頂燃式熱風爐用水平內混式陶瓷燃燒器的製作方法

2023-07-15 08:10:41 2

專利名稱：頂燃式熱風爐用水平內混式陶瓷燃燒器的製作方法
技術領域：
頂燃式熱風爐用水平內混式陶瓷燃燒器技術領域[0001]本實用新型涉及一種高爐煉鐵熱風爐燃燒器，屬於高爐煉鐵設備技術領域。
技術背景[0002]在高爐煉鐵設備中，熱風爐燃燒器是熱風爐結構的核心部位，它是用來將煤氣和 空氣混合，並送進燃燒室內燃燒的的設備，它的工作情況直接影響熱風爐溫度和熱效率。對 燃燒器要求主要包括兩個方面，首先應有足夠的燃燒能力，即單位時間能送進、混合、燃燒 所需要的煤氣量和助燃空氣量，並排出生成的煙氣量，不致造成過大的壓頭損失。其次還應 有足夠的調節範圍，空氣過剩係數可在1. 05 1. 50範圍內調節。應避免煤氣和空氣在燃 燒器內燃燒、回火，保證在燃燒器外迅速混合、完全而穩定的燃燒。燃燒器的結構是否合理 直接決定熱風爐出力能力的大小。[0003]熱風爐用燃燒器種類較多，從材質可分為兩類金屬燃燒器和陶瓷燃燒器。為了適 應高風溫的要求，一般用陶瓷燃燒器，陶瓷燃燒器具有燃燒能力大、燃燒強度高、火焰較短、 空氣消耗係數低、燃燒完全，以及燃燒穩定等優點。[0004]根據陶瓷燃燒器性質可劃分為擴散燃燒、動力燃燒，以及介於兩者之間的半擴散 燃燒。其結構可分為套筒式、矩形、三孔式及柵格式陶瓷燃燒器。前兩種燃燒器的煤氣、空 氣出燃燒器後，基本是在燃燒室中混合、加熱、燃燒，屬於擴散燃燒；三孔式及柵格式燃燒器 的煤氣和空氣，基本上是出燃燒器前混合，屬於動力燃燒。還有一種雙環式陶瓷燃燒器，空 氣和煤氣在出燃燒器前部分混合，是一種半焰式燃燒器。它介於擴散燃燒與動力燃燒之間。[0005]在半焰式燃燒器的結構中，空氣從一側進入外面的環形套筒內，煤氣則從另一側 進入到中心管道內，助燃空氣、煤氣在出燃燒器前預混，射流進入燃燒室後再充分混合燃 燒。但是，由於此種燃燒器空氣、煤氣在出口前預混時會在高溫、高壓下出現回火現象，造成 此處的金屬筒被逐漸氧化掉，使得金屬套筒上方耐火填充料也受到衝刷，導致燃燒器外部 爐殼部位溫度過高而發紅，在工藝和安全方面存在隱患。發明內容[0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可以避免頂燃式熱風爐燃燒器外部 爐殼部位溫度過高發紅的頂燃式熱風爐用水平內混式陶瓷燃燒器。[0007]解決上述技術問題的技術方案是[0008]一種頂燃式熱風爐用水平內混式陶瓷燃燒器，它有一個環形燃燒室和6-20個燃 燒器，燃燒器沿環形燃燒室圓周在同一水平面上均勻排列，燃燒器的燒嘴位於環形燃燒室 內壁上，助燃空氣和煤氣分別通入到多個燃燒器中，通入助燃空氣的燃燒器和通入煤氣的 燃燒器間隔排列。[0009]上述頂燃式熱風爐用水平內混式陶瓷燃燒器，所述燃燒器為2Xn個(n=3-10)，其 中η個燃燒器通入助燃空氣，η個燃燒器通入煤氣，通入煤氣的燃燒器氣流中心線與法線的 夾角大於通入助燃空氣的燃燒器氣流中心線與法線的夾角。[0010]上述頂燃式熱風爐用水平內混式陶瓷燃燒器，所述助燃空氣燃燒器、煤氣燃燒器 進入環形燃燒室的燒嘴噴口處在不同角度上分別有9個直徑IlOmm或130mm的小孔。[0011]本實用新型的有益之處在於[0012]在保證合理的拱頂溫度和煙道溫度前提下，徹底解決了頂燃式熱風爐燒嘴外部爐 皮溫度過高的問題，可使燒嘴外部爐皮溫度由200°C降低至約100°C。此技術方案既解決 了熱風爐存在的工藝和安全方面的隱患，又降低了因燒嘴外部爐皮發紅而發生的灌漿的費 用。改造後拱頂溫度比改造前拱頂溫度提高20°C，熱風溫度也隨之提高20°C，預計可降低 焦比1. Wcg/t，每年可獲得巨大的經濟效益。


