CN207035130U - 一种旋切顶燃式热风炉燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋切顶燃式热风炉燃烧器，包括燃烧器壳体、煤气进管、煤气环道、煤气喷口、助燃空气进管、助燃空气环道和助燃空气喷口。所述煤气喷口分两层布置，且位于所述煤气环道的下部；所述助燃空气喷口分两层布置，且位于所述助燃空气环道的上部；所述上层助燃空气喷口至少有3个向上倾斜。煤气和助燃空气分别通过所述煤气喷口和所述助燃空气喷口均匀喷射进燃烧器空腔内，并在燃烧器空腔的下部充分混合后开始燃烧。该旋切顶燃式热风炉燃烧器具有气流混合均匀、燃烧效率高、寿命长的优点。

Description

一种旋切顶燃式热风炉燃烧器

技术领域

本实用新型涉及冶炼设备领域，具体的是一种旋切顶燃式热风炉燃烧器。

背景技术

目前，我国高炉炼铁生产中所采用的顶燃式热风炉种类很多，其主要的缺陷是：1.煤气喷口和助燃空气喷口的位置、尺寸设置不合理，造成气流混合不均匀，火焰燃烧较长，煤气利用率低；2.燃烧器空腔顶部在燃烧末期残留大量的煤气，需要用大量的氮气进行吹扫，且不易吹扫干净，容易产生爆燃。

中国专利CN 2729537Y，公开日期2005年9月28日，公开了一种《旋切式顶燃式热风炉燃烧器》，该燃烧器通过燃烧器上部设置的带旋转角度的煤气喷口和下部设置的直对燃烧器中心的助燃空气喷口，在燃烧器空腔内形成“上旋下切”的煤气和助燃空气混合气流，气体混合较为均匀，在收缩口处形成长度较短的火焰燃烧，较好的克服了上述第1个缺陷。但是，该专利的结构设计还存在以下几点不足：1.煤气喷口与助燃空气喷口在高度上相距较远，造成上部煤气喷口处在燃烧末期易产生爆燃，结构容易损坏；2.煤气喷口和助燃空气喷口均采用水平方向设置，不能解决上述第2个缺陷。

实用新型内容

为了解决燃烧器在燃烧末期残留大量的煤气的问题，本实用新型提供了一种旋切顶燃式热风炉燃烧器，该旋切顶燃式热风炉燃烧器能够使气流混合均匀，具有燃烧效率高、结构稳定性好、寿命长等有益效果。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种旋切顶燃式热风炉燃烧器，包括燃烧器壳体，燃烧器壳体内含有燃烧器内型空腔，燃烧器壳体的侧壁内含有上下设置的煤气环道和助燃空气环道，煤气环道通过上层煤气喷口和下层煤气喷口与燃烧器内型空腔连通，助燃空气环道通过上层助燃空气喷口和下层助燃空气喷口与燃烧器内型空腔连通，上层煤气喷口和下层煤气喷口均与煤气环道的下部连接，上层助燃空气喷口和下层助燃空气喷口均与助燃空气环道的上部连接。

燃烧器壳体为直立的筒状结构，多个上层助燃空气喷口中的一部分为上层倾斜助燃空气喷口，多个上层助燃空气喷口中的另一部分为上层水平助燃空气喷口，上层倾斜助燃空气喷口倾斜设置，上层水平助燃空气喷口水平设置。

所有的上层倾斜助燃空气喷口的一端均与助燃空气环道的上部连通，所有的上层倾斜助燃空气喷口的一端均位于同一高度，所有的上层倾斜助燃空气喷口的另一端与燃烧器内型空腔连通。

所有的上层水平助燃空气喷口均位于同一高度，上层倾斜助燃空气喷口的一端与上层水平助燃空气喷口均位于同一高度。

上层倾斜助燃空气喷口的另一端的高度高于上层倾斜助燃空气喷口的一端的高度，上层倾斜助燃空气喷口的中心线与水平面之间的夹角为10°～80°。

上层倾斜助燃空气喷口的中心线和上层水平助燃空气喷口的中心线均与燃烧器壳体的中心线相交。

上层倾斜助燃空气喷口的数量至少为3个。

多个上层倾斜助燃空气喷口沿燃烧器壳体的周向均匀分布，上层水平助燃空气喷口的数量为上层倾斜助燃空气喷口数量的两倍。

下层助燃空气喷口的数量等于上层倾斜助燃空气喷口的数量和上层水平助燃空气喷口的数量之和。

燃烧器壳体为直立的筒状结构，上层煤气喷口、下层煤气喷口、上层助燃空气喷口和下层助燃空气喷口沿从上向下的方向依次排列，上层煤气喷口和下层煤气喷口喷射方向均偏离燃烧器壳体的中心线。

本实用新型的有益效果是：

1、煤气喷口和助燃空气喷口位置分布合理、气流混合均匀，能够有效的提高拱顶温度，提高煤气利用率，同时也减少了煤气喷口处产生爆燃的可能性。

2、上层助燃空气喷口中至少有3个向上倾斜，有助于燃烧器顶部空腔内残留的煤气被吹扫干净，降低送风初期产生爆燃的风险。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型所述旋切顶燃式热风炉燃烧器的结构示意图。

