专利名称：双通道涡流陶瓷燃烧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢铁冶金和节能技术领域的热风炉燃烧器，特别是涉及一种能显 著节省投资、提高热风炉效率和送风温度的技术的双通道涡流陶瓷燃烧器。
背景技术：
热风炉是向炼铁高炉提供热风的设施。其工作原理是通过热风炉的燃烧器燃烧煤气而产生 高温烟气，将热风炉内的蓄热体加热，然后冷风通过蓄热体，与蓄热体进行热交换而变成热 风(高温空气)，根据燃烧器所处位置，可将热风炉分为内燃式、外燃式和顶燃式等多种结 构形式。顶燃式热风炉燃烧器现有技术有热风炉(02157064. 7)之燃烧器、旋切式顶燃式热 风炉燃烧器O00420008906X)、多火孔无焰陶瓷燃烧器Q00510018640. 6)等上述现有技术的燃烧器的共同特点是煤气进口和空气进口数量均为1个，煤气进 口和空气进口均为沿着燃烧器半径方向，煤气进口和空气进口位于热风炉的同侧，煤气进 口和空气进口中心线的水平投影有夹角。现有技术存在的问题之一是只适用于煤气管道和 空气管道位于热风炉同侧的场合，当现有热风炉两侧都有煤气管道和空气管道时，需要将 煤气管道和空气管道全部改造到热风炉同侧，管道、支架和平台等改造工程量大，需要更换 的设备多，设备控制系统需要进行改造。问题之二是煤气进口和空气进口数量均为1个，进 口直径比双通道(即煤气进口和空气进口均为2个)大，从而燃烧室高度较高，增加投资。 问题之三是煤气进口和空气进口均为沿着燃烧器半径方向，流动阻力较大。由此可见，上述现有的热风炉燃烧器仍存在有诸多的缺陷，而亟待加以进一步改 进。有鉴于上述现有的热风炉燃烧器存在的缺陷，本设计人基于丰富的实践经验及专 业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的双通道涡流陶瓷燃烧器，能够改进一 般市面上现有常规的热风炉燃烧器结构，使其更具有实用性。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的顶燃热风炉燃烧器存在的缺陷，而提供一种 新型结构的双通道涡流陶瓷燃烧器，使其更适用于热风炉两侧都有煤气管道和空气管道的 场合。所要解决的主要技术问题是通过改进现有燃烧器煤气入口和空气入口的数量和结 构，使其与煤气管道和空气管道的布置相适应。并减少改造工程量，减少设备更换量，降低 投资。本发明的另一目的在于，提供一种双通道涡流陶瓷燃烧器，使煤气和空气阻力损 失更小，混合更充分，燃烧完全。本发明的目的及解决主要技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提 出的一种双通道涡流陶瓷燃烧器，包括涡流室、喉口、煤气入口、煤气环道、煤气喷口、空气 入口、空气环道和空气喷口。涡流室位于中央区域，涡流室和燃烧室的交界处设有1个喉口。煤气环道内墙上设有4到120个喷口，分1到4层布置，煤气环道外墙上设有2个煤气 入口。空气环道内墙上设有4到120个空气喷口，分1到4层布置，空气环道外墙上设有2 个空气入口。依据本发明提出的一种双通道涡流陶瓷燃烧器，2个煤气入口位于燃烧器的两侧， 煤气入口的方向沿某个圆的切线方向，该圆的直径介于零和涡流室直径之间。2个空气入口 位于燃烧器的两侧，空气入口方向沿涡流室的半径方向。燃烧器同侧的煤气进口和空气进 口中心线水平投影夹角在0°到120°之间。本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术措施来进一步实现。前述的双通道涡流陶瓷燃烧器，2个煤气入口位于燃烧器的两侧，煤气入口的方向 沿涡流室的半径方向。2个空气入口位于燃烧器的两侧，空气入口方向沿某个圆的切线方 向，该圆的直径介于零和涡流室直径之间。燃烧器同侧的煤气进口和空气进口中心线水平 投影夹角在0°到120°之间。本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术措施来进一步实现。前述的双通道涡流陶瓷燃烧器，其中所述的空气环道可以在煤气环道的上方。