[实用新型]一种带高速旋流预混蓄热自预热燃烧装置的热风炉

说明书

技术领域

    本实用新型涉及热风炉，特别是用于为高炉提供高温鼓风的一种带高速旋流预混蓄热自预热燃烧装置的热风炉。

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实用新型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，本实用新型提供一种带高速旋流预混蓄热自预热燃烧装置的热风炉，其做法是在热风炉顶部设置能实现强旋流快速预混合，预混气流分散膜状垂直上喷，经多孔蓄热体回流自预热后高速燃烧的燃烧器，在完成燃烧过程并使这部分多孔蓄热体完成高温蓄热之后进入其下的堆砌大量蓄热体的蓄热室在完成与其的热热交换之后以较低的烟气温度离开热风炉本体。这样的热风炉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。

本实用新型解决的技术方案是，包括燃烧室墙体、燃烧室、热风出口管，燃烧器墙体、煤气进气管、空气进气管、煤气分配环道、空气分配环道、煤气喷嘴通道、空气喷嘴通道和煤气与空气旋流预混合环道，煤气与空气旋流预混合环道内侧的气流调节环槽顶部开有预混气扇形狭缝喷口以及其上的气流缓冲环槽，燃烧室墙体是球形拱顶状，燃烧室墙体和其下部的圆筒体状的燃烧器墙体连成一体构成燃烧室，燃烧室内充分堆砌预热助燃陶瓷多孔体，燃烧室墙体通过其底部的托圈支撑在炉壳上，燃烧器墙体的圆筒体上垂直其轴线从上到下对应布置有煤气进气管和空气进气管，煤气进气管和空气进气管分别垂直连接砌筑在燃烧器墙体内的煤气分配环道与空气分配环道，煤气分配环道的内侧环墙下部，环形均布有多个矩形截面的煤气喷嘴通道，其离开煤气分配环道的内侧环墙，以水平倾斜方向与砌筑在燃烧器墙体内的煤气与空气旋流预混合环道相连通，空气分配环道的内侧环墙上部，环形均布有多个矩形截面的空气喷嘴通道，其离开空气分配环道的内侧环墙，以水平倾斜方向与砌筑在燃烧器墙体内的煤气与空气旋流预混合环道相连通，煤气与空气旋流预混合环道为矩形截面，内侧环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，开口环槽顶部为连通煤气与空气旋流预混合环道的预混气扇形狭缝喷口，扇形狭缝喷口上面有连通的矩形截面的、上端开口的气流缓冲环槽；燃烧器墙体的圆筒体上部设置有占据煤气分配环道的部分空间的热风出口管，并与煤气与空气预混合环道相通；燃烧器墙体的内层圆筒墙体下部与蓄热室墙体的内层锥筒墙体上部圆弧过渡相连，与其相邻的一层圆筒墙体之间采用第一阶梯缝式迷宫密封连接结构，相互滑移地套接在一起；蓄热室墙体的上部是由圆锥筒墙体圆弧连接大圆筒墙体而构成，并由炉壳上的托圈支撑在炉壳上，其大圆筒墙体的内层与蓄热室墙体的下部圆筒墙体内层之间采用第二阶梯缝式迷宫密封连接结构，相互滑移地套接在一起；在蓄热室墙体的下部圆筒体内水平设置支撑蓄热体的带有缝隙通道的炉箅子，炉箅子置于炉底上面的多根支撑横梁上，蓄热室墙体内炉箅子上部的空间构成蓄热室，其内有自炉箅子向上堆砌至燃烧器的第一蓄热体、第二蓄热体、第三蓄热体和带横向通孔的铸铁格子砖；炉箅子下部的蓄热室墙体及炉底之间的内部空间构成冷风室，冷风室墙体上有与之相通垂直其轴线的烟气出口管和冷风进口管，冷风室墙体是圆筒状蓄热室墙体的延伸，炉底构成端部封头。