图2是图1中的沿A-A方向并旋转45°后的剖视图。

图3是图1中的沿B-B方向并旋转45°后的剖视图。

图4是图1中的沿C-C方向并旋转45°后的剖视图。

图5是图1中的沿D-D方向并旋转45°后的剖视图。

图6是图1中的沿E-E方向并旋转45°后的剖视图。

1、煤气进管；2、煤气环道；3、上层煤气喷口；4、下层煤气喷口；5、助燃空气进管；6、助燃空气环道；7、上层助燃空气喷口；8、上层倾斜助燃空气喷口；9、下层助燃空气喷口；10、燃烧器壳体；11、燃烧器内型空腔；12、上层水平助燃空气喷口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种旋切顶燃式热风炉燃烧器，包括燃烧器壳体10，燃烧器壳体10内含有燃烧器内型空腔11，燃烧器壳体10的侧壁内含有上下设置的煤气环道2和助燃空气环道6，煤气环道2通过上层煤气喷口3和下层煤气喷口4与燃烧器内型空腔11连通，助燃空气环道6通过上层助燃空气喷口7和下层助燃空气喷口9与燃烧器内型空腔11连通，上层煤气喷口3和下层煤气喷口4均与煤气环道2的下部连接，上层助燃空气喷口7和下层助燃空气喷口9均与助燃空气环道6的上部连接，如图1所示。

在本实施例中，燃烧器壳体10为直立的筒状结构，多个上层助燃空气喷口7中的一部分为上层倾斜助燃空气喷口8，多个上层助燃空气喷口7中的另一部分为上层水平助燃空气喷口12，上层倾斜助燃空气喷口8倾斜设置，即上层倾斜助燃空气喷口8的中心线相对于水平面倾斜设置，上层水平助燃空气喷口12水平设置，即上层水平助燃空气喷口12的中心线相对于水平面平行，如图1所示。

在本实施例中，所有的上层倾斜助燃空气喷口8的一端均与助燃空气环道6的上部连通，所有的上层倾斜助燃空气喷口8的一端均位于同一高度，所有的上层倾斜助燃空气喷口8的另一端与燃烧器内型空腔11连通。所有的上层水平助燃空气喷口12均位于同一高度，上层倾斜助燃空气喷口8的一端与上层水平助燃空气喷口12均位于同一高度。所有的上层倾斜助燃空气喷口8和所有的上层水平助燃空气喷口12在所述助燃空气环道6上的开孔位置处于同一个标高。

在本实施例中，上层倾斜助燃空气喷口8的另一端的高度高于上层倾斜助燃空气喷口8的一端的高度，即上层倾斜助燃空气喷口8的内侧向上倾斜，上层倾斜助燃空气喷口8的中心线与水平面之间的夹角为10°～80°之间可调。当燃烧末期煤气阀门关闭后，助燃空气通过向上倾斜的上层倾斜助燃空气喷口8进入燃烧器的燃烧器内型空腔11内，将残留于此的煤气吹扫干净，避免送风时产生爆燃。

在本实施例中，上层倾斜助燃空气喷口8的中心线和上层水平助燃空气喷口12的中心线均与燃烧器壳体10的中心线相交。即上层倾斜助燃空气喷口8的中心线和上层水平助燃空气喷口12的中心线均指向燃烧器壳体10的中心线。上层倾斜助燃空气喷口8的数量至少为3个。多个上层倾斜助燃空气喷口8沿燃烧器壳体10的周向均匀分布，上层水平助燃空气喷口12的数量为上层倾斜助燃空气喷口8数量的两倍，如图4至图6所示。

优选上层倾斜助燃空气喷口8的数量至少为6个，6个上层倾斜助燃空气喷口8沿燃烧器壳体10的周向均匀分布，上层水平助燃空气喷口12的数量为12个。下层助燃空气喷口9的数量等于上层倾斜助燃空气喷口8和上层水平助燃空气喷口12的数量之和，上层助燃空气喷口7和下层助燃空气喷口9上下喷口交错布置。

在本实施例中，燃烧器壳体10为直立的筒状结构，上层煤气喷口3、下层煤气喷口4、上层助燃空气喷口7和下层助燃空气喷口9沿从上向下的方向依次排列，如图1所示，上层煤气喷口3和下层煤气喷口4喷射方向均偏离燃烧器壳体10的中心线。多个上层煤气喷口3和多个下层煤气喷口4均沿偏离燃烧器壳体10的周向均匀旋向分布，如图2和图3所示。

另外，煤气环道2连接有煤气进管1，助燃空气环道6连接有助燃空气进管5，上层煤气喷口3和下层煤气喷口4的数量相等，上层煤气喷口3和下层煤气喷口4上下喷口交错布置；所述上层煤气喷口3和所述下层煤气喷口4均水平布置，且与径向成一定角度，如图1至图3所示。