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了 达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下本发明提出一种双通道涡流陶瓷燃烧器环道分为上、下两层，其中一层走煤气，一层走空气。在空气压力高于煤气压力的 情况下，一般煤气走上层环道，空气走下层环道，根据需要，也可空气走上层环道、煤气走下 层环道。煤气和空气分别从入口进入各自的环道内，通过环道将煤气和空气分布到整个圆 环上，并从均勻分布在环道上的喷口喷入涡流室。涡流室是位于煤气环道和空气环道中央的区域，上部为半球形或其他形状的封闭 式拱顶，下部通过收缩口与燃烧室相连，收缩口是可燃混合气体的出口。涡流室侧墙上分布 着煤气喷口和空气喷口，煤气和空气从这些喷口喷入涡流室。煤气喷口方向是沿着涡流室内某圆的切线方向，即煤气从喷口喷出的方向与涡流 室的径向有一夹角，夹角的大小界于0° -90°之间。喷口的个数和大小根据燃烧煤气量的 多少计算确定，当喷口数量较多，布置1层有困难时，还可以布置成两层或多层。当煤气从 喷出口喷出时，由于切向煤气入口、切向煤气喷口和涡流室内圆柱面导向的多重作用，煤气 在涡流室内形成一个涡流场，流场中心压力低外环压力高。同时，煤气流还在压力场的作用 下，向着涡流室出口即喉口方向运动。空气喷口方向则是沿着涡流室的半径方向，喷口的个数和大小根据空气量的多少 进行计算确定，当喷口数量多，一层布置有困难时，也可以布置成两层或多层，为了达到控 制涡流场强度的目的，煤气喷口和空气喷口的方向，也可以设计成与径向有0° -60°的夹 角或与水平面有0° -60°的夹角。当空气从喷出口喷出时，空气流穿过煤气涡流层向压力 较低的涡流室中心扩散，切割煤气涡流并与煤气形成剧烈混合。本发明在使用时完全没有现有的热风炉燃烧器所存在的缺陷，而且可以使得本发 明结构更加具实用性，并具有产业上的广泛利用价值。本发明燃烧器的优点1、本发明能够减少投资
采用双通道涡流陶瓷燃烧器的顶燃热风炉，与传统水平套筒式燃烧器顶燃热风炉 相比，燃烧器两侧各有1个煤气入口和1个空气入口，与传统水平套筒式燃烧器顶燃热风炉 两侧都有煤气管道和空气管道相对应，无需大量改造管道、支架和平台就可与现有管道连 接，减少改造费用。采用双通道涡流陶瓷燃烧器的顶燃热风炉，管道直径、阀门规格、数量与传统水平 套筒式燃烧器顶燃热风炉完全相同，可以全部利用，减少了增加管径、更换阀门和改造控制 系统的费用。采用双通道涡流陶瓷燃烧器的顶燃热风炉，燃烧室安装在传统水平套筒式燃烧器 顶燃热风炉的燃烧室上部，燃烧室可以大部分利用，改造工程量小，省投资。2、本发明能够提高热风温度采用双通道涡流陶瓷燃烧器的顶燃热风炉与传统水平套筒式燃烧器顶燃热风炉 相比，空气过剩系数小、煤气和空气混合充分，从而提高了理论燃烧温度和热风温度。气流沿圆周方向均勻分布，提高了热风炉格子砖利用率，从而可提高热风温度。3、本发明能够延长热风炉寿命采用双通道涡流陶瓷燃烧器的顶燃热风炉，燃烧器与燃烧室布置同一垂直中心 线，消除了传统水平套筒式燃烧器热风炉在燃烧室墙上开燃烧口对燃烧室墙稳定性的影 响。燃烧器与燃烧室采用迷宫滑动缝连接，消除了热膨胀相互影响。气流方向与燃烧室垂直中心线方向相同，克服了水平套筒式燃烧器气流对炉墙冲 击，所以拱顶结构更稳定。4、采用双通道涡流陶瓷燃烧器的顶燃热风炉，2个煤气进口中心对称布置，并沿 着燃烧器涡流室内某院的切线方向，与煤气喷口方向大体相同，流动阻力小，煤气分布更均 勻。5、本发明适应性强采用双通道涡流陶瓷燃烧器的顶燃热风炉，适应各种容积的新建或改造高炉，特 别是适合传统水平套筒式燃烧器顶燃热风炉改造。采用双通道涡流陶瓷燃烧器的顶燃热风炉，可以充分利用传统水平套筒式燃烧器 顶燃热风炉现有设施，改造量少，适应场地拥挤的工程。综上所述，本发明特殊结构的双通道涡流陶瓷燃烧器，具有上述诸多的优点及实 用价值，不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及 实用的效果，且较现有的热风炉燃烧器具有增进的多项功效，从而更加实用，而具有产业的 广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚阐述本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
