专利名称：带矩形锥体射流装置的内燃式高炉煤气发电锅炉专用烧嘴的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃烧喷嘴，尤其涉及一种带矩形锥体射流装置的内燃式高炉
煤气发电锅炉专用烧嘴。
背景技术：
目前随着国民经济的迅猛发展，钢铁企业的高炉生产过程中产生的高炉煤气，成 为一种非常可观的燃气资源。该燃气的特点是热值很低，其主要可燃成分一氧化碳只占其 总体积的20% ，是工业煤气中最低的一种。但是它的产量很大且不能储存，如果不能充分利 用的话，放散到大气中不仅会造成严重的能源浪费，而且会严重污染环境。目前我国大多数 钢铁企业都配备了发电锅炉，可以将多余的高炉煤气用来发电。但目前市场上的发电锅炉 烧嘴，是为燃烧高热值煤气而设计的，在燃烧高热值的焦炉煤气或转炉煤气时效果很好，但 在燃烧低热值的纯高炉煤气时出现了难以点燃、易脱火、熄灭现象。更严重的是由于脱火、 熄灭使大量的煤气积聚于炉膛内，形成极其危险的爆炸性气氛，实践证明此种的爆炸性气 氛会造成严重的人身伤害与设备财产损失。因此，寻找一种好的方法，创造出一套有利于高 炉煤气充分燃烧的必要条件，使高炉煤气产生出与焦炉煤气和转炉煤气同样燃烧效果，安 全、环保、节能高效的发电锅炉烧嘴，是利国利民的一件大事。 长期以来，我国一直在不断探索高炉煤气合理利用的方法，但传统烧嘴由于其结 构不合理，煤气与助燃空气在离开烧嘴之后才进行混合且混合不充分，影响了燃料与空气 的化学反应。因此，容易产生断火、熄灭的现象，并且点燃困难。因此，至今为止还未找到一 种能在常温状态下容易点燃、不出现断火、熄灭现象的有效方法及装置。
发明内容本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种具有结构合理，使用 方便，可使高炉煤气在常温状态下点燃并保持正常燃烧的带矩形锥体射流装置的内燃式高 炉煤气发电锅炉专用烧嘴。 为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案 —种带矩形锥体射流装置的内燃式高炉煤气发电锅炉专用烧嘴，其包括安装在矩
形燃烧管一端的矩形喷嘴，所述矩形喷嘴内安装有与其相配合的矩形锥体射流装置，矩形
燃烧管与该矩形锥体射流装置相对应位置设有矩形缝隙和一个用以调节矩形缝隙进风量
的活动挡板装置，矩形燃烧管外部设有冷却装置，矩形燃烧管上设有一只点火烧嘴。 所述矩形锥体射流装置包括一个矩形锥体调径阀，矩形锥体调径阀与调径阀操纵
杆连接，调径阀操纵杆的顶端设有调径阀手轮。 所述矩形喷嘴另一端与高炉煤气管道连接。 所述矩形燃烧管长度大于位于矩形燃烧管内矩形喷嘴部分的长度。 所述活动挡板装置包括挡风板、挡风板操纵杆和挡风板手轮，挡风板设置于矩形
燃烧管和矩形锥体射流装置相对应位置的矩形缝隙的端部，挡风板与挡风板操纵杆一端连接，挡风板操纵杆另一端与挡风板手轮连接。 所述冷却装置包括空气管道和矩形烧嘴外壳，所述空气管道分别与矩形烧嘴外壳 以及矩形燃烧管和矩形锥体射流装置相对应位置的矩形缝隙相连通；所述矩形烧嘴外壳设 于矩形燃烧管的外部，且矩形烧嘴外壳与矩形燃烧管外壁之间设有间隙形成一矩形通道。 所述矩形燃烧管内部径向多层均布设有稳燃钢棍。 本实用新型采用内燃的方法，使火焰在烧嘴内部就已经开始燃烧，使管壁与稳燃 钢棍温度升高，造成一种适宜充分燃烧的高温环境，使燃料的化学反应加快，也就解决了断 火、熄灭的问题。 