專利名稱：工業(yè)爐窯用反吹式外預混高速均流燃燒器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及燃燒器，特別是一種工業(yè)爐窯用反吹式外預混高速均流燃燒器。二、 背景技術燃燒器是燃燒類爐窯設備所不可缺少的核心裝置，其性能與結構優(yōu)良與否 直接影響到爐窯的燃料利用率、熱效率、以及是否滿足節(jié)能環(huán)保的要求。目前， 廣泛使用的各種燃燒器，不外乎有燃燒固體粉末的粉煤燃燒器、燃燒液體燃料 的高壓或低壓噴嘴燃燒器、以及燃燒氣體的擴散燃燒或者預混(半預混)燃燒 的燃燒器。各種燃燒器針對不同的行業(yè)領域，都有長足的發(fā)展與創(chuàng)新，在各種 燃料燃燒爐中發(fā)揮其各自的作用。對于釆用擴散燃燒方式的燃燒器已經(jīng)完成從 套簡式燃燒器，逐步過渡到梳篦形空氣噴嘴的矩形燃燒器的轉換，并發(fā)展到環(huán) 形多噴嘴噴射旋流混合回流預熱穩(wěn)焰燃燒技術或者環(huán)形多噴嘴交錯上噴預混燃 燒后氣流折返預熱穩(wěn)焰強化燃燒技術。隨著燃燒技術的發(fā)展，使低熱值煤氣的 燃燒強度與火焰的穩(wěn)定性都得到了較大的提高，再配合上煤氣與助燃空氣的預 熱使得燃燒溫度也不斷增高、燃燒效率也逐步提升。但縱觀現(xiàn)有的煤氣燃燒器， 尤其是使用在工業(yè)爐上的發(fā)生爐煤氣的燃燒器，由于結構的不合理以及與燃燒 室的配合的不當，時常造成煤氣與空氣混合不佳和(或)氣流分布的不均勻， 由此而導致燃燒不完全或燃燒不穩(wěn)定、熱負荷調節(jié)性能差等問題出現(xiàn)。因此， 改進燃燒裝置的結構，并使其與爐膛空間形成合理流場結構，以實現(xiàn)高強度燃 燒與均勻高效傳熱的完美結合，應該是燃燒器發(fā)展的方向和需要解決的技術問 題和需要解決的技術問題。三、 發(fā)明內(nèi)容針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術缺陷，本發(fā)明提出一種煤氣與空氣的噴嘴 環(huán)形交錯布置反向噴射預混燃燒后折返從燃燒器中部均勻噴出高溫射流的一種 工業(yè)爐窯用反吹式外預混高速均流燃燒器，可有效解決燃燒器的充分燃燒與均 勻高效傳熱，提高生產(chǎn)效率的問題，其解決的技術方案是，包括有燃燒器體， 燃燒室、空氣入口管和煤氣入口管，燃燒器體內(nèi)下部有能使氣流折返的燃燒室， 燃燒室半球形壁面中設置有空氣分配腔室，其上端內(nèi)壁面上均勻引出空氣噴嘴管經(jīng)轉折向下到達噴嘴端面；在燃燒器體上部圓簡壁內(nèi)設有同軸的矩形截面的 煤氣分配環(huán)道，其內(nèi)環(huán)道上均勻引出煤氣噴嘴管，并經(jīng)轉折向下到達噴嘴端面; 在噴嘴端面上有煤氣噴嘴和空氣噴嘴呈環(huán)形交錯首尾相接布置，形成圓環(huán)形的 燃燒器噴嘴，在煤氣分配環(huán)道上接有裝在燃燒器體外壁上的煤氣入口管，空氣 分配腔同裝有燃燒器體下部頂端上的空氣入口管相接；在燃燒器出口通道上設 置有三角形截面的環(huán)形穩(wěn)焰槽。本發(fā)明燃燒器能順利實現(xiàn)煤氣與空氣的噴射預混、回流預熱、穩(wěn)定燃燒， 從而有效解決了低熱值煤氣燃燒不穩(wěn)定、燃燒強度低、燃燒溫度不高等關鍵問 題。四

圖1為本發(fā)明燃燒器剖面主視圖。圖2為本發(fā)明燃燒器的煤氣入口管處截面俯視圖。圖3為本發(fā)明燃燒器的噴嘴噴出端面處截面仰視圖。五具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作詳細的描述。 