一种煤气与空气格栅预混引射抽气预热燃烧的燃烧器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及煤气与空气格栅预混引射抽气预热燃烧的燃烧器，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，燃烧室墙体内为燃烧室，燃烧室墙体上的空气和煤气进气管分别连空气与煤气分配通道，煤气和空气分配通道间有煤气空气预混格栅，煤气空气预混格栅和预混气引射通道连通，预混气引射通道弯曲向上，在最窄处与烟气吸入口连通，烟气吸入口和燃烧室连通，预混气引射通道顶部有预混气流方向调节喷口，燃烧室墙体上有热风出口管，本实用新型是安全、稳定、高热强度与高送风温度运行，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】一种煤气与空气格栅预混引射抽气预热燃烧的燃烧器
【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热风炉用的一种煤气与空气格栅预混引射抽气预热燃烧的燃烧器。
【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、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与空气格栅预混弓I射抽气预热燃烧的燃烧器，可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]本实用新型采用的技术方案是，包括燃烧室墙体、燃烧室，空气进气管、煤气进气管、空气分配通道、煤气分配通道、煤气空气预混格栅、预混气引射通道、烟气吸入口和预混气流方向调节喷口，燃烧室墙体是由上部拱顶与下部垂直筒形墙体连接在一起构成，燃烧室墙体的内部空间为燃烧室，燃烧室墙体的筒形墙体上垂直其轴线从下到上错开布置有空气进气管和煤气进气管，空气进气管和煤气进气管分别垂直连接砌筑在燃烧室墙体内的空气分配通道与煤气分配通道，煤气分配通道的底部和空气分配通道的顶部之间有煤气空气预混格栅，煤气空气预混格栅和预混气引射通道的进口连通，预混气引射通道的出口弯曲向上，纵截面呈先收缩后扩大的缩放形结构，在缩放形结构的最窄处与烟气吸入口的一个端口相连通，烟气吸入口的另一端和燃烧室相连通，预混气引射通道的顶部有多个均匀排列的连通燃烧室的预混气流方向调节喷口，燃烧室墙体上部垂直连接有置于煤气分配通道上部的热风出口管。
[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，格栅式的煤气与空气的预混混方式结合喷射抽吸式的烟气回流预热的燃烧装置设计，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稳定性。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中A-A截面图。
[0008]图3为本实用新型图1中B-B截面图。
[0009]图4为本实用新型图1中C向局部视图。
【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，包括燃烧室墙体1、燃烧室2，空气进气管3、煤气进气管4、空气分配通道5、煤气分配通道6、煤气空气预混格栅7、预混气引射通道8、烟气吸入口 9和预混气流方向调节喷口 10，燃烧室墙体I是由上部拱顶与下部垂直筒形墙体连接在一起构成，燃烧室墙体的内部空间为燃烧室2，燃烧室墙体I的筒形墙体上垂直其轴线从下到上错开布置有空气进气管3和煤气进气管4，空气进气管3和煤气进气管4分别垂直连接砌筑在燃烧室墙体内的空气分配通道5与煤气分配通道6，煤气分配通道6的底部和空气分配通道5的顶部之间有煤气空气预混格栅7，煤气空气预混格栅和预混气引射通道8的进口连通，预混气引射通道8的出口弯曲向上，纵截面呈先收缩后扩大的缩放形结构，在缩放形结构的最窄处与烟气吸入口 9的一个端口相连通，烟气吸入口 9的另一端和燃烧室相连通，预混气引射通道8的顶部有多个均匀排列的连通燃烧室的预混气流方向调节喷口 10，燃烧室墙体I上部垂直连接有置于煤气分配通道6上部的热风出口管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]所述的空气进气管3和煤气进气管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，空气进气管3和煤气进气管4分别垂直连接设置在燃烧室墙体I内的矩形截面的、由红柱石高铝砖砌筑成的空气分配通道5和煤气分配通道6的外侧墙体上。
[0014]所述的煤气空气预混格栅7的砖体交错组合，构成水平的上部、下部引出孔隙，上部引出孔隙为煤气格栅孔，下部引出孔隙为空气格栅孔，煤气空气预混格栅的出口端与预混气引射通道8的进口端水平连通。
[0015]所述的预混气引射通道8的缩放形结构最窄处的内侧墙与烟气吸入口 9的一个端口相连通，烟气吸入口 9另一个端口与燃烧室2连通，矩形截面的烟气吸入口 9以水平径向倾角O?60°相连通，预混气流方向调节喷口 10的底部与预混气引射通道8的顶部连通，预混气引射通道8的进口端和出口端呈90°夹角，预混气流方向调节喷口 10的调节范围是在预混气引射通道8的水平方向与其垂直方向之间的90°夹角之内，上述部位均由红柱石高铝砖或堇青石-莫来石砖砌筑而成。[0016]所述的热风出口管11是由耐高温、性能稳定的红柱石-莫来石砖砌筑而成的圆形。
