[实用新型]钝体式套筒陶瓷燃烧器

说明书

本实用新型涉及一种高炉炼铁的煤气燃烧装置。

现有的热风炉用套筒式陶瓷燃烧器的结构采用内外两个圆筒型设计，两层圆筒中间有隔层，燃烧器整体采用耐火材料砌筑。两层圆筒普遍采用直筒型或外环在出口附近以一定角度与中心轴线相交的设计。在运行过程中外环气体(一般为空气)以圆环状射向中心圆柱状气流(一般为煤气)，对中心气流产生夹击作用，限制了中心气流向外扩展，外环气流以一定角度来实现穿透中心气流的作用无法达到，反而使得中心气流的扩展空间进一步缩小，严重影响了两种气体之间的相互混合效果，造成实际燃烧火焰很长，而且为了保证煤气在进入格子砖前燃烧完全，不得不采用较大的空气过剩系数(一般需1．1左右)，降低了理论燃烧温度和热风温度。

目前还有一种采用套筒式燃烧器设计为在外环空气通道内设置隔墙，使得出口的空气被分成多个流股，来得到加强混合的作用。但是这种设计的缺点是隔墙的高度太高，以至于气流经过这段距离后已完全变为平行流动，不具备切的速度，造成出口处的回流很小，加强混合的效果不大。

另外目前使用的其它类型的燃烧器如栅格式陶瓷燃烧器由于其结构复杂，造成系统的阻力损失增加，在现有设备上改造时需要对管道系统进行相应的改造，增加了设备的投资，不利于在现有设备上进行推广使用。

为了克服现有套筒式陶瓷燃烧器混合不好的缺点，本实用新型提供了一种通过在外环空气出口处设置钝体的套筒陶瓷燃烧器，以达到加强混合和稳定火焰的效果，进一步为高炉提供高风温。同时在燃烧器的上部设计减震墙，来减小燃烧器在使用中的震动。

一种钝体式套筒陶瓷燃烧器，主要由耐火砖砌筑的双层套筒组成，其中内层套筒为煤气通道，内层套筒与外层套筒之间为空气通道，内层套筒将煤气通道和空气通道隔开，外层套筒和内层套筒用耐火材料砌筑而成。其特征在于：在空气通道的出口处设有钝体，钝体用与套筒同种材料的异型耐火砖砌筑，其形状为圆台式，圆台的上下表面为圆弧面。圆弧面分别与内层套筒和外层套筒的表面配合。钝体的大小和数量根据燃烧室大小、煤气的热值和流量等由计算机进行优化设计而定。

钝体式套筒陶瓷燃烧器的另外一个特征在于在燃烧器外层套筒的上方且靠近燃烧室墙壁处设置减震墙，减震墙用耐火砖砌筑而成，减震墙的形状和高度根据具体的燃烧室而定，要均匀过渡。

该钝体式套筒陶瓷燃烧器充分利用现有设备，只在原有套筒式陶瓷燃烧器的基础上，通过部分异型砖的组合来设置燃烧器自身钝体，进而改善煤气和空气的混合，提高热风温度。

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述：

图1-A为传统的套筒式陶瓷燃烧器的主体结构图；

图1-B为图1-A的水平截面图；

图2-A为在空气通道内设置隔墙的陶瓷燃烧器的主体结构图；

图2-B为图2-A的水平截面图；

图3-A是该实用新型所述的钝体式套筒陶瓷燃烧器的主体结构图；

图3-B为图3-A的底视图；

图3-C为图3-A的顶视图；

图4为钝体的截面图。

通过计算机对陶瓷燃烧器燃烧过程的研究，发现在燃烧器上设置钝体，利用高速气流经过钝体后自然形成的回流作用，将通过中心通道进入的煤气流卷吸向外运动，同时外环的空气流向里运动，形成相互交叉的循环流动，达到加强混合的效果。由于煤气和空气在燃烧器上方的混合加强，使得燃烧火焰短，实现了短焰的效果，同时可以通过很小的空气过剩系数即能达到煤气在进入格子砖前完全燃烧，能够显著提高理论燃烧温度和热风温度。

通过在燃烧器外层套筒4的上方且靠近燃烧室7墙壁8处设置用耐火砖砌筑的减震墙6，有效地减小了燃烧器上方的回流区，该回流区被认为是产生燃烧震动的一个主要因素。

该钝体式套筒陶瓷燃烧器仍然采用内外两层套筒型设计，内层套筒2为煤气通道1，内层套筒2与外层套筒4之间为空气通道3，内层套筒2将煤气通道1和空气通道3隔开，内、外层套筒都用耐火材料砌筑而成。空气通道出口处，均匀加设6-12个大小相同的钝体5，对钝体5的大小和数量需根据热风炉的大小和空气、煤气的流量等应用计算机进行模拟研究来确定。钝体所用材料与燃烧器本体所用的耐火材料相同，其形状为圆台形，上下表面为圆弧面，圆弧半径与燃烧器的匹配。每块钝体的设计采用一块整体的异型砖，与燃烧器本体采用锲入式联接，将钝体镶嵌到燃烧器的耐火砖内，防止在使用过程中由于高速气流的冲击，产生脱离现象。燃烧器的双层套筒、钝体5、减震墙6均采用堇青石砖，其中钝体5需采用异型砖。以上钝体5和减震墙6的数量、大小根据不同的热风炉可以有不同的规格，但均属于该实用新型的设计思想。