[0013]圖1為本實用新型的燒嘴組合磚出口展開圖；[0014]圖2為本實用新型的助燃空氣燃燒器、煤氣燃燒器剖面圖；[0015]圖3為本實用新型的助燃空氣燃燒器、煤氣燃燒器水平剖視圖；[0016]圖4為本實用新型的助燃空氣燃燒器、煤氣燃燒器氣流中心線剖視圖。[0017]圖中標記如下環形燃燒室內壁1、燒嘴噴口 2、助燃空氣燃燒器3、煤氣燃燒器4、 助燃空氣進口 5、煤氣進口 6、助燃空氣氣流7、煤氣氣流8、氣流中心線9、環形燃燒室10。
具體實施方式
[0018]本實用新型將助燃空氣、煤氣混合方式由當前的燒嘴前端預混、燃燒室內再次混 合的形式改變為助燃空氣、煤氣直接進入到燃燒室內進行混合、燃燒的形式，保護了拱頂耐 火砌體。[0019]圖中顯示，本實用新型有一個環形燃燒室10和2Xn個燃燒器(n=3-10)，環形燃燒 室10為堇青石莫來石組合磚砌築而成圓環狀砌體，2Xn個燃燒器沿環形燃燒室圓周在同 一水平面上均勻排列，燃燒器的燒嘴噴口 2位於環形燃燒室內壁1出口處。燃燒器入口取 消了套筒結構，每個燃燒器只通過一種氣體介質，2Xn個燃燒器中η個通過助燃空氣，另外 η個通過煤氣，呈間隔布置的形式。助燃空氣、煤氣分別通過不同的燃燒器進入環形燃燒室 10再進行混勻燃燒，保護了燃燒器本體結構。[0020]在本實用新型的一個實施例中，2500m3高爐熱風爐設有12個燃燒器，12個燃燒器 的中心線設置在同一水平面上，燃燒器按照6個助燃空氣燃燒器3加6個煤氣燃燒器4間 隔方式布置，與其他熱風爐助燃空氣、煤氣中心線設置在不同水平面的布置方式相比，更能 保證助燃空氣、煤氣的充分混合的效果。[0021]圖中顯示，各個燃燒器的燒嘴噴口 2處在不同角度上設有9個小孔，起到細流分割 的作用，使得助燃空氣與煤氣進入燃燒室後能更好的混合均勻。[0022]圖中顯示，通入煤氣的燃燒器氣流中心線9與與法線的夾角為17°，通入助燃空 氣的燃燒器氣流中心線9與法線的夾角為14°，η組助燃空氣燃燒器和η組煤氣燃燒器的 氣流分別相切於環形燃燒室10空間的兩個圓。本實用新型的一個實施例的6個助燃空氣 燃燒器3的助燃空氣氣流7和6個煤氣燃燒器4的煤氣氣流8分別相切於環形燃燒室10 空間內的直徑為1261mm、1500mm的兩個圓。[0023]本實用新型的工作特徵是[0024]助燃空氣、煤氣分別從以n+n形式間隔布置的燃燒器通過，被出口處不同角度小 孔細流分割進入燃燒室，由於兩種氣體介質通過的燃燒器中心線與其法線中心線角度不 同，助燃空氣和煤氣進入燃燒室後相切於兩個圓，然後進行混合、加熱和燃燒，燃燒的產物 不斷向下作旋流運動，避免火焰、氣流衝刷拱頂和爐牆。[0025]根據本實用新型所述技術方案，在保證合理的拱頂溫度和煙道溫度前提下，徹底 解決了頂燃式熱風爐燒嘴外部爐皮溫度過高的問題，可使燒嘴外部爐皮溫度由200°C降低 至約100°C。此技術方案既解決了熱風爐存在的工藝和安全方面的隱患，又降低了因燒嘴外 部爐皮發紅而發生的灌漿的費用。改造後拱頂溫度比改造前拱頂溫度提高20°C，熱風溫度 也隨之提高20°C，預計可降低焦比lJkg/t，每年可獲得巨大的經濟效益。
權利要求1.一種頂燃式熱風爐用水平內混式陶瓷燃燒器，其特徵在於它有一個環形燃燒室 [10]和6-20個燃燒器，燃燒器沿環形燃燒室[10]圓周在同一水平面上均勻排列，燃燒器的 燒嘴位於環形燃燒室內壁[1]上，助燃空氣和煤氣分別通入到多個燃燒器中，通入助燃空 氣的燃燒器和通入煤氣的燃燒器間隔排列。
2.根據權利要求1所述的頂燃式熱風爐用水平內混式陶瓷燃燒器，其特徵在於所述 多個燃燒器為2 X η個，其中η個燃燒器通入助燃空氣，η個燃燒器通入煤氣，通入煤氣的燃 燒器氣流中心線[9]與法線的夾角大於通入助燃空氣的燃燒器氣流中心線[9]與法線的夾 角，上式中，η=3-10。
3.根據權利要求2所述的頂燃式熱風爐用水平內混式陶瓷燃燒器，其特徵在於所述 助燃空氣燃燒器[3]、煤氣燃燒器[4]進入環形燃燒室[10]的燒嘴噴口 [2]處在不同角度 上分別有9個直徑為IlOmm或130mm的小孔。
專利摘要頂燃式熱風爐用水平內混式陶瓷燃燒器，屬於高爐煉鐵設備技術領域，用於解決頂燃式熱風爐燃燒器外部爐殼部位溫度過高發紅的問題，其技術方案是它有一個環形燃燒室和6-20個燃燒器，燃燒器沿環形燃燒室圓周在同一水平面上均勻排列，燃燒器的燒嘴位於環形燃燒室內壁上，助燃空氣和煤氣分別通入到多個燃燒器中，通入助燃空氣的燃燒器和通入煤氣的燃燒器間隔排列。本實用新型在保證合理的拱頂溫度和煙道溫度前提下，徹底解決了頂燃式熱風爐燒嘴外部爐皮溫度過高的問題，可使燒嘴外部爐皮溫度由200℃降低至約100℃，解決了熱風爐存在的工藝和安全方面的隱患。改造後熱風溫度提高了20℃，可降低焦比1.6kg/t，可獲得巨大的經濟效益。
文檔編號F23D14/24GK201819218SQ20102056137
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月14日 優先權日2010年10月14日
發明者康媛, 張振峰, 李海軍, 白延明, 董志民, 邢樹國 申請人:河北鋼鐵股份有限公司承德分公司