顶燃式煤粉热风炉的制作方法

本发明涉及一种将燃料燃烧热通过炉体结构直接隔离转换为其他介质显热的热能装置，特别是一种顶燃式煤粉热风炉。

背景技术：

传统的煤粉热风炉由于炉膛内温度极高，产生大量的NOX，污染环境，并且燃烧不充分，热效率低，燃耗高，而且不能产生洁净热风，不可以烘干易燃物料；且传统的煤粉热风炉采用耐火砖整体砌筑的形式，结构笨重，占用空间大，在热风炉内，燃料燃烧产生的高温火焰和燃烧产物直接冲刷着炉墙及拱顶的耐火砌体，燃烧完的灰尘与耐火材料产生化学反应，使得格砖和炉墙受载荷的长期作用而变形，长期运行后，引起耐火砖破损、易松动脱落，并且不易维护，造成炉子的使用寿命大大缩短。

技术实现要素：

本发明是针对现有技术中存在的不足，提供一种能够解决NOX排放、炉膛结焦、气流混合、气流稳定、气流均匀分布、与烟气预热等现有燃烧过程中存在的关键技术问题的顶燃式煤粉热风炉。

实现上述目的采用的技术方案是：一种顶燃式煤粉热风炉，热风炉的炉体分为上下设置的燃烧室和混合室两部分；炉体外型为封闭卧式圆筒形整体结构，立式安装；

所述的燃烧室的前端设置调温风口；

所述的混合室设置热风出口；

所述的顶燃式煤粉热风炉外部装有煤粉燃烧器，煤粉燃烧器的燃烧头伸入到的热风炉炉体的燃烧道内，燃烧道前端与燃烧室连接；

所述的煤粉燃烧器，其一端设置有与助燃风机相连的助燃风口，其另一端与热风炉的炉体连接；

所述的热风炉上设置调温风口的一侧装有配风风机，配风风机分别与调温风口连接；

所述热风炉的炉体内部安装有多根用于监测炉膛温度的热电偶。

作为优选，燃烧器和燃烧道设置在拱顶的基部并与之构成一体与燃烧室组成。

作为优选，热风炉的燃烧室的内壁为优质高铝耐火砖砌筑而成的整体结构。

作为优选，调温风口沿燃烧室的轴向分三路设置在燃烧室的侧面；调温风口进入燃烧室的端口附近分别安装有热电偶。

作为优选，炉体上设置有检修口、观察孔、防爆口、测压、测温点。

作为优选，热风炉炉壁内侧套装有热电偶套管，热电偶分别安装在热电偶套管上。

作为优选，最上面的调温风口的内端口与炉膛内壁连通。

作为优选，中部和下部的调温风口的内端口与热电偶套管内壁连通。

作为优选，混合室的热风出口与燃烧室的调温风口，它们的轴向倾斜夹角为45度。

本发明所公开的这种顶燃式热风炉分别吸收了内燃式、外燃式热风炉的优点，利用炉顶的空间进行燃烧，其结构能适应现代高炉向高温、高压、环保和大型化发展的要求，燃烧能力在满足生产要求的同时，成功地减少了许多设备，便于生产操作和管理。因此，它代表了新一代高风温热风炉的发展方向。

与现有技术相比，本发明通过改变热风炉的结构布置和燃烧氛围，有效而巧妙地解决气流混合、气流稳定、气流均匀分布、与烟气预热等燃烧过程的关键问题，实现火焰稳定、提高燃烧强度、防止燃烧震荡、改善传热效果，从而提高热风炉效率、增强负荷调节功能、保证运行的安全与稳定，实现了风温高、节省燃料、节约投资的目标，热风炉的使用寿命得到有效的延长。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明内部结构示意图。

图3为本发明燃烧室第一调温风口的截面结构示意图。

图4为本发明燃烧室第二调温风口的截面结构示意图。

图5为本发明混合室热风出口截面结构示意图。

图中：1-煤粉燃烧器；2-燃烧道；3-燃烧室；4-混合室；5-护栏；6-炉顶；7-调温风1；8-调温风2；9-热风出口；10-落灰室。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

本发明所公开的煤粉热风炉是以煤粉为燃料，可以产生均匀连续、比较洁净热风的热能装置。本实施例中，除图中所示的机械结构部件外，还包含一整套控制系统，控制阀门通过电路与PLC控制器连接，实现了稳定、准确的数字化控制。该热风炉主要包括1-煤粉燃烧器；2-燃烧道；3-燃烧室；4-混合室；5-护栏；6-炉顶；7-调温风1；8-调温风2；9-热风出口；10-落灰室。