由圖1-圖3給出，本發(fā)明包括有燃燒器體，燃燒室、空氣入口管和煤氣入口管，燃燒器體內(nèi)下部有能使氣流折返的燃燒室1，燃燒室半球形壁面中設置有 空氣分配腔室2，其上端內(nèi)壁面上均句引出空氣噴嘴管3經(jīng)轉折向下到達噴嘴端 面4;在燃燒器體5上部圓筒壁內(nèi)設有同軸的矩形截面的煤氣分配環(huán)道6，其內(nèi) 環(huán)道上均勾引出煤氣噴嘴管7，并經(jīng)轉折向下到達噴嘴端面4;在噴嘴端面4上 有煤氣噴嘴7a和空氣噴嘴3a呈環(huán)形交錯首尾相接布置，形成圓環(huán)形的燃燒器 噴嘴，在煤氣分配環(huán)道6上接有裝在燃燒器體5外壁上的煤氣入口管S，空氣分 配腔室2同裝有燃燒器體5下部頂端上的空氣入口管9相接；在燃燒器體出口 通道上設置有三角形截面的環(huán)形穩(wěn)焰槽10。為了保證使用效果，所說的燃燒器體5為一端封閉的圓簡形杯狀結構，其封閉端為半球形空間的燃燒室l，半球形部分的燃燒器體內(nèi)中空部分構成半球形 空氣分配腔室2，其上部水平截面上沿周向引出均勻分布的空氣噴嘴管3,并90°折返向下與燃燒器噴嘴端面4上的空氣噴嘴3a相連通；半球形空間的燃燒室l上部的燃燒室圓簡形燃燒器體5內(nèi)有環(huán)形的呈矩形截面煤氣分配環(huán)道6，其上 部有連通的沿周向均勻分布的煤氣噴嘴管7,煤氣噴嘴管折返90°向下同噴嘴 端面4上的煤氣噴嘴7a相連通；煤氣噴嘴與空氣噴嘴在燃燒器噴嘴端面上呈交 錯排列且首尾相接的圓環(huán)形狀；煤氣入口管8與煤氣分配環(huán)道6垂直連接；空 氣入口管9從燃燒室下頂部接入半球形空氣分配腔室2;環(huán)形穩(wěn)焰槽10在燃燒 器體內(nèi)通道的壁面上挖切，呈三角形環(huán)狀槽。 這里有必要指出
空氣噴嘴管3或煤氣噴嘴管7的數(shù)目根據(jù)燃燒器的熱負荷大小以及燃燒器 的直徑而定， 一般各自在20 40個之間對應選擇；空氣噴嘴管3或煤氣噴嘴管7 的進入燃燒室的角度會在相對中軸線0。 30°的角度范圍內(nèi)改變；空氣噴嘴管 3或煤氣噴嘴管7與空氣噴嘴3a或煤氣噴嘴7a的截面幾何形狀選擇可以是圓形 或矩形，噴嘴截面可以向燃燒室逐步收縮到適當大小。
在燃燒器用于工業(yè)爐窯時，應將燃燒器安裝在工業(yè)爐窯的燃燒段的爐墻上， 讓燃燒器的噴出端以不同角度朝向爐膛空間，并一起組成了工業(yè)爐的燃燒段。 布置在燃燒段上燃燒器的個數(shù)、位置及大小由工業(yè)爐的熱負荷和溫度要求而定， 其固定方法可采用多種形式。但燃燒器本體的結構形態(tài)是不變的。
環(huán)形穩(wěn)焰槽IO是在燃燒器內(nèi)通道的壁面上挖切的三角形環(huán)狀槽，其目的是 在高負荷下起穩(wěn)焰作用；應按照燃燒器負荷變化范圍調整其形狀、大小、與位 置，其截面可以是三角形可以是矩形不等。
使用上述燃燒器時，煤氣與空氣進入各自的氣流分配環(huán)道或腔室，預熱之 后經(jīng)由各自的的噴嘴管進入燃燒室，在相互混合的同時進一步受到回流煙氣的 預熱而著火燃燒，燃燒后煙氣經(jīng)燃燒室阻擋而折返從環(huán)形燃燒器的中部空間向 上流出而進入爐膛空間。在此過程中下行的混合氣流與上行的煙氣流之間會形 成一個回流渦旋，在其作用下上行氣流會向四周分開而形成類似于管內(nèi)流動的 速度分布后進入爐膛空間。高溫回流煙氣也能使下行的混合氣流得到充分預熱， 致使混合氣體提前著火燃燒而增強燃燒強度，并因持續(xù)作用而使燃燒火焰穩(wěn)定。 由于上升折返氣流流場對燃燒的強化作用及對出口氣流的均勻作用而形成燃燒 器出口氣流的速度與溫度的雙均勻。燃燒器出口處的環(huán)形穩(wěn)焰槽io在高負荷運行時能夠使沒有充分燃燒而可燃混氣得以完全燃燒，以保證燃燒過程在燃燒器 中完成。由于燃燒器的空氣分配腔室與煤氣分配環(huán)道既起到冷卻燃燒器壁面的 作用又能使氣流被預熱，這會提高煤氣與空氣的溫度而促進著火燃燒與提高熱 流用率。
總之，本發(fā)明以簡單而合理的結構，有效地解決了燃燒器噴射氣流混合不佳、 燃燒不充分、燃燒氣流速度溫度分布不均等關鍵問題，能有效地保證工業(yè)爐窯
高效、均溫、等熱強度、且安全與穩(wěn)定地運行；因而能實現(xiàn)節(jié)省燃料、節(jié)約投 資、降低廢氣溫度與排放量、減少環(huán)境污染的良好的經(jīng)濟和社會效益。
權利要求
