CN203653597U - 一种旋流内混合后上喷蓄热体助燃的无焰燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及旋流内混合后上喷蓄热体助燃的无焰燃烧装置，有效解决煤气与空气混合速率低、燃烧强度低的问题，结构是，燃烧室墙体内有助燃陶瓷多孔体，燃烧室墙体和其下部的燃烧器墙体连成一体，燃烧器墙体内有助燃陶瓷多孔体的下部，燃烧器墙体上有煤气进气管和空气进气管，煤气进气管和空气进气管分别砌筑在煤气分配环道与空气分配环道，煤气分配环道的内侧环墙上均布有煤气喷嘴通道，空气分配环道上有空气喷嘴通道，煤气与空气预混合环道上部有预混气喷口，燃烧室墙体的顶部有热风出口管，燃烧器墙体的下部圆筒体内侧有与热风炉圆筒墙体外侧连接的阶梯缝式迷宫密封连接结构，本实用新型高效、高温、均速、高热强度，减少环境污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及热风炉，特别是用于为高炉提供高温鼓风的一种旋流内混合后上喷蓄热体助燃的无焰燃烧装置。
背景技术
当前，高炉热风炉从节能降耗上考虑要求在燃烧低热值高炉煤气下获得高性能和高风温，而最终达到高效、节能、环保、增产的目的。为此，在热风炉中必须实现优化的燃烧过程与强化的传热过程相结合炉内过程。这就涉及到燃烧装置的结构、蓄热体结构与布置、以及气流流场的组织。纵观目前使用的各种热风炉,其气体燃烧装置均以煤气与空气在燃烧空间中混合、预热、着火燃烧模式为主，这种模式总是存在混合不均、燃烧不完全、燃烧室空间大、燃烧器结构复杂等问题；而燃烧室与蓄热室中的气流组织安排不当（流速选择、气流分配与控制、旋流与回流状态的应用等），导致燃烧室中燃烧气流的特征变化大、气流不稳定、燃烧强度低，进而引起蓄热室中气流分布不均，降低传热效果与蓄热体的利用率；由于蓄热体的结构与布置均难以按照流场结构和负荷状态选取，从而整体影响热风炉的性能和实际使用效果。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本实用新型之目的就是提供一种旋流内混合后上喷蓄热体助燃的无焰燃烧装置，可有效解决煤气与空气混合速率低、混合不均匀，燃烧强度低、燃烧温度低、燃烧不完全、燃烧室空间大和燃烧器结构复杂的问题。
本实用新型解决的技术方案是，包括燃烧室墙体、燃烧室、热风出口管，燃烧器墙体、煤气进气管、空气进气管、煤气分配环道、空气分配环道、煤气喷嘴通道、空气喷嘴通道、煤气与空气预混合环道和预混气喷口，燃烧室墙体是球形拱顶状，其内锥形堆放有助燃陶瓷多孔体的上部，燃烧室墙体和其下部的圆筒体状的燃烧器墙体连成一体，燃烧器墙体内的空间堆放有助燃陶瓷多孔体的下部，燃烧器墙体的圆筒体上垂直其轴线对应布置有煤气进气管和空气进气管，煤气进气管和空气进气管，分别垂直或倾斜连接砌筑在燃烧器墙体内的煤气分配环道与空气分配环道，煤气分配环道的内侧环墙上，环形均布有多个矩形截面的煤气喷嘴通道，其离开煤气分配环道的内侧环墙后，以水平倾斜角度进入煤气与空气预混合环道，空气分配环道的内侧环墙上环形均布有多个矩形截面的空气喷嘴通道，空气喷嘴通道离开空气分配环道的内侧环墙后，转折向上垂直进入煤气与空气预混合环道的底部，煤气与空气预混合环道为矩形截面，上部设置水平周向均布的预混气喷口，燃烧室墙体的顶部上轴线位置上，设有垂直其轴线的热风出口管，燃烧器墙体的下部圆筒体内侧设置有与热风炉圆筒墙体外侧连接的阶梯缝式迷宫密封连接结构。
本实用新型结构新颖独特，是在现有热风炉用燃烧装置的创新，能有效实现热风炉的高效、高温、均速、高热强度、且安全与稳定地运行，继而达到节省燃料、节约投资、降低废气温度与有害气体的排放量、减少环境污染的良好效果。
附图说明
图1为本实用新型的剖面主视图。
图2为本实用新型图1中A-A截面图。
图3为本实用新型图1中B-B截面图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。
