專利名稱：帶有環(huán)形布置垂直向上噴嘴的陶瓷燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃燒裝置，是一種帶有環(huán)形布置垂直向上噴嘴的陶瓷燃燒器。
背景技術(shù)：
陶瓷燃燒器是高爐煉鐵中用的熱風(fēng)爐上之重要設(shè)備，其性能的優(yōu)劣直接影響到自身和高爐的正常運(yùn)行、使用效率及使用壽命，在熱風(fēng)爐中目前使用最多的結(jié)構(gòu)形式有內(nèi)燃式、外燃式和頂燃式3種。但不管哪種形式的熱風(fēng)爐上都設(shè)置有結(jié)構(gòu)不同的陶瓷燃燒器?，F(xiàn)有的陶瓷燃燒器在結(jié)構(gòu)上存在不同程度的問題，會造成熱風(fēng)爐內(nèi)燃?xì)馀c空氣混合不佳和(或)氣流分布不均勻，從而導(dǎo)致燃燒欠穩(wěn)定、調(diào)節(jié)性能差與火焰分布差等問題。這樣就不能滿足很好高爐對熱風(fēng)的負(fù)荷要求與風(fēng)溫要求。存在上述問題的熱風(fēng)爐常常造成利用效率低、能源浪費(fèi)、環(huán)境污染，且使用壽命短。因此，改進(jìn)燃燒器結(jié)構(gòu)與布置是提高熱風(fēng)爐性能的有效途徑，其特征應(yīng)表現(xiàn)為良好的混合效果、均勻的氣流分布以及具有回流煙氣預(yù)熱，從而達(dá)到火焰穩(wěn)定、燃燒強(qiáng)度高、調(diào)節(jié)性能強(qiáng)、傳熱效果好的目的。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述情況，本發(fā)明就提供了一種帶有環(huán)形布置垂直向上噴嘴的陶瓷燃燒器，它可有效解決和克服現(xiàn)有燃燒器存在的燃?xì)馀c空氣混合不佳和(或)氣流分布不均勻，從而導(dǎo)致燃燒欠穩(wěn)定、調(diào)節(jié)性能差與火焰分布差等問題。該燃燒器解決的技術(shù)方案是，包括有燃燒器墻體、煤氣預(yù)熱環(huán)道、助燃空氣預(yù)熱環(huán)道、以及上部環(huán)形交錯布置煤氣與空氣噴口。煤氣預(yù)熱環(huán)道和助燃空氣預(yù)熱環(huán)道呈垂直向錯開布置在燃燒器的墻體內(nèi)，煤氣預(yù)熱環(huán)道上部有垂直的煤氣出口及其頂部的噴口，外墻體上有與煤氣預(yù)熱環(huán)道垂直連通的煤氣入口，煤氣入口上部是助燃空氣預(yù)熱環(huán)道，其墻體外側(cè)是垂直接入的助燃空氣入口，其墻體內(nèi)側(cè)是環(huán)向布置的助燃空氣出口，該出口在與煤氣出口同一環(huán)道位置上向上轉(zhuǎn)折，其上部布置有空氣噴口，與煤氣噴口形成環(huán)形交錯布置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)獨(dú)特而新穎，有效而巧妙地解決氣流混合、氣流分布、與煙氣預(yù)熱等燃燒過程的關(guān)鍵問題，實(shí)現(xiàn)火焰穩(wěn)定、提高了燃燒強(qiáng)度、改善傳熱效果、及提高負(fù)荷調(diào)節(jié)功能等，進(jìn)而節(jié)省燃料、節(jié)約投資、降低廢氣溫度與排放量，有效延長熱風(fēng)爐的使用壽命，其經(jīng)濟(jì)和社會效益巨大。
四

圖1為本發(fā)明的陶瓷燃燒器結(jié)構(gòu)剖面的主視圖。
圖2為本發(fā)明的陶瓷燃燒結(jié)構(gòu)的A-A剖面俯視圖。
圖3為本發(fā)明的流體速度分布圖。
圖4為現(xiàn)有陶瓷熱風(fēng)爐(申請?zhí)?00520096217.3)的流體速度分布圖。
五具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明。
由圖1、圖2所示，本發(fā)明包括有墻體及煤氣預(yù)熱環(huán)道和助燃空氣預(yù)熱環(huán)道，煤氣預(yù)熱環(huán)道2和助燃空氣預(yù)熱環(huán)道5呈垂直向錯開置于燃燒器墻體3內(nèi)，垂直的煤氣預(yù)熱環(huán)道2上部有垂直的煤氣出口21及其頂部的噴口9，墻體3上有與垂直的煤氣預(yù)熱環(huán)道連通的煤氣入口1，煤氣入口上部垂直的助燃空氣預(yù)熱環(huán)道5與墻體外的助燃空氣入口4和墻體內(nèi)的助燃空氣出口6相連通，助燃空氣出口上部有空氣噴口8。
所說的垂直的煤氣預(yù)熱環(huán)道2和垂直的助燃室空氣預(yù)熱環(huán)道5的入口為切線式進(jìn)口；空氣噴口8和煤氣噴口9為垂直向上，交叉排列(見圖2所示)，其噴嘴為矩形或圓形，噴出的煤氣、空氣在混合前經(jīng)高溫回流對煤氣和空氣進(jìn)行高溫預(yù)熱，提高燃燒溫度。垂直的煤氣預(yù)熱環(huán)道和垂直的空氣預(yù)熱環(huán)道上呈交叉設(shè)置有數(shù)十個出口(集)管。
