專利名稱：多火孔無(wú)焰陶瓷燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)爐窯的陶瓷燃燒器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是用于煉鐵高爐頂燃式熱風(fēng)爐的無(wú)焰燃燒的陶瓷燃燒器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
頂燃式熱風(fēng)爐是一種新型的爐型結(jié)構(gòu)，上世紀(jì)六十年代以來(lái)，才開始受到各國(guó)冶金工作者的重視并隨后開展了廣泛的研究；目前，頂燃式熱風(fēng)爐已被認(rèn)為是熱風(fēng)爐技術(shù)的發(fā)展方向。由于頂燃式熱風(fēng)爐沒有特設(shè)的供煤氣燃燒的燃燒室，其爐頂空間與外燃式熱風(fēng)爐和內(nèi)燃式熱風(fēng)爐高大的燃燒室相比要小得多，在如此小的空間內(nèi)，要使數(shù)量龐大的煤氣實(shí)現(xiàn)完全燃燒，必須配備燃燒強(qiáng)度很大的無(wú)焰燃燒裝置。
中國(guó)專利文獻(xiàn)CN85100733公開的《多火孔環(huán)形燃燒器及頂燃式熱風(fēng)爐》，其燃燒器的基本結(jié)構(gòu)是有一個(gè)混合氣環(huán)室，在環(huán)室上方有一圈均勻分布的火孔，兩根煤氣管分別與兩根助燃空氣管在熱風(fēng)爐外相連接，煤氣和助燃空氣在此得到混合，兩根混合氣管與燃燒器環(huán)室相連。這種結(jié)構(gòu)的燃燒器的致命缺陷是煤氣在混合環(huán)道內(nèi)即開始燃燒，嚴(yán)重破壞了燃燒的穩(wěn)定性。
中國(guó)專利00114572X公開的《大功率無(wú)焰陶瓷燃燒器》，采用了設(shè)置于爐墻中的環(huán)形空氣道和環(huán)形煤氣道，其中有若干分流孔，分流孔通過帶有錐角的支管，支管通過氣室與混合道相連，混合道采用具有不同氣流噴出方向的出口結(jié)構(gòu)。這種陶瓷燃燒器結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，尤其環(huán)道等采用了金屬件，容易損壞，使用一段時(shí)間后爐殼溫度開始升高，因此熱風(fēng)爐壽命短。實(shí)際上此方案應(yīng)不算是真正的陶瓷燃燒器。
我國(guó)近年來(lái)從前蘇聯(lián)引進(jìn)的卡魯金公司設(shè)計(jì)的頂燃式熱風(fēng)爐陶瓷燃燒器如圖1，已有數(shù)座高爐熱風(fēng)爐采用。該燃燒器也是采用在爐墻中設(shè)置環(huán)形空氣道和環(huán)形煤氣道，在煤氣環(huán)道和空氣環(huán)道與燃燒室之間的爐墻上成排均布有若干個(gè)噴孔，煤氣和空氣從噴孔中噴出后在燃燒室空間混合燃燒。為了保證燃料的燃燒效率，實(shí)現(xiàn)燃料的無(wú)焰燃燒，噴孔都設(shè)計(jì)成一定的角度，燃料和空氣從噴孔噴出后在燃燒室形成旋流運(yùn)動(dòng)。由于旋流的存在，氣流在蓄熱室空間形成旋轉(zhuǎn)回流區(qū)，從而影響氣流在蓄熱室的均勻分布。在回流區(qū)的中心(處于蓄熱室中心)煙氣流速很低或?yàn)樨?fù)值，而在旋轉(zhuǎn)回流區(qū)的外圍，氣流速度很高，這樣會(huì)影響蓄熱室的換熱效果。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種多火孔無(wú)焰陶瓷燃燒器，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，可以有效消除上述燃燒器的多種缺陷，可實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)焰燃燒，達(dá)到頂燃式熱風(fēng)爐的高溫、長(zhǎng)壽和高效，并可以有效提高熱效率及延長(zhǎng)熱風(fēng)爐蓄熱體的壽命。