專利名稱：空氣和煤氣雙蓄熱的蓄熱式燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于燃料燃燒技術(shù)領(lǐng)域，尤其是使用煤氣作為燃料的 工業(yè)爐窯的燃燒裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在工業(yè)爐技術(shù)中，利用爐膛廢氣的余熱加熱煤氣或助燃空氣有兩 種裝置， 一類是換熱器，另一類是蓄熱室。
換熱器發(fā)明于1828年，其大多數(shù)是用金屬制造的。工業(yè)爐使用 換熱器， 一方面是為了回收廢氣余熱，另一方面是提高燃燒溫度。由 于當(dāng)對的金屬換熱器耐高溫性能差，所以空氣或煤氣的預(yù)熱溫度很 低，致使一些爐子的燃燒溫度不能滿足冶煉工藝的要求。
1858年，威廉*西門子(Willian Siemens)在發(fā)明平爐煉鋼法的 同時，發(fā)明了蓄熱室。它能夠把空氣預(yù)熱到較高的溫度。1861年， 蓄熱室首先用在玻璃窯爐上，并獲得專利。接著，它在平爐和高爐上 普遍使用。這些爐子使用蓄熱室不僅是為了節(jié)約燃料，而且更重要的 是提高了燃燒溫度，以滿足工藝的要求。所以，在許多爐子上，蓄熱 室取代了換熱器。
后來，隨著金屬制造業(yè)的發(fā)展和金屬材料性能的改善，金屬換熱 器再度興起。由于它結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，所以凡是在空氣預(yù)熱溫度 不太高的爐子上，換熱器又取代了笨重的蓄熱室。只有空氣預(yù)熱溫度 很高的熱風(fēng)爐、平爐和玻璃熔爐等，蓄熱室仍在使用。
1982年，英國Hotwork公司發(fā)明了第一對陶瓷蓄熱式燃燒器 (Regenerative Ceramic Bu潔r， RCB)，并成功地應(yīng)用于玻璃熔爐上，取得了顯著的節(jié)能增產(chǎn)效果。這些效果使幾乎被淘汰的蓄熱室"東山 再起"，得到了各工業(yè)發(fā)達(dá)國家的高度重視，很快在加熱爐、鍛造爐、 熱處理爐、加熱爐等廣泛應(yīng)用。蓄熱式燃燒器的出現(xiàn)標(biāo)志著蓄熱式燃 燒技術(shù)進(jìn)入了一個新的發(fā)展時期。
目前采用的蓄熱式燃燒器主要為單蓄熱，以空氣蓄熱為主。也有 采用空氣和煤氣合并的燃燒器，但采用空氣和煤氣蓄熱室位于同一個 砌有耐火材料內(nèi)襯的金屬腔體內(nèi)的蓄熱式燃燒器還未見有過。
實用新型內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足和現(xiàn)狀，本實用新型要解決的技術(shù)問題 是提供一種空氣和煤氣雙蓄熱的蓄熱式燃燒器，其結(jié)構(gòu)緊湊，可應(yīng)用 于各種工業(yè)爐窯達(dá)到節(jié)能效果。尤其是使用低熱值煤氣作為燃料的工 業(yè)爐窯，使用這種燃燒器能取得更大的節(jié)能效果。而且這種燃燒器在 使用過程中維修方便，特別是使用在工作環(huán)境比較惡劣的工況下，蓄 熱體和整個燒嘴的更換都比較方便。
本實用新型的技術(shù)方案空氣和煤氣雙蓄熱的蓄熱式燃燒器，含 有燃燒器本體和燒嘴磚，燒嘴磚上設(shè)置有點火孔，所述的燃燒器本體 是一個砌有耐火材料內(nèi)襯的金屬腔體，煤氣蓄熱室和空氣蓄熱室并列 設(shè)置在金屬腔體內(nèi)并通過耐火材料分隔墻隔開；與煤氣蓄熱室連通的 煤氣通道穿過空氣蓄熱室上部與前端的燒嘴磚煤氣噴口相連通；與空 氣蓄熱室連通的一次空氣通道與著火室成一定角度連通，與空氣蓄熱 室連通的二次空氣通道沿著火室外圍通向燒嘴磚外。
