CN204063048U

CN204063048U - 热交换燃烧设备

Info

Publication number: CN204063048U
Application number: CN201420503562.3U
Authority: CN
Inventors: 王浩; 曹强; 周炜
Original assignee: Huatian Engineering and Technology Corp MCC
Current assignee: Huatian Engineering and Technology Corp MCC
Priority date: 2014-09-02
Filing date: 2014-09-02
Publication date: 2014-12-31
Anticipated expiration: 2024-09-02

Abstract

本实用新型公开一种热交换燃烧设备，至少包括燃烧室以及与该燃烧室连通的蓄热装置，蓄热装置包括内部设有蓄热体的蓄热箱，蓄热箱的一端面与所述燃烧室的内部通过阵列孔结构连通，蓄热箱的另一端面连通一引流腔；在所述引流腔内设有一引流器；引流腔与一接气管连通；所述蓄热箱的内壁上缘面沿气流方向呈台阶结构，蓄热体的上表面与蓄热箱的内壁上缘面相吻合且留有间隙空间。本实用新型通过引流板结构将空气或煤气分为多个流体区域通入蓄热体，避免因气流在蓄热体内沿程阻力不同导致的气体偏流现象；在蓄热箱内壁上缘面设置台阶结构，避免换向燃烧时因烟气“短路”致使蓄热体局部温度过高导致的“过烧”现象；该实用新型采用具有阵列孔的导向砖使空气煤气混合更加均匀、燃烧更加充分。

Description

热交换燃烧设备

技术领域

本实用新型涉及工业炉窖高效燃烧应用技术领域，尤其涉及一种热交换燃烧设备。

背景技术

目前，由于国内冶金、化工、水泥等行业对单座工业炉窑产量的要求日益增高，致使单个燃烧设备的供热能力和设备体积也日趋增大。一方面，空、煤气进入燃烧设备内蓄热体后分布不均匀，而气流自然向阻力较小的通道方向流动，最终致使蓄热体内的气流产生偏流现象。众所周知，蓄热体内偏流现象会使蓄热体四周边缘部分换热效率降低，而阻力较小的中间部分会因温度过高导致蓄热体“过烧”现象，最终表现出蓄热体有效流通面积减少、实际热效率降低、使用寿命变短、炉压偏高等不良现状；另一方面，为了便于蓄热体安装摆放以及考虑蓄热体受热膨胀等因素，故在蓄热体的顶部与蓄热箱内上缘壁面设有8～10mm的安装缝，但是在换向燃烧反向抽烟时，烟气自然向阻力较小的安装缝方向流动，烟气余热未被蓄热体吸收就被排出，排烟温度过高，蓄热体的换热效率大大降低，即：蓄热体“短路”现象；再之，传统的导向砖采用单喷口或双喷口结构形式，使燃烧时空煤气混合不均匀、燃烧不充分、温度均匀性较差，同时容易发生偏流现象。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种高效的热交换燃烧设备。

为达到上述目的，本实用新型所述一种热交换燃烧设备，至少包括燃烧室以及与该燃烧室连通的蓄热装置，所述蓄热装置包括内部设有蓄热体的蓄热箱，所述蓄热箱的一端面与所述燃烧室的内部通过阵列孔结构连通，蓄热箱的另一端面连通一引流腔；在所述引流腔内设有一引流器；所述引流腔与一接气管连通；所述蓄热箱的内壁上缘面沿气流方向呈台阶结构，所述蓄热体的上表面与蓄热箱的内壁上缘面相吻合且留有间隙空间。

优选地，所述引流器由水平设置的两块或两块以上的横板以及将横板间隔连接在一起的竖板构成。

优选地，所述阵列孔结构包括导向砖，在导向砖上设有多行多列孔，每行孔大小均相同，且从中间行向上和向下每行的孔径大小呈递增设置；在所述燃烧室室壁上设有对应导向砖上孔的气孔。

优选地，在所述引流腔上设有一开口，该开口上设有盖板，所述引流器固定在该盖板的内壁上。

优选地，在所述蓄热箱内且位于蓄热体靠近燃烧室的一侧设有挡板砖。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型通过设置引流板结构，将空气(或煤气)分为多个流体区域均匀分布地通入蓄热体，避免了因蓄热体内沿程阻力不同导致的气体偏流现象，蓄热体内偏流现象会使蓄热体四周边缘部分换热效率降低，而阻力较小的中间部分会因温度过高导致蓄热体“过烧”现象，最终表现出蓄热体有效流通面积减少、实际热效率降低、使用寿命变短、炉压偏高等不良现状。与传统工艺技术相比，蓄热体对流换热效率可提高25％左右，蓄热体使用寿命可提高50％左右；