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本多火孔無(wú)焰陶瓷燃燒器的爐墻側(cè)壁內(nèi)設(shè)置有與空氣入口相連通的空氣環(huán)道和與煤氣入口相連通的煤氣環(huán)道，多個(gè)燃燒口均勻分布在燃燒室空腔四周；在空氣環(huán)道和煤氣環(huán)道上設(shè)置有多個(gè)在橫截面上成對(duì)分布的與燃燒口的數(shù)目相同的空氣噴孔和煤氣噴孔，一空氣噴孔和一煤氣噴孔的另一端與一混合道的前段相連通，混合道的后段出口即為燃燒口，在煤氣環(huán)道中還設(shè)置有使煤氣均勻分布的導(dǎo)流磚。所述的混合道沿燃燒器中心的輻射方向其前段為等截面的混合段，其后段的煤氣噴孔出口設(shè)計(jì)有凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)。燃燒口出口中心線和其出口中心與燃燒器中心連線的交角為0-45度?？諝猸h(huán)道設(shè)置在煤氣環(huán)道之上。煤氣噴孔以與燃燒口中心線平行的方向進(jìn)入混合道，空氣噴孔以與燃燒口中心線成90°角度的方向進(jìn)入混合道。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎，設(shè)計(jì)合理，技術(shù)效果顯著，不但可以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，同時(shí)制造施工簡(jiǎn)便、制造成本低、使用壽命長(zhǎng)。該燃燒器內(nèi)部特殊結(jié)構(gòu)的煤氣和空氣預(yù)熱環(huán)道，使得該燃燒器在送風(fēng)期具有蓄熱功能，而在燃燒期具有預(yù)熱空氣和煤氣功能。從測(cè)試情況看，該燃燒器具有燃燒效率高、拱頂燃燒室溫度不高的特點(diǎn)，有效改善了拱頂工作狀況，同時(shí)有利于提高熱風(fēng)爐使用壽命。本發(fā)明燃燒器結(jié)構(gòu)獨(dú)特，適用于各種類型的頂燃式熱風(fēng)爐。


附圖1為卡魯金頂燃式熱風(fēng)爐燃燒器；附圖2為本發(fā)明一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為附圖2中虛線圓部分放大示意圖；附圖4為附圖2中燃燒口平面剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中標(biāo)記分述如下1——空氣入口；2——煤氣入口；3——空氣環(huán)道；4——煤氣環(huán)道5——空氣噴孔；6——煤氣噴孔；7——混合道；8——燃燒口；9——燃燒室空腔；10——導(dǎo)流磚。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。如附圖2所示，燃燒器外壁設(shè)置有上下兩個(gè)氣體環(huán)道3、4，其中空氣環(huán)道3位于煤氣環(huán)道4之上，其中，在煤氣環(huán)道中還布置有導(dǎo)流磚以使煤氣分布更為均勻。煤氣和助燃空氣在其各自的環(huán)道3、4中經(jīng)預(yù)熱之后，由各噴射孔5、6進(jìn)入混合道7的前段，煤氣噴孔6以與燃燒口8中心線平行的方向進(jìn)入混合道7，空氣噴孔5以與燃燒口8中心線成90°角度的方向進(jìn)入混合道7。煤氣噴孔6設(shè)計(jì)有凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)，以防止煤氣回火。在煤氣噴出氣流以及空氣本身氣流所具有的壓力作用下，兩者在混合道內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)制性的充分預(yù)混合，然后由燃燒口8噴入燃燒室空腔9進(jìn)行燃燒，形成由上向下的煙氣流進(jìn)入燃燒空間加速燃燒。由于本燃燒器的上述特殊結(jié)構(gòu)，消除了蓄熱室上部的回流區(qū)，燃燒口8噴出的高溫?zé)煔饨孛媪魉倬鶆?，能使蓄熱室的蓄熱體得到均勻充分的加熱，從而有效提高風(fēng)溫及燃燒效率，在很大程度上保證了熱風(fēng)爐的穩(wěn)定送風(fēng)。