燃烧炉尺寸偏大，投资与占地较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能型燃烧混气炉，以高炉煤气为燃料的燃烧混气炉，通过优化设计空气、煤气的混合气体的进入方式，在炉内产生旋流流场，延长煤气在炉内的停留时间，在有限的空间内加长火焰长度，确保高炉煤气完全燃烧，同时在炉内形成稳定的高温环境，取消伴烧枪，节约能源消耗。
另一方面，通过优化设计低温烟气的混入方式，使高温烟气与低温烟气能够在有限的空间内迅速混合均匀，减小炉型尺寸，降低投资与占地。
本发明包括混合气入口1、燃烧室2、隔墙3、导气孔4、低温烟气环道5、喷口6、混气室7、耐火层8、低温烟气入口9、观察孔10。混合气入口1与燃烧室2连接；隔墙3位于燃烧室2和混气室7之间，导气孔4将燃烧室2和混气室7连接起来；低温烟气环道5位于低温烟气入口9和喷口6之间，将低温烟气入口9和喷口6连接起来；喷口)位于低温烟气环道5和混气室(7)之间，将低温烟气环道5和混气室7连接起来；观察孔10与燃烧室2连接。
混合气入口1的轴向中心线与燃烧室2的轴向中心线的夹角是90°，混合气入口1与燃烧室2偏心连接。
隔墙3上开有导气孔4，导气孔4呈正方形、长方形或圆形，隔墙3采用耐火材料砌筑而成。
包含1环以上(喊1环)的喷口6，每环的数量是3个以上(含3个)，喷口(6)中心线与混气室7径向中心线的夹角为-45°～+45°。
混合气入口1与外部燃烧器连接。本发明对外部燃烧器没有严格的限制，可以是预混型燃烧器，也可以是长焰扩散型燃烧器，这是由于空气和煤气的混合气体以偏心的方式进入燃烧室2，在燃烧室2内部形成旋流流动，这种燃烧方式为煤气提供了足够的停留时间，可确保煤气燃烧完全。空气和煤气从混合气入口1进入燃烧室2，在燃烧室2内部发生旋流流动，边旋流向前边混合、燃烧。旋流流动一方面延长了煤气在燃烧室内部的停留时间，另一方面加强了空气与煤气的混合，使燃烧更加完全，此外，这种旋流燃烧方式有利于燃烧室2内部保持高温状态，防止低温熄火。燃烧后产生的高温烟气经隔墙3上的导气孔4进入混气室7。隔墙3可以有效防止低温烟气回流，保持燃烧室2内部的高温状态。隔墙3上的导气孔4可以将高温烟气有效切割，以利于与低温烟气混合。低温烟气从低温烟气入口9进入低温烟气环道5，经喷口6进入混气室7。在混气室7内，从导气孔4喷出的高温烟气与从喷口6喷出的低温烟气互相切割、交叉、混合，得到温度、成分均满足要求的中温烟气，进入后续的管道与设备。
综上所述，本燃烧混气炉的优点在于：
1)巧妙设计空气和煤气的进入方式，在燃烧室内部创造出旋流流场，延长气体停留时间，确保煤气燃烧完全的同时，提高燃烧室内部的温度，防止熄火，提高安全稳定性；
2)取消煤气伴烧枪，简化设备，节约能源；
3)利用隔墙，对燃烧室有效保温，进一步提高安全稳定性；
4)通过对高温烟气流和低温烟气流有效切割，使二者尽快充分混合，减小设备尺寸；
5)燃料采用低热值煤气即可，对燃烧器适应性强。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图。其中，混合气入口1、燃烧室2、隔墙3、导气孔4、低温烟气环道5、喷口6、混气室7、耐火层8、观察孔10。
图2是图1的A-A剖面视图。其中，混合气入口1、燃烧室2、耐火层8。
图3是图1的B向视图。其中，隔墙3、导气孔4。
图4是图1的C-C剖面视图。其中，低温烟气环道5、喷口6、混气室7、低温烟气入口9。
具体实施方式
