CN85100733A - 多火孔环形燃烧器及顶燃式热风炉 - Google Patents

Abstract

CA型燃烧器系环形多火孔的预混陶瓷燃烧器，属工业热工及热能利用领域。该燃烧器结构简单，燃烧性能好，火焰短，容积热强度高，将其安装在顶燃式热风炉上，能同时克服目前用于工业生产的顶燃式热风炉存在的燃烧口附近炉壳发红、高温区开大孔或多开孔及火焰长等问题，延长热风炉的寿命。

安装这种燃烧器的顶燃式热风炉，由于炉顶结构的改变，其蓄热室内可获得均匀的气流分布，从而提高热风炉的热效率。

Description

CA型燃烧器属于工业热工及热能利用领域，更确切地说属于燃烧技术，主要用于顶燃式热风炉，也可用于其它加热炉。

使用CA型燃烧器的顶燃式热风炉属于工业热工及炼铁领域，主要用于加热高炉的热风，也可用于加热其它气体。

顶燃式热风炉是一种新的炉型结构。六十年代以来，受到各国冶金工作者的重视和广泛研究。但是，到目前为止，国外还未用于工业生产，原因之一就是大型短焰陶瓷燃烧器尚处在研究阶段，如西德专利1526029叙述的顶燃式热风炉采用的环形多火孔陶瓷燃烧器，见图1。煤气和助燃空气由炉外的煤气环管〔1〕和助燃空气环管〔2〕经环管〔1〕、〔2〕上的九根煤气支管〔3〕和九根助燃空气支管〔4〕分别进入燃烧器的煤气环道〔5〕和助燃空气环道〔6〕，然后从煤气环道上方的喷口〔7〕和助燃空气环道上方的喷口〔8〕喷出，入环室〔9〕内混合在火孔〔10〕内燃烧。这种燃烧器结构复杂，有两个环道，一个环室，在工业生产中施工难度较大，难于保证环道的气密性，也就难于保证煤气燃烧时的空气配比和火孔速度，从而影响燃烧器的燃烧性能。与此同时，还要在热风炉炉顶底边的边缘上开九个煤气支管孔和九个助燃空气支管孔，这就降低了热风炉的气密性和高温区的炉壳强度。

在工业生产中的1327米³高炉的顶燃式热风炉，见图3。由于燃烧器结构不适合顶燃式热风炉的要求，出现了以下三个问题：

1.燃烧器〔27〕横向安装于热风炉的顶部，由于燃烧器与热风炉的膨胀和收缩方向不一致，将燃烧口附近的砖衬拉裂，出现窜气，导致燃烧口附近的炉壳发红。

2.热风炉有几个燃烧器就要在炉顶高温区开几个孔，孔开得愈多、愈大，影响砖衬和炉壳的强度就愈大。

3.从图5可以看出，燃烧器的喷口断面积大，而煤气〔11〕与助燃空气〔12〕又在燃烧口附近混合，火焰长，而顶燃式热风炉的燃烧室〔13〕在热风炉的顶部，燃烧空间有限，要求火焰愈短愈好，不然将进入蓄热室〔23〕内烧坏格子砖。

鉴由存在上述问题，限制了风温的进一步提高，並缩短了热风炉寿命，影响了顶燃式热风炉的发展和推广。

本发明的目的是将这种燃烧器用于顶燃式热风炉上，克服1327米³高炉的顶燃式热风炉存在的燃烧口附近炉壳发红、高温区开大孔或多开孔及火焰长等缺陷，进一步提高风温、热效率和寿命，促进顶燃式热风炉的发展和推广。

本发明提供的环形燃烧器用耐火材料制成，它有一个环室，在环室的上方有一圈均匀分布的火孔，两根煤气管分别在热风炉外一定的交角与两根助燃空气管相连接，使煤气与助燃空气在进入燃烧器之前进行预混，混合后的气体经两根混合气管进入燃烧器的环室，然后从火孔喷出燃烧。