1、一種工業(yè)爐窯用反吹式外預混高速均流燃燒器，包括有燃燒器體，燃燒室、空氣入口管和煤氣入口管，其特征在于，燃燒器體內(nèi)下部有能使氣流折返的燃燒室(1)，燃燒室半球形壁面中設置有空氣分配腔室(2)，其上端內(nèi)壁面上均勻引出空氣噴嘴管(3)經(jīng)轉折向下到達噴嘴端面(4)；在燃燒器體(5)上部圓筒壁內(nèi)設有同軸的矩形截面的煤氣分配環(huán)道(6)，其內(nèi)環(huán)道上均勻引出煤氣噴嘴管(7)，并經(jīng)轉折向下到達噴嘴端面(4)，在噴嘴端面(4)上有煤氣噴嘴(7a)和空氣噴嘴(3a)呈環(huán)形交錯首尾相接布置，形成圓環(huán)形的燃燒器噴嘴，在煤氣分配環(huán)道(6)上接有裝在燃燒器體(5)外壁上的煤氣入口管(8)，空氣分配腔室(2)同裝有燃燒器體(5)下部頂端上的空氣入口管(9)相接；在燃燒器體出口通道上設置有三角形截面的環(huán)形穩(wěn)焰槽(10)。
2. 根據(jù)權利要求l所述的工業(yè)爐窯用反吹式外預混高速均流燃燒器，其特 征在于，所說的燃燒器體(5)為一端封閉的圓筒形杯狀結構，其封閉端為半球 形空間的燃燒室(1),半球形部分的燃燒器體內(nèi)中空部分構成半球形空氣分配 腔室(2)，其上部水平截面上沿周向引出均勾分布的空氣噴嘴管(3)，并90° 折返向下與燃燒器噴嘴端面(4)上的空氣噴嘴(3a)相連通。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的工業(yè)爐窯用反吹式外預混高速均流燃燒器， 其特征在于，所說的燃燒室(1)上部的燃燒室圓簡形燃燒器體(5)內(nèi)有環(huán)形 的呈矩形截面煤氣分配環(huán)道(6)，其上部有連通的沿周向均勻分布的煤氣噴嘴 管(7),煤氣噴嘴管折返90。向下同噴嘴端面(4)上的煤氣噴嘴(7a)相連通。
4. 根據(jù)權利要求l所述的工業(yè)爐窯用反吹式外預混高速均流燃燒器，其特 征在于，所說的煤氣噴嘴與空氣噴嘴在燃燒器噴嘴端面上呈交錯排列且首尾相 接的圓環(huán)形狀。
5. 根據(jù)權利要求l所述的工業(yè)爐窯用反吹式外預混高速均流燃燒器，其特 征在于，所說的煤氣入口管(8)與煤氣分配環(huán)道(6)垂直連接，空氣入口管(9)從燃燒室下頂部接入半球形空氣分配腔室(2)。
6. 根據(jù)權利要求l所述的工業(yè)爐窯用反吹式外預混高速均流燃燒器，其特 征在于，所說的空氣噴嘴管(3)或煤氣噴嘴管(7)為20 40個，進入燃燒室 的角度為相對中軸線0 30° 。
7. 根據(jù)權利要求l所述的工業(yè)爐窯用反吹式外預混高速均流燃燒器，其特 征在于，所說的空氣噴嘴管(3)或煤氣噴嘴管(7)與空氣噴嘴(3a)或煤氣 噴嘴(7a)的截面是圓形或矩形，并向燃燒室呈逐步收縮狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及工業(yè)爐窯用反吹式外預混高速均流燃燒器，有效解決燃燒器的充分燃燒與均勻高效傳熱，提高生產(chǎn)效率的問題，其結構是，燃燒器體內(nèi)下部有燃燒室，其半球形壁面中有空氣分配腔室，其上端內(nèi)壁面上有空氣噴嘴管至噴嘴端面，燃燒器體上部圓筒壁內(nèi)有同軸的矩形截面的煤氣分配環(huán)道及相連的煤氣噴嘴管至噴嘴端面，噴嘴端面上有煤氣噴嘴和空氣噴嘴呈環(huán)形交錯首尾相接，煤氣分配環(huán)道上有裝在燃燒器體外壁上的煤氣入口管，空氣分配腔室同空氣入口管相接，在燃燒器出口通道上設置有三角形截面的環(huán)形穩(wěn)焰槽，本發(fā)明能順利實現(xiàn)煤氣與空氣的噴射預混、回流預熱、穩(wěn)定燃燒，有效解決低熱值煤氣燃燒不穩(wěn)定、燃燒強度低、燃燒溫度不高的關鍵問題。
文檔編號F23D14/02GK101403502SQ20081023110
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權日2008年11月27日
發(fā)明者劉世聚, 劉力銘, 張正濤, 王承慶, 郭立鵬, 陳維漢 申請人:河南省豫興熱風爐工程技術有限公司