所述的煤氣通道是耐火材料砌成的通道或金屬管通道。所述的一 次空氣通道與著火室中心線之間的角度是0~45°，或以0~45。的旋轉(zhuǎn) 角進(jìn)入著火室，從而形成一次旋轉(zhuǎn)風(fēng)。所述的一次空氣通道在著火室 的出口是環(huán)煤氣噴口圓周均勻分布的2至多個。所述的二次空氣通道是環(huán)著火室圓周均勻分布的2至多個。
所述的金屬腔體上部和下部由法蘭連接。所述的金屬腔體與燒嘴 磚由法蘭連接。所述的燒嘴磚與爐體由法蘭連接。所述的煤氣蓄熱室 和空氣蓄熱室的側(cè)壁上分別設(shè)置有方便蓄熱體裝卸的入口和出口 。所 述的煤氣蓄熱室和空氣蓄熱室內(nèi)的蓄熱體是蓄熱小球或蜂窩體。
本實用新型結(jié)構(gòu)新穎，設(shè)計合理，技術(shù)效果顯著。采用空氣和煤 氣雙蓄熱，可以有效地提高燃料的理論燃燒溫度，最大限度地回收煙 氣余熱，提高燃料的利用效率，達(dá)到節(jié)能降耗，減少C02排放的目的。 尤其作為使用如高爐煤氣、發(fā)生爐煤氣等低熱值燃料的燃燒裝置，本 實用新型更為有效。采用空氣多級加入的多級燃燒方法，改善了煤氣 的燃燒過程，提高了燃料燃燒效率，降低了燃料燃燒過程中的NOx的
生成量。通過把煤氣蓄熱室和空氣蓄熱室置于同一腔體內(nèi)，使得燒嘴 結(jié)構(gòu)緊湊。在高溫的空氣蓄熱室內(nèi)設(shè)置耐高溫的耐火材料通道把煤氣
蓄熱室和設(shè)置于燒嘴磚內(nèi)的煤氣噴口連接起來，設(shè)計新穎。在蓄熱室 設(shè)置裝卸蓄熱體的出入口，可以很方便更換蓄熱體。燒嘴設(shè)計采用組 合結(jié)構(gòu)，各部分用法蘭或其它方式連接，燒嘴磚和爐墻的連接也用法 蘭連接，因此燒嘴的維護(hù)和更換很方便，燒嘴和爐體的連接也很嚴(yán)密。

附圖1是本實用新型一實施例結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2是附圖1的A向結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中標(biāo)記分述如下1——煤氣入口； 2——出口； 3——蓄熱 體；4——煤氣蓄熱室；5——入口； 6——蓄熱室分隔墻；7——耐火 材料；8——隔熱材料；9——煤氣集氣室；10——空氣集氣室；11 ——空氣入口； 12——空氣蓄熱室；13——煤氣通道；14——點火孔； 15——著火室；16——煤氣噴口； 17——一次空氣通道；18——二次空氣通道，19——燒嘴磚，20——(煤氣蓄熱室)爐柵，21——(空 氣蓄熱室)爐柵，22——(金屬腔體上下部的連接)法蘭，23——(燒 嘴磚和燃燒器本體的連接)法蘭，24——(燒嘴磚和爐體的連接)法 蘭，25——金屬腔體。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描 述。如附圖1、 2所示，本實用新型的雙蓄熱式燃燒器的下部是煤氣 集氣室9和空氣集氣室10，集氣室的側(cè)壁上設(shè)置有煤氣入口 1和空 氣入口 11，用于和外部的煤氣管和空氣管相連接。集氣室9、 10的 上部是蓄熱室4、 12，蓄熱室外部為鋼結(jié)構(gòu)的金屬腔體25，金屬腔體 25內(nèi)側(cè)砌有用于保溫的隔熱材料8和耐高溫的高溫耐火材料7，蓄熱 室內(nèi)砌有一道耐火材料分隔墻6把蓄熱室分成煤氣蓄熱室4和空氣蓄 熱室12,蓄熱室下部設(shè)有爐柵20、 21，蓄熱體(蓄熱體小球、蜂窩 體或其它)3置于爐柵20、 21上。