另外，矩形锥体射流装置，改变了煤气的流动方向，使煤气按锥形阀规定的角度射 向矩形燃烧管管壁，形成一个封闭的锥形气幕，助燃空气要从烧嘴内通过，势必穿过这层气 幕，因此，可实现煤气与助燃空气的充分混合，加快了煤气的燃烧速度，使煤气在与助燃空 气相遇以后立即燃烧，以此来提高矩形燃烧管的温度，也就更加有利于煤气的充分燃烧，在 这种相互作用的条件下可使煤气的燃烧率达99%。该烧嘴还配备了一只常明火点火烧嘴， 该点火烧嘴是与申请人在2006年5月24日申请的《带矩形锥体射流装置的内燃式高炉煤 气专烧嘴》实用新型专利项目的高炉煤气专烧嘴结构一致，使该发电锅炉烧嘴始终保持一 只常明不熄灭的点火火源，以此提高了发电锅炉的安全性与可靠性。 由于在工业生产过程当中，会经常遇到设备维修造成停炉，恢复生产重新启动发 电锅炉时就要在常温下进行点火。由于高炉煤气热值较低，有效燃烧成份非常稀薄，经验告 诉我们，高炉煤气在低温下点火时，煤气的燃烧速度非常慢，其现象为点火困难，同时还极 易熄灭。稍有不慎，很可能因爆炸性氛积聚过多而发生事故。 因此，为解决这一难题，本装置设计了煤气调径阀，可通过手轮、调径操纵杆将锥
体阀前、后移动，限制煤气的进入量。同时利用挡风板的调节作用，限制助燃空气的进入
量。煤气与助燃空气用量的减少，使得整个矩形燃烧管的流速降低，火焰便会在矩形燃烧管
内稳定燃烧。虽然此时该烧嘴的功率很低，但烧嘴燃烧产生的火焰温度并不低，一般都在
80(TC以上，完全可以满足煮炉和预热锅炉的工艺要求。在不断燃烧的火焰作用下，炉膛温
度会迅速提高，当炉膛温度提高到60(TC时，发电锅炉废气烟道中的助燃空气预热器会将助
燃空气预热到20(TC左右，此温度可大大加快煤气的燃烧速度，火焰燃烧基本稳定，脱火现
象完全消除，此时可放开煤气调径阀以加大煤气供应量，同时提高助燃风机的鼓风量使烧
嘴功率进一步加大，促使炉内温度进一步提高，以产生足够的蒸气进行发电。 本实用新型的有益效果为经试验检测，废气中的一氧化碳含量为5PPM以下。对
周围环境不产生污染，是一种较为理想的高炉煤气燃烧器。
图1是本实用新型结构示意图； 图2是图1的右视图； 其中，l.高炉煤气管道，2.矩形喷嘴，3.矩形燃烧管，4.矩形锥体调径阀，5.调 径阀操纵杆，6.调径阀手轮，7.稳燃钢棍，8.挡风板，9.挡风板操纵杆，IO.挡风板手轮， 11.助燃空气进风口，12.烧嘴外壳，13.空气管道，14.点火烧嘴；4为高炉煤气流动方向，
为助燃空气流动方向，:::——为火焰燃烧喷射方向。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 图1、2中，高炉煤气管道1与矩形喷嘴2的一端连接，矩形喷嘴2的另一端则置于 矩形燃烧管3的一端，其另一端为火焰的出口。矩形喷嘴2内置与其形状相配合的矩形锥 体射流装置，该矩形锥体射流装置包括一个矩形锥体调径阀4，它与调径阀操纵杆5连接， 调径阀操纵杆5的顶端接调径阀手轮6，通过转动调径阀手轮6，可以向前或向后移动矩形 锥体调径阀4，从而控制由矩形喷嘴2喷出的气流，使其能保持一个较为理想的封闭的锥形 气幕。矩形燃烧管3内设有稳燃钢棍7，稳燃钢棍7按径向多层均布，用来储存高温火焰的 热量和对燃气进一步搅动。 为保证燃气与助燃空气的充分混合，在矩形燃烧管3与矩形喷嘴2对应位置的设 置一挡风板8，它与挡风板操纵杆9连接，挡风板操纵杆9顶端接挡风板手轮IO，矩形燃烧 管3与矩形喷嘴2间留有缝隙。通过转动挡风板手轮10，向前或向后移动挡风板8，从而减 小或开大助燃空气进风口 ll，也改变了气流运行的方向，以产生较大的紊流搅动，实现燃气 与助燃空气的充分混合。