一种煤气抽吸烟气预热空气格栅喷射预混的燃烧器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及煤气抽吸烟气预热空气格栅喷射预混的燃烧器，有效解决煤气空气混合速率低、不均匀，燃烧强度低、温度低、不完全、燃烧室空间大和燃烧器结构不合理的问题，燃烧室墙体上的煤气和空气进气管连煤气与空气分配通道，煤气分配通道上的煤气引射喷管与烟气吸入口、煤气空气预混合通道连通，烟气吸入口连通燃烧室墙体内的燃烧室，空气分配通道顶部的空气格栅喷嘴和煤气空气预混合通道连接，煤气空气预混合通道和与燃烧室连通，煤气空气预混合通道上部的燃烧室墙体内壁上有上喷气流阻挡圈，燃烧室墙体上部有热风出口管，本实用新型燃烧强度高，燃烧均匀，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。
【专利说明】一种煤气抽吸烟气预热空气格栅喷射预混的燃烧器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及高炉热风炉的燃烧器，特别是用于为高炉提供高温鼓风的一种煤气抽吸烟气预热空气格栅喷射预混的燃烧器。
【背景技术】
[0002]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，尤其是燃烧器的结构与性能对热风炉的影响尤为关键。纵观目前使用的各种高炉热风炉的燃烧器，都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、燃烧器结构选择不当等问题；这就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。因此，随着人们对燃烧、传热传质、以及流体流动的理论及其应用技术认识的提高和应用实践的深入，以及炼铁工艺对于稳定高风温的需求和冶金行业高效、节能与环保的重视，对热风炉领域内的燃烧器的燃烧强度与燃烧均匀性上的结构改进势在必行。
【发明内容】
[0003]针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本实用新型提供一种煤气抽吸烟气预热空气格栅喷射预混的燃烧器，有效解决煤气与空气混合速率低、不均匀，燃烧强度低、温度低、不完全、燃烧室空间大和燃烧器结构不合理的问题。
[0004]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，煤气进气管、空气进气管、煤气分配通道、空气分配通道、煤气引射喷管、空气格栅喷嘴、烟气吸入口、煤气空气预混合通道和上喷气流阻挡圈，燃烧室墙体是由上部半球形拱顶与下部圆筒体连成一体构成，燃烧室墙体的内部空间为燃烧室，燃烧室墙体的圆筒体外壁上从上到下错开布置有垂直于圆筒体的空气进气管和煤气进气管，煤气进气管和空气进气管分别垂直连接砌筑在燃烧室墙体内的煤气分配通道与空气分配通道，煤气分配通道的内侧墙上沿通道均布有多个向上延伸的煤气引射喷管，煤气引射喷管为先收缩后扩散结构，纵截面最小处与烟气吸入口连通，同时向上与煤气空气预混合通道的底部连通，烟气吸入口连通燃烧室，空气分配通道的顶部沿通道布置有空气格栅喷嘴，空气格栅喷嘴由多层周向布置、相间排列的孔隙通道构成，垂直或水平倾斜和煤气空气预混合通道的外侧墙体连接，煤气空气预混合通道的顶部开口和与燃烧室连通，煤气空气预混合通道上部的燃烧室墙体内壁上有上喷气流阻挡圈，燃烧室墙体的圆筒体上部有和煤气空气预混合通道相连通的热风出口管。
[0005]本实用新型是在现有热风炉燃烧器结构基础上所做的改进与创新，以煤气抽吸烟气回流预热与空气格栅喷射的预混通道内混合的燃烧装置设计，有效实现热风炉燃烧装置的快速均匀混合与高强度回流预热，有效提高了燃烧强度与燃烧的均匀性。在热风炉上采用这种燃烧器就能保证热风炉在安全与稳定前提下的高效、高热强度与高送风温度的运行，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。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为本实用新型的剖面主视图。
[0007]图2为本实用新型图1的A-A截面图。
[0008]图3为本实用新型图1的B-B截面图。
