專利名稱：工業(yè)爐窯用反吹式外預(yù)混高速均流燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃燒器，特別是一種工業(yè)爐窯用反吹式外預(yù)混高速均流燃燒器。二、 背景技術(shù)燃燒器是燃燒類爐窯設(shè)備所不可缺少的核心裝置，其性能與結(jié)構(gòu)優(yōu)良與否 直接影響到爐窯的燃料利用率、熱效率、以及是否滿足節(jié)能環(huán)保的要求。目前， 廣泛使用的各種燃燒器，不外乎有燃燒固體粉末的粉煤燃燒器、燃燒液體燃料 的高壓或低壓噴嘴燃燒器、以及燃燒氣體的擴(kuò)散燃燒或者預(yù)混(半預(yù)混)燃燒 的燃燒器。各種燃燒器針對(duì)不同的行業(yè)領(lǐng)域，都有長(zhǎng)足的發(fā)展與創(chuàng)新，在各種 燃料燃燒爐中發(fā)揮其各自的作用。對(duì)于釆用擴(kuò)散燃燒方式的燃燒器已經(jīng)完成從 套簡(jiǎn)式燃燒器，逐步過渡到梳篦形空氣噴嘴的矩形燃燒器的轉(zhuǎn)換，并發(fā)展到環(huán) 形多噴嘴噴射旋流混合回流預(yù)熱穩(wěn)焰燃燒技術(shù)或者環(huán)形多噴嘴交錯(cuò)上噴預(yù)混燃 燒后氣流折返預(yù)熱穩(wěn)焰強(qiáng)化燃燒技術(shù)。隨著燃燒技術(shù)的發(fā)展，使低熱值煤氣的 燃燒強(qiáng)度與火焰的穩(wěn)定性都得到了較大的提高，再配合上煤氣與助燃空氣的預(yù) 熱使得燃燒溫度也不斷增高、燃燒效率也逐步提升。但縱觀現(xiàn)有的煤氣燃燒器， 尤其是使用在工業(yè)爐上的發(fā)生爐煤氣的燃燒器，由于結(jié)構(gòu)的不合理以及與燃燒 室的配合的不當(dāng)，時(shí)常造成煤氣與空氣混合不佳和(或)氣流分布的不均勻， 由此而導(dǎo)致燃燒不完全或燃燒不穩(wěn)定、熱負(fù)荷調(diào)節(jié)性能差等問題出現(xiàn)。因此， 改進(jìn)燃燒裝置的結(jié)構(gòu)，并使其與爐膛空間形成合理流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度燃 燒與均勻高效傳熱的完美結(jié)合，應(yīng)該是燃燒器發(fā)展的方向和需要解決的技術(shù)問 題和需要解決的技術(shù)問題。三、 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本發(fā)明提出一種煤氣與空氣的噴嘴 環(huán)形交錯(cuò)布置反向噴射預(yù)混燃燒后折返從燃燒器中部均勻噴出高溫射流的一種 工業(yè)爐窯用反吹式外預(yù)混高速均流燃燒器，可有效解決燃燒器的充分燃燒與均 勻高效傳熱，提高生產(chǎn)效率的問題，其解決的技術(shù)方案是，包括有燃燒器體， 燃燒室、空氣入口管和煤氣入口管，燃燒器體內(nèi)下部有能使氣流折返的燃燒室， 燃燒室半球形壁面中設(shè)置有空氣分配腔室，其上端內(nèi)壁面上均勻引出空氣噴嘴管經(jīng)轉(zhuǎn)折向下到達(dá)噴嘴端面；在燃燒器體上部圓簡(jiǎn)壁內(nèi)設(shè)有同軸的矩形截面的 煤氣分配環(huán)道，其內(nèi)環(huán)道上均勻引出煤氣噴嘴管，并經(jīng)轉(zhuǎn)折向下到達(dá)噴嘴端面; 在噴嘴端面上有煤氣噴嘴和空氣噴嘴呈環(huán)形交錯(cuò)首尾相接布置，形成圓環(huán)形的 燃燒器噴嘴，在煤氣分配環(huán)道上接有裝在燃燒器體外壁上的煤氣入口管，空氣 分配腔同裝有燃燒器體下部頂端上的空氣入口管相接；在燃燒器出口通道上設(shè) 置有三角形截面的環(huán)形穩(wěn)焰槽。本發(fā)明燃燒器能順利實(shí)現(xiàn)煤氣與空氣的噴射預(yù)混、回流預(yù)熱、穩(wěn)定燃燒， 從而有效解決了低熱值煤氣燃燒不穩(wěn)定、燃燒強(qiáng)度低、燃燒溫度不高等關(guān)鍵問 題。四

