[发明专利]一种预混气流蓄热体中旋流与回流自预热的高速燃烧器

说明书

技术领域

    本发明涉及高炉热风炉的燃烧器，特别是用于为高炉提供高温鼓风的一种预混气流蓄热体中旋流与回流自预热的高速燃烧器。

背景技术

当前，高炉热风炉从节能降耗上考虑要求在燃烧低热值高炉煤气下获得高性能和高风温，而最终达到高效、节能、环保、增产的目的。为此，在热风炉中必须实现优化的燃烧过程与强化的传热过程相结合炉内过程。这就涉及到燃烧装置的结构、蓄热体结构与布置、以及气流流场的组织。纵观目前使用的各种高炉热风炉,其气体燃烧装置均以煤气与空气在燃烧空间中混合、预热、着火燃烧模式为主，这种模式总是存在混合不均、燃烧不完全、燃烧室空间大、燃烧器结构复杂等问题；而燃烧室与蓄热室中的气流组织安排不当（流速选择、气流分配与控制、旋流与回流状态的应用等），导致燃烧室中燃烧气流的特征变化大、气流不稳定、燃烧强度低，进而引起蓄热室中气流分布不均，降低传热效果与蓄热体的利用率；由于蓄热体的结构与布置均难以按照流场结构和负荷状态选取，从而整体影响热风炉的性能和实际使用效果。因此，随着人们对燃烧、传热传质、以及流体流动的理论及其应用技术认识的提高和应用实践的深入，以及炼铁工艺对于稳定高风温的需求和冶金行业高效、节能与环保的重视，热风炉领域的技术创新呈现出活跃的态势，尤其是热风炉的技术发明主要集中在燃烧器的改进与蓄热体结构的改进上。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本发明提供更为综合性的创新结构的顶燃式热风炉用的一种预混气流蓄热体中旋流与回流自预热的高速燃烧器，其做法是在热风炉顶部设置能实现强旋流快速预混合，预混气流垂直上喷与水平旋流喷射同时进入燃烧室，经燃烧室内堆砌的多孔蓄热体实现旋流与回流自预热后高速稳定的燃烧。设置这样的燃烧器热风炉就能有效解决煤气与空气混合速率低、混合不均匀，燃烧强度低、燃烧温度低、燃烧不完全、燃烧室空间大和燃烧器结构不合理等问题。

本发明解决的技术方案是，包括燃烧器墙体、燃烧室、热风出口管、空气进气管、煤气进气管、空气分配环道和煤气分配环道，燃烧器墙体是由球形拱顶状部分与其下部的圆筒体部分连成一体构成，其内部空间为燃烧室，燃烧室内堆砌满预热助燃的套筒状陶瓷多孔体，燃烧器墙体通过其底部的托圈被支撑在炉壳上，燃烧器墙体的圆筒体部分上垂直其轴线从下到上对应布置有空气进气管和煤气进气管，空气进气管和煤气进气管分别垂直连接砌筑在燃烧器墙体内的空气分配环道与煤气分配环道，在煤气分配环道的内侧环墙上部环形均布有多个矩形截面的煤气喷嘴通道，煤气喷嘴通道离开煤气分配环道的内侧环墙后，以水平倾斜方向与砌筑在燃烧器墙体内的煤气空气预混合环道相连通，空气分配环道的内侧环墙下部环形均布有多个矩形截面的空气喷嘴通道，空气喷嘴通道离开空气分配环道的内侧环墙后，以水平倾斜方向与砌筑在燃烧器墙体内的煤气空气预混合环道相连通，煤气空气预混合环道为矩形截面，其内侧环墙墙面从上到下设置有多个调节气流的矩形截面的开口环槽，顶部为连通燃烧室的周向均布的多个预混气垂直向上喷口，内侧环墙上部有连通燃烧室的周向均布的预混气的水平倾斜喷口，预混气垂直向上喷口上端设置矩形截面上端开口的气流缓冲环槽；燃烧器墙体的圆筒体部分上部设置有占据空气分配环道部分空间、并与煤气空气预混合环道相通的热风出口管。

本发明是在现有热风炉燃烧器结构基础上的改进与创新，内混旋流与多孔体中高速旋流自预热与回流自预热的燃烧装置设计，有效实现热风炉燃烧装置的快速均匀混合与高速高强度的稳定燃烧，燃烧与蓄热并用的套筒状的陶瓷多孔体在燃烧室的堆砌，极大地强化燃烧器的自预热功能。在热风炉上采用这种燃烧器就能保证热风炉在安全与稳定前提下的高效、高热强度与高送风温度的运行，继而达到节省燃料、节约投资、降低废气温度与有害气体的排放量、减少环境污染的良好效果。

附图说明

图1为本发明的剖面主视图。

图2为本发明图1中B-B截面图。

图3为本发明图1中A-A截面图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。