参见附图1-5，这种顶燃式煤粉热风炉，由炉顶安装的煤粉燃烧器和燃烧道与顶燃式热风炉组成一体，煤粉燃烧时，煤粉由粉体喷枪送入燃烧器内，通过一次助燃风机和二次混有一部分回流烟气的配风供给燃烧所用风，并将燃烧中的氧气浓度降低，由此可以减慢煤粉的燃烧速度，降低煤粉的燃烧强度，同时该助燃风的过剩系数小于1，让煤粉在一个还原的氛围中进行燃烧，由此可以大大降低氮氧化物的产生。

火焰进入到热风炉的燃烧室后，由轴向分三路进入到热风炉的调温风及时提供一定量的三次助燃风，促使其进行三次充分燃烧，以提升煤粉的燃尽率，使一部分调温风优先与热烟气混合，并确保燃烧室内的温度控制在900℃以下，以提升煤粉的燃尽率，避免燃烧室超温造成结焦和损坏的情况发生。三路调温风分别由第一调温风口、第二调温风口和第三调温风口进入到炉膛内。热风炉上设置调温风口的一侧装有配风风机，配风风机分别与调温风口连接。

根据使用经验数据和计算设计炉膛结构，使燃烧热风温度均匀稳定，最后混合充分的烟气进入到混合室中，由热风出口输送至用户使用端，而燃尽的煤灰则靠自身重力降落到落灰室排出。

作为优选方案，热风炉炉体上还设置有检修口、观察孔、防爆口、测压、测温点等附属设备，可以时时准确监测炉内各处温度，自动调节配风量，精确控制炉内温度，有效防止结焦和NOX的产生，大大降低了用户的运行成本。

热风炉的炉体内部安装有多根用于监测炉膛温度的热电偶。

燃烧器和燃烧道设置在拱顶的基部并与之构成一体与燃烧室组成。热风炉的燃烧室的内壁为优质高铝耐火砖砌筑而成的整体结构。

调温风口沿燃烧室的轴向分三路设置在燃烧室的侧面；调温风口进入燃烧室的端口附近分别安装有热电偶。热风炉炉壁内侧套装有热电偶套管，热电偶分别安装在热电偶套管上。

作为优选，最上面的第一调温风口的内端口与炉膛内壁连通。第二和第三调温风口的内端口与热电偶套管内壁连通。

作为优选，混合室的热风出口与燃烧室的调温风口，它们的轴向倾斜夹角为45度。

本发明的工作原理是：

燃料煤粉在燃烧器和助燃风机的作用下进入燃烧道和燃烧室内燃烧，产生大量的高温燃烧烟气。燃烧室采用加长的结构，可以使燃料充分燃烧，热效率高；炉体装设的调温风口吹入调温风，与燃烧产生的高温燃烧烟气均匀混合，形成温度均匀、性能稳定的热风。

由于热风炉的高温部位包括拱顶、燃烧室上部及炉墙，是以拱顶温度为工作温度的，因此，整个炉体的燃烧室和混合室均采用优质高铝耐火砖和保温砖砌筑而成，落灰室和扩容室采用耐高温的浇注料制作，使得墙体不论在燃烧周期还是在送风周期均处于相同的热稳定状态，能够使热风炉稳定、长寿命地运行。热风通过混合室急剧扩容后，热风速度降低，使原始热风中可能携带的炙热的灰尘得到沉降落入落灰室内，从而得到安全可靠的较洁净热风，由热风出口输送至用户使用端。本发明炉体外部包裹保温棉，使热风炉外部温度不高于60℃，炉体外部温度符合国家标准。

另外，作为优选的延伸方案，热风炉全过程自动化燃烧控制系统是由测控系统完成，S7-200 PLC控制模块作为控制器，操作屏集中显示各项检测数据及燃烧状态，工控机人机界面可实现全自动操作，同时具有手动操作功能，用于参数的设定、操作和修改、报警和事故显示、过程画面显示、系统状态显示等，手动和自动两种操作模式随意切换，不仅操作安全、方便，而且可在集控室内上位机上实现全部操作。控制系统可根据用户的要求预留通讯接口给DCS，最后操作参数在调试后固化，具备自动保护功能，防止执行误操作命令。