專利名稱：一種帶有環(huán)形布置垂直向上噴燃燒器的球形頂燃式熱風(fēng)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及燃燒裝置，特別是指一種帶有環(huán)形布置垂直向上噴燃燒 器的球形頂燃式熱風(fēng)爐。二、 背景技術(shù)熱風(fēng)爐是高爐煉鐵工程的重要輔助設(shè)備，是一種間歇加熱與冷卻的周期 性運行的裝置，其性能的優(yōu)劣直接影響到自身和高爐的正常運行、使用效率 及使用壽命，在熱風(fēng)爐中目前使用最多的結(jié)構(gòu)形式不外乎內(nèi)燃式、外燃式和頂燃式3種，由于頂燃式熱風(fēng)爐具有燃燒強度大、火焰距離短、結(jié)構(gòu)相對簡 單等優(yōu)點，近年來得到了長足的發(fā)展，被廣泛應(yīng)用到高爐的熱風(fēng)供應(yīng)中，但 是，從技術(shù)成熟度上分析仍然有很多值得進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新與研究開發(fā)的地方。 現(xiàn)有的頂燃式熱風(fēng)爐設(shè)置頂部預(yù)燃室，采用煤氣與空氣切向進(jìn)入在其中旋流 混合后進(jìn)入燃燒室燃燒，由于旋流存在使得燃燒室中部有較大回流流動，使 得氣流徑向分布極不均勻，極大影響燃燒過程，導(dǎo)致煙氣氣流不能具有均勻 的速度與溫度分布，從而影響整體爐內(nèi)傳熱效果。如果采用無旋流的混合方 式，又會出現(xiàn)混合不佳和火焰不穩(wěn)定的問題。此外，由于預(yù)燃室在燃燒過程 與送風(fēng)過程是處于不同的溫度范圍，存在較大的交變熱應(yīng)力；而且放置在高 溫拱頂之上，易于出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性問題。因此，進(jìn)行較大的結(jié)構(gòu)改進(jìn)是一件勢在 必行的工作。三、 實用新型內(nèi)容針對上述情況，本實用新型之目的就是提供一種帶有環(huán)形布置垂直向上 噴燃燒器的球形頂燃式熱風(fēng)爐，可有效解決和克服現(xiàn)有頂燃式熱風(fēng)爐燃燒氣 流溫度與速度分布不均，整體傳熱效果差和結(jié)構(gòu)不合理等問題，其解決的技 術(shù)方案是包括有爐(拱)頂、燃燒室、陶瓷燃燒器及爐體，爐體下部有煙道 口及爐底，靠煙道口上部的爐體內(nèi)裝有爐箅，爐體內(nèi)為蓄熱室，爐體上部與 爐頂之間有陶瓷燃燒器，并置于燃燒室的下部，爐頂上有熱風(fēng)出口，陶瓷燃 燒器的墻體內(nèi)有垂直的煤氣預(yù)熱環(huán)道，其上部膨脹體內(nèi)有垂直的助燃空氣預(yù) 熱環(huán)道，垂直煤氣預(yù)熱環(huán)道上部有垂直的煤氣出口及其頂部的噴口，在陶瓷 燃燒器墻體上有與垂直的煤氣預(yù)熱環(huán)道連通的煤氣入口 ，煤氣入口上部的陶 瓷燃燒器墻體上有垂直的助燃空氣預(yù)熱環(huán)道與助燃空氣入口和助燃空氣出口 相連通，空氣出口上部有空氣噴口。本實用新型結(jié)構(gòu)獨特而新穎，有效而巧 妙地解決氣流混合、氣流分布、與煙氣預(yù)熱等燃燒過程的關(guān)鍵問題，實現(xiàn)火 焰穩(wěn)定、提高了燃燒強度、改善傳熱效果、及提高負(fù)荷調(diào)節(jié)功能等，進(jìn)而節(jié) 省燃料、節(jié)約投資、降低廢氣溫度與排放量，有效延長熱風(fēng)爐的使用壽命， 其經(jīng)濟(jì)和社會效益巨大。四、
