CN201225620Y - 空气单蓄热的蓄热式燃烧器 - Google Patents

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罗明
陈莉
戴方冰
房红涛
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Abstract

本实用新型公开了一种空气单蓄热的蓄热式燃烧器，属于燃料燃烧技术领域。空气单蓄热的蓄热式燃烧器，含有燃烧器本体和烧嘴砖，烧嘴砖上设置有点火孔。所述的燃烧器本体是一个砌有耐火材料内衬的金属腔体，空气蓄热室设置在金属腔体内，其出口与烧嘴砖通过法兰连接为一体；与煤气入口套件连通的煤气通道穿过空气蓄热室上部与烧嘴砖的煤气喷口相连通；与空气蓄热室连通的一次空气通道与着火室成一定角度连通，与空气蓄热室连通的二次空气通道沿着火室外围通向烧嘴砖外。本实用新型设计合理，结构简单，使用方便，采用组合结构，各部分用法兰连接，烧嘴砖和炉墙的连接也用法兰连接，因此烧嘴的维护和更换很方便，烧嘴和炉体的连接也很严密。

Description

空气单蓄热的蓄热式燃烧器
技术领域
本发明属于燃料燃烧技术领域，尤其是使用煤气作为燃料的工业炉窑的燃烧装置技术领域。
背景技术
在工业炉技术中，利用炉膛废气的余热加热煤气或助燃空气有两种装置，一类是换热器，另一类是蓄热室。
换热器发明于1828年，其大多数是用金属制造的。工业炉使用换热器，一方面是为了回收废气余热，另一方面是提高燃烧温度。由于当时的金属换热器耐高温性能差，所以空气或煤气的预热温度很低，致使一些炉子的燃烧温度不能满足冶炼工艺的要求。
1858年，威廉·西门子(Willian Siemens)在发明平炉炼钢法的同时，发明了蓄热室。它能够把空气预热到较高的温度。1861年，蓄热室首先用在玻璃窑炉上，并获得专利。接着，它在平炉和高炉上普遍使用。这些炉子使用蓄热室不仅是为了节约燃料，而且更重要的是提高了燃烧温度，以满足工艺的要求。所以，在许多炉子上，蓄热室取代了换热器。
后来，随着金属制造业的发展和金属材料性能的改善，金属换热器再度兴起。由于它结构简单、操作方便，所以凡是在空气预热温度不太高的炉子上，换热器又取代了笨重的蓄热室。只有空气预热温度很高的热风炉、平炉和玻璃熔炉等，蓄热室仍在使用。
1982年，英国Hotwork公司发明了第一对陶瓷蓄热式燃烧器(Regenerative Ceramic Burner，RCB)，并成功地应用于玻璃熔炉上，取得了显著的节能增产效果。这些效果使几乎被淘汰的蓄热室“东山再起”，得到了各工业发达国家的高度重视，很快在加热炉、锻造炉、热处理炉、加热炉等广泛应用。蓄热式燃烧器的出现标志着蓄热式燃烧技术进入了一个新的发展时期。
目前采用的蓄热式燃烧器种类很多，但使用过程中主要存在着一些问题：燃烧过程组织的不好，燃料燃烧不完全，尤其是用于轧钢加热炉时导致的钢坯氧化烧损过大。烧嘴使用过程中容易损坏，尤其是烧嘴中的蓄热体容易在使用过程中被堵塞或损坏，更换不方便。
实用新型内容
针对现有技术的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种空气单蓄热的蓄热式燃烧器，通过合理组织煤气的燃烧过程，提高煤气的燃烧效率。同时通过烧嘴结构的优化设计，保证这种燃烧器在使用过程中维修方便，特别是使用在工作环境比较恶劣的工况下，蓄热体和整个烧嘴的更换都比较方便。
本实用新型的技术方案是：空气单蓄热的蓄热式燃烧器，含有燃烧器本体和烧嘴砖，烧嘴砖上设置有点火孔。所述的燃烧器本体是一个砌有耐火材料内衬的金属腔体，空气蓄热室设置在金属腔体内，其出口与烧嘴砖通过法兰连接为一体；与煤气入口套件连通的煤气通道穿过空气蓄热室上部与烧嘴砖的煤气喷口相连通；与空气蓄热室连通的一次空气通道与着火室成一定角度连通，与空气蓄热室连通的二次空气通道沿着火室外围通向烧嘴砖外。
所述的煤气通道是耐火材料砌成的通道或金属管通道。所述的一次空气通道与着火室中心线之间的角度是0～45°，或以0～45°的旋转角进入着火室。
所述的一次空气通道在着火室的出口是环煤气喷口圆周均匀分布的2至多个。所述的二次空气通道是环着火室圆周均匀分布的2至多个。所述的金属腔体上部和下部由法兰连接。烧嘴砖与炉体由法兰连接。所述的空气蓄热室内的蓄热体是蓄热小球或蜂窝体。
本实用新型设计合理，结构简单，使用方便，采用组合结构，各部分用法兰或其它方式连接，烧嘴砖和炉墙的连接也用法兰连接，因此烧嘴的维护和更换很方便，烧嘴和炉体的连接也很严密。
附图说明
附图1是本实用新型一实施例结构示意图；
附图2是附图1的A向结构示意图。
附图中标记分述如下：1——集气箱；2——空气入口；3——炉栅；4——卸球门；5——蓄热体；6——装球门；7——煤气入口套件；8——煤气通道；9——隔热材料；10——耐火材料；11——(烧嘴砖与烧嘴本体连接)法兰；12——点火孔；13——(烧嘴与炉体连接)法兰；14——烧嘴砖；15——着火室；16——煤气喷口；17——一次空气通道；18——二次空气通道；19——蓄热室，20——(烧嘴上部与烧嘴下部连接)法兰；21——金属腔体。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。如附图1、2所示，本发明实用新型的单蓄热式燃烧器的下部是空气集气室1，集气室1的侧壁上设置有空气入口2，用于和外部空气管相连接。集气室1的上部是蓄热室19，蓄热室19外部为钢结构的金属壳体21，金属壳体21内侧砌有用于保温的隔热材料9和耐高温的高温耐火材料10，蓄热室19下部设有炉栅3，蓄热体(蓄热体小球、蜂窝体或其它)5置于炉栅3上。空气蓄热室19的出口设有烧嘴砖14，用于组织煤气和空气的燃烧，烧嘴砖14内设有煤气喷口16、一次和二次空气通道17、18，一次空气通道17出口指向着火室15，二次空气通道18出口指向烧嘴砖外，即炉内。一次和二次空气通道17、18出口环煤气喷口16周向均匀布置，烧嘴砖14上还设有点火孔12，用于蓄热式烧嘴的点火。本实施例中空气蓄热室19上部的煤气通道8为耐火材料通道，用于把煤气入口7和设置于烧嘴砖内的煤气喷口16连接起来。本例采用蓄热体小球作为蓄热体，蓄热室19侧壁上部设有装球门，即入口6，侧壁下部设有卸球门，即出口4，当蓄热体使用一段时间后需要更换或清洗时，可以很方便地把小球从这里装入和卸出。蓄热室19上部和下部设有一对连接法兰20，烧嘴砖14和烧嘴本体设有一对连接法兰11，烧嘴和炉体的连接也用法兰13连接。
煤气经煤气入口7进入煤气通道8经煤气喷口16喷入着火室15。空气经空气入口2进入集气室1，然后进入空气蓄热室19被其中的蓄热小球5加热至高温，高温的空气在空气蓄热室19出口被按比例分为一次空气和二次空气，一次空气经环煤气气流圆周分布的一次空气通道17喷入着火室15着火燃烧，二次空气通过二次空气通道18直接喷向烧嘴砖14外，即炉内，然后与高温的一次燃烧烟气相混合而燃烧。
高温预热后的助燃空气采用二次投入，一次高温预热的助燃空气在烧嘴砖14内与煤气进行强烈的混合，由于空气量不足发生不完全燃烧，二次高温预热的助燃空气通过烧嘴砖外环出口18直接高速喷入炉内，在和一次火焰混合前先与炉内的烟气混合，这样，已经稀释的二次高温预热的助燃空气通过与被一次高温预热助燃空气稀释的燃料的混合，就形成了二级燃烧，从而抑制了火焰中高温区域的温度，同时由于烟气的强烈再循环，进而减少了热NOX的生成。
在蓄热室设置装卸蓄热体5的装卸出入口4、6，可以很方便更换蓄热体5。尤其是在烧嘴使用环境较差的条件下，如熔铝炉、轧钢加热炉的均热段和加热段等使用时，蓄热体5使用一段时间会破碎和变脏，需要换球或清洗球，这时只需要通过设置的装卸出入口4、6操作就可以了，因此很方便。
燃烧器设计采用组合结构，分为燃烧器下部、燃烧器上部和烧嘴砖三部分，各部分用法兰连接20、11，烧嘴砖14和炉墙的连接也用法兰13连接。因此燃烧器在使用过程中可以更换任一部分，烧嘴也可很快地整体更换，同时和炉体的连接也很严密，不漏气。
本实用新型在使用如高炉煤气这类低热值的煤气时，可以将煤气和空气的流程互换，即煤气从空气入口进入蓄热室19被加热至高温，空气从煤气入口进入不预热。