空氣蓄熱室12的出口設(shè)有燒嘴磚 19，用于組織煤氣和空氣的燃燒，燒嘴磚19內(nèi)設(shè)有煤氣噴口 16、 一 次和二次空氣通道17、 18， 一次空氣通道17出口指向著火室15， 二 次空氣通道18出口指向燒嘴磚外，即爐內(nèi)， 一次和二次空氣通道17、 18出口環(huán)煤氣噴口 16周向均勻布置，燒嘴磚19上還設(shè)有點火孔14， 用于蓄熱式燒嘴的點火?？諝庑顭崾?2上部設(shè)有一耐火材料通道13 (也可以是金屬管通道)，用于把煤氣蓄熱室4和設(shè)置于燒嘴磚19內(nèi) 的煤氣噴口 16連接起來。當(dāng)采用蓄熱體小球作為蓄熱體時，煤氣蓄 熱室4和空氣蓄熱室12側(cè)壁上部均設(shè)有裝球的入口 5，側(cè)壁下部設(shè) 有卸球的出口 2 (空氣蓄熱室上部的出入口未示出)，當(dāng)蓄熱體使用 一段時間后需要更換或清洗時，可以很方便地把蓄熱體從這里裝入和 卸出。蓄熱室上部和下部設(shè)有一對連接法蘭22，燒嘴磚19和燃燒器本體設(shè)有一對連接法蘭23，燒嘴和爐體的連接用法蘭24連接。
煤氣經(jīng)煤氣入口 1進(jìn)入煤氣集氣室9，然后進(jìn)入蓄熱室4被裝在 這里的蓄熱體3加熱至高溫，高溫的煤氣通過煤氣通道13經(jīng)煤氣噴 口16噴出?？諝饨?jīng)空氣入口 ll進(jìn)入空氣集氣室lO ，然后進(jìn)入空氣 蓄熱室12被裝在這里的蓄熱體3加熱至高溫，高溫的空氣在空氣蓄 熱室12出口被按比例分為一次空氣和二次空氣， 一次空氣經(jīng)環(huán)煤氣 氣流圓周分布的一次空氣通道17噴入著火室15著火燃燒，二次空氣 通過二次空氣通道18直接噴向燒嘴磚19外，即爐內(nèi)，然后與高溫的 一次燃燒煙氣相混合而燃燒。
高溫預(yù)熱的煤氣從燒嘴磚19中心的煤氣噴口 16噴出，高溫預(yù)熱 的一次空氣通過沿圓周方向、與煤氣流向呈一定的角度分布一次空氣 通道17的噴口射向煤氣流，在著火室16內(nèi)煤氣與一次空氣混合著火 并燃燒，燃燒的高溫?zé)煔怆x開著火室16，然后與同樣沿園周分布的 高溫預(yù)熱的二次空氣在爐膛內(nèi)混合燃燒。通過這種空氣多級加入的多 級燃燒方法，改善煤氣的燃燒過程，提高燃料燃燒效率，降低燃料燃 燒過程中的NOx的生成量。通過把煤氣蓄熱室4和空氣蓄熱室12置于 同一腔體內(nèi)，使得燃燒器結(jié)構(gòu)緊湊。在蓄熱室設(shè)置裝卸蓄熱體3的出 入口2、 5，可以很方便更換蓄熱體3。尤其是在燒嘴使用環(huán)境較差的 條件下，如熔鋁爐、軋鋼加熱爐的均熱段和加熱段等使用時，蓄熱體 3使用一段時間會破碎和變臟，需要更換或清洗，這時只需要通過設(shè) 置的裝卸出入口2、 5操作就可以了，因此很方便。本燃燒器設(shè)計采 用組合結(jié)構(gòu)，分為燒嘴下部、燒嘴上部和燒嘴磚三部分，各部分用法 蘭連接22、 23，燒嘴磚19和爐墻的連接也用法蘭24連接。因此燒 嘴在燒嘴使用過程中可以更換任一部分，燒嘴也可很快地整體更換， 同時和爐體的連接也很嚴(yán)密，不漏氣。
權(quán)利要求1、一種空氣和煤氣雙蓄熱的蓄熱式燃燒器，含有燃燒器本體和燒嘴磚，燒嘴磚上設(shè)置有點火孔，其特征在于所述的燃燒器本體是一個砌有耐火材料內(nèi)襯(7、8)的金屬腔體(25)，煤氣蓄熱室(4)和空氣蓄熱室(12)并列設(shè)置在金屬腔體(25)內(nèi)并通過耐火材料分隔墻(6)隔開；與煤氣蓄熱室(4)連通的煤氣通道(13)穿過空氣蓄熱室(12)上部與前端的燒嘴磚(19)的煤氣噴口(16)相連通；與空氣蓄熱室(12)連通的一次空氣通道(17)與著火室(15)成一定角度連通，與空氣蓄熱室(12)連通的二次空氣通道(18)沿著火室(15)外圍通向燒嘴磚(19)外。