如图1、图2及图3所示，本实用新型包括燃烧室墙体、燃烧室、热风出口管，燃烧器墙体、煤气进气管、空气进气管、煤气分配环道、空气分配环道、煤气喷嘴通道、空气喷嘴通道、煤气与空气预混合环道和预混气喷口，燃烧室墙体1a是球形拱顶状，其内锥形堆放有助燃陶瓷多孔体的上部10a，燃烧室墙体1a和其下部的圆筒体状的燃烧器墙体1b连成一体，燃烧器墙体1b内的空间堆放有助燃陶瓷多孔体的下部10b，燃烧器墙体1b的圆筒体上垂直其轴线对应布置有煤气进气管3和空气进气管4，煤气进气管3和空气进气管4，分别垂直或倾斜连接砌筑在燃烧器墙体内的煤气分配环道5与空气分配环道6，煤气分配环道5的内侧环墙上，环形均布有多个矩形截面的煤气喷嘴通道7，其离开煤气分配环道5的内侧环墙后，以水平倾斜角度进入煤气与空气预混合环道9，空气分配环道6的内侧环墙上环形均布有多个矩形截面的空气喷嘴通道8，空气喷嘴通道8离开空气分配环道6的内侧环墙后，转折向上垂直进入煤气与空气预混合环道9的底部，煤气与空气预混合环道9为矩形截面，上部设置水平周向均布的预混气喷口9a，燃烧室墙体1a的顶部上轴线位置上，设有垂直其轴线的热风出口管12，燃烧器墙体1b的下部圆筒体内侧设置有与热风炉圆筒墙体外侧连接的阶梯缝式迷宫密封连接结构11。
所述的燃烧室墙体1a和燃烧器墙体1b均为金属外壳内壁上砌筑耐高温1300℃～1500℃的耐火材料层构成，耐高温的耐火材料层由重质耐火材料低蠕变高铝砖或红柱石高铝砖砌筑的内层、优质轻质耐火材料的外层，以及外层外面的陶瓷纤维棉与喷涂层组合在一起构成，其内锥形堆放的由上部10a、下部10b组成的助燃陶瓷多孔体用高温热震性能好、防粘附的砖形格子堆砌构成，与下部的热风炉的蓄热体格子砖格孔互通。
所述的煤气进气管3和空气进气管4是在金属管内壁上砌筑耐火材料高铝砖或粘土砖构成的圆形通道，煤气进气管3空气进气管4分别设置在燃烧器筒体的上部与下部，煤气进气管3和空气进气管4分别垂直连接在燃烧器墙体1b内的矩形截面的煤气分配环道5和空气分配环道6的外侧环墙上。
所述的煤气分配环道5和空气分配环道6内侧环墙上分别设置有多个环形周向均匀分布的水平接出的煤气喷嘴通道7和空气喷嘴通道8，其截面均为扇形或矩形，煤气喷嘴通道7以水平倾角0～45°从煤气与空气混合环道9的外侧环墙上接入，空气喷嘴通道8从空气分配环道6内侧环墙水平接出后转折向上从煤气与空气混合环道9的底部接入。
所述的煤气与空气预混合环道9其横截面为矩形，上部设置水平沿环道辐射状均布的预混气喷口9a，其横截面为矩形或扇形的扁状缝隙，喷口垂直向上，上述部位的材料均由抗热震性能良好的耐火制品砌筑。
实施时，在燃烧器中煤气与空气通过各自的分配环道内侧引出均布的煤气喷嘴通道7和空气喷嘴通道8，分别从侧面和底部进入煤气与空气预混合环道9，在其中相互混合形成预混气流，由于煤气喷嘴通道7为倾斜接入，会在煤气与空气预混合环道9中形成回旋的预混气流，之后再从环道顶部的预混气喷口9a向上喷出而进入燃烧室2；这样的预混气流（或半预混气流）就成为周向分布较为均匀的上行气流，在经回流高温烟气预热后折返进入堆放在燃烧室中锥形的陶瓷多孔体10中完成燃烧过程；燃烧后的大部分高温烟气向下进入热风炉的蓄热体中；由于这部分回流气流的存在使得整个向下的气流流场易于变得较为均匀。热风炉采用这种流动燃烧方式后，就有效解决了低热值煤气燃烧不稳定、燃烧强度弱、燃烧温度低等关键问题；将煤气与空气间的边混合边燃烧的占用大量燃烧空间的燃烧方式改变为这种环道内旋流混合、槽形喷嘴扁平射流均匀垂直上喷经回流预热燃烧的方式，以及燃烧室助燃多孔体的应用，既提高了燃烧的完全程度又缩小了燃烧室空间，且借助气流上行折返形成的一部分处在助燃陶瓷多孔体中的回流涡旋，既能实现火焰(燃烧)的稳定又能达到强化预热煤气与空气预混气流而提高局部燃烧温度的目的。因此，相对于采用其他气体燃烧装置的热风炉而言，由于本实用新型提出的燃烧装置是通过预混合环道混合而实现快速预混、助燃多孔体中回流预热稳焰与高强度燃烧，以及均匀进入蓄热体中气流分布有利于实现热风炉蓄热室中的高效率传热，这就能极大地改善采用本燃烧装置的热风炉的热工性能，使得热风炉能在燃烧低热值煤气的条件下，在煤气与空气均不预热的条件下，具备了高效、高风温、与节能环保的功能。此外，结构的进一步的简化与紧凑不仅会带来了投资费用的节省，也为热风炉结构的稳定提供了基础条件。