[0009]图4为本实用新型图1上的C向视图。
【具体实施方式】
[0010]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作详细说明。
[0011]如图1、图2、图3及图4所示，本实用新型包括燃烧室墙体1、燃烧室2、热风出口管11，煤气进气管3、空气进气管4、煤气分配通道5、空气分配通道6、煤气引射喷管7、空气格栅喷嘴8、烟气吸入口 9、煤气空气预混合通道1b和上喷气流阻挡圈10a，燃烧室墙体I是由上部半球形拱顶与下部圆筒体连成一体构成，燃烧室墙体的内部空间为燃烧室2，燃烧室墙体I的圆筒体外壁上从上到下错开布置有垂直于圆筒体的空气进气管4和煤气进气管3，煤气进气管3和空气进气管4分别垂直连接砌筑在燃烧室墙体内的煤气分配通道5与空气分配通道6，煤气分配通道5的内侧墙上沿通道均布有多个向上延伸的煤气引射喷管7，煤气引射喷管7为先收缩后扩散结构，纵截面最小处与烟气吸入口 9连通，同时向上与煤气空气预混合通道1b的底部连通，烟气吸入口 9连通燃烧室2，空气分配通道6的顶部沿通道布置有空气格栅喷嘴8，空气格栅喷嘴由多层周向布置、相间排列的孔隙通道构成，垂直或水平倾斜和煤气空气预混合通道1b的外侧墙体连接，煤气空气预混合通道1b的顶部开口和与燃烧室2连通，煤气空气预混合通道上部的燃烧室墙体内壁上有上喷气流阻挡圈10a，燃烧室墙体的圆筒体上部有和煤气空气预混合通道相连通的热风出口管11。
[0012]所述的燃烧室墙体I为金属外壳内壁上砌筑耐高温1300°C?1500°C的耐火材料层构成，耐高温的耐火材料层由抗热震性强的红柱石高铝砖或堇青石-莫来石砖构成的内层、轻质耐火材料构成的外层，以及外层外面的陶瓷纤维棉与喷涂层由内至外依次组合在一起构成的复合结构。
[0013]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高铝砖或粘土砖构成的圆形通道，分别与煤气进气管和空气进气管相连接的煤气分配通道5和空气分配通道6是由红柱石高铝砖砌筑成的矩形通道。
[0014]所述的煤气引射喷嘴7为缩放形的喷管结构，收缩的方向为径向，扩张的方向为周向，横截面为矩形或扇形，缩放形的收缩段内侧墙与烟气吸入口 9的一个端口相连通，烟气吸入口 9另一个端口连通燃烧室2，矩形截面的烟气吸入口 9的水平倾角为O?45°。
[0015]所述的空气格栅喷嘴8以水平倾角O?45°和煤气空气预混合通道1b连通，煤气空气预混合通道1b是由红柱石高铝砖砌筑成的矩形通道。
[0016]所述的燃烧室墙体I的下部为圆筒体，燃烧室墙体内的煤气分配通道、空气分配通道、煤气空气预混合通道均为首尾相接的环形通道。
[0017]实施时，在燃烧器中煤气通过煤气分配通道5的内侧进入均布的煤气引射喷管7，经其缩放形通道的提速降压而吸引高温烟气通过烟气吸入口 9从燃烧室进入煤气引射喷管7中，在此射流扩散混合并进入煤气空气预混合通道1b底部，并在此与空气格栅喷嘴8喷射出的空气流正交相遇而相互快速均匀混合而形成初步预热的预混气流，在向上过程中经上喷气流阻挡圈1a的阻挡而有规律的进入燃烧室2中，在燃烧室中受折返回流的高温烟气进一步预热而着火燃烧，后经燃烧室拱顶折返后离开燃烧室而进入下部的热利用装置。
[0018]本实用新型是在热风炉顶部设置由燃烧室侧墙内的空气分配通道5、煤气分配通道6、煤气弓I射喷管7、空气格栅喷嘴8、烟气吸入口 9a和煤气空气预混合通道1b相互连通构成的燃烧器装置，其独特的燃烧器结构，能实现煤气引射高温烟气而强制性的预热，以及空气格栅喷嘴的孔隙通道喷射，并在煤气空气预混合通道1b中快速且充分预混合，预混气流垂直上行进入燃烧室经折返回流烟气预热而着火燃烧，从而实现引射烟气回流与回流预热的高强度与高稳定性的燃烧。热风炉采用这种煤气引射烟气强制回流预热、煤气与空气间的空隙射流混合、燃烧室回流预热与稳定燃烧的燃烧器后，就能有效解决低热值煤气预混效果差、预热强度低、燃烧不稳定、燃烧温度低等高炉热风炉燃烧过程的关键问题。