2、在蓄热箱内壁上缘面设置台阶结构，避免了换向燃烧时因烟气“短路”致使蓄热体局部温度过高导致的“过烧”现象，蓄热体使用寿命可提高50％左右，蓄热体的热交换效率可提高30％左右，排烟热损失可降低20％左右；

3、采用多排多列不同口径小孔的导向砖，使气流成多流股状均匀的喷入燃烧室，使空煤气混合更加均匀、燃烧更加充分，燃料利用率可提高20％～30％，燃烧室内温度均匀性可提高50℃左右。

4、燃烧室内温度均匀性的提高，减缓了燃烧室内局部高温区，抑制了“热力型”氮氧化物的生成，燃烧产物中氮氧化物排放量可在原有基础上再减少15％左右。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述热交换燃烧设备的主视剖面图；

图2是本实用新型实施例所述热交换燃烧设备的俯视剖面图；

图3是本实用新型实施例所述导向砖的平面示意图；

图4是本实用新型实施例所述盖板与引流器的连接平面图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的描述。

实施例1：

如图1-2所示，本实用新型实施例所述一种热交换燃烧设备，至少包括燃烧室1以及与该燃烧室连通的蓄热装置。如图1-2中所示，可分为左侧的第一蓄热装置和右侧的第二蓄热装置。其中，第一蓄热装置和第二蓄热装置的结构均相同。首先需要介绍的是，所述蓄热装置包括内部设有蓄热体3的蓄热箱2，所述蓄热箱的一端面与所述燃烧室的内部通过阵列孔结构连通，蓄热箱的另一端面连通一引流腔4；在所述引流腔内设有一引流器；所述引流腔4与一接气管5连通；所述蓄热箱的内壁上缘面沿气流方向呈台阶结构6，所述蓄热体的上表面与蓄热箱的内壁上缘面相吻合且留有间隙空间。该间隙空间是给蓄热体因受热膨胀所预留的空间。

所述蓄热箱与燃烧室的连通其实是通过多个孔洞连通。由于多个孔洞成行成列的排列，故称为阵列孔。而所述阵列孔结构包括导向砖7，在导向砖上设有多行多列孔，每行孔8大小均相同，且从中间行向上和向下每行的孔径大小呈递增设置；在所述燃烧室室壁上设有对应导向砖上孔的气孔9。蓄热箱的端部紧紧顶在所述导向砖上，使导向砖上的孔与燃烧室室壁上的孔对应贴紧。该阵列孔的设计能够将通过导向砖内的孔喷入燃烧室内的空气或燃气充分混合，以便燃烧均匀。在所述蓄热箱内且位于蓄热体靠近燃烧室的一侧设有挡板砖，用于防止蓄热体紧贴导向砖，以免影响气流的流动。

在所述引流腔内设有引流器，用于将空气或燃气分为多个流体区域均匀分布地通入蓄热体，以避免因蓄热体内沿程阻力不同导致的气体偏流现象。在图1-2中，所述接气管位于引流腔的一侧，以使得接气管进入引流腔内的空气或燃气方向垂直于蓄热箱内的气流方向。因此，在本实施例中所述引流器由水平设置的两块或两块以上的横板12以及将横板间隔连接在一起的竖板13构成。而横板均利用端边固定在引流腔的内壁上，竖板13呈弧形结构，如图2和图4中弧形虚线。该竖板的一端边的延长线指向接气管的中心。弧形设计能够将垂直进入的空气或燃气很好的改变方向，使空气或燃气与通过蓄热体内的气流方向一致。另外，为了方便对引流器的更换，需要对引流腔进行改造。在所述引流腔上设有一开口，该开口上设有盖板11，所述引流器固定在该盖板的内壁上。当需要更换引流器以及蓄热体时，可直接将盖板取下即可。