本发明包括混合气入口1、燃烧室2、隔墙3、导气孔4、低温烟气环道5、喷口6、混气室7、耐火层8、低温烟气入口9、观察孔10。混合气入口1与燃烧室2连接；隔墙3位于燃烧室2和混气室7之间，导气孔4将燃烧室2和混气室7连接起来；低温烟气环道5位于低温烟气入口9和喷口6之间，将低温烟气入口9和喷口6连接起来；喷口)位于低温烟气环道5和混气室(7)之间，将低温烟气环道5和混气室7连接起来；观察孔10与燃烧室2连接。
图1、图2、图3、图4是本发明的具体实施方式。
由图1～图4可知，本发明包括混合气入口1、燃烧室2、隔墙3、导气孔4、低温烟气环道5、喷口6、混气室7、耐火层8、低温烟气入口9、观察孔10
混合气入口1将外部燃烧器与燃烧室2连接起来，使空气和煤气的混合气体以偏心的状态进入燃烧室，在燃烧室内形成旋流流场。隔墙3将燃烧室2和混气室7分隔开来，在隔墙3上预留有若干导气孔4，燃烧室2内燃烧产生的高温烟气经过导气孔4进入混气室5。低温烟气入口9与低温烟气环道5连接，低温烟气环道5将低温烟气入口9与喷口6连接起来。低温烟气经低温烟气入口9、低温烟气环道5、喷口6进入混气室7。导气孔4喷出的高温烟气与喷口6喷出的低温烟气在混气室7内混合，得到成分、温度满足要求的中温烟气，供用户使用。
耐火层9用于隔热保温。观察孔10与燃烧室2连接，用于观察燃烧室内的燃烧情况。
本发明一种高效节能型燃烧混气炉有多种实施方案，附图只作解释说明用，并非对本发明的限制。任何未脱离本发明设计思路，对本发明作非实质性改动的，均仍属于本发明的范围。
Claims (1)
1.一种节能型燃烧混气炉，其特征在于：包括：混合气入口(1)、燃烧室(2)、隔墙(3)、导气孔(4)、低温烟气环道(5)、喷口(6)、混气室(7)、耐火层(8)、低温烟气入口(9)、观察孔(10)；混合气入口(1)与燃烧室(2)连接；隔墙(3)位于燃烧室(2)和混气室(7)之间，导气孔(4)将燃烧室(2)和混气室(7)连接起来；低温烟气环道(5)位于低温烟气入口(9)和喷口(6)之间，将低温烟气入口(9)和喷口(6)连接起来；喷口(6)位于低温烟气环道(5)和混气室(7)之间，将低温烟气环道(5)和混气室(7)连接起来；观察孔(10)与燃烧室(2)连接；
空气和煤气的混合气体以偏心的方式进入燃烧室(2)，在燃烧室(2)内部形成旋流流动，确保煤气燃烧完全；空气和煤气从混合气入口(1)进入燃烧室(2)，在燃烧室(2)内部发生旋流流动，边旋流向前边混合、燃烧；旋流流动一方面延长了煤气在燃烧室内部的停留时间，另一方面加强了空气与煤气的混合，使燃烧更加完全；这种旋流燃烧方式有利于燃烧室(2)内部保持高温状态，防止低温熄火；燃烧后产生的高温烟气经隔墙(3)上的导气孔(4)进入混气室(7)；隔墙(3)有效防止低温烟气回流，保持燃烧室(2)内部的高温状态；隔墙(3)上的导气孔(4)将高温烟气有效切割，以利于与低温烟气混合；低温烟气从低温烟气入口(9)进入低温烟气环道(5)，经喷口(6)进入混气室(7)；在混气室(7)内，从导气孔(4)喷出的高温烟气与从喷口(6)喷出的低温烟气互相切割、交叉、混合，得到温度、成分均满足要求的中温烟气，进入后续的管道与设备；
混合气入口(1)的轴向中心线与燃烧室(2)的轴向中心线的夹角是90°，混合气入口(1)与燃烧室(2)偏心连接；
隔墙(3)上开有导气孔(4)，导气孔(4)呈正方形、长方形或圆形，隔墙(3)采用耐火材料砌筑而成；
包含1环或以上的喷口(6)，每环的数量是3个或以上，喷口(6)中心线与混气室(7)径向中心线的夹角为-45°～+45°。
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