专利名称：一种半预混燃气金属风帽式分布板的制作方法
技术领域：
本发明属于固体颗粒流态化装置。
一种半预混燃气金属风帽式分布板，是燃气流动粒子炉或各种燃烧气体流化床装置中的关键部件。
燃气流动粒子炉，亦称燃气沸腾粒子炉，是固体粒子流化技术，用于固态金属加热和热处理工艺。该装置具有设备简单，便于温度调节。同一装置可以适用高温(1300℃)、中温(1000℃)、低温(600℃)的热处理加热。该装置升温速度快，由常温升至1300℃仅需20－40分钟。可用于各种热处理的金属加热，包括无氧化加热、渗氮、渗碳等的热处理加热。该装置适于加热多种钢类和工件，包括钢轨、带钢、钢管、齿轮、汽车和拖拉机的轴，各种形状复杂的工件，钢类包括工具钢、弹簧钢、不锈钢、磁性材料以及各种有色金属材料等。
燃气流动粒子炉的气体分布板的主要型式，包括燃气和空气的预混式和外混式的金属风帽式分布板。其作用应支承固体粒子，防止漏料或堵塞分布板的流化孔，同时，具有自我调节能力，保证实现稳定的流态化。当长时间连续加热时，能保证安全运行，不产生回火或爆炸故障。选择预混式气体分布板，可以部分满足上述要求，它可以提高燃料燃烧的完全程度和加热效率，降低了床层高度，从而减小了流体通过流化床层的阻力损失，降低能耗。但是，由于流态化的沸腾热粒子与分布板之间的热量传递，将促进分布板的温度升高。当温度达到混合燃气的着火点时，将引起预混的燃气着火爆炸。若选择外混式分布板，虽然可避免引起分布板的回火爆炸事故，但是，采用空气和燃料外混，由于降低了燃料的完全燃烧程度，从而降低了流化床的加热效率，增大能耗。
本发明的目的是克服预混式和外混式分布板的缺点，在提高燃料燃烧完全程度和加热效率的条件下，避免分布板的回火爆炸故障。为此，设计出半预混燃气金属风帽式分布板。采用喷射式的半预混的燃气喷咀，适当地控制了流化床内燃气的混合程度，利于完全燃烧释放热量和提高加热效率，适当地控制床层高度，可减少咀损和节能。燃气和空气分别沿各自管路输送至燃气环形管路和空气喷口，利用高速空气射流卷吸环形管路燃气，部分混合的燃气穿过混合燃气喷口喷射进入流化床后进行燃烧过程。因此，该装置可以消除回火和爆炸，较好地满足燃气流动粒子炉的要求。
本发明燃气流动粒子炉半预混合金属风帽式分布板结构，附
图1所示，空气储气室(11)、燃气储气室(14)、空气和燃气隔离密封板(12)、分布板(10)、燃气室壁(15)、燃气直流管(9)、燃气环形管(3)、空气直流环形管道(7)、对称分布的空气喷射孔(5)、相应对称性的空气和燃气混合喷出口，简称混合燃气喷出口(4)、风帽盖(1)、风帽基座(8)、隔离空气和燃气管道的上、下固定螺母(2)、(13)、回流粒子存储槽(6)。
本发明在风帽的基座环形壁开设对称性的空气喷射孔，风帽盖壁开设对称性的混合燃气喷出口，其开设空气喷射孔与混合燃气喷出口的数量相同，喷射孔和喷出口居于同一水平轴线上，同时，在空气喷射孔和混合燃气喷出口之间为环形燃气管道，喷射孔直径应小于混合燃气喷出口直径。
本发明的半预混式金属风帽式分布板，通过燃气管上下两端的密封固定螺母，将风帽固定在分布板上，其金属风帽混合燃气喷出口面积的总和与分布板面积之比为开孔率，一般为1％左右。每个风帽的燃烧强度为1300－14000KJ／hr。