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣和煤氣雙蓄熱的蓄熱式燃燒器， 其特征在于所述的煤氣通道(13)是耐火材料砌成的通道或金屬管 通道。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣和煤氣雙蓄熱的蓄熱式燃燒器， 其特征在于所述的一次空氣通道(17)與著火室(15)中心線之間 的角度是0~45°，或以0 45。的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)入著火室(15)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣和煤氣雙蓄熱的蓄熱式燃燒器， 其特征在于所述的一次空氣通道(17)在著火室(15)的出口是環(huán) 煤氣噴口 (16)圓周均勻分布的2至多個。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣和煤氣雙蓄熱的蓄熱式燃燒器， 其特征在于所述的二次空氣通道(18)是環(huán)著火室(15)圓周均勻 分布的2至多個。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣和煤氣雙蓄熱的蓄熱式燃燒器， 其特征在于所述的金屬腔體(15)上部和下部由法蘭(22)連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣和煤氣雙蓄熱的蓄熱式燃燒器，其特征在于所述的金屬腔體(15)與燒嘴磚(19)由法蘭(23)連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣和煤氣雙蓄熱的蓄熱式燃燒器， 其特征在于所述的燒嘴磚(19)與爐體由法蘭(24)連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣和煤氣雙蓄熱的蓄熱式燃燒器， 其特征在于所述的煤氣蓄熱室(4)和空氣蓄熱室(12)的側(cè)壁上 分別設(shè)置有方便蓄熱體裝卸的入口 (5)和出口 (2)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣和煤氣雙蓄熱的蓄熱式燃燒器， 其特征在于所述的煤氣蓄熱室(4)和空氣蓄熱室(12)內(nèi)的蓄熱 體是蓄熱小球或蜂窩體。
專利摘要本實用新型公開了一種空氣和煤氣雙蓄熱的蓄熱式燃燒器，屬于燃料燃燒技術(shù)領(lǐng)域。空氣和煤氣雙蓄熱的蓄熱式燃燒器，含有燃燒器本體和燒嘴磚，燒嘴磚上設(shè)置有點火孔，所述的燃燒器本體是一個砌有耐火材料內(nèi)襯的金屬腔體，煤氣蓄熱室和空氣蓄熱室并列設(shè)置在金屬腔體內(nèi)并通過耐火材料分隔墻隔開；與煤氣蓄熱室連通的煤氣通道穿過空氣蓄熱室上部與前端的燒嘴磚煤氣噴口相連通；與空氣蓄熱室連通的一次空氣通道與著火室成一定角度連通，與空氣蓄熱室連通的二次空氣通道沿著火室外圍通向燒嘴磚外。本實用新型結(jié)構(gòu)新穎，設(shè)計合理，技術(shù)效果顯著。燒嘴結(jié)構(gòu)緊湊，采用組合結(jié)構(gòu)，因此燒嘴的維護(hù)和更換很方便，燒嘴和爐體的連接也很嚴(yán)密。
文檔編號F23D14/66GK201225619SQ20082006780
公開日2009年4月22日 申請日期2008年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月16日
發(fā)明者戴方冰, 戴方欽, 房紅濤, 明 羅, 莉 陳 申請人:武漢科虹工業(yè)爐有限公司