该热交换燃烧设备执行工作过程中，需按照预定的工作时间周期完成工作。在一个工作时间周期内，分为前半时间周期和后半时间周期。在前半时间周期内，第一蓄热装置的接气管连通空气、燃气供应管路，第二蓄热装置的接气管连通排烟管路。设备装配时，第一蓄热装置可以为两个，一个供应空气，一个供应燃气。两个第一蓄热装置分别向燃烧室内同时供应空气和燃气，空气和燃气通过导向砖的导向作用进入到燃烧室内充分混合，并完成燃烧。燃烧后的烟气通过另一侧设置的第二蓄热装置排入到排烟管路。在这里，连接排烟管路的第二蓄热装置也可以为两个，烟气通过导向砖、蓄热体，最终从接气管排入排烟管路。高温的烟气的余热经过蓄热体后被吸收，蓄热体最终完成热交换过程。在后半时间周期内，通过转换阀门可以将第一蓄热装置的接气管进行切换以连接到排烟管路，将第二蓄热装置的接气管进行切换以连接到空气、燃气供应管路。两个第二蓄热装置的接气管分别连接到空气、燃气的进气口，以实现第二蓄热装置提供空气或燃气，第一蓄热装置的接气管连接排烟管路以实现烟气余热回收及排放。由于在前半时间周期内，第二蓄热装置的蓄热体吸收了烟气的余热，因此，当第二蓄热装置提供的空气或燃气进行到各自的蓄热体时，空气或燃气吸收蓄热体内的余热，完成热交换及燃烧过程。

由于在蓄热体的顶部与蓄热箱内上缘表面设有8～10mm的安装缝，在抽烟时，烟气自然向阻力较小的安装缝方向流动，烟气余热未被蓄热体吸收就被排出，排烟温度过高，蓄热体的换热效率大大降低，即：蓄热体“短路”现象。为解决这个问题，在所述蓄热箱的内壁上缘面沿气流方向呈台阶结构。由于台阶的阻挡，增加了该处的局部阻力，其烟气沿着气流方向行走时，气流自然会向局部阻力较小的蓄热体中心处流动，减少了热损失，提高了换热效率。

本实用新型通过设置引流板结构，将空气(或煤气)分为多个流体区域通入蓄热体，避免了因气流在蓄热体内沿程阻力不同导致的气体偏流现象，有效减小了气体流动阻力、提高了蓄热体对流换热效率、提高蓄热体使用寿命；该实用新型在蓄热箱内壁上缘面设置台阶结构，避免了在换向燃烧反向抽烟时，烟气自然向阻力较小的安装缝方向流动，烟气余热未被蓄热体吸收就被排出，排烟温度过高，蓄热体的换热效率大大降低；该实用新型采用多排多列不同口径的小孔的导向砖结构，不仅可以使气流成多流股状均匀的喷入燃烧室，同时可以在换向燃烧反向抽烟时，烟气较为均匀的流入蓄热体，减弱了气体偏流现象，提高了蓄热体热效率，使空煤气混合更加均匀、燃烧更加充分、提高了燃料利用率以及燃烧室内温度均匀性。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims

1.一种热交换燃烧设备，其特征在于，至少包括燃烧室以及与该燃烧室连通的蓄热装置，所述蓄热装置包括内部设有蓄热体的蓄热箱，所述蓄热箱的一端面与所述燃烧室的内部通过阵列孔结构连通，蓄热箱的另一端面连通一引流腔；在所述引流腔内设有一引流器；所述引流腔与一接气管连通；所述蓄热箱的内壁上缘面沿气流方向呈台阶结构，所述蓄热体的上表面与蓄热箱的内壁上缘面相吻合且留有间隙空间。

2.根据权利要求1所述的热交换燃烧设备，其特征在于，所述引流器由水平设置的两块或两块以上的横板以及将横板间隔连接在一起的竖板构成。

3.根据权利要求1所述的热交换燃烧设备，其特征在于，所述阵列孔结构包括导向砖，在导向砖上设有多行多列孔，每行孔大小均相同，且从中间行向上和向下每行的孔径大小呈递增设置；在所述燃烧室室壁上设有对应导向砖上孔的气孔。

4.根据权利要求1所述的热交换燃烧设备，其特征在于，在所述引流腔上设有一开口，该开口上设有盖板，所述引流器固定在该盖板的内壁上。

5.根据权利要求1所述的热交换燃烧设备，其特征在于，在所述蓄热箱内且位于蓄热体靠近燃烧室的一侧设有挡板砖。