本发明固定在分布板上的金属风帽，按照圆形或三角形排列示于图2和图3。圆形排列中心一个风帽，第一圈为6个，第二圈为12个，第n圈为6n个，风帽总数可根据分布板开孔率和混合燃气喷出口的面积确定。三角形分布板中心为一个风帽，相邻风帽构成三角形边。
本发明半预混金属帽分布板，燃气和空气分别由管路输入燃气室和空气室；燃气通过直流管路输入燃气环形管路；空气通过直流环形管路和对称开设的空气喷射孔穿过环形的燃气管。空气射流引射燃气，通过混合燃气喷出口流入流化床，实现流化和完成燃气的燃烧过程，释放燃烧热量均匀加热流化床内的流动粒子，借此加热金属工件。
本发明设置了回流粒子存储槽，位于燃气环形管道下端部，空气喷射孔的最下端位置，高于混合燃气喷出口下端位置，当每次停炉时，可能经混合燃气喷出口倒流的粒子聚积在存储槽内。粒子不会倒流入空气室，而且开炉时，空气射流可将存储槽内的粒子重新吹入流化床内。
本发明风帽高度40－150mm，风帽外径30－100mm，混合燃气喷出口直径0.5－5.0mm，空气喷射孔直径0.2－4.5mm，空气喷射孔和混合燃气喷出口的数量，相应为3－8个孔对称性分布，环形燃气管间距0.2－4mm。
本发明半预混燃气金属风帽式分布板，结构简单、气流分布均匀，燃烧正常，稳定地实现流态化状态，可防止流化床内的粒子倒流而引起分布板堵塞，连续操作便于温度控制，操作安全可靠，不产生回火或爆炸。燃气可用液化石油气、天然气、焦炉煤气或城市煤气等。本发明适用于各种燃烧气体燃料的流化床。
权利要求1.一种半预混燃气金属风帽式分布板，包括风帽基座、风帽盖、分布板、燃气和空气管道，混合燃气喷出口，其特征在于密封板隔离的空气室和燃气室，空气直流环形管道具有对称分布的空气喷射孔、燃气直流内管和环形管道，隔离空气和燃气管道的上、下固定螺母、回流粒子存储槽。
2.根据权利要求1所述半预混风帽式分布板，其特征在于风帽基座环形壁开设对称性的空气喷射孔，风帽盖的环形壁开设混合燃气喷出口，其开设的喷射孔和喷出口的数量相同，居于同一水平轴线上，两孔之间为环形燃气管道，喷射孔直径应小于混合燃气喷出口直径。
3.根据权利要求1所述半预混风帽式分布板，其特征在于回流粒子存储槽位于燃气环形管道下端部，空气喷射孔的最下端位置应高于混合燃气喷出口下端位置。
4.根据权利要求1所述半预混风帽式分布板，其特征在于金属风帽高40－150mm、风帽外径30－100mm，混合燃气喷出口直径0.5－5.0mm、空气喷射孔直径0.2－4.5mm，空气喷射孔和混合燃气喷出口的数量相应为3－8个孔，且呈对称性分布，环形燃气管道间距0.2－4mm。
专利摘要一种半预混燃气金属风帽式分布板，是燃气流动粒子炉的关键部件，其结构包括空气室、燃气室、燃气环形管路、空气直流环形管路具有对称性的喷射孔和混合燃气喷出口，风帽和风帽基座及回流粒子存储槽。本实用新型结构简单，操作灵活，便于控制，可用于高温(1300℃)中温(1000℃)低温(600℃)加热，克服了预混燃气风帽式分布板的缺点，从长期连续作业中，消除回火引起的爆炸故障。可使用液化石油气、天然气、焦炉煤气，适用于各种类型的燃烧气体的流化床。
文档编号F23D14/46GK2034650SQ88205030
公开日1989年3月22日 申请日期1988年5月10日 优先权日1988年5月10日
发明者倪学梓, 王立, 冯旭, 冯世忠 申请人:北京钢铁学院