CN1115516C - 低热燃气的燃烧方法及燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明使得各种自燃困难的低热燃气可以在单一的燃烧装置中燃烧。方法是，在装置的中心部分设置重油燃烧器喷枪H，设置燃烧比较困难的低热燃气用的燃气输送装置3，该燃气输送装置包围上述喷枪H，并在其前端部形成喷出口3a，沿外周配置点火用的燃烧器耐火瓷片4，使该瓷片4邻接那些喷出口3a，沿圆周方向交替配置分成若干个分开的空气喷出口6和更难以燃烧的低热燃气用的分开的喷出口8，在该交替分开的喷出口的外侧形成开口的燃烧用空气喷出口7。

Description

低热燃气的燃烧装置

本发明涉及燃烧装置，特别涉及用一个燃烧器燃烧发热量低而难于燃烧的若干种副产品燃气和其它重油燃料等的燃烧装置。

在钢铁等工业领域产生副产品燃气，如高炉操作时产生高炉气(BFG)、焦炭炉运转时产生焦炭炉气(COG)，转炉运转时产生转炉气(LDG)等，因为这些副产品燃气发热量低，所以难以使其自燃。例如BFG的发热量约700kcal/Nm³，用通常的燃烧器很难使其自燃，而且因为是高炉的副产品气体，由于其特征、其组成常常是不一致的，因而发热量是变化的，所以在想办法使其自燃的同时，还必须考虑加入其它易燃的燃料进行助燃。同样，LDG的发热量通常约2100kcal/Nm³，这一数值变化也相当大。另一方面，COG的发热量相当高，平均约为4500kcal/Nm³，虽然可以使用普通燃烧器进行这种气体的燃烧，但是这种燃气的组成或发热量也随时间大幅度变化，和前二者没有差别。

因为这样，所以历来在锅炉等中利用这几种副产品气体作燃料利用其燃烧热时，必须配置至少对应于燃料种类数目的专用燃烧器，燃烧器的构造应可使各种燃料分别燃烧。

然而，若是上述构造，则必须对每种燃料使用不同结构的燃烧器，但是在使用多种副产品燃气时，需要增加燃烧器的数目，这不仅增加了成本，而且它们的控制和管理也复杂，要维持可靠的操作很不容易。

因此，为解决上述现有技术的问题，本发明的第一目的是提供一种可以只用单一的装置燃烧这些低发热量燃气的多种低发热量气体的燃烧装置，特别提供这样的低发热量燃气的燃烧装置，该装置可以促进用于燃烧的各种低发热量燃气中的自燃比较困难的低发热量燃气与空气混合，从而提高其点火的容易性和点火后的燃烧稳定性。

另外，本发明的第二目的是使自燃比较困难的低发热量燃气混合在自燃相当困难的低发热量气体中，由此进一步提高自燃相当困难的低发热量燃气的点火容易性和点火后的燃烧稳定性。

为达到上述第一目的，本发明第一方案的低发热量燃气的燃烧装置，在该燃烧装置中，用若干种如炼钢炉的副产品气体等低发热量燃气作为燃料进行燃烧，其特征在于，该燃烧装置具有以下部分：重油燃烧器喷枪，该喷枪配置在燃烧装置的中心部，在其前端部设有雾化器和旋流器；燃烧比较困难的低发热量燃气用的燃气输送装置，该装置成环形配置，围绕该重油燃烧喷枪，在其前端部形成喷出口；燃烧器耐火瓷片，该瓷片沿外周配置，邻接该燃气输送装置的喷出口；环形燃气输送装置，该装置沿该燃烧器耐火瓷片的外周成环形地配置，并沿圆周方向交替形成若干个分开的空气喷出口和分开的比上述低发热量燃气更难燃烧的低发热量燃气的喷出口；外周通道，该通道构成环形燃烧用空气的喷出口，该喷出口在该环形燃气输送装置的交替构成的分开的喷出口的外侧开口；同时，在由上述分开的空气喷出口之间的间隔形成的适当地分开的喷出口中配置比上述燃烧更难以燃烧的低发热量燃气喷嘴，该喷嘴的喷出口的开口位于上述分开的空气喷出口的前端部。

为达到本发明的第二目的，本发明的第二方案的低发热量燃气的燃烧装置，其特征在于：在上述第一方案的基础上，在比上述燃烧更难以燃烧的低发热量燃气的分开的喷出口中，配置上述比较难燃烧的低发热量燃气的喷嘴，使该喷嘴的喷出口的开口位于上述分开的喷出口的前端部。