图1是本发明的剖面结构示意图。图2是本发明沿图IA-A方向的剖面示意图。
图3是本发明沿图IB-B方向的剖面示意图。图4是本发明的应用示例示意图。图5是传统水平套筒式燃烧器顶燃热风炉实例示意图。1、涡流室2、煤气喷口3、煤气环道4、煤气入口5、空气喷口6、空气入口7、空气环道8、喉口
具体实施例方式下面结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的双通道涡流陶瓷燃烧器其具体 实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。请参阅图1、图2和图3所示，本发明较佳实施例的双通道涡流陶瓷燃烧器，其主要 包括涡流室1、喉口 8、煤气入口 4、煤气环道3、煤气喷口 2、空气入口 6、空气环道7和空气 喷口 5。涡流室1位于中央区域，涡流室1和燃烧室的交界处设有喉口 8，煤气环道3内墙 上设有煤气喷口 4，煤气环道3外墙上设有两个煤气入口 4，空气环道7内墙上设有空气喷 口 5，空气环道7外墙上设有两个空气入口 6。实施例1某高炉热风炉改造工程，设有四座传统水平套筒式燃烧器顶燃热风炉，请参阅图 5，(图中仅表示1座，其他3座与此相同)。将原传统水平套筒式燃烧器拆除，在传统水平 套筒式燃烧器顶燃热风炉燃烧室上部安装本发明的双通道涡流陶瓷燃烧器，并将原传统水 平套筒式燃烧器顶燃热风炉的煤气管和空气管分别连接到本发明的双通道涡流陶瓷燃烧 器的煤气入口 4和空气入口 6上，参阅图5，即完成改造工程。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任 何熟悉本项技术的人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效 实施例，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的 任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种双通道涡流陶瓷燃烧器，置于燃烧室的上部，其特征在于其包括涡流室、喉口、 煤气入口、煤气环道、煤气喷口、空气入口、空气环道和空气喷口。涡流室位于中央区域，涡 流室和燃烧室的交界处设有喉口，煤气环道内墙上设有煤气喷口，煤气环道外墙上设有2 个煤气入口，空气环道内墙上设有空气喷口，空气环道外墙上设有2个空气入口。
2.根据权利要求1所述的双通道涡流陶瓷燃烧器，其特征在于其中所述的煤气入口和 空气入口分别为2个，煤气入口沿某个圆的切线方向或涡流室的半径方向，位于热风炉的 两侧。空气入口沿涡流室的半径方向或某个圆的切线方向，位于热风炉的两侧。同侧煤气 进口和空气进口中心线的水平投影夹角在0°到120°之间。
3.根据权利要求1所述的双通道涡流陶瓷燃烧器，其特征在于其中所述的煤气喷口 的中心线与涡流室内的某个圆相切，该圆的直径界于零和涡流室直径之间。空气喷口的中 心线与涡流室半径方向重合。煤气喷口和空气喷口的中心线方向，也可以设计成与径向有 0° -60°的夹角或与水平面有0° -60°的夹角。煤气喷口个数和空气喷口个数分别在4 个和80个之间。煤气喷口层数和空气喷口层数分别在1层和4层之间
4.根据权利要求1、权利要求2和权利要求3所述的双通道涡流陶瓷燃烧器，其特征在 于其中所述的空气环道可以在煤气环道的上方。
全文摘要
本发明是关于一种双通道涡流陶瓷燃烧器(即煤气进口和空气进口均为2个)，垂直安装在热风炉的燃烧室上部，包括涡流室1、喉口8、煤气入口4、煤气环道3、煤气喷口2、空气入口6、空气环道7和空气喷口5。涡流室1位于中央区域，涡流室1和燃烧室之间设有喉口8，煤气环道3内墙上设有煤气喷口2，煤气环道3外墙上设有两个煤气入口4，空气环道7内墙上设有空气喷口5，空气环道7外墙上设有两个空气入口6。本发明可以在极少改造热风炉燃烧室和管道条件下将传统水平套筒式燃烧器顶燃热风炉改造成涡流顶燃式热风炉，具有提高热风温度、延长热风炉寿命、减少燃料消耗、减少投资的特点。
文档编号F23D14/46GK102052672SQ20091030928
公开日2011年5月11日 申请日期2009年11月4日 优先权日2009年11月4日
发明者郭楚昊 申请人:郭楚昊