CN85100733B - 顶燃式热风炉的多火孔环形燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种预混多火孔环形陶瓷燃烧器，它主要用于炼铁高炉的热风炉，特别适用于顶燃式热风炉，也可用于其它加热炉。该燃烧器有一个环室，环室上方有一圈均匀分布的火孔，两根焊气管分别与两根助燃空气管在热风炉外连接，煤气与助燃空气在此进行预混。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器附近炉壳发红，高温区开大孔或多开孔及火焰长等问题。
Description
本发明涉及一种多火孔环形燃烧器属于燃烧技术领域。它主要用于炼铁高炉的热风炉，特别适用于顶燃式热风炉，也可用于其它加热炉。
顶燃式热风炉是一种新的炉型结构。本世纪六十年代以来，受到各国冶金工作者的重视和广泛研究，但是，到目前为止，还未广泛用于工业生产，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多火孔环形燃烧器，煤气和助燃空气由炉外的煤气环管和助燃空气环管经环管上的九根煤气支管和九根助燃空气支管分别进入燃烧器的煤气环道和助燃空气环道，然后从煤气环道上方的喷口和助燃空气环道上方的喷口喷出，进入环室内混合，然后在火孔内燃烧。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。
在工业生产中的顶燃式热风炉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愈大。
3.燃烧器的喷口断面积大，而煤气与助燃空气又在燃烧口附近混合，火焰长，而顶燃式热风炉的燃烧室在热风炉的顶部，燃烧空间有限，要求火焰愈短愈好，不然将进入蓄热室内烧坏格子砖。
鉴于存在上述问题，限制了风温的进一步提高，并缩短了热风炉寿命，影响了顶燃式热风炉的发展和推广。
本发明的目的是提供一种可用于热风炉，尤其是顶燃式热风炉上的多火孔环形燃烧器它不仅能克服一般工业生产中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，而且与现有多火孔环形燃烧器相比能改进燃烧性能提高热风炉的气密性和高温区的炉壳强度。
本发明提供的燃烧器是预混多火孔环形燃烧器，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，两根煤气管分别与两根助燃空气管在热风炉外相连接，使煤气与助燃空气在进入燃烧器之前进行预混。两根混合气管对称地置于燃烧器环室的下方，其上端与燃烧器环室的侧壁相连。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。
安装这种燃烧器的顶燃式热风炉，炉顶结构作了相应的改变。燃烧器安装在热风炉的同一轴线上。仅在炉顶底边的边缘上开两个混合气管孔。
烧燃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。
本发明有下列优点：
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，因此边缘气流的流速高几倍。而本发明的顶燃式热风炉，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。
这种顶燃式热风炉的多火孔环形预混陶瓷燃烧器，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;安全可靠。
图1是西德专利1526029顶燃式热风炉的燃烧器示意图。其中（1）炉外煤气环管;（2）炉外助燃空气环管;（3）九根煤气支管;（4）九根助燃空气支管;（5）煤气环道;（6）助燃空气环管;（7）煤气环道喷口;（8）助燃空气环道喷口;（9）环室;（10）火孔。
图2是图1的a-a、b-b、c-c断面图。
图3是某高炉的顶燃式热风炉示意图。其中（27）燃烧器;（11）煤气管;（12）助燃空气管;（13）燃烧室;（23）蓄热室。
图4是图3的d-d断面图。
图5是图3的燃烧器示意图。
图6是本发明的多火孔环形燃烧器的顶燃式热风炉示意图，其中（14）多火孔环形燃烧器;（15）环室;（16）条形火孔;（17）混合气管;（18）助燃空气管;（19）煤气管;（20）拱顶;（21）收缩段;（22）扩散段;（23）蓄热室;（24）烟道;（25）冷风管;（26）热风出口。
图7是图6的e-e断面图。
图8是图6的f-f剖面图。
下面以图6、7、8为例进一步说明本发明。
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），火孔的总面积为环室断面积的50-70%，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，可以是30°-45°交角，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，提高了热风炉的风温、热效率和寿命。将有助于顶燃式热风炉的发展和推广以及旧热风炉的改造。
Claims (3)
1、一种用于热风炉，尤其是顶燃式热风炉的多火孔环形燃烧器，其特征在于：燃烧器的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进行预混合，燃烧器的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，燃烧器安装在热风炉的同一轴线上，仅在热风炉炉顶底边的边缘上开两个混合气管孔。
2、如权利要求1中所述的燃烧器，其特征在于：其燃烧器的火孔总面积为环室断面积的50-70%。
3、如权利要求1、2中所述的燃烧器，其特征在于：燃烧器的两根煤气管和两根助燃空气管分别在热风炉外以30°-45°的交角相连接。
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