图1是燃烧装置基本形式(参考例)的燃烧器主体的结构示意图；(a)是轴向断面图，(b)是沿其I-I线的断面图。

图2是本发明燃烧装置第一实施例的燃烧器主体的结构示意图；(a)是轴向断面图，(b)是沿其II-II线的断面图。

图3是本发明燃烧装置第二实施例的燃烧器主体的结构示意图；(a)是轴向断面图，(b)是沿其III-III线的断面图。

图4是断面图，相当于图3(b)的沿线IV-IV的断面，示出本发明燃烧装置第二实施例的变型例。

下面说明附图中的符号。A是风箱；A₁和A₂是燃烧用空气通道；B是BFG燃气输送装置(环形输送装置)；C是COG燃气输送装置；H是重油燃烧器喷枪；1是重油喷出口；2是旋流器；3是COG输送装置；3a是COG喷口出；4是燃烧器耐火瓷片(点火装置)；5是切口；6是分开的空气喷出口；7是环形空气喷出口；8是BFG燃气的分开的喷出口；9是BFG喷嘴；10是COG喷嘴；11是导管。

下面参照附图说明本发明的燃烧低发热量燃气的燃烧装置的实施例。

图1示出本发明的燃烧低发热量燃气的燃烧装置的基本形式的燃烧器(参考例)，在燃烧器主体中心部配置着重油燃烧器喷枪H，在该喷枪的前端部配置重油雾化器(喷雾器)。在该燃烧器中，重油和其喷雾用空气从该燃烧器喷枪H的图的左端供给，通过前端的未图示的雾化器喷雾，形成细的油雾，随后从前端部的喷出口1喷出，该油雾由配置在其前端部附近的引火燃烧器(未图示)点火而燃烧，并通过配置在紧靠前端部的旋流器(火焰稳定用旋转器)2的作用将火焰保持在前端部从而形成火焰，并在此处保持火焰。

在此处说明的使用燃料有重油、比较难于燃烧的低发热量燃气之一的COG和更难以燃烧的燃气BFG。燃料供给系统由重油燃烧器喷枪H、COG输送装置C和BFG输送装置B构成，喷枪H配置在燃烧器的中央，构成重油和空气的导入部分；COG输送装置C沿喷枪H的四周导入COG；BFG输送装置B沿COG输送装置的外周部导入BFG。

为燃烧这些燃气用的燃烧用空气供给系统由包围BFG输送装置B的风箱A构成，该风箱A一方面通过横断BFG的环形输送装置B的导管11与中央部的环形部分A1连通，另一方面又与外周通道A2连通，燃烧用空气进入风箱A后分成两部分。分别从燃烧器的前端部吹出，以便促进燃烧。

在如此构成的装置中，COG燃气从图的左下部送入燃烧器的COG输送装置C，然后通过若干供给燃气用的输送装置3从输送装置3的前端部(图的右前端)的喷出口3a喷出，该输送装置3配置在一个圆周上，该圆周沿着旋流器2的周边，隔一定距离包围着该旋流器2，喷出的COG由在其内侧形成的重油火焰点燃，并在其后继续保持燃烧，由耐火材料构成的点火装置即燃烧器瓷片4配置在喷出口3a的周围，燃烧器的耐热瓷片4在燃烧开始的初期由在中央部形成的重油火焰加热到高温，从而起点火壁的作用，帮助COG的点火和燃烧，随后也受到COG燃烧火焰的加热，该瓷片通过辐射热促进COG的燃烧，使得该燃烧相当稳定，持续保持其燃烧。

在该装置中，为使比COG燃气发热量更低的更难以燃烧的BFG燃气燃烧，再配置环形喷出口，该环形喷出口的四周形成整体，邻接燃烧器耐火瓷片的外周，将环形部沿圆周方向分隔，形成柑桔形的室形，使分隔部分交替地形成燃烧用空气的分开的喷出口6和BFG燃气的分开的喷出口8。对于空气的供给，从风箱A进入燃烧器的空气经燃烧器四周的外周通道A2流至燃烧器的前部，然后通过图1的燃烧器前端下部的切口5从分开的喷出口6喷出。燃烧用空气还从该喷出口6外侧的环形喷出口7喷出，构成包围其内部整个燃烧火焰的形式，使得围住其中的燃烧。