本多火孔無(wú)焰陶瓷燃燒器的燃燒負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大、燃燒時(shí)爐壓穩(wěn)定，不易回火且燃燒完全，可以在極小的空氣過剩系數(shù)下實(shí)現(xiàn)完全燃燒。同時(shí)，該燃燒器的特殊結(jié)構(gòu)使其具有自身預(yù)熱和冷卻功能一方面低溫流體(空氣、煤氣)降低了耐火砌體的溫度，可以有效提高燃燒器的使用壽命；另一方面，高溫砌體對(duì)低溫流體進(jìn)行二次預(yù)熱，在相同條件下可以有效提高煤氣的理論燃燒溫度。經(jīng)研究實(shí)踐測(cè)試，可以提高煤氣、助燃空氣溫度150～200℃以上。此外，該燃燒器無(wú)金屬件，耐高溫，壽命長(zhǎng)，可以有效解決燃燒器附近爐皮發(fā)紅和燃燒器容易掉磚的現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種多火孔無(wú)焰陶瓷燃燒器，爐墻側(cè)壁內(nèi)設(shè)置有與空氣入口(1)相連通的空氣環(huán)道(3)和與煤氣入口(2)相連通的煤氣環(huán)道(4)，多個(gè)燃燒口(8)均勻分布在燃燒室空腔(9)四周的側(cè)壁上，其特征在于在空氣環(huán)道(3)和煤氣環(huán)道(4)上設(shè)置有多個(gè)在橫截面上成對(duì)分布的與燃燒口(8)的數(shù)目相同的空氣噴孔(5)和煤氣噴孔(6)，一空氣噴孔(5)和一煤氣噴孔(6)的另一端與一混合道(7)的前段相連通，混合道(7)的后段出口即為燃燒口(8)，在煤氣環(huán)道(4)中還設(shè)置有使煤氣均勻分布的導(dǎo)流磚(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于煤氣噴孔(6)的出口設(shè)計(jì)有凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于燃燒口(8)出口中心線和其出口中心與燃燒器中心連線的交角為0-45度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于空氣環(huán)道(3)設(shè)置在煤氣環(huán)道(4)之上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于煤氣噴孔(6)以與燃燒口(8)中心線平行的方向進(jìn)入混合道(7)，空氣噴孔(5)以與燃燒口(8)中心線成90°角度的方向進(jìn)入混合道(7)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多火孔無(wú)焰陶瓷燃燒器，屬于需要無(wú)焰燃燒的工業(yè)爐窯領(lǐng)域，尤其是煉鐵高爐用熱風(fēng)爐技術(shù)領(lǐng)域。此多火孔無(wú)焰陶瓷燃燒器的外側(cè)為兩個(gè)氣體環(huán)道?？諝庥煽諝馊肟?、煤氣由煤氣入口2分別進(jìn)入預(yù)先設(shè)置的預(yù)熱空氣環(huán)道3和煤氣環(huán)道4，煤氣和助燃空氣在兩個(gè)環(huán)道間經(jīng)預(yù)熱后由各噴射孔進(jìn)入混合道7進(jìn)行充分混合，后由燃燒口8噴出燃燒。其中煤氣環(huán)道4中布置有導(dǎo)流磚10使煤氣分布更為均勻。本發(fā)明結(jié)構(gòu)獨(dú)特，體積小而功率大，適用于各種不同類型蓄熱體的熱風(fēng)爐。
文檔編號(hào)C21B9/02GK1858492SQ200510018640
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2005年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月30日
發(fā)明者戴方欽, 董焰, 蔡簡(jiǎn)元, 章炳炎, 盧向黨 申請(qǐng)人:武漢冶金建筑研究院, 廣西柳州鋼鐵(集團(tuán))公司