圖1為本發(fā)明燃燒器剖面主視圖。圖2為本發(fā)明燃燒器的煤氣入口管處截面俯視圖。圖3為本發(fā)明燃燒器的噴嘴噴出端面處截面仰視圖。五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)的描述。 由圖1-圖3給出，本發(fā)明包括有燃燒器體，燃燒室、空氣入口管和煤氣入口管，燃燒器體內(nèi)下部有能使氣流折返的燃燒室1，燃燒室半球形壁面中設(shè)置有 空氣分配腔室2，其上端內(nèi)壁面上均句引出空氣噴嘴管3經(jīng)轉(zhuǎn)折向下到達(dá)噴嘴端 面4;在燃燒器體5上部圓筒壁內(nèi)設(shè)有同軸的矩形截面的煤氣分配環(huán)道6，其內(nèi) 環(huán)道上均勾引出煤氣噴嘴管7，并經(jīng)轉(zhuǎn)折向下到達(dá)噴嘴端面4;在噴嘴端面4上 有煤氣噴嘴7a和空氣噴嘴3a呈環(huán)形交錯(cuò)首尾相接布置，形成圓環(huán)形的燃燒器 噴嘴，在煤氣分配環(huán)道6上接有裝在燃燒器體5外壁上的煤氣入口管S，空氣分 配腔室2同裝有燃燒器體5下部頂端上的空氣入口管9相接；在燃燒器體出口 通道上設(shè)置有三角形截面的環(huán)形穩(wěn)焰槽10。為了保證使用效果，所說的燃燒器體5為一端封閉的圓簡(jiǎn)形杯狀結(jié)構(gòu)，其封閉端為半球形空間的燃燒室l，半球形部分的燃燒器體內(nèi)中空部分構(gòu)成半球形 空氣分配腔室2，其上部水平截面上沿周向引出均勻分布的空氣噴嘴管3,并90°折返向下與燃燒器噴嘴端面4上的空氣噴嘴3a相連通；半球形空間的燃燒室l上部的燃燒室圓簡(jiǎn)形燃燒器體5內(nèi)有環(huán)形的呈矩形截面煤氣分配環(huán)道6，其上 部有連通的沿周向均勻分布的煤氣噴嘴管7,煤氣噴嘴管折返90°向下同噴嘴 端面4上的煤氣噴嘴7a相連通；煤氣噴嘴與空氣噴嘴在燃燒器噴嘴端面上呈交 錯(cuò)排列且首尾相接的圓環(huán)形狀；煤氣入口管8與煤氣分配環(huán)道6垂直連接；空 氣入口管9從燃燒室下頂部接入半球形空氣分配腔室2;環(huán)形穩(wěn)焰槽10在燃燒 器體內(nèi)通道的壁面上挖切，呈三角形環(huán)狀槽。 這里有必要指出
空氣噴嘴管3或煤氣噴嘴管7的數(shù)目根據(jù)燃燒器的熱負(fù)荷大小以及燃燒器 的直徑而定， 一般各自在20 40個(gè)之間對(duì)應(yīng)選擇；空氣噴嘴管3或煤氣噴嘴管7 的進(jìn)入燃燒室的角度會(huì)在相對(duì)中軸線0。 30°的角度范圍內(nèi)改變；空氣噴嘴管 3或煤氣噴嘴管7與空氣噴嘴3a或煤氣噴嘴7a的截面幾何形狀選擇可以是圓形 或矩形，噴嘴截面可以向燃燒室逐步收縮到適當(dāng)大小。
在燃燒器用于工業(yè)爐窯時(shí)，應(yīng)將燃燒器安裝在工業(yè)爐窯的燃燒段的爐墻上， 讓燃燒器的噴出端以不同角度朝向爐膛空間，并一起組成了工業(yè)爐的燃燒段。 布置在燃燒段上燃燒器的個(gè)數(shù)、位置及大小由工業(yè)爐的熱負(fù)荷和溫度要求而定， 其固定方法可采用多種形式。但燃燒器本體的結(jié)構(gòu)形態(tài)是不變的。
