[实用新型]均布预混合喷嘴对冲喷射预热蓄热体中燃烧的热风炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及为高炉提供高温鼓风的一种均布预混合喷嘴对冲喷射预热蓄热体中燃烧的热风炉。

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效益，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的结合。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；其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，也会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；其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。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本实用新型之目的就是提供一种均布预混合喷嘴对冲喷射预热蓄热体中燃烧的热风炉，可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复杂的问题。

本实用新型解决的技术方案是，预燃室墙体由上部的球形拱顶和下部的圆筒体组合构成，预燃室墙体内的空间为预燃室，预燃室墙体的圆筒体上垂直其轴线分别对应设置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或倾斜连接砌筑在预燃室墙体内的煤气分配环道与空气分配环道上，煤气分配环道与空气分配环道的内侧环墙上对应分别均布有多个矩形截面的煤气喷嘴和空气喷嘴，煤气喷嘴和空气喷嘴上下对应，煤气喷嘴外端和煤气分配环道的下部相连通，空气喷嘴的外端和空气分配环道的上部相连通，煤气喷嘴和空气喷嘴的内端交汇连通呈V形，且接通水平径向布置的混合喷嘴，混合喷嘴联通预燃室，预燃室墙体中部设有垂直其轴线的热风出口管，预燃室墙体的下部圆筒体内侧与燃烧室墙体的上部内层圆筒墙体外侧呈直缝式的第一迷宫密封连接结构，可以实现可滑移的无应力作用的重叠式连接；燃烧室墙体上部圆筒体直径小于下部圆筒体直径，中部为圆弧面的锥形筒体，以避免结构的应力集中；燃烧室墙体和下部的圆筒形的热风炉墙体经阶梯式的第二迷宫密封连接结构相互滑移状的套接在一起，燃烧室墙体内的燃烧室下部有蓄热室，蓄热室下部有炉箅子和支撑柱，蓄热室、炉箅子和支撑柱均置于热风炉墙体内，热风炉墙体的底部有炉底，蓄热室内有自炉箅子向上堆砌至燃烧室内的蓄热体，冷风室为炉箅子下部和炉底上部的热风炉墙体的内部空间，冷风室的侧墙上有烟气出口管和冷风进口管。

实施本实用新型时，在预燃室中煤气与空气通过各自的分配环道内侧均布的喷嘴，并从上下对应连接预燃室内侧墙体上的开口于预燃室的混合喷嘴，煤气与空气经混合喷嘴混合后沿水平径向方向进入预燃室，在经回流高温烟气预热后在预燃室中部正面相遇，且在对冲中完成其进一步的混合并实现部分的快速且稳定的燃烧，燃烧后的部分高温烟气与部分混合气体进入其下的燃烧室中的蓄热体中继续完成燃烧过程，另一部分向上形成回流涡旋再折返向下，在完成对喷嘴喷射出的煤气与空气混合气流的预热（实为热质交换过程）后再向下汇入对冲燃烧过程中向下流动的气流之中，因这部分气流的存在而使得整个向下的气流流场变得较为均匀。热风炉采用这种燃烧器后，就有效解决了低热值煤气燃烧不稳定、燃烧强度弱、燃烧温度低等关键问题；将煤气与空气间的边混合边燃烧的占用大量燃烧空间的长焰燃烧方式改变为喷嘴混合与对冲混合、回流预热煤气与空气混合气流、以及预混气流的快速与高强度燃烧方式。由于燃烧室内的蓄热体采用锥形堆放，还可以使向下的类似于射流的气流流场变为进入蓄热体的均匀的气流流场。采用这种对冲混合蓄热体中燃烧的方式，既提高了燃烧的完全程度又缩小了燃烧室空间，且借助预燃室内的对冲向上气流形成的回流涡旋回流既能实现火焰(燃烧)的稳定又能达到再预热煤气与空气混合气流而提高局部燃烧温度的目的。由于部分未燃气流进入放置在燃烧室中的蓄热体后，还可一定程度实现格子砖中燃烧而有效提高上部格子砖的温度，为提供高风温创造了极为有利的条件。蓄热体采用格孔互通的结构，因其对气流的调压均流作用比较强，能有效提高了蓄热体的利用率和增强热交换过程，蓄热室的空间高度也会因此而降低。尤其是在热风炉的送风阶段，蓄热体的调压均流作用对于改善冷风气流分布的均匀性效果更为明显。因此，相对于采用其他气体燃烧装置的热风炉而言，