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)剖面主視圖。圖2是本實用新型的陶瓷燃燒器結(jié)構(gòu)剖面主視圖。 圖3是本實用新型的圖2中A-A剖面俯視圖。五具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作詳細(xì)說明。 由圖l、圖2所示，本實用新型包括有爐頂12、燃燒室ll、陶瓷燃燒器 8及爐體2，爐體2下部有煙道口3及爐底1，靠煙道口上部的爐體內(nèi)裝有爐 蓖6，爐體內(nèi)為蓄熱室7，爐體上部與爐頂之間有陶瓷燃燒器8，并置于燃燒 室11的下部，爐頂12上有熱風(fēng)出口9，陶瓷燃燒器8是燃燒器墻體15內(nèi)有 垂直的煤氣預(yù)熱環(huán)道14，其上部膨脹體內(nèi)有垂直的助燃空氣預(yù)熱環(huán)道17,垂 直煤氣預(yù)熱環(huán)道上部有垂直的煤氣出口 21及其頂部的噴口 20，在陶瓷燃燒 器墻體上有與垂直的煤氣預(yù)熱環(huán)道連通的煤氣入口 13，煤氣入口上部的陶瓷 燃燒器墻體上有垂直的助燃空氣預(yù)熱環(huán)道17與助燃空氣入口 16和助燃空氣 出口 18相連通，空氣出口上部有空氣噴口 19。為了維護(hù)方便和保證使用效 果，爐頂12上有上部裝備人孔10,爐體2下部有裝備人孔4，用于進(jìn)人維修、 觀察等，爐體2內(nèi)有耐火材料層5。所說的陶瓷燃燒器垂直的煤氣預(yù)熱環(huán)道14和助燃室空氣預(yù)熱環(huán)道17的 入口為切向式接入口；陶瓷燃燒器的空氣噴口 19和煤氣噴口20為垂直向上， 其噴嘴為矩形或圓形，噴出的煤氣、空氣在混合前經(jīng)高溫回流對煤氣和空氣 進(jìn)行高溫預(yù)熱，提高燃燒溫度，爐頂12采用懸鏈線拱頂，陶瓷燃燒器置于拱 頂?shù)幕?，支撐在爐體2與陶瓷燃燒器墻體15上。垂直的煤氣預(yù)熱環(huán)道和垂
直的空氣預(yù)熱環(huán)道上呈交叉設(shè)置有多個出口 (集)管。由上述可以看出，本實用新型由于采用了垂直的煤氣和空氣助燃環(huán)道， 且受到折返煙氣的預(yù)熱，從而改善燃燒條件，提高燃燒強度，其折返熱氣流 均勻的分布能有效提高蓄熱體的利用效率。本實用新型的熱風(fēng)爐中熱流體呈 現(xiàn)出管內(nèi)紊流流動的均勻分布特征，非常利于對下部蓄熱體的加溫，而現(xiàn)有 熱風(fēng)爐則不然，熱氣流分布呈中間低(甚至反向流動)而兩邊高的流動特征， 致使蓄熱體中部得不到充分加熱。本實用新型明顯不同于現(xiàn)有陶瓷燃燒器的特點在于是1、 煤氣、空氣垂直向上噴射，在熱風(fēng)爐內(nèi)借助于高溫?zé)煔饣亓鲗ζ溥M(jìn)行 高溫預(yù)熱，經(jīng)交錯噴射使其完全充分混合而燃燒，達(dá)到燃燒充分，燃燒溫度 高，熱負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大的目的；2、 煤氣、空氣垂直向上噴射后燃燒，在熱風(fēng)爐拱頂作用下折返，形成溫 度與速度都分布均勻的向下熱氣流，而后進(jìn)入熱風(fēng)爐蓄熱體的上部，從而使 蓄熱體受熱均勻，能達(dá)到熱風(fēng)溫度高和熱風(fēng)穩(wěn)定的要求；3、 煤氣環(huán)道和空氣環(huán)道的進(jìn)氣管為切向接入，使得各自均勻布置交錯排 列的幾十個出口 (集)管中能得到平均誤差小于±5%速度分布，從而改善周 向的氣流混合，提高整體燃燒效果；4、 采用懸鏈線拱頂，受力結(jié)構(gòu)好，拱頂小，使用壽命長；5、 燃燒器設(shè)置在拱頂?shù)幕?，支撐在爐殼上與大墻，且不受燃燒室熱輻 射影響能保持較小的溫度變化，有效延長使用壽命；6、 支撐座與拱角距離遠(yuǎn)，高溫火焰無法下移，使該支撐座溫度處于正常 承受范圍；7、 由于本實用新型實現(xiàn)了整體均勻的燃燒與傳熱過程，其蓄熱體的高度 可比同容積高爐所用熱風(fēng)爐的蓄熱體可降低20%,有效地節(jié)省了投資。總之，本實用新型是對現(xiàn)有頂燃式熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)的創(chuàng)造性改進(jìn)，使各個功 能結(jié)構(gòu)特征與布置變得更加科學(xué)與合理，更加便于推廣使用，蘊藏巨大的經(jīng) 濟(jì)和社會效益。
