[发明专利]空气煤气双蓄热燃烧装置

说明书

技术领域

本发明属于燃烧器技术领域，具体的为一种空气煤气双蓄热燃烧装置。

背景技术

双蓄热燃烧技术可以把空气和煤气都预热到1000℃以上，产生较高的理论燃烧温度，从而实现低热值气体燃料在高温炉窑等热工设备上的直接应用；蓄热式燃烧技术还能把排烟温度降低到150℃以下，实现烟气余热的极限回收，显著提高燃料利用率。因此双蓄热燃烧技术在钢铁、有色金属、机械加工等行业有较大范围的推广应用。

在双蓄热燃烧技术的推广应用中，双蓄热燃烧装置还存在一些不足：

1、当双蓄热燃烧装置水平安装时，在交替进行的燃烧和排烟状态下，设置在蓄热箱体内的蓄热体不断改变高温状态和低温状态，高铝材质的蓄热体受热震影响，会出现收缩或局部破损的情况，使得蓄热体下沉或变碎后被气流抽走，在箱体上部形成较大的间隙，由于间隙处的气流阻力最小，高温烟气流易于经过缝隙流出，形成气流短路，高温气流的热量无法被充分有效吸收，造成排烟温度高，低温气流也容易经间隙流入，低温气流没有充分吸收蓄热体的热量，造成预热温度低，无法达到炉膛要求的燃烧温度，而且流入的气体比流出的气体多，造成炉膛压力高不可控制；

2、空气和煤气分别从管道内进入双蓄热燃烧装置，管道流通截面积较小，管道内气体流速较高，而蓄热体在气流方向截面较大，较小面积的高速气流进入较大面积的蓄热体，容易发生偏流现象，出现气流死角，气体偏流后，部分蓄热体流入过多冷气体，而部分蓄热体没有冷气体流入，使得热量交换不均匀，烟气热量没有充分利用，就出现了蓄热体利用率低，空气、煤气蓄热温度不够，并且排烟温度容易超温的现象；

3、高温烟气从喷口砖进入蓄热箱，热态速度高达50m/s～80 m/s，如果喷口分布不均匀或集中在某一点，气流到达蓄热体截面时，也会发生偏流现象，出现气流死角，气体偏流后，部分蓄热体流入过多热烟气，而部分蓄热体没有热烟气流入，使得热量交换不均匀，烟气热量没有充分吸收，也会出现排烟温度容易超温的现象；

4、双蓄热燃烧装置的烧嘴喷口设计不合理，火焰刚性不够，NOx排放浓度高，温度均匀性差，燃料燃烧不完全。

有鉴于此，本发明旨在对现有的双蓄热燃烧装置进行改进，改进后得到的空气煤气双蓄热燃烧装置能够有效解决现有双蓄热燃烧装置气流偏流和气流短路的问题，提高蓄热体的利用率，延长蓄热体的使用寿命，减小NOx排放，改善火焰温度分布。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种空气煤气双蓄热燃烧装置，该空气煤气双蓄热燃烧装置能够有效解决现有双蓄热燃烧装置气流偏流和气流短路的问题，提高蓄热体的利用率和延长使用寿命。

要实现上述技术目的，本发明的空气煤气双蓄热燃烧装置，包括空气蓄热箱体和煤气蓄热箱体，所述空气蓄热箱体上设有空气入口和空气喷口砖，所述煤气蓄热箱体上设有煤气入口和煤气喷口砖； 

所述空气蓄热箱体内设有至少两段空气蓄热腔，且相邻两段空气蓄热腔中，靠近所述空气入口一侧的空气蓄热腔的腔顶高于/低于靠近所述空气喷口砖一侧的空气蓄热腔的腔顶，且每一段所述空气蓄热腔内均设有蓄热体；

所述煤气蓄热箱体内设有至少两段煤气蓄热腔，且相邻两段煤气蓄热腔中，靠近所述煤气入口一侧的煤气蓄热腔的腔顶高于/低于靠近所述煤气喷口砖一侧的煤气蓄热腔的腔顶，且每一段所述煤气蓄热腔内均设有蓄热体。

进一步，所述空气喷口砖上设有至少一组空气喷口组；所述煤气喷口砖上设有至少一组煤气喷口组，每一组所述空气喷口组包括至少一个空气喷口，每一组所述煤气喷口组包括至少一个煤气喷口。

进一步，每一组所述空气喷口组包括至少两个轴线相互平行的空气喷口，每一组所述煤气喷口组包括至少两个轴线相互平行的煤气喷口。

进一步，所述空气喷口砖上设有至少两组空气喷口组，且相邻两组空气喷口组中，远离所述煤气蓄热箱体一侧的空气喷口组的空气喷口的轴线与所述空气蓄热箱体轴线的夹角小于靠近所述煤气蓄热箱体一侧的空气喷口组的空气喷口的轴线与所述空气蓄热箱体轴线的夹角；和/或，

所述煤气喷口砖上设有至少两组煤气喷口组，且相邻两组煤气喷口组中，远离所述空气蓄热箱体一侧的煤气喷口组的煤气喷口的轴线与所述煤气蓄热箱体轴线的夹角小于靠近所述空气蓄热箱体一侧的煤气喷口组的煤气喷口的轴线与所述煤气蓄热箱体轴线的夹角。

进一步，任意一组所述空气喷口组中的空气喷口的轴线与任意一组所述煤气喷口组中的煤气喷口的轴线之间的夹角为5-50°。