Claims (5)
1.一种旋流内混合后上喷蓄热体助燃的无焰燃烧装置，包括燃烧室墙体、燃烧室、热风出口管，燃烧器墙体、煤气进气管、空气进气管、煤气分配环道、空气分配环道、煤气喷嘴通道、空气喷嘴通道、煤气与空气预混合环道和预混气喷口，其特征在于，燃烧室墙体（1a）是球形拱顶状，其内锥形堆放有助燃陶瓷多孔体的上部（10a），燃烧室墙体（1a）和其下部的圆筒体状的燃烧器墙体（1b）连成一体，燃烧器墙体（1b）内的空间堆放有助燃陶瓷多孔体的下部（10b），燃烧器墙体（1b）的圆筒体上垂直其轴线对应布置有煤气进气管（3）和空气进气管（4），煤气进气管（3）和空气进气管（4），分别垂直或倾斜连接砌筑在燃烧器墙体内的煤气分配环道（5）与空气分配环道（6），煤气分配环道（5）的内侧环墙上，环形均布有多个矩形截面的煤气喷嘴通道（7），其离开煤气分配环道（5）的内侧环墙后，以水平倾斜角度进入煤气与空气预混合环道（9），空气分配环道（6）的内侧环墙上环形均布有多个矩形截面的空气喷嘴通道（8），空气喷嘴通道（8）离开空气分配环道（6）的内侧环墙后，转折向上垂直进入煤气与空气预混合环道（9）的底部，煤气与空气预混合环道（9）为矩形截面，上部设置水平周向均布的预混气喷口（9a），燃烧室墙体（1a）的顶部上轴线位置上，设有垂直其轴线的热风出口管（12），燃烧器墙体（1b）的下部圆筒体内侧设置有与热风炉圆筒墙体外侧连接的阶梯缝式迷宫密封连接结构（11）。
2.根据权利要求1所述的旋流内混合后上喷蓄热体助燃的无焰燃烧装置，其特征在于，所述的燃烧室墙体（1a）和燃烧器墙体（1b）均为金属外壳内壁上砌筑耐高温1300℃～1500℃的耐火材料层构成，耐高温的耐火材料层由重质耐火材料低蠕变高铝砖或红柱石高铝砖砌筑的内层、优质轻质耐火材料砌筑的外层，以及外层外面的陶瓷纤维棉与喷涂层组合在一起构成，其内锥形堆放的由上部（10a）、下部（10b）组成的助燃陶瓷多孔体用高温热震性能好、防粘附的砖形格子堆砌构成，与下部的热风炉的蓄热体格子砖格孔互通。
3.根据权利要求1所述的旋流内混合后上喷蓄热体助燃的无焰燃烧装置，其特征在于，所述的煤气进气管（3）和空气进气管（4）是在金属管内壁上砌筑耐火材料高铝砖或粘土砖构成的圆形通道，煤气进气管（3）空气进气管（4）分别设置在燃烧器筒体的上部与下部，煤气进气管（3）和空气进气管（4）分别垂直连接在燃烧器墙体（1b）内的矩形截面的煤气分配环道（5）和空气分配环道（6）的外侧环墙上。
4.根据权利要求1所述的旋流内混合后上喷蓄热体助燃的无焰燃烧装置，其特征在于，所述的煤气分配环道（5）和空气分配环道（6）内侧环墙上分别设置有多个环形周向均匀分布的水平接出的煤气喷嘴通道（7）和空气喷嘴通道（8），其截面均为扇形或矩形，煤气喷嘴通道（7）以水平倾角0～45°从煤气与空气混合环道（9）的外侧环墙上接入，空气喷嘴通道（8）从空气分配环道（6）内侧环墙水平接出后转折向上从煤气与空气混合环道（9）的底部接入。
5. 根据权利要求1所述的旋流内混合后上喷蓄热体助燃的无焰燃烧装置，其特征在于，所述的煤气与空气预混合环道（9）其横截面为矩形，上部设置水平沿环道辐射状均布的预混气喷口（9a），其横截面为矩形或扇形的扁状缝隙，喷口垂直向上。
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| CN104962677A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-10-07 | 陈维汉 | 一种蓄热体中煤气与空气旋流卷吸预混燃烧的热风炉 |
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