Claims (8)

1、一种空气单蓄热的蓄热式燃烧器，含有燃烧器本体和烧嘴砖，烧嘴砖上设置有点火孔，其特征在于：所述的燃烧器本体是一个砌有耐火材料内衬(9、10)的金属腔体(21)，空气蓄热室(19)设置在金属腔体(21)内，其出口与烧嘴砖(14)通过法兰(11)连接为一体；与煤气入口套件(7)连通的煤气通道(8)穿过空气蓄热室(19)上部与烧嘴砖(14)的煤气喷口(16)相连通；与空气蓄热室(19)连通的一次空气通道(17)与着火室(15)成一定角度连通，与空气蓄热室(19)连通的二次空气通道(18)沿着火室(15)外围通向烧嘴砖(14)外。
2、根据权利要求1所述的空气单蓄热的蓄热式燃烧器，其特征在于：所述的煤气通道(8)是耐火材料砌成的通道或金属管通道。
3、根据权利要求1所述的空气单蓄热的蓄热式燃烧器，其特征在于：所述的一次空气通道(17)与着火室(15)中心线之间的角度是0～45°，或以0～45°的旋转角进入着火室(15)。
4、根据权利要求1所述的空气单蓄热的蓄热式燃烧器，其特征在于：所述的一次空气通道(17)在着火室(15)的出口是环煤气喷口(16)圆周均匀分布的2至多个。
5、根据权利要求1所述的空气单蓄热的蓄热式燃烧器，其特征在于：所述的二次空气通道(18)是环着火室(15)圆周均匀分布的2至多个。
6、根据权利要求1所述的空气单蓄热的蓄热式燃烧器，其特征在于：所述的金属腔体(21)上部和下部由法兰(20)连接。
7、根据权利要求1所述的空气单蓄热的蓄热式燃烧器，其特征在于：烧嘴砖(14)与炉体由法兰(13)连接。
8、根据权利要求1所述的空气单蓄热的蓄热式燃烧器，其特征在于：所述的空气蓄热室(19)内的蓄热体(5)是蓄热小球或蜂窝体。
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