[0017]实施时，在燃烧器中煤气通过煤气分配通道6的底部进入煤气空气预混格栅，并从其交错排列的孔隙进入预混气引射通道8，空气通过空气分配通道5的顶部进入煤气空气预混格栅7，并从其交错排列的孔隙进入预混气引射通道8，在这里煤气与空气均匀而充分地进行有效的混合，预混气引射通道8的截面为缩放形并在其最窄处与烟气吸入口 9相连通，在其缩放形的通道中提速降压而吸引高温烟气通过烟气吸入口 9从燃烧室进入预混气引射通道8，在其中射流扩散混合并从预混气流方向调节喷口 10的底部进入其中，并在其中形成初步预热与预混的气流进入燃烧室2中，再经燃烧室中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]热风炉采用这种煤气与空气格栅孔隙预混合、预混气引射烟气的强制回流预热、燃烧室回流与旋流预热燃烧的燃烧器后，就有效解决了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。本实用新型是在热风炉顶部设置能实现煤气与空气快速预混合，预混气流抽吸烟气流而旋流上行进入燃烧室，从而实现抽吸烟气预热与旋流、回流烟气预热的高强度与高稳定性燃烧的燃烧装置。本实用新型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格栅快速多空隙射流预混合，缩放通道内预混气射流烟气强制回流预热与经垂直向上或倾斜向上喷射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方式，还可在燃烧室内堆砌助燃陶瓷多孔体，进行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。显然，相对于采用其他气体燃烧装置的热风炉而言，由于本实用新型提出的燃烧装置是通过煤气与空气格栅孔隙射流混合，预混气喷射抽吸强制烟气回流预热，实现煤气与空气的快混、均混与有效预热；并通过预混气垂直向上(或倾斜向上)喷射和燃烧室拱顶的共同作用，产生回流自预热与旋流自预热效果，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，因通过预混气喷射产生强制烟气回流的作用可以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本燃烧装置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】
1.一种煤气与空气格栅预混引射抽气预热燃烧的燃烧器，包括燃烧室墙体(1)、燃烧室(2)，空气进气管(3)、煤气进气管(4)、空气分配通道(5)、煤气分配通道(6)、煤气空气预混格栅(J)、预混气引射通道(8)、烟气吸入口(9)和预混气流方向调节喷口( 10)，其特征在于，燃烧室墙体(1)是由上部拱顶与下部垂直筒形墙体连接在一起构成，燃烧室墙体的内部空间为燃烧室(2)，燃烧室墙体(1)的筒形墙体上垂直其轴线从下到上错开布置有空气进气管(3)和煤气进气管(4)，空气进气管(3)和煤气进气管(4)分别垂直连接砌筑在燃烧室墙体内的空气分配通道(5)与煤气分配通道(6)，煤气分配通道(6)的底部和空气分配通道(5)的顶部之间有煤气空气预混格栅(7)，煤气空气预混格栅和预混气引射通道(8)的进口连通，预混气引射通道(8)的出口弯曲向上，纵截面呈先收缩后扩大的缩放形结构，在缩放形结构的最窄处与烟气吸入口(9)的一个端口相连通，烟气吸入口(9)的另一端和燃烧室相连通，预混气引射通道(8)的顶部有多个均匀排列的连通燃烧室的预混气流方向调节喷口(10)，燃烧室墙体(1)上部垂直连接有置于煤气分配通道(6)上部的热风出口管(11)。
2.根据权利要求1所述的煤气与空气格栅预混引射抽气预热燃烧的燃烧器，其特征在于，所述的燃烧室墙体(1)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所述的煤气与空气格栅预混引射抽气预热燃烧的燃烧器，其特征在于，所述的空气进气管(3)和煤气进气管(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，空气进气管(3)和煤气进气管(4)分别垂直连接设置在燃烧室墙体(1)内的矩形截面的、由红柱石高铝砖砌筑成的空气分配通道(5)和煤气分配通道(6)的外侧墙体上。
4.根据权利要求1所述的煤气与空气格栅预 混引射抽气预热燃烧的燃烧器，其特征在于，所述的煤气空气预混格栅(7)的砖体交错组合，构成水平的上部、下部引出孔隙，上部引出孔隙为煤气格栅孔，下部引出孔隙为空气格栅孔，煤气空气预混格栅的出口端与预混气引射通道(8)的进口端水平连通。
5.根据权利要求1所述的煤气与空气格栅预混引射抽气预热燃烧的燃烧器，其特征在于，所述的预混气引射通道(8)的缩放形结构最窄处的内侧墙与烟气吸入口(9)的一个端口相连通，烟气吸入口(9)另一个端口与燃烧室(2)连通，矩形截面的烟气吸入口(9)以水平径向倾角O~60°相连通，预混气流方向调节喷口(10)的底部与预混气引射通道(8)的顶部连通，预混气引射通道(8)的进口端和出口端呈90°夹角。
6.根据权利要求1所述的煤气与空气格栅预混引射抽气预热燃烧的燃烧器，其特征在于，所述的热风出口管(11)是由耐高温、性能稳定的红柱石-莫来石砖砌筑而成的圆形。
【文档编号】C21B9/10GK203820822SQ201420239427
【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