環(huán)形穩(wěn)焰槽IO是在燃燒器內(nèi)通道的壁面上挖切的三角形環(huán)狀槽，其目的是 在高負(fù)荷下起穩(wěn)焰作用；應(yīng)按照燃燒器負(fù)荷變化范圍調(diào)整其形狀、大小、與位 置，其截面可以是三角形可以是矩形不等。
使用上述燃燒器時(shí)，煤氣與空氣進(jìn)入各自的氣流分配環(huán)道或腔室，預(yù)熱之 后經(jīng)由各自的的噴嘴管進(jìn)入燃燒室，在相互混合的同時(shí)進(jìn)一步受到回流煙氣的 預(yù)熱而著火燃燒，燃燒后煙氣經(jīng)燃燒室阻擋而折返從環(huán)形燃燒器的中部空間向 上流出而進(jìn)入爐膛空間。在此過程中下行的混合氣流與上行的煙氣流之間會(huì)形 成一個(gè)回流渦旋，在其作用下上行氣流會(huì)向四周分開而形成類似于管內(nèi)流動(dòng)的 速度分布后進(jìn)入爐膛空間。高溫回流煙氣也能使下行的混合氣流得到充分預(yù)熱， 致使混合氣體提前著火燃燒而增強(qiáng)燃燒強(qiáng)度，并因持續(xù)作用而使燃燒火焰穩(wěn)定。 由于上升折返氣流流場(chǎng)對(duì)燃燒的強(qiáng)化作用及對(duì)出口氣流的均勻作用而形成燃燒 器出口氣流的速度與溫度的雙均勻。燃燒器出口處的環(huán)形穩(wěn)焰槽io在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)能夠使沒有充分燃燒而可燃混氣得以完全燃燒，以保證燃燒過程在燃燒器 中完成。由于燃燒器的空氣分配腔室與煤氣分配環(huán)道既起到冷卻燃燒器壁面的 作用又能使氣流被預(yù)熱，這會(huì)提高煤氣與空氣的溫度而促進(jìn)著火燃燒與提高熱 流用率。
總之，本發(fā)明以簡(jiǎn)單而合理的結(jié)構(gòu)，有效地解決了燃燒器噴射氣流混合不佳、 燃燒不充分、燃燒氣流速度溫度分布不均等關(guān)鍵問題，能有效地保證工業(yè)爐窯
高效、均溫、等熱強(qiáng)度、且安全與穩(wěn)定地運(yùn)行；因而能實(shí)現(xiàn)節(jié)省燃料、節(jié)約投 資、降低廢氣溫度與排放量、減少環(huán)境污染的良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
權(quán)利要求
1、一種工業(yè)爐窯用反吹式外預(yù)混高速均流燃燒器，包括有燃燒器體，燃燒室、空氣入口管和煤氣入口管，其特征在于，燃燒器體內(nèi)下部有能使氣流折返的燃燒室(1)，燃燒室半球形壁面中設(shè)置有空氣分配腔室(2)，其上端內(nèi)壁面上均勻引出空氣噴嘴管(3)經(jīng)轉(zhuǎn)折向下到達(dá)噴嘴端面(4)；在燃燒器體(5)上部圓筒壁內(nèi)設(shè)有同軸的矩形截面的煤氣分配環(huán)道(6)，其內(nèi)環(huán)道上均勻引出煤氣噴嘴管(7)，并經(jīng)轉(zhuǎn)折向下到達(dá)噴嘴端面(4)，在噴嘴端面(4)上有煤氣噴嘴(7a)和空氣噴嘴(3a)呈環(huán)形交錯(cuò)首尾相接布置，形成圓環(huán)形的燃燒器噴嘴，在煤氣分配環(huán)道(6)上接有裝在燃燒器體(5)外壁上的煤氣入口管(8)，空氣分配腔室(2)同裝有燃燒器體(5)下部頂端上的空氣入口管(9)相接；在燃燒器體出口通道上設(shè)置有三角形截面的環(huán)形穩(wěn)焰槽(10)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工業(yè)爐窯用反吹式外預(yù)混高速均流燃燒器，其特 