[实用新型]一种低热值高炉煤气直流式燃烧方式助燃装置

说明书

技术领域

本实用新型属于高炉煤气燃烧技术领域，特别是提供了一种低热值高炉煤气直流式燃烧方式助燃装置，用于钢铁企业副产品高炉煤气中低热值部分燃烧利用领域，特别适用于直流喷燃方式下的有效应用。

背景技术

在钢铁企业的生产中副产品高炉煤气的产生是必不可少的，其中因为产品生产、后期处理等多方面因素，产生不同含量的低热值劣质高炉煤气，这部分煤气或被放散不能有效利用，或加入一定量的其他高品质燃料进行混合燃烧。而燃烧所用的这部分煤气的CO的含量低于23％，且含水量、含尘量高的低热值劣质高炉煤气，必须采用便于燃料混合的烧嘴，造价较高，就10t/h燃气炉而言购入及安装成本增加约10％。

因直流式燃烧器的特点是燃料和助燃气体以相对平行的流径带压喷出，所以燃料和助燃剂混合程度差，难以形成紊流燃烧，因此在现实中，点燃面距离烧嘴较远，火焰根部与燃烧前沿面距离较大。在实验中加入少量天然气，结果在点炉燃烧时有天然气在火焰末端(燃烬带后部)燃烧的现象。此现象说明燃料和助燃剂在混合阶段混合程度不够，而且由于燃料热值低，点燃及持续燃烧均困难，易灭火有极大的安全隐患。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种低热值高炉煤气直流式燃烧方式助燃装置，解决了钢铁副产品不便利用而造成的能源浪费问题。具有提高劣质煤气利用率，燃烧效率等效果。

本实用新型由筒形主体装置和支架两个部分构成，如图1所示，包括支架、筒形主体装置两部分，筒形主体装置位于支架之上，由支架固定于燃气紊流初步形成段，在燃烧器前1.5～2m范围(注：筒形主体装置所在位置在具体使用过程中，可根据燃料及燃烧情况进行调整)；支架基于炉膛底部垒建而成，位于燃烧器下方，与炉膛底部垂直，且中心线延长线通过筒形主体装置的圆柱圆心。其中，筒形主体装置是由有蓄热性质的耐火材料砌成长为燃烧器直径的筒形柱体，筒形柱体的外径为燃烧器直径、壁厚为15～32cm，其作用为扰乱气流并蓄积部分热量(详情见下段)，从而使燃料更高效燃烧。支架是厚度为15～40cm的耐火梯形台体，具体的安建台套由装置主体的重量和长度而定，可为2或3座，能起到有效固定主体设备即可。因装置主体和支架均为耐火材料，可由耐火水泥砌垒筑合，使之稳定。

本实用新型与直流式烧嘴相配使用的助燃装置，该装置安装于点火之后形成的燃烧前沿面，各燃烧器在空气煤气混合气流的出口附近人为地制造一个反向旋涡流，通过它对周围气体的卷吸作用来保持火焰的稳定。具体为在紊流燃烧带开始阶段，即，平流燃烧带末端，横向安装一圆柱形耐火桶，通过气流干预，有效的及早形成一个燃烧前沿面，并使耐火材料吸收一定的热量，对后续气体的顺利点燃而蓄能。

该装置的燃烧理论基础：气流的环绕是根据流体力学的绕圆柱的环量流动和库塔-儒科夫斯基升力定理。即，作用在单位长度物体上的升力，其大小等于无穷远处来处速度V∞，流体的密度ρ和绕物体的速度环量Г三者的乘积，其方向为无穷远处来流速度V∞逆环流方向旋转90o，或说流体绕圆柱轴旋转时，圆柱将受到与来流方向垂直的侧向力。本设计的特点是可以在原有的设备基础上进行安装添置，不再进行设备拆卸或调整设备的运行模式。

以10t/h锅炉为例，未加该设施前，点炉至燃烧正常需要1.5小时～2小时，安装该装置之后可将时间提前至40～50分钟，可燃烧低热值高炉煤气每小时9.5～11kNm3。高炉煤气热值600kcal/Nm³。

附图说明

图1为实用新型结构图。其中，支架1、筒形主体装置2。

图2为图1的左剖视图。其中，支架1、筒形主体装置2。

图3为安装助燃装置后燃气流简图。其中，支架1、筒形主体装置2、燃气流3、炉体外壁4、煤气管道5、烧嘴腔底6、热风管。

具体实施方式

该装置由普通耐火材料制作而成，最常用为耐火砖和耐火陶瓷。具体安装位置在紊流形成段前，因不同燃烧器及燃料将有具体区分，通常距燃烧器出口1～2米。将有助于尽早形成气体紊流状态，从而提高燃烧效率。且因耐火材料制成的助燃装置本身吸收量就可将后续燃料引燃。

如附表1所示，不同烧嘴数所对应装置台套、安装位置及装置柱体高度。该装置尺寸以燃烧器的安装位置及台数具体区分，但一般此柱体的直径都以≤1/2燃烧器直径为准。

附表1锅炉烧嘴数与装置安装特素对应表

注：因燃烧特点，燃烧器的安装均以对称的偶数出现，且直流式烧嘴一般不超过8台。