具体的，如图1至图6所示，上层煤气喷口3和下层煤气喷口4均处于所述煤气环道2的下部，上层煤气喷口3和下层煤气喷口4的数量均为18个，水平布置，且与径向成一定角度，上层煤气喷口3和下层煤气喷口4上下交错布置；上层水平助燃空气喷口12的数量为12个，水平布置，且指向燃烧器中心；上层倾斜助燃空气喷口8的数量为6个，向上倾斜，倾斜角度为45°，且指向燃烧器中心；所述下层助燃空气喷口9的数量为18个，水平布置，且指向燃烧器中心；上层助燃空气喷口7和下层助燃空气喷口9上下两层交错布置。

当该燃烧器工作时，煤气从煤气进管1进入所述煤气环道2，再由所述上层煤气喷口3和所述下层煤气喷口4喷入燃烧器的燃烧器内型空腔11内；助燃空气从助燃空气进管5进入所述助燃空气环道6，再由所述上层助燃空气喷口7(由上层倾斜助燃空气喷口8和上层水平助燃空气喷口12组成)和所述下层助燃空气喷口9喷入燃烧器的燃烧器内型空腔11内。

所述上层煤气喷口3和所述下层煤气喷口4喷出的煤气流旋转下行，在中心形成一定的负压区；所述上层助燃空气喷口7和所述下层助燃空气喷口9喷出的助燃空气流以较大的动量直对燃烧器中心冲入旋转下行的煤气流中，减小中心负压区的范围；在燃烧器空腔内形成“上旋下切”的混合气流，旋转的混合气流继续下行，在径向上得到均匀分布。该结构气流混合均匀，能够有效的提高热风炉拱顶温度，提高煤气的利用率。

当燃烧末期煤气阀门关闭后，助燃空气通过向上倾斜的上层倾斜助燃空气喷口8进入燃烧器顶部空腔，将残留于此的煤气吹扫干净；再加上由所述煤气进管1吹入的高压氮气，可将整个燃烧器空腔内残留的煤气吹扫干净，保证送风初期不会产生爆燃现象，增强了燃烧器的结构稳定性，提高了热风炉的使用寿命。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种旋切顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，所述旋切顶燃式热风炉燃烧器包括燃烧器壳体(10)，燃烧器壳体(10)内含有燃烧器内型空腔(11)，燃烧器壳体(10)的侧壁内含有上下设置的煤气环道(2)和助燃空气环道(6)，煤气环道(2)通过上层煤气喷口(3)和下层煤气喷口(4)与燃烧器内型空腔(11)连通，助燃空气环道(6)通过上层助燃空气喷口(7)和下层助燃空气喷口(9)与燃烧器内型空腔(11)连通，上层煤气喷口(3)和下层煤气喷口(4)均与煤气环道(2)的下部连接，上层助燃空气喷口(7)和下层助燃空气喷口(9)均与助燃空气环道(6)的上部连接。

2.根据权利要求1所述的旋切顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，燃烧器壳体(10)为直立的筒状结构，多个上层助燃空气喷口(7)中的一部分为上层倾斜助燃空气喷口(8)，多个上层助燃空气喷口(7)中的另一部分为上层水平助燃空气喷口(12)，上层倾斜助燃空气喷口(8)倾斜设置，上层水平助燃空气喷口(12)水平设置。

3.根据权利要求2所述的旋切顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，所有的上层倾斜助燃空气喷口(8)的一端均与助燃空气环道(6)的上部连通，所有的上层倾斜助燃空气喷口(8)的一端均位于同一高度，所有的上层倾斜助燃空气喷口(8)的另一端与燃烧器内型空腔(11)连通。

4.根据权利要求3所述的旋切顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，所有的上层水平助燃空气喷口(12)均位于同一高度，上层倾斜助燃空气喷口(8)的一端与上层水平助燃空气喷口(12)均位于同一高度。

5.根据权利要求2所述的旋切顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，上层倾斜助燃空气喷口(8)的另一端的高度高于上层倾斜助燃空气喷口(8)的一端的高度，上层倾斜助燃空气喷口(8)的中心线与水平面之间的夹角为10°～80°。

6.根据权利要求2所述的旋切顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，上层倾斜助燃空气喷口(8)的中心线和上层水平助燃空气喷口(12)的中心线均与燃烧器壳体(10)的中心线相交。

7.根据权利要求2所述的旋切顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，上层倾斜助燃空气喷口(8)的数量至少为3个。

8.根据权利要求2所述的旋切顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，多个上层倾斜助燃空气喷口(8)沿燃烧器壳体(10)的周向均匀分布，上层水平助燃空气喷口(12)的数量为上层倾斜助燃空气喷口(8)数量的两倍。

9.根据权利要求2所述的旋切顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，下层助燃空气喷口(9)的数量等于上层倾斜助燃空气喷口(8)的数量和上层水平助燃空气喷口(12)的数量之和。

10.根据权利要求1所述的旋切顶燃式热风炉燃烧器，其特征在于，燃烧器壳体(10)为直立的筒状结构，上层煤气喷口(3)、下层煤气喷口(4)、上层助燃空气喷口(7)和下层助燃空气喷口(9)沿从上向下的方向依次排列，上层煤气喷口(3)和下层煤气喷口(4)喷射方向均偏离燃烧器壳体(10)的中心线。