助燃空气由挡风板8与矩形燃烧管3端部之间的缝隙进入矩形燃 烧管3参与燃烧，这样通过控制燃气的喷入速度，即控制矩形锥体调径阀4和控制挡风板8 与矩形燃烧管3间的缝隙，即可达到使火焰在矩形燃烧管3内部进行燃烧的目的，燃烧的火 焰迅速使矩形燃烧管3管壁与稳燃钢棍7升温，在矩形燃烧管3内营造出一个加快化学反 应的高温环境，从而保证了燃烧的充分性。 矩形燃烧管3与烧嘴外壳12保持有一定距离的环隙，将来自空气管道13的多余 助燃空气，在鼓风机的压力作用下，从环隙穿过，对矩形燃烧管3外壁进行冷却，同时也被 矩形燃烧管3的高温外壁加热。被加热的助燃空气通过环隙进入到炉内，与过剩的煤气相 遇燃烧，达到了二次供风的目的。烧嘴外壳12为矩形。 另外，在矩形燃烧管3的中部设置一点火烧嘴14，该点火烧嘴14是与申请人在 2006年5月24日申请的《带矩形锥体射流装置的内燃式高炉煤气专烧嘴》实用新型专利项 目的高炉煤气专烧嘴结构一致，使该发电锅炉烧嘴始终保持一只常明不熄灭的点火火源， 以此提高了发电锅炉的安全性与可靠性。
权利要求一种带矩形锥体射流装置的内燃式高炉煤气发电锅炉专用烧嘴，其包括安装在矩形燃烧管一端的矩形喷嘴，所述矩形喷嘴内安装有与其相配合的矩形锥体射流装置，其特征在于矩形燃烧管与该矩形锥体射流装置相对应位置设有矩形缝隙和一个用以调节矩形缝隙进风量的活动挡板装置，矩形燃烧管外部设有冷却装置，矩形燃烧管上设有一只点火烧嘴。
2. 根据权利要求1所述的带矩形锥体射流装置的内燃式高炉煤气发电锅炉专用烧嘴，其特征在于所述矩形锥体射流装置包括一个矩形锥体调径阀，矩形锥体调径阀与调径阀操纵杆连接，调径阀操纵杆的顶端设有调径阀手轮。
3. 根据权利要求1所述的带矩形锥体射流装置的内燃式高炉煤气发电锅炉专用烧嘴，其特征在于所述矩形喷嘴另一端与高炉煤气管道连接。
4. 根据权利要求1所述的带矩形锥体射流装置的内燃式高炉煤气发电锅炉专用烧嘴，其特征在于所述矩形燃烧管长度大于位于矩形燃烧管内矩形喷嘴部分的长度。
5. 根据权利要求1所述的带矩形锥体射流装置的内燃式高炉煤气发电锅炉专用烧嘴，其特征在于所述活动挡板装置包括挡风板、挡风板操纵杆和挡风板手轮，挡风板设置于矩形燃烧管和矩形锥体射流装置相对应位置的矩形缝隙的端部，挡风板与挡风板操纵杆一端连接，挡风板操纵杆另一端与挡风板手轮连接。
6. 根据权利要求1所述的带矩形锥体射流装置的内燃式高炉煤气发电锅炉专用烧嘴，其特征在于所述冷却装置包括空气管道和矩形烧嘴外壳，所述空气管道分别与矩形烧嘴外壳以及矩形燃烧管和矩形锥体射流装置相对应位置的矩形缝隙相连通；所述矩形烧嘴外壳设于矩形燃烧管的外部，且矩形烧嘴外壳与矩形燃烧管外壁之间设有间隙形成一矩形通道。
7. 根据权利要求1所述的带矩形锥体射流装置的内燃式高炉煤气发电锅炉专用烧嘴，其特征在于所述矩形燃烧管内部径向多层均布设有稳燃钢棍。
专利摘要本实用新型涉及一种带矩形锥体射流装置的内燃式高炉煤气发电锅炉专用烧嘴，其包括安装在矩形燃烧管一端的矩形喷嘴，所述矩形喷嘴内安装有与其相配合的矩形锥体射流装置，矩形燃烧管与该矩形锥体射流装置相对应位置设有矩形缝隙和一个用以调节矩形缝隙进风量的活动挡板装置，矩形燃烧管外部设有冷却装置，矩形燃烧管上设有一只点火烧嘴。本实用新型采用内燃的方法，使火焰在烧嘴内部就已经开始燃烧，使管壁提高温度，造成一种高温环境，使燃料的化学反应加快，也就解决了断火、熄灭的问题。本实用新型的有益效果为经试验检测，废气中的一氧化碳含量为5PPM以下。对周围环境不产生污染，是一种较为理想的高炉煤气燃烧器。
文档编号F23D14/46GK201526965SQ20092031412
公开日2010年7月14日 申请日期2009年11月5日 优先权日2009年11月5日
发明者王志祥 申请人:王志祥