權(quán)利要求1、一種帶有環(huán)形布置垂直向上噴燃燒器的球形頂燃式熱風(fēng)爐，包括有爐頂(12)、燃燒室(11)、陶瓷燃燒器(8)及爐體(2)，其特征在于，爐體(2)下部有煙道口(3)及爐底(1)，靠煙道口上部的爐體內(nèi)裝有爐蓖(6)，爐體內(nèi)為蓄熱室(7)，爐體上部與爐頂之間有陶瓷燃燒器(8)，并置于燃燒室(11)的下部，爐頂(12)上有熱風(fēng)出口(9)，陶瓷燃燒器(8)是燃燒器墻體(15)內(nèi)有垂直的煤氣預(yù)熱環(huán)道(14)，其上部膨脹體內(nèi)有垂直的助燃空氣預(yù)熱環(huán)道(17)，垂直煤氣預(yù)熱環(huán)道上部有垂直的煤氣出口(21)及其頂部的噴口(20)，在陶瓷燃燒器墻體上有與垂直的煤氣預(yù)熱環(huán)道連通的煤氣入口(13)，煤氣入口上部的陶瓷燃燒器墻體上有垂直的助燃空氣預(yù)熱環(huán)道(17)與助燃空氣入口(16)和助燃空氣出口(18)相連通，空氣出口上部有空氣噴口(19)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有環(huán)形布置垂直向上噴燃燒器的球形頂 燃式熱風(fēng)爐，其特征在于，所說的爐頂(12)上有上部裝備人孔(10)，爐體(2)下部有裝備人孔(4)，爐體(2)內(nèi)有耐火材料層(5)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有環(huán)形布置垂直向上噴燃燒器的球形頂 燃式熱風(fēng)爐，其特征在于，所說的陶瓷燃燒器垂直的煤氣預(yù)熱環(huán)道(14)和 助燃室空氣預(yù)熱環(huán)道(17)的入口為切線式進(jìn)口。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有環(huán)形布置垂直向上噴燃燒器的球形頂 燃式熱風(fēng)爐，其特征在于，所說的陶瓷燃燒器的空氣噴口 (19)和煤氣噴口(20)為垂直向上，其噴嘴為矩形或圓形。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有環(huán)形布置垂直向上噴燃燒器的球形頂 燃式熱風(fēng)爐，其特征在于，所說的爐頂(12)采用懸鏈線拱頂，陶瓷燃燒器 置于拱頂?shù)幕?，支撐在爐體(2)與陶瓷燃燒器墻體(15)上。6<根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有環(huán)形布置垂直向上噴燃燒器的球形頂 燃式熱風(fēng)爐，其特征在于，所說的垂直的煤氣預(yù)熱環(huán)道和垂直的空氣預(yù)熱環(huán) 道上呈交叉設(shè)置有多個出口管。
專利摘要本實用新型涉及一種帶有環(huán)形布置垂直向上噴燃燒器的球形頂燃式熱風(fēng)爐，有效解決熱風(fēng)爐燃燒氣流溫度與速度分布不均，整體傳熱效果差的問題，結(jié)構(gòu)是，爐體下部有煙道口、爐底及爐箅，爐體內(nèi)為蓄熱室，爐體上部與爐頂之間有燃燒器，爐頂上有熱風(fēng)出口，燃燒器墻體內(nèi)有煤氣預(yù)熱環(huán)道，其上部膨脹體內(nèi)有助燃空氣預(yù)熱環(huán)道，煤氣預(yù)熱環(huán)道上部有煤氣出口及其頂部的噴口，燃燒器墻體上有與煤氣預(yù)熱環(huán)道連通的煤氣入口，煤氣入口上部的燃燒器墻體上有助燃空氣預(yù)熱環(huán)道與助燃空氣入口和助燃空氣出口相連通，空氣出口上部有空氣噴口。本實用新型結(jié)構(gòu)獨特而新穎，有效而巧妙地解決氣流混合、氣流分布、與煙氣預(yù)熱等燃燒過程的關(guān)鍵問題，經(jīng)濟(jì)和社會效益巨大。
文檔編號F26B23/00GK201032343SQ200720089479
公開日2008年3月5日 申請日期2007年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月14日
發(fā)明者付正華, 伍積明, 強 周, 李樹橋, 程冬生, 臧中海, 鄔捷鵬, 陳恩忠, 陳映明, 陳維漢, 韓中禮 申請人:鄭州豫興耐火材料有限公司