由上述可以看出，本發(fā)明由于采用了煤氣和助燃空氣的預(yù)熱環(huán)道，空氣和煤氣垂直向上噴射混合，且受到折返煙氣的預(yù)熱，從而改善燃燒條件，提高燃燒強(qiáng)度，其折返熱氣流均勻的分布能有效提高蓄熱體的利用效率。燃燒器流場特征經(jīng)冷態(tài)試驗(yàn)得到了充分證明，試驗(yàn)是委托華中科技大學(xué)能源學(xué)院專家進(jìn)行的，其結(jié)果由圖3、圖4所示。圖3為本發(fā)明燃燒氣流的流動情況，圖4為專利號200520096217.3以及類似的熱風(fēng)爐燃燒氣流的分布情況。由兩圖中明顯看出，本發(fā)明的熱風(fēng)爐中熱流體呈現(xiàn)出管內(nèi)紊流流動的均勻分布特征，非常利于對下部蓄熱體的加溫，而現(xiàn)有熱風(fēng)爐則不然，熱氣流分布呈中間低(甚至反向流動)而兩邊高的流動特征，致使蓄熱體中部得不到充分加熱。
本發(fā)明明顯不同于現(xiàn)有陶瓷燃燒器的特點(diǎn)1、煤氣、空氣垂直向上噴射，在熱風(fēng)爐內(nèi)借助于高溫?zé)煔饣亓鲗ζ溥M(jìn)行高溫預(yù)熱，經(jīng)交錯噴射使其完全充分混合而燃燒，達(dá)到燃燒充分，燃燒溫度高，熱負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大的目的；2、煤氣、空氣垂直向上噴射后燃燒，在熱風(fēng)爐拱頂作用下折返，形成溫度與速度都分布均勻的向下熱氣流，而后進(jìn)入熱風(fēng)爐蓄熱體的上部，從而使蓄熱體受熱均勻，能達(dá)到熱風(fēng)溫度高和熱風(fēng)穩(wěn)定的要求；3、煤氣環(huán)道和空氣環(huán)道的進(jìn)氣管為切向接入，使得各自均勻布置交錯排列的幾十個出口(集)管中能得到平均誤差小于±5％速度分布，從而改善周向的氣流混合，提高整體燃燒效果；4、由于本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了整體均勻的燃燒與傳熱過程，其蓄熱體的高度可比同容積高爐所用熱風(fēng)爐的蓄熱體可降低20％，有效地節(jié)省了投資。
總之，本發(fā)明是對現(xiàn)有熱風(fēng)爐用的陶瓷燃燒器的創(chuàng)造性改進(jìn)，結(jié)構(gòu)更加科學(xué)合理，更加易于推廣使用，有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
權(quán)利要求
1.一種帶有環(huán)形布置垂直向上噴嘴的陶瓷燃燒器，包括有墻體及煤氣預(yù)熱環(huán)道和助燃空氣預(yù)熱環(huán)道，其特征在于，煤氣預(yù)熱環(huán)道(2)和助燃空氣預(yù)熱環(huán)道(5)呈垂直向錯開置于燃燒器墻體(3)內(nèi)，垂直的煤氣預(yù)熱環(huán)道(2)上部有垂直的煤氣出口(21)及其頂部的噴口(9)，墻體(3)上有與垂直的煤氣預(yù)熱環(huán)道連通的煤氣入口(1)，煤氣入口上部垂直的助燃空氣預(yù)熱環(huán)道(5)與墻體外的助燃空氣入口(4)和墻體內(nèi)的助燃空氣出口(6)相連通，助燃空氣出口上部有空氣噴口(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有環(huán)形布置垂直向上噴嘴的陶瓷燃燒器，其特征在于，所說的垂直的煤氣預(yù)熱環(huán)道(2)和垂直的助燃室空氣預(yù)熱環(huán)道(5)的入口為切線式進(jìn)口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有環(huán)形布置垂直向上噴嘴的陶瓷燃燒器，其特征在于，所說的空氣噴口(8)和煤氣噴口(9)為垂直向上，交叉排列，其噴嘴為矩形或圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有環(huán)形布置垂直向上噴嘴的陶瓷燃燒器，其特征在于，所說的垂直的煤氣預(yù)熱環(huán)道和垂直的空氣預(yù)熱環(huán)道上呈交叉設(shè)置有多個出口管。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶有環(huán)形布置垂直向上噴嘴的陶瓷燃燒器，可有效解決熱風(fēng)爐燃燒火焰分布不均勻，利用效率低，能源浪費(fèi)，壽命短和污染問題，其結(jié)構(gòu)是，煤氣預(yù)熱環(huán)道和助燃空氣預(yù)熱環(huán)道呈垂直向錯開置于燃燒器的墻體內(nèi)，煤氣預(yù)熱環(huán)道上部有垂直的煤氣出口及其頂部的噴口，外墻體上有與煤氣預(yù)熱環(huán)道垂直連通的煤氣入口，煤氣入口上部是助燃空氣預(yù)熱環(huán)道，其墻體外側(cè)是垂直接入的助燃空氣入口，其墻體內(nèi)側(cè)是環(huán)向布置的助燃空氣出口，該出口在與煤氣出口同一環(huán)道位置轉(zhuǎn)折向上，其上部布置有空氣噴口，與煤氣噴口形成環(huán)形交錯布置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)獨(dú)特而新穎，有效解決了氣流混合、氣流分布、與煙氣預(yù)熱等燃燒過程的關(guān)鍵問題，其經(jīng)濟(jì)和社會效益巨大。
文檔編號F23D14/66GK101042237SQ20071005399
公開日2007年9月26日 申請日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者李樹橋, 伍積明, 臧中海, 韓中禮, 鄔捷鵬, 陳恩忠, 周強(qiáng), 陳映明, 陳維漢, 付正華, 程冬生 申請人:鄭州豫興耐火材料有限公司