征在于，所說的燃燒器體(5)為一端封閉的圓筒形杯狀結(jié)構(gòu)，其封閉端為半球 形空間的燃燒室(1),半球形部分的燃燒器體內(nèi)中空部分構(gòu)成半球形空氣分配 腔室(2)，其上部水平截面上沿周向引出均勾分布的空氣噴嘴管(3)，并90° 折返向下與燃燒器噴嘴端面(4)上的空氣噴嘴(3a)相連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)爐窯用反吹式外預(yù)混高速均流燃燒器， 其特征在于，所說的燃燒室(1)上部的燃燒室圓簡(jiǎn)形燃燒器體(5)內(nèi)有環(huán)形 的呈矩形截面煤氣分配環(huán)道(6)，其上部有連通的沿周向均勻分布的煤氣噴嘴 管(7),煤氣噴嘴管折返90。向下同噴嘴端面(4)上的煤氣噴嘴(7a)相連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工業(yè)爐窯用反吹式外預(yù)混高速均流燃燒器，其特 征在于，所說的煤氣噴嘴與空氣噴嘴在燃燒器噴嘴端面上呈交錯(cuò)排列且首尾相 接的圓環(huán)形狀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工業(yè)爐窯用反吹式外預(yù)混高速均流燃燒器，其特 征在于，所說的煤氣入口管(8)與煤氣分配環(huán)道(6)垂直連接，空氣入口管(9)從燃燒室下頂部接入半球形空氣分配腔室(2)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工業(yè)爐窯用反吹式外預(yù)混高速均流燃燒器，其特 征在于，所說的空氣噴嘴管(3)或煤氣噴嘴管(7)為20 40個(gè)，進(jìn)入燃燒室 的角度為相對(duì)中軸線0 30° 。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工業(yè)爐窯用反吹式外預(yù)混高速均流燃燒器，其特 征在于，所說的空氣噴嘴管(3)或煤氣噴嘴管(7)與空氣噴嘴(3a)或煤氣 噴嘴(7a)的截面是圓形或矩形，并向燃燒室呈逐步收縮狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及工業(yè)爐窯用反吹式外預(yù)混高速均流燃燒器，有效解決燃燒器的充分燃燒與均勻高效傳熱，提高生產(chǎn)效率的問題，其結(jié)構(gòu)是，燃燒器體內(nèi)下部有燃燒室，其半球形壁面中有空氣分配腔室，其上端內(nèi)壁面上有空氣噴嘴管至噴嘴端面，燃燒器體上部圓筒壁內(nèi)有同軸的矩形截面的煤氣分配環(huán)道及相連的煤氣噴嘴管至噴嘴端面，噴嘴端面上有煤氣噴嘴和空氣噴嘴呈環(huán)形交錯(cuò)首尾相接，煤氣分配環(huán)道上有裝在燃燒器體外壁上的煤氣入口管，空氣分配腔室同空氣入口管相接，在燃燒器出口通道上設(shè)置有三角形截面的環(huán)形穩(wěn)焰槽，本發(fā)明能順利實(shí)現(xiàn)煤氣與空氣的噴射預(yù)混、回流預(yù)熱、穩(wěn)定燃燒，有效解決低熱值煤氣燃燒不穩(wěn)定、燃燒強(qiáng)度低、燃燒溫度不高的關(guān)鍵問題。
文檔編號(hào)F23D14/02GK101403502SQ20081023110
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日
發(fā)明者劉世聚, 劉力銘, 張正濤, 王承慶, 郭立鵬, 陳維漢 申請(qǐng)人:河南省豫興熱風(fēng)爐工程技術(shù)有限公司