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通道内引射烟气强制回流预热煤气与格栅孔隙快速强射流预混合，再经垂直向上喷口形成气流折返的回流自预热的燃烧室中高强度燃烧的燃烧，配合燃烧室内堆砌助燃的陶瓷多孔体的高速稳定燃烧与强化燃烧模式(对于高炉热风炉)，既提高了燃烧的完全程度又缩小了燃烧室空间；既能实现火焰(燃烧)的稳定又能达到强化预热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，本实用新型的燃烧装置通过煤气喷射强制烟气回流预热，以及孔隙喷射在预混合通道中实现煤气与空气的快速预热、预混与均混；并通过预混气垂直向上喷口和燃烧室拱顶作用，产生回流自预热效果，借以达到提高火焰稳定性与确保高强度的预混气燃烧。此外，还通过煤气喷射吸引烟气回流导致烟气流产生一定的旋流，可用来调节其下部的热利用装置的烟气流场分布的均匀性，对于高炉热风炉也就是调节进入热风炉蓄热室中的气流分布而实现热风炉蓄热室中的高效与均匀的传热。这就极大地改善了采用此燃烧器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。
【权利要求】
1.一种煤气抽吸烟气预热空气格栅喷射预混的燃烧器，包括燃烧室墙体(I)、燃烧室(2)、热风出口管(11)，煤气进气管(3)、空气进气管(4)、煤气分配通道(5)、空气分配通道(6)、煤气引射喷管(7)、空气格栅喷嘴(8)、烟气吸入口(9)、煤气空气预混合通道(1b)和上喷气流阻挡圈(10a)，其特征在于，燃烧室墙体(I)是由上部半球形拱顶与下部圆筒体连成一体构成，燃烧室墙体的内部空间为燃烧室(2)，燃烧室墙体(I)的圆筒体外壁上从上到下错开布置有垂直于圆筒体的空气进气管(4)和煤气进气管(3)，煤气进气管(3)和空气进气管(4)分别垂直连接砌筑在燃烧室墙体内的煤气分配通道(5)与空气分配通道(6)，煤气分配通道(5)的内侧墙上沿通道均布有多个向上延伸的煤气引射喷管(7)，煤气引射喷管(7)为先收缩后扩散结构，纵截面最小处与烟气吸入口(9)连通，同时向上与煤气空气预混合通道(1b)的底部连通，烟气吸入口(9)连通燃烧室(2)，空气分配通道(6)的顶部沿通道布置有空气格栅喷嘴(8)，空气格栅喷嘴由多层周向布置、相间排列的孔隙通道构成，垂直或水平倾斜和煤气空气预混合通道(1b)的外侧墙体连接，煤气空气预混合通道(1b)的顶部开口和与燃烧室(2)连通，煤气空气预混合通道上部的燃烧室墙体内壁上有上喷气流阻挡圈(10a)，燃烧室墙体的圆筒体上部有和煤气空气预混合通道相连通的热风出口管(11)。
2.根据权利要求1所述的煤气抽吸烟气预热空气格栅喷射预混的燃烧器，其特征在于，所述的燃烧室墙体(I)为金属外壳内壁上砌筑耐高温1300°C?1500°C的耐火材料层构成,耐高温的耐火材料层由抗热震性强的红柱石高铝砖或堇青石-莫来石砖构成的内层、轻质耐火材料构成的外层，以及外层外面的陶瓷纤维棉与喷涂层由内至外依次组合在一起构成的复合结构。
3.根据权利要求1所述的煤气抽吸烟气预热空气格栅喷射预混的燃烧器，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高铝砖或粘土砖构成的圆形通道，分别与煤气进气管和空气进气管相连接的煤气分配通道(5)和空气分配通道(6)是由红柱石高铝砖砌筑成的矩形通道。
4.根据权利要求1所述的煤气抽吸烟气预热空气格栅喷射预混的燃烧器，其特征在于，所述的煤气引射喷嘴(7 )为缩放形的喷管结构，收缩的方向为径向，扩张的方向为周向，横截面为矩形或扇形，缩放形的收缩段内侧墙与烟气吸入口(9)的一个端口相连通，烟气吸入口( 9 )另一个端口连通燃烧室(2 )，矩形截面的烟气吸入口( 9 )的水平倾角为O?45 °。
5.根据权利要求1所述的煤气抽吸烟气预热空气格栅喷射预混的燃烧器，其特征在于，所述的空气格栅喷嘴(8)以水平倾角O?45°和煤气空气预混合通道(1b)连通，煤气空气预混合通道(1b )是由红柱石高铝砖砌筑成的矩形通道。
6.根据权利要求1所述的煤气抽吸烟气预热空气格栅喷射预混的燃烧器，其特征在于，所述的燃烧室墙体(I)的下部为圆筒体，燃烧室墙体内的煤气分配通道、空气分配通道、煤气空气预混合通道均为首尾相接的环形通道。
【文档编号】C21B9/14GK203820823SQ201420239303
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】陈维汉, 陈云鹤, 杨海涛, 张佳鹏 申请人:陈维汉