为了在顶燃式热风炉上安装这种燃烧器，热风炉的顶部结构作了相应的改变，改变后的炉型结构见图6。炉顶高温区仅开两个混合气管孔。

燃烧后的高温烟气上升至拱顶，然后从拱顶返下，经收缩段和扩散段进入蓄热室，至烟道。需要加热的冷风由冷风管道进入蓄热室。加热后经炉顶的热风出口至热风管道送入高炉。

本发明具有下列优点：

-这种环形多火孔预混陶瓷燃烧器结构简单;火焰短;空气过剩系数小;煤气调节范围广，未出现回火、脱火及振动现象;容积热强度高。

-燃烧器与热风炉安装在同一轴线上，避免了由于燃烧器与热风炉胀缩方向不一致而产生燃烧口附近炉壳发红的问题。

-不论在多大的顶燃式热风炉上安装这种燃烧器，只在炉顶底边的边缘上开两个孔，从而提高了热风炉高温区砖衬和炉壳的强度，将有利于提高风温和延长热风炉寿命。

-横向安装燃烧器的顶燃式热风炉，由于燃烧后的高温烟气成切线方向进入蓄热室，因此边缘气流较中心气流的流速高几倍。而安装本发明的燃烧器的顶燃式热风炉，由于燃烧后的高温烟气从拱顶返下，经收缩段和扩散段进入蓄热室，所以蓄热室的气流分布均匀，提高了热风炉的热效率。

图1.西德专利1526029顶燃式热风炉的燃烧器示意图。

图2.a-a、b-b、c-c断面图。

图3.1327米³高炉的顶燃式热风炉示意图。

图4.d-d断面图。

图5.燃烧器示意图。

图6.CA型燃烧器及其顶燃式热风炉示意图。

图7.e-e断面图。

图8.f-f剖面图。

用耐火材料制成的环形燃烧器〔14〕包括环室〔15〕，在环室的上方有一圈均匀分布的条形火孔〔16〕，在环室的下方有二根对称布置的混合气管〔17〕，其上端与环室〔15〕的侧壁相连，助燃空气管〔18〕与煤气管〔19〕在炉外以一定的交角相连，然后再与混合气管〔17〕连接。

煤气在进入燃烧器之前与助燃空气混合。混合后的气体经两根混合气管〔17〕进入环室〔15〕，混合气得到进一步混匀，然后从火孔〔16〕喷出燃烧，燃烧后的高温烟气上升至拱顶〔20〕，然后由拱顶返下，经收缩段〔21〕和扩散段〔22〕进入蓄热室〔23〕，至烟道〔24〕。

冷风由冷风管〔25〕进入蓄热室〔23〕，加热后经热风出口〔26〕至热风管道送入高炉。

本发明不仅能解决目前用于工业生产的顶燃式热风炉存在的燃烧口附近炉壳发红、高温区开大孔或多开孔及火焰不够短等问题，还改善了热工性能，将有助于顶燃式热风炉的发展和推广。

注：CA型燃烧器系环形多火孔的预混陶瓷燃烧器。

Claims (4)

1、用耐火材料制成的环形多火孔陶瓷燃烧器，有一个混合气环室，在环室的上方有一圈均匀分布的火孔，发明的特征在于，为了使煤气与助燃空气能得到预先混合和减少通入热风炉的煤气管及助燃空气管的根数，两根煤气管分别与两根助燃空气管在热风炉外相连接，煤气与助燃空气在此得到混合，两根混合气管与燃烧器环室相连。混合后的气体经两根混合气管进入燃烧器的环室，再一步混匀，然后从环室上方的火孔喷出燃烧。

2、如权利要求1中所述的燃烧器，其特征在于两根煤气管和两根助燃空气管分别在热风炉外以一定的交角相连接，使煤气与助燃空气在进入燃烧器之前得到混合，混合后的气体进入两根混合气管。

3、如权利要求1中所述的燃烧器，其特征在于两根混合气管，对称地置于燃烧器环室的下方，其上端与环室的侧壁相连。

4、顶燃式热风炉包括炉顶燃烧室，燃烧器，收缩段，扩散段，蓄热室，燃烧器安装在炉顶燃烧室内，並安装在热风炉的同一轴线上，本发明的特征在于，炉顶高温区不开燃烧孔和热风炉炉顶底边的边缘上不开数个煤气管孔及助燃空气管孔，仅开两个混合气管孔，起到提高炉顶高温区砖衬和炉壳强度的作用。

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