下面，参照图2说明为使BFG更稳定燃烧的本发明燃烧低热量燃气的燃烧装置的第一实施例。

在此实施例中，当使更难燃烧的BFG从燃烧器的前端部喷出时，为使在喷出处更快地与空气混合而易于燃烧，如图所示，在分开的空气喷出口6中设置细的BFG喷嘴9，该喷嘴9通入环形输送装置B中，以便喷出BFG，该喷嘴前端部的喷出口9a的开口比空气喷出口6的前端稍许缩回一点，使得BFG喷到空气中。关于该BFG喷嘴9的配置，最好配置在环形输送装置B前端部的任何分开的空气喷出口6中，并适当分散配置。

为使BFG燃气更稳定地燃烧，最好设法用其它燃料助燃，为此考虑使用COG燃气作助燃用燃料。

为此，参照图3说明本发明的燃烧低热量燃气的燃烧装置的第二实施例。

在该实施例中，BFG的分开的喷出口8中设置连通COG燃气输送装置C的供气喷嘴10，并使其前端的COG喷出口10a稍为比BFG的分开的喷出口8的前端突出一些。这样BFG便喷在COG的燃烧火焰中，因此燃烧更稳定，可靠性增加。

另外，就整个来说，为使点火、引火和持续燃烧更加稳定，可以进行其它各种改变，下面参照图4说明进行这种改变的变型例。图4示出相当于图3(b)所示实施例沿IV-IV断面的部分，在环形输送装置B的前端部中倾斜地例如倾斜α角地配置难以燃烧的BFG的分开的喷出口8、喷嘴9和围绕喷嘴9的分开的空气喷出口6，对于这种实施例场合的COG喷嘴10，如图4所示可以不倾斜，在COG的燃烧性不太坏时，也可以同样地倾斜该安装角度。

采用本发明权利要求1所述的低发热量燃气的燃烧装置，可以只用一个燃烧器，在该燃烧器中，由于难以燃烧的低发热量燃气在喷出的同时与空气混合，而且由于中央重油火焰的预热及在该火焰外周被加热的燃烧器耐火瓷片的预热，因而有助于燃气的点火和燃烧，而且沿其外周，相当难以燃烧的低发热量燃气以夹在环形空气中的形式喷出，同样可使其很快和空气混合、点燃和燃烧，因而可使其燃烧保持稳定。而且，通过将更难以燃烧的低发热量燃气与空气迅速地混合，可容易地进行燃烧。而且，根据权利要求2所述的燃烧低发热量的燃烧装置，极难燃烧的低发热量燃气由于采用助燃法而使其燃烧很容易。

Claims (2)

1.一种低发热量燃气的燃烧装置，在这种燃烧装置中，用若干种如炼钢炉的副产品气体等低发热量燃气作为燃料进行燃烧，其特征在于，该燃烧装置具有：重油燃烧器喷枪(H)、用于比较难燃烧的低发热量燃气(C)的燃气输送装置(3)、燃烧器耐火瓷片(4)、环形燃气输送装置和外周通道(A2)，该重油喷枪(H)配置在燃烧装置的中心部，在其前端部设有雾化器和旋流器(2)；该燃气输送装置(3)围绕该重油喷枪(H)配置成环形，在其前端部形成喷出口(3a)；该燃烧器耐火瓷片(4)沿外周配置，邻接上述燃气输送装置(3)的喷出口(3a)；该环形燃气输送装置沿上述燃烧器耐火瓷片(4)的外周成环形地配置，并沿圆周方向交替形成若干个分开的空气喷出口(6)和比上述低发热量燃气(C)更难燃烧的低发热量燃气(B)用的分开的喷出口(8)；该外周通道(A2)的开口位于该环形燃气输送装置上交替形成的分开的喷出口(6、8)的外侧，该开口形成环形的燃烧用空气的喷出口(7)；同时，在位于上述分开的空气喷出口(6)之间的间隔形成的适当地分开的喷出口(6)中设置上述更难燃烧的低发热量燃气(B)的喷嘴(9)，该喷嘴(9)喷出口(9a)的开口位于上述分开的空气喷出口(6)的前端部。

2.如权利要求1所述的低发热量燃气的燃烧装置，其特征在于，在该装置中，在上述分开的更难燃烧的低发热量燃气(B)喷出口(8)中设置上述比较难燃烧的低发热量燃气(C)的喷嘴(10)，该喷嘴(10)的喷出口(10a)的开口位于上述分开的喷出口(8)的前端部。

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